עיצוב ומערכת הגנה מפני קורוזיה במחזור החיים עבור רכיבי מעבר מסילה
מהם סוגי הקורוזיה העיקריים העומדים בפני רכיבי מעבר מסילה?
אלה כוללים בעיקר: קורוזיה אטמוספרית, קורוזיה של גשם חומצי, קורוזיה בתרסיס מלח (אזורי חוף ואגמי מלח), קורוזיה כימית מחומרי הפחת-הקרח (חורפים צפוניים), קורוזיה אלקטרוכימית ממי תהום ואדמה, קורוזיה של זרם תועה (מטרו ורכבת קלה), קורוזיה של חריצים (השפעת בורג והידוק משולבים) קורוזיה). אזורים שונים נשלטים על ידי סוגי קורוזיה שונים. לדוגמה, אזורי חוף מושפעים בעיקר מריסוס מלח, אזורים צפוניים מחומרי הפחה- ואזורים דרומיים על ידי חמצון-בטמפרטורה-גבוהה. מטרו מושפעים בעיקר מקורוזיה של זרם תועה, הדורשת מערכות ממוקדות נגד קורוזיה.-
מהם התרחישים הרלוונטיים והשוואות תוחלת החיים של תהליכים נפוצים נגד-קורוזיה עבור רכיבי מתכת?
גלוון-בחום: תהליך בוגר, הידבקות חזקה, עלות בינונית, עמיד בפני קורוזיה אטמוספרית ומי גשמים, מתאים לקפיצים, ברגים, לוחות לחץ, דוקרנים וכו', עם תוחלת חיים חיצונית של 8-15 שנים. ציפוי אלומיניום Dacromet/אבץ-: ללא שבירות מימן, עמיד בפני התזת מלח וקורוזיה כימית, מתאים למחברים- בחוזק גבוה, עם תוחלת חיים של 10-20 שנים, משמש בעיקר ברכיבים מרכזיים של-רכבות מהירות ומטרו. ציפוי אבקה/ציפוי פלואורוקרבון: מראה טוב ועמידות חזקה במזג אוויר, מתאים לרכיבים המשלבים הגנה דקורטיבית וקורוזיה, אך עמידות פגיעה ועמידות בפני שחיקה ירודה, משמשת בעיקר לחלקי מבנה חשופים. נירוסטה/פלדת מזג אוויר: הגנה ישירה בפני קורוזיה מהחומר עצמו, עם חיי השירות הארוכים ביותר, המגיעים ל-20-30 שנה ומעלה, אך בעלות גבוהה, משמשת בעיקר בסביבות קורוזיביות במיוחד או בחלקים נטולי תחזוקה לטווח ארוך. בהנדסה בפועל, לעתים קרובות נעשה שימוש בהגנה מפני קורוזיה מרוכבת, כגון גלוון + ציפוי איטום, כדי להאריך עוד יותר את חיי השירות.
כיצד לאזן בין ביצועי הגנת קורוזיה ותכונות מכניות בתכנון הגנת קורוזיה?
רכיבים בעלי חוזק- גבוה כגון תפסי קפיצים, לוחות דג וברגים חייבים להימנע מהתפוררות מימן, שינויים מטאלוגרפיים וריכוז מתח במהלך הגנת קורוזיה. לדוגמא: כבישה מוגזמת של פלדת קפיצים כמו קליפס קפיצים אסורה בהחלט; יש להעדיף תהליכי הגנת קורוזיה ללא התפרקות מימן-; טמפרטורת הגלוון החמה- צריכה להיות מבוקרת באופן סביר כדי למנוע הפחתת קשיות החומר וקשיחותו; עובי הציפוי צריך להיות אחיד כדי למנוע השפעה על ממדי ההרכבה ולחץ מגע; יש להימנע מציפויים עבים מדי על משטחי לחץ ומשטחי חיכוך כדי למנוע החלקה והתרופפות. הציפוי נגד-הקורוזיה חייב לבודד מדיה קורוזיבית מבלי לפגוע בחוזק, בקשיחות ובביצועי העייפות של הרכיבים עצמם, תוך השגת איזון בין הגנה מפני קורוזיה ותכונות מכניות.
היכן ממלאת הגנת קורוזיה מבנית תפקיד מכריע בתכנון רכיבי המסילה?
עיצוב מבני טוב יכול להפחית באופן משמעותי את סיכוני הקורוזיה: הימנעות מחריצים ופינות מתות שבהן יכולים להצטבר מים, אבק וחול; הפחתת משטחי מגע המועדים לקורוזיה של חריצים; שימוש בצורות יעילות לניקוז קל וסילוק שפכים; עיבוי או עיגול נקודות תורפה כגון חורי ברגים, קצוות ופינות; והימנעות מחתכים ומרווחים באזורים נושאי עומס קריטיים- כדי למנוע הצטברות של קורוזיה ועייפות. הגנה מפני קורוזיה מבנית היא השיטה החסכונית והארוכה ביותר-, ומפחיתה את לחץ התחזוקה שלאחר מכן. במיוחד במנהרות, באזורים-נמוכים עם הצטברות מים ואזורים עם התזת מלח חמורה, הגנת קורוזיה מבנית עדיפה לרוב על הגנת קורוזיה פשוטה של ציפוי.
מה כוללת מערכת תפעול ותחזוקה להגנה מפני קורוזיה במחזור חיים מלא?
זה כולל: בחירה ובדיקה ראשונית נגד-ערכת קורוזיה ← בדיקת איכות נגד-מפעל ← בדיקת איכות קורוזיה ← הגנה במהלך הבנייה (ללא שריטות, ללא זיהום, ללא השפעות) → בדיקות סדירות במהלך הפעולה (נזקי ציפוי, חלודה, קילוף, חריצים) → תיקון בזמן של נזקים מקומיים → החלפת אצווה של הסביבה של אורך חיי אצווה{2}} (אזורי חוף, אזורים קרים-בגובה, אזורי תעשייה, רכבות תחתיות) כדי להנחות את השדרוג נגד-הקורוזיה של קבוצת הרכיבים הבאה. באמצעות בקרת תהליכים מלאה-, תוחלת החיים בפועל נגד-קורוזיה של רכיבים מגיעה לתוחלת התכנון, תוך מניעת כשל בלתי צפוי עקב קורוזיה מוקדמת והפחתת העלות הכוללת של מחזור החיים.