Corrosion électrochimique et protection des composants métalliques des fixations sous courant vagabond
Q1 : Comment le courant vagabond provoque-t-il la corrosion électrochimique des composants métalliques des fixations ?
A1 : Lorsque le courant vagabond s'écoule dans le sol à partir des rails et des fixations, des micro-batteries de corrosion se forment à l'interface de l'électrolyte métallique-(eau, béton humide). Les composants métalliques situés dans la zone anodique perdent des électrons et se dissolvent dans la rouille, provoquant des piqûres, un amincissement uniforme et un effritement. Une densité de courant vagabond plus élevée, une humidité plus élevée et une meilleure conductivité du sol accélèrent le taux de corrosion, qui est plusieurs à des dizaines de fois plus rapide que la corrosion naturelle.
Q2 : Quelles sont les différences en termes de morphologie de corrosion et de risque de défaillance entre les clips, les boulons et les manchons ?
A2: Les clips sont exposés à l'air et supportent des contraintes vibratoires, subissant principalement des piqûres et des effritements. Les piqûres de corrosion provoquent une concentration des contraintes et réduisent la résistance à la fatigue, conduisant à une rupture par fatigue par corrosion. Les boulons supportent des contraintes de traction, la corrosion se produisant au niveau des filetages et des surfaces de montage, sujettes à la fissuration par corrosion sous contrainte et à une défaillance soudaine. Les manchons à l'intérieur du béton subissent une corrosion et une expansion externes uniformes, provoquant un relâchement des manchons et des fissures dans les traverses, ce qui constitue une défaillance structurelle très difficile à réparer.
Q3 : Quelles sont les conditions environnementales qui accélèrent considérablement la corrosion par courants vagabonds ?
A3: Premièrement, les zones de brouillard salin humides, pluvieuses et côtières à haute conductivité électrolytique. Deuxièmement, les tunnels et les sections souterraines présentant un mauvais drainage et une humidité à long terme. Troisièmement, des sections avec ballast sale et mortier en poudre facilitant la diffusion des courants vagabonds. Quatrièmement, les lignes ferroviaires principales avec une charge de traction élevée et une densité de trafic élevée. Cinquièmement, les sections dont l'isolation des voies est vieillie et endommagée, provoquant un mauvais reflux et une augmentation des fuites de courant vagabond.
Q4 : Pourquoi la fatigue due à la corrosion est-elle plus fatale à la durée de vie des fixations que la corrosion électrochimique pure ?
A4: La corrosion pure n'entraîne qu'une perte de matière avec une atténuation de la durée de vie relativement lente ; la fatigue par corrosion résulte de la combinaison d’un milieu corrosif et de contraintes vibratoires alternées. La corrosion forme des piqûres qui constituent des sources de fissures ; les contraintes alternées accélèrent la propagation des fissures ; les produits de corrosion se coincent dans les pointes des fissures pour accélérer encore la fissuration. Par conséquent, la rupture par fatigue et corrosion n’a souvent aucun présage évident avec un cycle de défaillance beaucoup plus court, ce qui constitue une menace soudaine pour la sécurité routière.
Q5 : Comment construire un système de protection complet du point de vue de la conception, des matériaux et du fonctionnement ?
A5: Dans la conception, renforcer le système de refoulement de traction, optimiser le câblage, améliorer l'isolation des voies et installer des dispositifs de drainage pour réduire les courants vagabonds. En termes de matériau, adoptez la galvanisation à chaud-par immersion, le Dacromet et d'autres revêtements anticorrosion-à long terme-pour les clips et les boulons ; utilisez des manchons en acier inoxydable ou anti-corrosion. En fonctionnement, suivez régulièrement le potentiel de terre et la densité de courant vagabond ; inspecter la corrosion et remplacer les composants gravement rouillés ; réparer l'isolation endommagée, nettoyer le ballast et maintenir le drainage pour supprimer la corrosion électrochimique.