เทคโนโลยีต่อต้านริ้วรอยของ Rail Pad- และการออกแบบความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมขั้นสูงสุด
อะไรคืออาการหลักและสาเหตุของความล้มเหลวตามอายุในแผ่นรองราง?
อาการหลักของความล้มเหลวตามอายุในแผ่นรองราง ได้แก่ การผุพังของความยืดหยุ่น พื้นผิวแตกร้าว และการบีบอัดที่มากเกินไป การสลายแบบยืดหยุ่นเป็นโหมดความล้มเหลวที่สำคัญที่สุด ซึ่งเกิดจากการแตกหักของโซ่โมเลกุลยางในวัสดุแผ่นภายใต้รังสีอัลตราไวโอเลตและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ส่งผลให้โมดูลัสยืดหยุ่นเพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพการดูดซับแรงกระแทกลดลง การแตกร้าวของพื้นผิวเกิดจากการ-ผลกระทบจากการเกิดออกซิเดชันของภาพถ่ายของรังสีอัลตราไวโอเลต รังสีอัลตราไวโอเลตทำลายโครงสร้างที่เชื่อมโยงข้าม-ของโมเลกุลยาง ทำให้พื้นผิวแผ่นสูญเสียความเหนียวและทำให้เกิดรอยแตกของโครงข่าย รอยแตกร้าวที่ลึกกว่า 1 มม. จะช่วยเร่งการเสื่อมสภาพภายในของแผ่น ชุดการบีบอัดที่มากเกินไปหมายถึงการที่แผ่นอิเล็กโทรดไม่สามารถคืนรูปทรงเดิมได้ภายใต้แรงกดในระยะยาว- โดยมีการเสียรูปเกิน 10% สิ่งนี้มีสาเหตุมาจากความต้านทานไม่เพียงพอต่อความล้าจากแรงอัดในวัสดุแผ่น ส่งผลให้เกิดการเสียรูปของสายโซ่โมเลกุลภายใต้การบีบอัดซ้ำ ๆ อย่างถาวร ความล้มเหลวตามอายุของแผ่นรองรางยังเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง-จะเร่งให้เกิดการแก่ชรา-ด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชันของโมเลกุลยาง ในขณะที่สภาพแวดล้อมที่เย็นจัดจะช่วยลดความเหนียวของวัสดุแผ่น ทำให้มีแนวโน้มที่จะแตกหักง่าย กรดและด่างในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูงจะกัดกร่อนพื้นผิวของแผ่นและทำให้โครงสร้างของวัสดุเสียหาย นอกจากนี้ การติดตั้งแทร็คแพดที่ไม่เหมาะสมยังสามารถเร่งการเสื่อมสภาพได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น ช่องว่างระหว่างแทร็คแพดและสลีปเปอร์สามารถนำไปสู่ความเข้มข้นของความเครียดเฉพาะที่ ซึ่งจะช่วยเร่งการเสื่อมสภาพของแทร็คแพด
มาตรการปรับปรุงการกำหนดสูตรวัสดุสำหรับการต่อต้าน-การเสื่อมสภาพของแทร็กแพดมีอะไรบ้าง
มาตรการปรับปรุงการกำหนดสูตรวัสดุสำหรับการต่อต้าน-การเสื่อมสภาพของแทร็กแพดส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับสามประเด็น: การปรับเปลี่ยนวัสดุเมทริกซ์ การเติมสารต่อต้าน-การเสื่อมสภาพ และการเพิ่มประสิทธิภาพของสารตัวเติม วัสดุเมทริกซ์ใช้ยางเอทิลีนโพรพิลีนไดอีนโมโนเมอร์ (EPDM) แทนยางธรรมชาติแบบดั้งเดิม ยาง EPDM มีความทนทานต่อสภาพอากาศและความต้านทานต่อความชราได้ดีเยี่ยม ความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพของรังสีอัลตราไวโอเลตนั้นมากกว่ายางธรรมชาติถึงสามเท่า ซึ่งช่วยชะลอการแตกหักของสายโซ่โมเลกุลได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเติมสารต่อต้านริ้วรอย-เป็นกุญแจสำคัญในการปรับปรุงสูตร มีการใช้ระบบคอมโพสิตต่อต้านริ้วรอย-ของ "สารต้านอนุมูลอิสระ + ตัวดูดซับรังสียูวี + สารเพิ่มความคงตัวของแสง" สารต้านอนุมูลอิสระฟีนอลที่ถูกขัดขวางจะถูกเลือก โดยมีการควบคุมปริมาณการเติมที่ 0.5%-1.0% ซึ่งสามารถยับยั้งการแก่ชราจากปฏิกิริยาออกซิเดชันทางเทอร์โม-ของยางได้ ผลิตภัณฑ์เบนโซไตรอาโซลได้รับเลือกเป็นตัวดูดซับรังสียูวี โดยควบคุมปริมาณการเติมที่ 1.0%-1.5% ซึ่งสามารถดูดซับรังสียูวีและลด-การเกิดออกซิเดชันของภาพถ่าย ผลิตภัณฑ์เอมีนที่ถูกขัดขวางจะถูกเลือกให้เป็นสารเพิ่มความคงตัวของแสง โดยควบคุมปริมาณการเติมที่ 0.8%-1.2% ซึ่งสามารถจับอนุมูลอิสระและชะลอกระบวนการชราได้ การเพิ่มประสิทธิภาพฟิลเลอร์ใช้นาโนแคลเซียมคาร์บอเนตเพื่อทดแทนแคลเซียมคาร์บอเนตเบาแบบเดิม ขนาดอนุภาคของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตถูกควบคุมที่ 50-100 นาโนเมตร ซึ่งสามารถกระจายตัวสม่ำเสมอในเมทริกซ์ยาง ปรับปรุงความต้านทานชุดการบีบอัดของแผ่น ลดอัตราชุดการบีบอัดจาก 15% เหลือต่ำกว่า 8% หลังจากการปรับปรุงสูตรแล้ว วัสดุแผ่นจะต้องผ่านการทดสอบการเสื่อมสภาพแบบเร่ง หลังจากบ่มเป็นเวลา 1,000 ชั่วโมงที่ 70 องศาภายใต้การฉายรังสี UV อัตราการเปลี่ยนแปลงโมดูลัสยืดหยุ่นควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 10% และไม่ควรมีการแตกร้าวของพื้นผิว ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบการต่อต้านริ้วรอย
รูปแบบการออกแบบความสามารถในการปรับเปลี่ยนสำหรับแทร็กแพดสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง-คืออะไร
รูปแบบการออกแบบความสามารถในการปรับตัวสำหรับแผ่นรองแทร็กแพดในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง-ใช้กลยุทธ์สองประการคือการปรับเปลี่ยนการต้านทานความร้อนของวัสดุและการออกแบบการกระจายความร้อนทางโครงสร้าง สำหรับการปรับเปลี่ยนการต้านทานความร้อนของวัสดุ จะมีการเพิ่ม-สารเติมแต่งทนความร้อนลงในสูตรยาง EPDM โดยใช้สารต้านทานความร้อนแบบออร์กาโนซิลิกอน- โดยควบคุมปริมาณการเติมที่ 2.0%-2.5% สิ่งนี้จะเพิ่มอุณหภูมิทนความร้อนของแผ่น ทำให้สามารถรักษาคุณสมบัติความยืดหยุ่นที่มั่นคงได้แม้ที่ 120 องศา ในขณะเดียวกัน กระบวนการวัลคาไนเซชันก็ได้รับการปรับเปลี่ยนโดยใช้-อุณหภูมิสูง-เวลาการวัลคาไนซ์ที่สั้น อุณหภูมิในการหลอมโลหะจะถูกควบคุมที่ 180-190 องศา และเวลาการหลอมโลหะจะถูกควบคุมที่ 10-15 