Teknik för förebyggande av väteförsprödning och anslutningssäkerhet för hög-bultar som används i rälsfästen
1. Vilka är huvudorsakerna till väteförsprödning och huvudsakliga felegenskaper hos hög-hållfasta bultar för rälsfästen?
Huvudorsaken till väteförsprödning av hög-hållfasta bultar för rälsfästen är att väteatomer invaderar och förblir inuti stålet under bearbetningslänkar som kallbearbetning, elektroplätering och betning, bildar väte-inducerade sprickor under dragpåkänning och leder så småningom till sprödbrott. Under kallbearbetning ger plastisk deformation av stål gallerdefekter, där väteatomer tenderar att ackumuleras; under galvanisering (såsom galvanisering) reduceras väteatomer i elektrolyten vid katoden och tränger in i bultens yta; under betning av rost, invaderar även väteatomer som genereras av reaktionen mellan sur lösning och stål substratet. När bulten är i drift, under den kombinerade verkan av fästande förspänning och tågvibrationsdragspänning, kommer de kvarvarande väteatomerna inuti att diffundera till spänningskoncentrationsområdet, vilket gör att stålets plasticitet och seghet sjunker kraftigt. När vätehalten överstiger det kritiska värdet (större än eller lika med 2ppm), kommer väteförsprödningsbrott att bildas vid mikrosprickorna. Det huvudsakliga kännetecknet för väteförsprödningsfel är plötslig fraktur utan plasticitet. Sprickytan är platt och ljus, uppvisar klyvnings- eller kvasi-klyvningsmorfologi, utan tydliga insnörningar och plastiska deformationsspår. Brott uppstår mestadels vid spänningskoncentrationsdelar som bultgängans rot och övergångsskivan mellan huvudet och skaftet, och brottet inträffar ofta kort tid efter bultfästning utan uppenbara{10}}förskador. Det är ett plötsligt misslyckande och utgör ett stort hot mot säkerheten för järnvägsförbindelser.
2. Vilka är de centrala processlänkarna för hela-processen för att förhindra och kontrollera väteförsprödning för hög-rälsbultar?
Kärnprocesslänkarna för hela-processen förebyggande och kontroll av väteförsprödning för hög-rälsbultar är indelade i tre steg: bearbetning av vätekontroll, åldrande dehydrering och väteförebyggande av färdiga produkter, som täcker hela processen med väteinvasion, väteåterstoder och väteåter-invasion, förverkligande av exakt kontroll av väteinnehåll. Bearbetningsvätekontrollsteget fokuserar på att minska den initiala invasionen av väteatomer: varm riktning används för att ersätta traditionell kall riktning vid kallbearbetning, bearbetningstemperaturen kontrolleras till 150-200 grader för att minska genereringen av gitterdefekter och sannolikheten för ackumulering av väteatomer; låg-vätebetningsprocess med väteinhibitor används före elektroplätering, syralösningens temperatur kontrolleras till 40-50 grader och betningstiden förkortas till 5-8 minuter för att minska intrånget av väteatomer; cyanid-fri alkalisk galvanisering används för att ersätta traditionell sur galvanisering för att minska mängden väteutfällning i elektrolyten, och väteborttagare tillsätts till galvaniseringslösningen för att minska reduktionen av väteatomer vid katoden. Det åldrande dehydreringssteget är nyckeln till förebyggande och kontroll: omedelbart efter bultbearbetning utförs låg-åldringsbehandling vid lågtemperatur, bulten placeras i en ugn vid 200-220 grader i 24-30 timmar, och diffusionen och utsläppet av väteatomer accelereras av temperaturhöjning, så att vätehalten är lägre än bultens kritiska 5 ppm. värde. Det färdiga väteförebyggande steget fokuserar på att förhindra återinvasion av väteatomer: efter dehydreringsbehandling förseglas bulten och beläggs med en speciell vätesäker tätningsmedelsbeläggning med en tjocklek på 10-15μm för att bilda en tät skyddande film, som förhindrar väteatomer i den yttre miljön (som väte i fuktig miljö och förbättrar prestandan i penetrosionens penetrosion) igen. bult samtidigt.
