高速铁路用紧固件加载腐蚀试验方法和装置

摘要

本发明公开了一种高速铁路用紧固件加载腐蚀试验方法和装置，被测试紧固件在被施以预紧力及轴向振动载荷的环境下进行腐蚀试验。腐蚀试验箱(1)底板上设置有固定支座(2)，下连接板(3)固联在固定支座上；一震动电机(4)固联在上连接板(5)上；上连接板与下连接板间设置有预紧弹簧(6)；上连接板与下连接板上对称设置有用于通过被测试紧固件的安装孔。本发明可以检测高速铁路用紧固件在实际加载条件下和与不同材质接触时的抗蚀性，对高速铁路用紧固件的寿命预期更准确，对指导工程实践更具参考价值。且具有结构简单，操作方便的优点。

说明书

技术领域：

本发明涉及金属材料腐蚀试验装置，尤其是高速铁路用紧固件耐 腐蚀性能检测方法的选择和检测设备的制造领域。

背景技术：

紧固件也称为标准件，是将两个或两个以上的零件(或构件)紧 固连接成为一个整体时所采用的一类机械零件的总称。它品种规格繁 多，性能用途各异，而且标准化、系列化、通用化的程度极高，是应 用最广泛的机械基础部件。各种类型的紧固件在高速铁路上广泛使 用，在使用过程中，由于受环境的影响会使紧固件发生不同程度的腐 蚀，甚至因腐蚀失效而引起安全隐患或造成重大安全事故。因此，在 高速铁路上使用的紧固件使用前均需要经过表面防腐处理来提高其 使用寿命。在进行防腐处理后，高速铁路上应用的各类紧固件都要进 行腐蚀试验来检测其抗蚀性，应用最广泛的试验方法是根据 GB/T10125-1997标准的规定进行的。

目前存在的问题主要在于所有经过防腐处理的高速铁路用紧固件 都是在未受任何作用力的条件下进行腐蚀试验检测的，而实际高速铁 路上的紧固件都是在较大的预紧力及轴向振动载荷的环境下使用的， 因此目前的检测方法与实际应用环境不相符合，检测结果无法反应其 实际使用性能，导致其寿命预期不准确，影响列车运行的安全性。

发明内容

鉴于以上陈述的已有方案的不足，本发明的目的是研究一种新型 的紧固件加载腐蚀试验方法与装置，模拟高速铁路上紧固件的实际使 用环境，进行腐蚀试验检测。

本发明是通过如下的方法和装置实现的：

高速铁路用紧固件加载腐蚀试验方法，被测试紧固件在被施以预 紧力及轴向振动载荷的环境下进行腐蚀试验。

所采用的装置具有如下的结构：装置由加载弹簧、连接板对、震 动电机、需进行抗蚀性测试的紧固件、控制系统几部分组成；腐蚀试 验箱1底板上设置有固定支座2，固定支座上固联有下连接板3；一 震动电机4固联在上连接板5上；上连接板与下连接板间设置有加载 弹簧6；上连接板与下连接板上对称设置有用于通过被测试紧固件的 安装孔7。

实验使用时，将两对实验紧固件通过上连接板与下连接板上的 安装孔对称地联接起来，与整个实验装置联为一体，通过选用弹簧的 劲度系数(k)和压缩量(x)来控制紧固件加载时预紧力的大小；通 过选用不同材质的连接板可以检测紧固件与不同材质接触时的电偶 腐蚀性能；通过振动电机的转数来控制振动频率，可实现静载和不同 振动频率下动载腐蚀试验；控制系统来控制和记录整个试验流程和试 验参数。将组装好的高速铁路用紧固件加载腐蚀试验装置相关标准规 定的腐蚀环境中进行腐蚀试验，每隔一定时间取出观察一次腐蚀试验 结果，同时将紧固件卸载后重新加载一次，可以根据实际使用要求和 腐蚀试验结果来确定试验时间。通过该试验方法进行腐蚀试验不但可 以检测高速铁路用紧固件在实际加载条件下和与不同材质接触时的 抗蚀性，还可以检测高速铁路用紧固件表面防腐处理层在实际加载时 和与不同材质接触条件下的防腐能力。该试验结果与未受任何作用力 的条件下进行的腐蚀试验结果相比，对高速铁路用紧固件的寿命预期 更准确，对指导工程实践更具参考价值。

附图说明：

图1为本发明装置使用状态示意图。

图2为连接板平面结构示意图

具体实施方式

如图1所示，将两对实验紧固件11和12通过上连接板5与下 连接板3上的安装孔对称地联接起来，与整个实验装置联为一体，通 过选择不同劲度系数(k)的弹簧和控制弹簧的压缩量(x)来控制 1-实验紧固件加载时的预紧力的大小，为防止腐蚀试验时弹簧被腐 蚀，在弹簧外面加密封橡胶软管构造的柔性密封套8进行防护，同样 的目的，震动电机外设置有密封罩(9)。通过调整电机的转速来控制 振动频率，可以实现高速铁路用紧固件加载时的振动疲劳腐蚀试验测 试。将整个试验装置放置在腐蚀试验箱1内的固定支座上，通过紧固 螺栓来10固定。在相关标准规定腐蚀试验环境中对高速铁路用紧固 件进行加载腐蚀试验测试。

图2为连接板平面结构示意图，通过调整连接板上面孔7的尺寸， 可以实现对不同规格的高速铁路用紧固件进行加载腐蚀试验测试。同 时，可以采用不同材质的连接板检测高速铁路用紧固件与不同材质接 触时的抗蚀性能。

应用实施例

采用GB/T10125-1997标准中规定的腐蚀条件，在SO₂Y/Q-250 型盐雾腐蚀试验箱中，分别对经过防腐处理不受任何作用力的某型号 高速铁路用紧固件(编号1#)和采用本发明装置加载的某型号高速 铁路用紧固件(编号2#)进行了120小时的中性盐雾腐蚀试验测试， 加载采用静载方式。在测试过程中每隔24小时观察一次腐蚀结果， 并采用GB6461-86的标准对实验结果进行评级，评级结果见表1。

从表1的结果可以看出，经过本发明装置加载腐蚀试验的高速 铁路用紧固件要比未受任何力作用的高速铁路紧固件先发生腐蚀，特 别是经过螺母反复拧过的地方腐蚀比较严重。这说明紧固件在不加载 和加载情况下的耐蚀性差别较大，由于紧固件都是在加载(或反复加 载)的条件下使用的，因此采用本发明进行腐蚀试验测试的结果更接 近于实际使用情况，与未加载进行腐蚀试验的检测方法相比，本发明 的试验检测方法对指导工程实践更有意义。

表11#和2#腐蚀试验测试结果

本发明结构简单，操作方便，不但可以模拟高速铁路用紧固件实 际使用环境进行腐蚀试验，也可以推广到模拟其它紧固件的实际使用 环境进行腐蚀试验。同时利用计算机可以实现腐蚀试验参数的记录与 腐蚀试验过程的控制，还可通过网络实现远程监控。