นาที ส่งผลให้โครงสร้างการเชื่อมโยงข้ามมีความเสถียรมากขึ้น และความต้านทานการเสื่อมสภาพของความร้อนดีขึ้น การออกแบบการกระจายความร้อนเชิงโครงสร้างประกอบด้วยร่องกระจายความร้อนบนพื้นผิวของแผ่น โดยมีความกว้าง 5 มม. ความลึก 3 มม. และระยะห่าง 10 มม. เพิ่มพื้นที่กระจายความร้อนของแผ่น เร่งการกระจายความร้อน และลดอุณหภูมิการทำงานของแผ่น นอกจากนี้ ยังมีการวางแผ่นซิลิโคนนำความร้อนที่มีค่าการนำความร้อนมากกว่าหรือเท่ากับ 1.0W/(m・K) ไว้ระหว่างแผ่นรองและสลีปเปอร์ เพื่อถ่ายเทความร้อนที่แพดดูดซับไปยังสลีปเปอร์อย่างรวดเร็ว และป้องกันการสะสมความร้อน หลังจากการออกแบบความสามารถในการปรับตัวเสร็จสิ้นแล้ว จะทำการทดสอบการเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิสูง หลังจากวางไว้ในสภาพแวดล้อม 120 องศาเป็นเวลา 1,000 ชั่วโมง อัตราการสลายตัวของความยืดหยุ่นของแผ่นจะน้อยกว่าหรือเท่ากับ 8% และชุดการบีบอัดจะน้อยกว่าหรือเท่ากับ 10% ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดการบริการสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง
อะไรคือความเหนียว-ในการปรับปรุงมาตรการการออกแบบสำหรับแผ่นรองรางในสภาพแวดล้อมที่เย็น
มาตรการการออกแบบเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งสำหรับแทร็กแพดใน-สภาพแวดล้อมที่สูงและเย็นนั้นส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองประเด็น: การปรับเปลี่ยนการเสริมความแข็งแกร่งของวัสดุ และการออกแบบ-การป้องกันความเปราะบางของโครงสร้าง การปรับเปลี่ยนการทำให้แข็งของวัสดุเกี่ยวข้องกับการเติมสารทำให้แข็งลงในสูตรยาง EPDM โดยใช้ยางบิวทิลเป็นส่วนประกอบในการทำให้แข็ง โดยควบคุมปริมาณการเติมที่ 10%-15% ยางบิวทิลมีความยืดหยุ่นที่อุณหภูมิต่ำ-เป็นเลิศ ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกัน-ความเปราะของแผ่นในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ-ได้ ในเวลาเดียวกัน มีการเติมสารป้องกันการแข็งตัวโดยใช้โพลีออล-สารป้องกันการแข็งตัวที่มีปริมาณการเติมควบคุมที่ 1.0%-1.5% ซึ่งสามารถลดอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วของวัสดุแผ่นได้ ทำให้สามารถรักษาความยืดหยุ่นได้ดีแม้ที่ -40 องศา การออกแบบป้องกันความเปราะบางทางโครงสร้าง-แทนที่การเปลี่ยนมุมคมของแผ่นด้วยการเปลี่ยนแบบโค้งมนขนาดใหญ่ที่ R10 มม. ขจัดจุดความเข้มข้นของความเค้น และป้องกันการเปราะที่เกิดจากความเข้มข้นของความเค้นในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ- นอกจากนี้ ยังมีการนำการออกแบบโครงสร้างแบบหลายชั้นมาใช้ โดยมีวัสดุ-ความเหนียวสูงสำหรับชั้นพื้นผิว และวัสดุ-ความยืดหยุ่นสูงสำหรับชั้นใน