3. Vilka är anpassningskraven för att förhindra väteförsprödning och kontrollparametrar för hög-hållfasta rälsbultar av olika hållfasthetsgrader?
Kärnan i anpassningskraven för förebyggande och kontroll av väteförsprödningsparametrar för hög-hållfasta rälsbultar av olika hållfasthetsgrader är att justera temperaturen och tiden för åldrande dehydrering och vätekontrollstyrkan för processteknik för att matcha väteförsprödningskänsligheten hos stål av olika hållfasthetsgrader. Grad 8.8 bultar är medelhållfasta med låg väteförsprödningskänslighet, och de anpassade parametrarna för förebyggande och kontroll är: varm kurstemperatur 150 grader, låg-vätebetningstid 8 minuter, åldringsdehydrering vid 200 grader i 24 timmar efter alkalisk galvanisering, väteinnehåll efter dehydrering än eller 8 ppm kontrollerad vid Les och 0 s. väte-beläggningstjocklek 10μm. Grad 10.9 bultar är av hög hållfasthet med måttlig väteförsprödningskänslighet, och de anpassade parametrarna för förebyggande och kontroll är: varm kurstemperatur 170 grader, låg-vätebetningstid 6 minuter, ökad mängd väteborttagningsmedel under galvanisering, åldrande dehydrering vid 210 grader under 26 timmar, halt av väte till lika mycket väte till 06 timmar eller ppm, vätehalt efter 06 timmar. väte-beläggningstjocklek 12μm. Grad 12.9-bultar är ultra-höghållfasta med hög kolhalt, många gallerdefekter och extremt hög väteförsprödningskänslighet, vilket är nyckeln till förebyggande och kontroll. De anpassade parametrarna för förebyggande och kontroll är: varm kurstemperatur 200 grader, låg-betningstid för väte 5 minuter, väte-fri galvaniseringsprocess som ersätter traditionell alkalisk galvanisering, åldringsdehydrering vid 220 grader i 30 timmar, och sekundär vätehaltsdetektering efter dehydrering för att säkerställa en vätebeläggning som är lika med vätehalt mindre än 2,5 pp till vätehalt mindre än 2} tjocklek 15μm. Samtidigt utförs kälförstärkningsbehandling på roten av bultgängan för att minska spänningskoncentrationen och sannolikheten för väte-inducerad sprickinitiering. Bultar av alla hållfasthetsgrader kräver att åldringsdehydreringen slutförs inom 4 timmar efter galvanisering för att undvika diffusion av väteatomer in i stålet.
4. Vilka är de grundläggande detekteringsmetoderna och bedömningsstandarderna för väteförsprödning av hög-hållfasta rälsbultar?
