[發明專利]一種鋼軌加速疲勞劣化實驗方法

在審

• 申請號: 202011048699.0
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112161885A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 龐濤
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N17/00;G01N25/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

本發明公開了一種鋼軌加速疲勞劣化實驗方法，包括包括以下步驟，(1)取樣；(2)加工；(3)環境盒實驗；(4)應力實驗；(5)評價并判斷；試樣從疲勞試驗機中取出，用乙醇清洗晾干后評價，判定試樣是否適合用于所對應的環境。本發明方法實現了環境?疲勞載荷協同作用的加速腐蝕?疲勞實驗；不僅可以評估鋼軌在所用環境中的安全性、可用性，而且該方法與評定更接近鋼軌實際使用狀態，為鋼軌選材、施工設計、鋼軌產品性能檢測提供了可靠有效的實驗評定方法。

技術領域

本發明涉及鋼軌材料性能實驗方法，特別是一種鋼軌加速疲勞劣化實驗方法。

背景技術

近年來，經過實地走訪考察發現，我國南方沿海地區鋼軌腐蝕較內地環境的腐蝕更嚴重，隧道環境內鋼軌的腐蝕較露天環境的腐蝕更加嚴重，尤其以海底隧道內的環境，因海水滲漏且隧道內環境相對封閉溫度較高，空氣濕度大，空氣中氯離子含量較多，這種情況下，形成了一種類似鹽霧的加速腐蝕環境，導致其中的鋼軌腐蝕較為嚴重，輪軌未接觸部位(軌腰和軌底)易出現局部腐蝕，加上交變應力載荷的作用，使鋼軌軌腰和底座部位表現出環境與荷載協同作用下的腐蝕行為和特征，如出現點蝕、微裂紋等。

可以肯定，鋼軌在此類較惡劣的服役環境下受到腐蝕與應力載荷的共同作用，導致其壽命大為縮短且斷裂失效機率增高，我們將此種鋼軌失效稱為鋼軌腐蝕疲勞，這種是一種非常嚴重的鋼軌劣化形式，其本質是外界荷載產生機械作用和腐蝕介質產生的電化學腐蝕效應的相互作用；這種劣化作用遠大于純腐蝕或者純疲勞單獨作用結果。

發明內容

基于以上現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種鋼軌加速疲勞劣化實驗方法。該方法實現了環境-疲勞載荷協同作用的加速腐蝕-疲勞實驗；不僅可以評估鋼軌在所用環境中的安全性、可用性，而且該方法與評定更接近鋼軌實際使用狀態，為鋼軌選材、施工設計、鋼軌產品性能檢測提供了可靠有效的實驗評定方法。

為解決以上技術問題，本發明采用以下技術方案實現：

一種鋼軌加速疲勞劣化實驗方法，包括以下步驟，

(1)取樣；鋼軌疲勞實驗試樣從鋼軌軌腰與軌底結合部位，且平行于鋼軌長度方向取樣；

(2)加工；完成試樣取樣后，按尺寸進行加工；加工好后的試樣對其表面打磨拋光；用丙酮對試樣除油，然后用乙醇溶液進行清；

(3)環境盒實驗；將試樣插入環境盒中，試樣與環境盒口采用帶耐酸堿硅膠粘合，利用鹽霧發生器形成鹽霧通入環境盒中，同時環境盒中的加熱裝置控制溫度在10-40℃；

(4)應力實驗；將試樣裝載至疲勞試驗機上，固定好環境盒，盒中保持鹽霧氣氛以及溫度恒定320分鐘后開始加載周期循環恒載荷拉應力；

(5)評價并判斷；試樣從疲勞試驗機中取出，用乙醇清洗晾干后評價，判定試樣是否適合用于所對應的環境。

前述的鋼軌加速疲勞劣化實驗方法中，所述的步驟(2)中，所述的加工尺寸為，試樣兩端夾持端高度為20mm，寬度為20mm，長度為45mm，長度方向的四條邊進行圓弧倒角處理，圓弧直徑26mm；中間平行部高度為13.5mm，寬度為13.5mm，長度為60mm，長度方向的四條邊進行圓弧倒角處理，圓弧直徑20mm；夾持端與平行部之間過渡弧直徑為60mm,長度15mm。

前述的鋼軌加速疲勞劣化實驗方法中，所述的步驟(2)中，所述的打磨拋光采用600#砂紙進行打磨拋光。

前述的鋼軌加速疲勞劣化實驗方法中，所述的步驟(3)中，所述的耐酸堿硅膠為704硅橡膠。

前述的鋼軌加速疲勞劣化實驗方法中，所述的步驟(3)中，環境盒中環境介質采用質量分數介于1.2-2.4％的NaCl溶液，由鹽霧發生器形成鹽霧通入環境盒中。