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达克罗处理的紧固件锈蚀原因分析及解决措施


摘要:以城轨车辆紧固件锈蚀的问题为研究对象,从试验和理论上分析了达克罗处理后的锁紧垫圈锈蚀原因乐鱼app乐鱼app,并提出了具体的解决措施.

 1.问题的提出

      城轨车辆车体焊接结构大多主要采用铝合金材料,为满足防腐要求,用于安装车辆设备及其部件的紧固螺栓大多采用不锈钢材料乐鱼app,但为盫そ艄碳姆栏佬庑阅芎?降低整体成本,大量采用经过达克罗处理的锁紧垫圈与不锈钢螺栓配合使用乐鱼app乐鱼app,如城轨车辆车顶上用于受电弓.避雷针.空调等部件安装的锁紧垫圈等.锁紧垫圈材质 为弹簧钢乐鱼app乐鱼app,表面进行达克罗处理乐鱼app乐鱼app,配合A4-80的不锈钢螺栓.螺母使用乐鱼app.但是使用一段时间后发现,用在车辆外部的锁紧垫圈,如车顶空调减震安装螺栓处的锁 紧垫圈出现锈蚀现象,而在车内及底架起紧固作用的垫圈暂未发现锈蚀情况乐鱼app.

2乐鱼app乐鱼app.达克罗处理垫圈锈蚀原因初步分析

      金属锈蚀的原因一般主要是电化学腐蚀或空气蚀原因可能为:

    (1)达克罗涂层不符要求乐鱼app,达克罗表面涂层存在起泡.开裂乐鱼app乐鱼app乐鱼app.针孔和漏涂等缺陷,不能起到有效的经分析乐鱼app,达克罗表面处理过的锁紧垫圈出现锈防腐作用乐鱼app,造成氧化腐蚀乐鱼app.

    (2)达克罗处理的锁紧垫圈与不锈钢螺栓配合使用乐鱼app乐鱼app,由于2种金属材料的腐蚀电位不同乐鱼app乐鱼app,造成电位较低的弹簧钢垫圈更加容易溶解锈蚀乐鱼app乐鱼app.

3乐鱼app.试验验证及分析

    为了验证上述2种可能导致垫圈生锈的原因乐鱼app,主要从材质分析乐鱼app乐鱼app.外观低倍检测和盐雾对比试验进行检测和分析乐鱼app.

3.1 试验验证

3.1.1锁紧垫圈材质检验

      从运用现场拆下2个DAC320锁紧垫圈SKM12,通过打磨去掉基材表面的达克罗涂层乐鱼app乐鱼app,使用光谱仪检测基材的化学成分,测试结果如表1所示乐鱼app,满足GB/T1222 -2007中65Mn材料要求乐鱼app乐鱼app乐鱼app.

3.1.2锁紧垫圈低倍检验

    试验方式:随即抽取3个全新DAC320锁紧垫圈SKM12;经过简单的表面清洗(一片酸洗.一片清水冲洗乐鱼app.一片碱洗);通过肉眼和放大40倍的放大镜观察乐鱼app乐鱼app.观察发现垫圈表面光滑乐鱼app乐鱼app.呈银灰色乐鱼app乐鱼app,未发现垫圈表面有明显的裂纹乐鱼app.起泡等缺陷乐鱼app乐鱼app.

3.1.3锁紧垫圈盐雾对比试验

    试验方式:随机抽取4个全新DAC320锁紧垫圏SKM12乐鱼app乐鱼app,与该垫圈配合使用的A4-70螺栓乐鱼app.A4-80螺母各2个乐鱼app乐鱼app乐鱼app;将垫圈乐鱼app.螺栓乐鱼app.螺母分为2组乐鱼app,第 1组为2个单独使用的垫圈乐鱼app.第2组为垫圈与螺栓乐鱼app乐鱼app乐鱼app.螺母配合使用结构;将2组样品放人NaCl溶液浓度为5%的盐雾试验机内,试验温度为35T,采用间歇式 喷雾(喷5min乐鱼app乐鱼app.停10min);每隔一段时间观察一次试验进程乐鱼app,直到垫圈出现明显锈糔?乐鱼app.

试验结果:

(1)试验开始前螺栓垫圈组件中的垫圈和单独的垫圈乐鱼app,表面呈银灰色,没有锈迹.
(2)试验24h后观察发现螺栓垫圈组件中的垫圈出现了少量锈斑乐鱼app,而单独的垫圈和试验前相比较无变化乐鱼app,如图1所示.
(3)试验48h后观察发现螺栓垫圈组件中的垫圈出现了明显锈斑乐鱼app乐鱼app,而单独的垫圈和试验前相比较无变化乐鱼app乐鱼app.
(4)试验72h后观察发现螺栓垫圈组件中的垫圈腐蚀严重,而单独的垫圈和试验前相比较基本无变化乐鱼app,如图2所示乐鱼app乐鱼app乐鱼app.

3.2试验结果分析

由2组垫圈的对比盐雾试验结果可知:
(1)单独检测经达克罗处理的垫圈抗腐蚀性能良好乐鱼app,经过72h盐雾试验未发生任何锈蚀乐鱼app;             
(2)与不锈钢螺栓配合使用时乐鱼app,它的抗腐蚀性能明显下降乐鱼app乐鱼app,经过24h盐雾试验就开始发生锈蚀乐鱼app乐鱼app.

达克罗处理的紧固件锈蚀原因分析及解决措施

      经分析乐鱼app,达克罗涂层中Zn的电位为-0.762,而不锈钢A4(0Cr17Ni14Mo2)的电位为正,两者之间存在着较大电位差,在水介质中会发生电偶 腐蚀乐鱼app.2种金属构成宏电池乐鱼app乐鱼app,产生电偶电流乐鱼app,使电位较低的达克罗涂层溶解加速(Zn=Zn2++2e)乐鱼app.当涂层溶解到一定程度后乐鱼app,锁紧垫圈的基材就暴露在潮 湿空气中乐鱼app,达克罗涂层就失去了它的防腐蚀功能,从而造成了弹簧钢(锁紧垫圈)的生锈乐鱼app.

      综上所述乐鱼app,表面达克罗处理的锁紧垫圈在使用过程中出现生锈问题的原因是:在紧固件选型过程中没有考虑到碳钢达克罗涂层和不锈钢的电位差较大乐鱼app乐鱼app,再加上使用环境恶劣乐鱼app乐鱼app,有水介质存在,造成腐蚀加速乐鱼app乐鱼app乐鱼app.

4乐鱼app乐鱼app乐鱼app.解决措施

      考虑到锁紧垫圈的使用环境较恶劣(室外)乐鱼app,根据电偶腐蚀原理,同一机构中应尽可能用同一种金属乐鱼app乐鱼app乐鱼app,或者电位尽可能接近的两种金属,并用绝缘物使之隔开乐鱼app乐鱼app,避免产生电偶腐蚀.因此乐鱼app乐鱼app,确定采用不锈钢A4的锁紧垫圈替代弹簧钢垫圈.

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