Kärndetekteringsmetoderna för väteförsprödning av hög-hållfasta rälsbultar är indelade i två kategorier: väteinnehållsdetektering och väteförsprödningskänslighetsdetektering, som samarbetar med varandra för att förverkliga en omfattande bedömning av risken för väteförsprödning, som täcker hela länken mellan råmaterial, bearbetning och färdiga produkter. Detektering av väteinnehåll använder den termiska extraktionsmetoden: bultprovet placeras i en vakuumuppvärmningsugn och värms upp till 600-800 grader för att helt undkomma de inre väteatomerna, och innehållet av utsläppt väte detekteras av en väteanalysator. Denna metod har en detektionsnoggrannhet på 0,1 ppm, vilket är kärnan för kvantitativ detektering av väteinnehåll. Vätehalten i råvaror ska vara mindre än eller lika med 1,0 ppm, bearbetning av-halvfärdiga produkter Mindre än eller lika med 0,8 ppm och färdiga produkter Mindre än eller lika med 0,5 ppm (Betyg 12,9)/Mindre än eller lika med 0,8 ppm (Betyg 8,8). Detektering av känslighet för väteförsprödning använder dragtest med långsam töjningshastighet (SSRT) och dragtest med konstant belastning. I SSRT sträcks bultprovet till brott med en låg hastighet av 1×10⁻⁶s⁻¹. Om förlängningen efter brott och minskning av provets area minskar med mindre än eller lika med 10 % jämfört med det väte-fria provet, bedöms väteförsprödningskänsligheten vara låg. I dragprovet med konstant belastning appliceras en dragspänning på 75 % av den nominella draghållfastheten på provet och hålls i 200 timmar vid rumstemperatur. Om provet inte har någon fraktur bedöms det vara kvalificerat. Dessutom måste de färdiga bultarna också genomgå utseende och metallografisk detektering: inga sprickor och gropbildning på utseendet, inga väte-inducerade mikrosprickor vid metallografisk detektering och ingen onormal gitterförvrängning i spänningskoncentrationsområden som gängans rot. Provtagningsinspektionsförhållandet för väteinnehållsdetektering för varje sats av bultar är större än eller lika med 5 %, och väteförsprödningskänslighetsdetektering är satsvis detektering-för sats. Alla okvalificerade partier omarbetas och dehydreras igen.
5. Vilka är huvudpunkterna för att förebygga och kontrollera väteförsprödning vid -installation och användning av hög-rälsbultar på plats?
Nyckelpunkterna för att förebygga och kontrollera väteförsprödning vid -installation och användning av hög-rälsbultar på plats fokuserar huvudsakligen på att undvika sekundär väteabsorption, kontrollera fästspänningar och förhindra spänningskoncentrationer för att säkerställa att väteförsprödning inte orsakas under service av bultarna och anslutningssäkerheten garanteras. Före installation, kontrollera tillståndet för bultens ytskyddande skikt, förbjud strängt användningen av bultar med skadad och flagnande beläggning för att förhindra att väteatomer i media som fuktig luft och regnvatten invaderar bulten genom den skadade delen. Om beläggningen har en liten skada, reparera den med ett speciellt vätebeständigt-reparationsmedel före användning. Under bultfästning måste förspänningen kontrolleras strikt och en momentnyckel används för att dra åt enligt designvridmomentet: åtdragningsmomentet för Grade 8.8 bultar är Mindre än eller lika med 300N·m, Grade 10.9 Mindre än eller lika med 450N·2.0m, Grade lika med 1·2.0m, 0M, 0,0 N. Undvik överdriven dragpåkänning på bulten som orsakas av över-vridmoment, vilket inducerar väteförsprödningsbrott. Samtidigt används "steg-för--åtdragningsmetoden" för åtdragning, som dras åt till designvridmomentet på 2-3 gånger för att undvika stressmutationer. Under installationen, se till att bulten matchar noggrannheten med muttern och tryckplattan, gängingreppsgapet är mindre än eller lika med 0,1 mm utan fastklämning och excentrisk belastning, för att förhindra ytterligare spänningskoncentration vid roten av gängan och förvärra ansamlingen av väteatomer. Under service är inspektionscykeln 3 månader, med fokus på att kontrollera om bulten har sprickor och brotttecken, speciellt vid gängroten och huvudövergången. Om mikrosprickor uppstår på bultens yta, byt ut den omedelbart och det är strängt förbjudet att fortsätta använda den. Dessutom, i väte-absorberande miljöer som kustnära områden och områden med hög-fuktighet, applicera regelbundet väte-beständigt och korrosionsskyddande fett på de exponerade delarna av bultarna för att stärka det sekundära skyddet, förhindra intrång av väteatomer och rengöra det ackumulerade vattnet och korrosiva medierna runt bultarnas utsläppsfaktor för att minska vätgasinsläppen.