ความหนาของชั้นพื้นผิวถูกควบคุมที่ 2 มม. เพื่อให้ทนต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ ในขณะที่ความหนาของชั้นในถูกควบคุมที่ 8 มม. เพื่อรับประกันประสิทธิภาพการดูดซับแรงกระแทก หลังจากการออกแบบเสริมความแข็งแกร่งเสร็จสิ้นแล้ว จำเป็นต้องมีการทดสอบการกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิ -40 องศา ค้อนหนัก 2 กก. จะหล่นจากความสูง 1 ม. ลงบนแผ่นรอง แผ่นรองจะถือว่า合格 (มีคุณสมบัติ) หากไม่มีรอยแตกหรือความเสียหาย ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่เย็นจัด
วิธีการหลักและมาตรฐานการยอมรับสำหรับการทดสอบประสิทธิภาพการต่อต้าน-ความชราของแผ่นรองรางมีอะไรบ้าง
วิธีการหลักในการทดสอบประสิทธิภาพการต่อต้าน-ความชราของแผ่นรองรางมีสามประเภท: การทดสอบการเสื่อมสภาพแบบเร่ง การทดสอบการหมุนเวียนที่อุณหภูมิสูงและต่ำ และการทดสอบการสัมผัสภาคสนาม การทดสอบอายุแบบเร่งจะใช้ห้องทดสอบอายุของหลอดไฟซีนอนเพื่อจำลองการฉายรังสีอัลตราไวโอเลตและสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง- เงื่อนไขการทดสอบคือ: ความเข้มแสง 60 วัตต์/ตร.ม. อุณหภูมิ 70 องศา และเวลาทดสอบ 1000 ชั่วโมง หลังจากการทดสอบ อัตราการเปลี่ยนแปลงของโมดูลัสยืดหยุ่น ชุดแรงอัด และสภาพพื้นผิวของแผ่นจะถูกวัด การทดสอบการหมุนเวียนที่อุณหภูมิสูงและต่ำใช้ห้องทดสอบที่อุณหภูมิสูงและต่ำที่มีช่วงอุณหภูมิ -40 องศา ถึง 120 องศา และ 100 รอบ แต่ละรอบประกอบด้วยการคงอุณหภูมิสูงสุด-ไว้เป็นเวลา 2- ชั่วโมงและการคงไว้ที่อุณหภูมิต่ำเป็นเวลา 2 ชั่วโมง หลังการทดสอบ จะมีการวัดลักษณะและคุณสมบัติทางกลของแผ่นอิเล็กโทรด การทดสอบการสัมผัสภาคสนามจะดำเนินการในสภาพแวดล้อมสุดขั้วทั่วไป เช่น ทะเลทรายที่มีอุณหภูมิสูง บริเวณเยือกแข็งเยือกแข็ง และพื้นที่สเปรย์เกลือชายฝั่ง โดยให้แผ่นอิเล็กโทรดสัมผัสกับองค์ประกอบต่างๆ เป็นเวลาหนึ่งปี โดยมีการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพเป็นระยะ เกณฑ์การยอมรับได้แก่: หลังจากการทดสอบการเร่งอายุ อัตราการเปลี่ยนแปลงโมดูลัสยืดหยุ่นน้อยกว่าหรือเท่ากับ 10% อัตราชุดการบีบอัดน้อยกว่าหรือเท่ากับ 8% และไม่มีรอยแตกร้าวที่พื้นผิว หลังจากการทดสอบการปั่นจักรยานที่อุณหภูมิสูงและต่ำไม่มีรอยแตกหรือการเสียรูป และหลังการทดสอบการสัมผัสภาคสนาม อัตราการสลายตัวของประสิทธิภาพ น้อยกว่าหรือเท่ากับ 15% อัตราการผ่านสำหรับแผ่นอิเล็กโทรดแต่ละชุดจะต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 99% และจะต้องกำจัดผลิตภัณฑ์ที่ไม่ผ่านการรับรองทั้งหมดออกเพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือของการใช้งานทางวิศวกรรม