Како старе шине у служби
Подлога за шину се налази између стопала шине и прага, носећи пуно динамичко оптерећење сваке осовине која пролази и суочава се са топлотом, сунчевом светлошћу, влагом и хемикалијама за колосеке. Доминирају три механизма старења. Термичко-оксидативно старење: при температурама стаза изнад 60 Ц током лета, кисеоник реагује са молекуларним ланцима гуме и изазива цепање ланца или прекомерно умрежавање, што чини јастучић тврдим и крхким. Ултраљубичасто старење: УВ зрачење разбија хемијске везе на површини гуме, узрокујући креду и пуцање, што је најгоре на изложеним отвореним линијама без заклона. Старење због замора: поновљена осовинска оптерећења стварају микро-пукотине унутар подлоге које расту све док структура не поквари; тешке-путеве за вучу старе много брже од обичних. Влага и киселе кише убрзавају све три. Комбиновани резултат је непромењени радни век јастучића од око 5-8 година, због чега су дуговечни јастучићи наведени на линијама где је замена скупа.
Адитиви против-старења и њихов принцип рада
Три адитивне породице раде заједно. Антиоксиданси, користећи ометани систем једињења фенола и фосфита, хватају слободне радикале ланчане реакције оксидације и разлажу пероксиде који се формирају; комбинација продужава термички-оксидативни век за више од 3 пута. Ултраљубичасти стабилизатори, подељени на апсорбере који претварају УВ енергију у безопасну топлоту и гаситеље који враћају узбуђене молекуле гуме у основно стање, подижу УВ отпорност за око 40 процената. Средства против старења на бази нафтиламина и хинолина адсорбују се на активна места молекула гуме и сузбијају покретање и раст микро-пукотина. Стопе додавања морају остати у ограниченом року: 1,5-2,5% антиоксиданата, 2-3% УВ стабилизатора и 1-1,5% агенаса против старења. Предозирање мења модул еластичности јастучића и деградира перформансе пригушења вибрација за које је дизајниран.
Оптимизација процеса
Мешање се користи по сегментираном распореду: гумена основа се пластификује у унутрашњем миксеру на 80-90 Ц у трајању од 3-5 минута, затим се додају антиоксиданси и агенси против старења на 100-110 Ц током 5-7 минута, и на крају УВ стабилизатори на 90-100 Ц, тако да нису изложени високим температурама од 90-100 Ц. Вулканизација се изводи у две фазе: прво на 140-145 Ц у трајању од 8-10 минута да се формира јастучић, затим на 120-130 Ц за дуже задржавање које оптимизује структуру унакрсних веза, са густином умрежавања контролисаном око 1,5 пута 10 до минус 4. снаге мол/цм3 да би се уравнотежила еластичност и отпорност на старење. После третмана прска се полиуретански заштитни слој од 5-10 микрона на површину јастучића да блокира УВ и кисеоник, а намакање на 50 Ц током 24 сата уклања унутрашње заостало напрезање које би иначе изазвало пуцање у раду.
Регионални захтеви против{0}}старења
| Климатски регион | Доминантни фактор старења | Кључни захтев |
|---|---|---|
| Топло и сушно у унутрашњости | Термално{0}}оксидативно и јако УВ | Термални{0}}оксидативни век 15 година, промена УВ модула испод 10 процената |
| Влажно приобално и кишовито | Влажна{0}}врелина и буђ | Отпорност на влагу{0}}топлоту изнад 1000 сати, степен калупа 0 |
| Алпине | Ло-на ниска температура, замрзавање{1}}одмрзавање | Ударна жилавост 15 кЈ/м2 на минус 40 Ц, без пуцања након 100 циклуса замрзавања{4}}одмрзавања |
| Високи плато | Јак УВ и низак притисак | УВ заштита изнад 80 процената, преполовљена стопа оксидације при ниском притиску |
Ускладите формулацију са доминантним фактором старења у региону: више антиоксиданса и тамније заштитне превлаке у топлим-сушним зонама, инхибитори буђи и гушће умрежавање у влажним зонама, хладно-отпорна основна гума са пластификаторима у алпским зонама и високи-ув-стабилизатори на висоравни.
Тестирање и прихватање
Тестирање убрзаног старења је основна метода. Термичко{1}}оксидативно старење следи ГБ/Т 3512: 72 сата у рерни са врелим{5}}ваздухом од 100 Ц, након чега стопа промене затезне чврстоће и издужења при прекиду мора остати унутар 20 процената. УВ убрзано старење следи ГБ/Т 16422.3: 1000 сати под флуоресцентним УВ лампама без креде или пуцања и промене модула испод 15 процената. Тестирање природног излагања се такође врши на типичним климатским локацијама током 2 године, са минималним{13}}одржавањем перформанси пригушења вибрација од 80 процената. Механичке провере након старења захтевају промену тврдоће по Шору унутар 5 поена, задржавање затезне чврстоће изнад 80 процената и ударну жилавост на минус 40 Ц у складу са регионалном вредношћу. Прихватање по ТБ/Т 2626 захтева стопу квалификација од 100 процената на тестовима против старења; план узорковања је 3 групе од 5 јастучића по серији, а један неуспех дисквалификује серију из испоруке.
Термално{0}}оксидативно, УВ и старење услед замора делују заједно и скраћују век стандардног јастучића на 5-8 година.
Антиоксиданси, УВ стабилизатори и -агенси против старења морају се дозирати у тесним прозорима да би се избегле промене модула еластичности.
Прихватање по ТБ/Т 2626 користи ГБ/Т 3512 тестове старења-врућим ваздухом и ГБ/Т 16422.3 УВ тестове старења.
ФАК
Зашто шине постају тврде и ломљиве лети?
Висока температура колосека убрзава термално{0}}оксидативно старење: кисеоник напада молекуларне ланце гуме, а сечење ланца или додатно умрежавање повећава тврдоћу и смањује еластичност.
Колики је практичан радни век стандардне подлоге?
Око 5-8 година у нормалној служби, у зависности од климе и саобраћаја. Модификовани јастучићи против -старења су одређени за 15 или више година у регионима са врућим сушним условима.
Да ли се старење јастучића може проценити само визуелном инспекцијом?
Површинска креда, пуцање и постојаност су видљиви знаци, али оштећење унутрашњег замора није. За поуздану одлуку потребне су периодичне провере тврдоће и модула еластичности.
Зашто је предозирање -адитива против старења штетно?
Вишак адитива мигрира на површину, мења модул еластичности и смањује ефекат пригушења вибрација, а такође може да се појави на контактној површини шине, мењајући понашање трења.
Који стандард регулише прихватање шина?
Референца је ТБ/Т 2626 за гумене јастучиће испод бетонске-шине за спавање, са тестовима старења обављеним према ГБ/Т 3512 и ГБ/Т 16422.3 и испитивањем затезања према ГБ/Т 528.