鐵路鋼軌專用防脹隔熱涂料
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鐵路鋼軌防脹隔熱涂料
無(wú)縫線路已經(jīng)成為我國(guó)鐵路線路的基本形式,高速鐵路4.5萬(wàn)公里均為無(wú)縫線路,普速鐵路占比已達(dá)57.8%。無(wú)縫線路的特點(diǎn)是軌條很長(zhǎng),且被扣件及軌枕約束無(wú)法只有伸縮,受氣溫變化,溫度每升高1℃,500米的無(wú)縫鋼軌就會(huì)伸長(zhǎng)5.9毫米,當(dāng)軌溫大于鎖定軌溫時(shí),在鋼軌內(nèi)部要產(chǎn)生很大的軸向溫度力(壓力),一旦鋼軌持續(xù)受熱,內(nèi)部應(yīng)力激增,鋼軌就會(huì)發(fā)生明顯彎曲,進(jìn)而影響無(wú)縫線路穩(wěn)定性,極端情況下將導(dǎo)致“脹軌跑道”,危機(jī)行車安全,可以說(shuō),夏季鋼軌防脹是工務(wù)系統(tǒng)一項(xiàng)重要工作。
目前鋼軌防漲的主要手段是通過(guò)應(yīng)力放散作業(yè)及物理降溫的模式,一旦某處鋼軌出現(xiàn)鋼軌軌溫異常,相關(guān)工區(qū)組織人員采取用水冷卻或冰塊或干冰等進(jìn)行降溫,人工勞動(dòng)強(qiáng)度大,難以長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)降溫,全天窗情況下施工組織不易保證。
優(yōu)波科開發(fā)的鋼軌專用防脹隔熱涂料,涂敷在鋼軌軌腰處,極薄的涂層即可達(dá)到顯著的隔熱降溫的效果,施工方便且涂層無(wú)安全隱患的特點(diǎn)非常適合高溫季節(jié)防脹軌、防腐蝕的應(yīng)用場(chǎng)景。
應(yīng)用試驗(yàn)情況
鄭州站普速運(yùn)營(yíng)線路實(shí)際應(yīng)用試驗(yàn)
(1)試驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)試專用反射隔熱涂料用于實(shí)際運(yùn)營(yíng)線路時(shí)降低鋼軌溫度及溫度應(yīng)力的實(shí)際效果。
(2)試驗(yàn)時(shí)間:2020年9月
地點(diǎn):鄭州火車站行車公寓旁普速貨運(yùn)軌道上行線
(3)試驗(yàn)器材及設(shè)備:高鐵軌道板及鋼軌專用反射隔熱涂料、汽油機(jī)型無(wú)氣噴涂機(jī)、鋼軌防護(hù)罩、多路溫度測(cè)試記錄儀等相關(guān)設(shè)備。
(4)鋼軌涂裝施工方案
第1“天窗”:布置測(cè)試設(shè)備,設(shè)置測(cè)溫點(diǎn)、應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試點(diǎn)及相應(yīng)測(cè)試裝置;
第2“天窗”:用掃帚清掃待涂裝鋼軌軌腰,清除浮塵,放置鋼軌防護(hù)罩,采用無(wú)氣噴涂機(jī)均勻噴涂水性銹轉(zhuǎn)化防腐底漆1道,平均干膜厚度30μm,撤走鋼軌防護(hù)罩,自然干燥;
第3“天窗”:放置鋼軌防護(hù)罩,無(wú)氣噴涂機(jī)均勻噴涂專用反射隔熱涂料第1道,平均干膜厚度50μm,自然干燥;
第4“天窗”: 放置鋼軌防護(hù)罩,無(wú)氣噴涂機(jī)均勻噴涂專用反射隔熱涂料第2道,平均干膜厚度50μm,撤走鋼軌防護(hù)罩,自然干燥。
(5)隔熱降溫效果測(cè)試方案
在施工區(qū)間200m中間位置處設(shè)置測(cè)溫點(diǎn),測(cè)溫點(diǎn)分別在施工鋼軌與空白對(duì)照鋼軌的軌頭下沿、軌腰中部、軌底上部3處設(shè)置且一一對(duì)應(yīng)。測(cè)溫設(shè)備采用多路溫度測(cè)試儀及配套的線型熱電偶,熱電偶觸點(diǎn)粘貼在測(cè)溫點(diǎn)表面,測(cè)溫線沿鋼軌下沿軌枕處穿線管引出,埋地引至軌道線路3米外的溫度記錄儀處。多路溫度測(cè)試儀無(wú)人值守,由蓄電池供電,持續(xù)采集涂裝前后溫度數(shù)據(jù),采集時(shí)間間隔30min,采集持續(xù)時(shí)長(zhǎng)3天,根據(jù)采集到的溫度數(shù)據(jù)分析隔熱降溫效果。
