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 1、問題的提出

      城軌車輛車體焊接結(jié)構(gòu)大多主要采用鋁合金材料，為滿足防腐要求，用于安裝車輛設(shè)備及其部件的緊固螺栓大多采用不銹鋼材料，但為保證緊固件的防腐防銹性能和 降低整體成本,大量采用經(jīng)過達(dá)克羅處理的鎖緊墊圈與不銹鋼螺栓配合使用，如城軌車輛車頂上用于受電弓、避雷針、空調(diào)等部件安裝的鎖緊墊圈等。鎖緊墊圈材質(zhì) 為彈簧鋼，表面進(jìn)行達(dá)克羅處理，配合A4-80的不銹鋼螺栓、螺母使用。但是使用一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn),用在車輛外部的鎖緊墊圈，如車頂空調(diào)減震安裝螺栓處的鎖 緊墊圈出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象,而在車內(nèi)及底架起緊固作用的墊圈暫未發(fā)現(xiàn)銹蝕情況。

2、達(dá)克羅處理墊圈銹蝕原因初步分析

      金屬銹蝕的原因一般主要是電化學(xué)腐蝕或空氣蝕原因可能為：

    (1)達(dá)克羅涂層不符要求，達(dá)克羅表面涂層存在起泡、開裂、針孔和漏涂等缺陷，不能起到有效的經(jīng)分析，達(dá)克羅表面處理過的鎖緊墊圈出現(xiàn)銹防腐作用，造成氧化腐蝕。

    (2)達(dá)克羅處理的鎖緊墊圈與不銹鋼螺栓配合使用，由于2種金屬材料的腐蝕電位不同，造成電位較低的彈簧鋼墊圈更加容易溶解銹蝕。

3、試驗(yàn)驗(yàn)證及分析

    為了驗(yàn)證上述2種可能導(dǎo)致墊圈生銹的原因，主要從材質(zhì)分析、外觀低倍檢測和鹽霧對比試驗(yàn)進(jìn)行檢測和分析。

3.1 試驗(yàn)驗(yàn)證

3.1.1鎖緊墊圈材質(zhì)檢驗(yàn)

      從運(yùn)用現(xiàn)場拆下2個(gè)DAC320鎖緊墊圈SKM12,通過打磨去掉基材表面的達(dá)克羅涂層，使用光譜儀檢測基材的化學(xué)成分，測試結(jié)果如表1所示，滿足GB/T1222 -2007中65Mn材料要求。

3.1.2鎖緊墊圈低倍檢驗(yàn)

    試驗(yàn)方式：隨即抽取3個(gè)全新DAC320鎖緊墊圈SKM12;經(jīng)過簡單的表面清洗（一片酸洗、一片清水沖洗、一片堿洗）；通過肉眼和放大40倍的放大鏡觀察。觀察發(fā)現(xiàn)墊圈表面光滑、呈銀灰色，未發(fā)現(xiàn)墊圈表面有明顯的裂紋、起泡等缺陷。

3.1.3鎖緊墊圈鹽霧對比試驗(yàn)

    試驗(yàn)方式：隨機(jī)抽取4個(gè)全新DAC320鎖緊墊圏SKM12，與該墊圈配合使用的A4-70螺栓、A4-80螺母各2個(gè)；將墊圈、螺栓、螺母分為2組，第 1組為2個(gè)單獨(dú)使用的墊圈、第2組為墊圈與螺栓、螺母配合使用結(jié)構(gòu)；將2組樣品放人NaCl溶液濃度為5%的鹽霧試驗(yàn)機(jī)內(nèi)，試驗(yàn)溫度為35T,采用間歇式 噴霧（噴5min、停10min);每隔一段時(shí)間觀察一次試驗(yàn)進(jìn)程，直到墊圈出現(xiàn)明顯銹跡為止。

試驗(yàn)結(jié)果：

(1)試驗(yàn)開始前螺栓墊圈組件中的墊圈和單獨(dú)的墊圈，表面呈銀灰色，沒有銹跡。
(2)試驗(yàn)24h后觀察發(fā)現(xiàn)螺栓墊圈組件中的墊圈出現(xiàn)了少量銹斑，而單獨(dú)的墊圈和試驗(yàn)前相比較無變化，如圖1所示。
(3)試驗(yàn)48h后觀察發(fā)現(xiàn)螺栓墊圈組件中的墊圈出現(xiàn)了明顯銹斑，而單獨(dú)的墊圈和試驗(yàn)前相比較無變化。
(4)試驗(yàn)72h后觀察發(fā)現(xiàn)螺栓墊圈組件中的墊圈腐蝕嚴(yán)重，而單獨(dú)的墊圈和試驗(yàn)前相比較基本無變化，如圖2所示。

3.2試驗(yàn)結(jié)果分析

由2組墊圈的對比鹽霧試驗(yàn)結(jié)果可知：
（1)單獨(dú)檢測經(jīng)達(dá)克羅處理的墊圈抗腐蝕性能良好，經(jīng)過72h鹽霧試驗(yàn)未發(fā)生任何銹蝕；             
（2）與不銹鋼螺栓配合使用時(shí)，它的抗腐蝕性能明顯下降，經(jīng)過24h鹽霧試驗(yàn)就開始發(fā)生銹蝕。

      經(jīng)分析，達(dá)克羅涂層中Zn的電位為-0.762,而不銹鋼A4(0Cr17Ni14Mo2)的電位為正，兩者之間存在著較大電位差，在水介質(zhì)中會(huì)發(fā)生電偶 腐蝕。2種金屬構(gòu)成宏電池，產(chǎn)生電偶電流，使電位較低的達(dá)克羅涂層溶解加速（Zn=Zn2++2e)。當(dāng)涂層溶解到一定程度后，鎖緊墊圈的基材就暴露在潮 濕空氣中，達(dá)克羅涂層就失去了它的防腐蝕功能，從而造成了彈簧鋼（鎖緊墊圈）的生銹。

      綜上所述，表面達(dá)克羅處理的鎖緊墊圈在使用過程中出現(xiàn)生銹問題的原因是：在緊固件選型過程中沒有考慮到碳鋼達(dá)克羅涂層和不銹鋼的電位差較大，再加上使用環(huán)境惡劣，有水介質(zhì)存在，造成腐蝕加速。

4、解決措施

      考慮到鎖緊墊圈的使用環(huán)境較惡劣（室外），根據(jù)電偶腐蝕原理，同一機(jī)構(gòu)中應(yīng)盡可能用同一種金屬，或者電位盡可能接近的兩種金屬，并用絕緣物使之隔開，避免產(chǎn)生電偶腐蝕。因此，確定采用不銹鋼A4的鎖緊墊圈替代彈簧鋼墊圈。

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