電氣化接觸網零部件在典型環境的腐蝕研究

向警瑜

摘要：隨著我國經濟的飛速發展，電氣化鐵路遍及全國，是我國交通運輸的重要組成部分。根據《中華人民共和國鐵道行業標準》中對電氣化鐵路接觸網零部的要求，鋁合金是電氣化鐵路接觸網的主要材料，用于制造定位裝置、腕臂支撐裝置、補償裝置等多種裝置及構件中。筆者根據多年的工作經驗，主要針對電氣化接觸網零部件在典型環境的腐蝕研究情況進行分析和討論。

關鍵詞：電氣化；接觸網；零部件；腐蝕；

一、電氣化鐵路接觸網的安全隱患

1、穩定性

在進行接觸網的安裝時，往往不能夠提供較為精確的氣象預報，也因為預報的不夠準確，而導致一系列的不穩定因素的產生。

2、質量值

在進行長時間的外部環境影響下，接觸網本身存在一定程度的破損和銷毀，再加上各種化學元素的影響與侵蝕，導致接觸網出現了破損和腐蝕的現象。

3、絕緣器故障

絕緣器的故障往往是由于在成品初期，無論是人力還是技術方面出現的不同程度的誤差均可能造成后期絕緣器的故障。

4、保養缺失

目前我國的電氣化鐵路接觸網的定期維護體系相對來說不夠成熟，對于出現的小瑕疵和小問題，不能夠指派專人進行維護和修復，最終容易釀成大禍，造成人力、物力和財力方面的嚴重損失。

二、電氣化接觸網零部件腐蝕研究重要性

接觸網零部件大多由銅合金，鋁合金及不銹鋼等材料制造，例如：中心錨結線夾，定位線夾，彈性吊索線夾，吊弦線夾等的材料多為銅鎳硅，連接接觸網零部件的螺栓材質多數是不銹鋼。銅合金，鋁合金，不銹鋼都具有優良的機械性能，但由于制造或材料晶體組織等方面的原因，零件在特定的介質環境下易發生應力腐蝕斷裂。電氣化鐵路接觸網熱浸鍍鋅部件材料在模擬典型大氣環境（海洋環境、工業環境、城市環境）介質中的腐蝕及其形貌。大量數據顯示，熱浸鍍鋅材料在模擬城市大氣環境介質中的腐蝕最為嚴重，工業環境次之，海洋環境腐蝕最輕。二次加工與成型會引起鍍鋅層局部破損致使基材局部暴露與鍍鋅層形成電偶對，會加重熱浸鍍鋅部件的腐蝕，且破損面積越大腐蝕越嚴重。同樣，熱浸鍍鋅部件與不銹鋼緊固件耦接會形成電偶腐蝕，也會加重熱浸鍍鋅部件的腐蝕。隨著高鐵的建設，接觸網系統不可避免地受到沿線的鹽霧、含硫或氟等典型環境氣體的腐蝕，這樣，不但縮短了接觸網金屬件的使用壽命、增加了維護成本，而且更為嚴重的是對電氣化鐵道的安全運行也構成了威脅。所以，有必要系統地研究典型環境對鐵路接觸網金屬構件的腐蝕影響，開發、構建新型涂層防護體系技術，以保障電氣化鐵路的安全運行，降低電

三、電氣化接觸網零部件在典型環境的腐蝕情況分析

隨著我國鐵路事業的發展，電氣化鐵路已達到一萬多公里的里程。但是，由于接觸網零部件銹蝕斷裂，造成中斷行車的事故時有發生，嚴重影響了電氣化鐵路安全運行的可靠性。解決接觸網零部件銹蝕問題，是提高接觸網運行安全可靠性的緊迫課題。造成接觸網零部件銹蝕的原因是多方面的：構成接觸網零件的金屬材料類型、零件結構材料及其加工過程中所形成的應力不均勻現象、零件所處的不同環境等等，其中腐蝕環境是影響腐蝕的主要外部因素。環境中介質的成分決定了零件腐蝕的程度。腐蝕機理簡述接觸網零件絕大多數是金屬構件，而且常年暴露在大氣中，其腐蝕實質上就是大氣環境中金屬的腐蝕。金屬在大氣環境中的腐蝕分為化學腐蝕和電化腐蝕兩種主要形式。化學腐蝕是金屬與氣體的氧化過程。一般發生在于燥的空氣中，其腐蝕速度極慢。影響金屬化學腐蝕的主要因素是金屬元素的性質、氣體中氧分子的濃度、介質成分、溫度等等。電化學腐蝕是在電解質溶膜中兩種不同電極電位問產生電流引起的腐蝕。一般發生在潮濕的大氣中，其腐蝕速度極快，是金屬腐蝕最主要的形式。由于大氣組分中含有水氣，當大氣濕度達到一定數值時，暴露在空氣中的金屬表面即被一層液膜所覆蓋。形成了電化學腐蝕的必要條件一電解質溶液膜，金屬表面由于化學成分不純以及金屬組分的不均勻，或者在加工過程中由于表面形變而產生的應力不均勻等？造成丁不同的電極電位。這時金屬表面電極電位低的放出電子，形成離子進入液膜，也就是金屬被腐蝕了，腐蝕速度與金屬表面所覆盞的渡胰厚度有關系。在相同溫度下，如果液膜極薄，則通過離子的截面就小，電化學反應的速度比較堙慢。隨著液膜的增厚，電化學反應速度加快。

由此可見，接觸網零部件的防腐蝕是一項系統的工程，不僅要考慮零部件本身的防腐蝕措施，而且還要對零部件所處環境的腐蝕因素進行研宄。接觸網零件的腐蝕環境是污染嚴重的太氣環境，雖然我們無法改變氣候條件以及大氣中各種介質的成分和含量，但是可以通過改變零部件的材質、加強零部件表面的處理措施等等使接觸網零部件的防腐能力得到提高.以減輕其腐蝕狀況，我國地域廣闊，氣候的分布情況不盡相同，各地空氣污染的原因也不相同。因此，對接觸網零部件的防護應該僚據不同的環境條件，采取不同的防腐方法。華北、西北地區氣候干燥，根據金屬腐蝕機理，對接觸網零部件不臺造成特別嚴重的腐蝕，就可以采用一些成本相對低癱的防腐措施，例如：接觸導線可以采用鋁包鋼接觸導線；接觸網零部件可以采取諸如熱浸鍍、熱噴漆、等表面的防腐措施。

結束語

電氣化鐵路接觸網是為電氣化鐵路機車供電的關鍵設施，屬金屬構件，露天架設，單一、無備份。近年來，隨著我國經濟飛速發展，我國電氣化鐵路也在不斷地發展，電氣化鐵路已貫穿南北，橫跨東西。在接觸網構件加工和裝配過程中，建議改進加工工藝程序，避免熱浸鍍鋅部件的二次加工或者成型；建議采用絕緣措施，以達到熱浸鍍鋅部件與不銹鋼緊固件之間的絕緣耦接，避免電偶腐蝕發生。

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