(6)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)施工及測(cè)試情況施工完成半個(gè)月后,采集無(wú)隔熱涂裝空白對(duì)照鋼軌及隔熱涂裝后試驗(yàn)鋼軌軌腰部位在自然環(huán)境下的溫度變化數(shù)據(jù),根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)繪制的溫度變化曲線如下
實(shí)際應(yīng)用測(cè)試結(jié)果表明:在32-34℃的晴天天氣下,未經(jīng)隔熱涂裝的鋼軌軌腰部溫度可高達(dá)50℃,而經(jīng)過(guò)隔熱涂裝的鋼軌軌腰部溫度最高僅為44℃;夏季高溫時(shí)段隔熱涂料涂裝后的鋼軌同比可降低溫度4-6℃;隔熱涂裝后的軌腰表面無(wú)銹蝕情況出現(xiàn)。
洛陽(yáng)關(guān)林站普速運(yùn)營(yíng)線路實(shí)際應(yīng)用試驗(yàn)
(1)試驗(yàn)?zāi)康模涸俅螠y(cè)試專用反射隔熱涂料用于實(shí)際運(yùn)營(yíng)線路時(shí)降低鋼軌溫度及溫度應(yīng)力的實(shí)際效果。
(2)試驗(yàn)時(shí)間:2023年9月
地點(diǎn):洛陽(yáng)關(guān)林站焦柳普速客運(yùn)軌道下行線
(3)試驗(yàn)器材及設(shè)備:高鐵軌道板及鋼軌專用反射隔熱涂料、汽油機(jī)型無(wú)氣噴涂機(jī)、鋼軌防護(hù)罩、接觸式溫度測(cè)試儀等相關(guān)設(shè)備。
(4)鋼軌涂裝施工方案
第1“天窗”:用掃帚清掃待涂裝鋼軌軌腰,清除浮塵,放置鋼軌防護(hù)罩,采用無(wú)氣噴涂機(jī)均勻噴涂水性銹轉(zhuǎn)化防腐底漆1道,平均干膜厚度30μm,撤走鋼軌防護(hù)罩,自然干燥;放置鋼軌防護(hù)罩,無(wú)氣噴涂機(jī)均勻噴涂專用反射隔熱涂料第1道,平均干膜厚度50μm,自然干燥。
第2“天窗”: 放置鋼軌防護(hù)罩,無(wú)氣噴涂機(jī)均勻噴涂專用反射隔熱涂料第2、3道,平均干膜厚度100μm,撤走鋼軌防護(hù)罩,自然干燥。
第3“天窗”: 鋼軌隔熱降溫效果測(cè)試。
(5)隔熱降溫效果測(cè)試方案
采用接觸式溫度測(cè)試儀測(cè)試鋼軌表面溫度。(6)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)施工及測(cè)試情況
2023年9月7日中午時(shí)段對(duì)試驗(yàn)線路鋼軌進(jìn)行了實(shí)際溫度對(duì)比測(cè)試,結(jié)果表明:在最高氣溫30℃的晴天天氣下,未經(jīng)隔熱涂裝的鋼軌軌腰部溫度可高達(dá)47℃,而經(jīng)過(guò)隔熱涂裝的鋼軌軌腰部溫度最高僅為39.5℃;夏季高溫時(shí)段隔熱涂料涂裝后的鋼軌同比可降低溫度7.5℃;隔熱涂裝后的軌腰表面無(wú)銹蝕情況出現(xiàn)。
自2018年始至2024年,降低高速鐵路整體道床及鋼軌溫度應(yīng)力的材料與工藝研究項(xiàng)目歷時(shí)6年,先后開展上百次配方試驗(yàn),實(shí)施了不少于6輪次的高速鐵路軌道板及鋼軌的隔熱模擬測(cè)試及實(shí)際應(yīng)用測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明,本項(xiàng)目開發(fā)的降低高速鐵路整體道床及鋼軌溫度應(yīng)力專用反射隔熱涂料可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo),涂層效果及質(zhì)量足實(shí)際應(yīng)用需要。