Где се нанотехнологија заправо уклапа у причвршћивање шина
Шиљци, завртњи и обујмице на железници отказују на три начина: корозија смањује пресек, напуклине од замора расту при поновљеном оптерећењу, а оштећење навоја отежава одржавање. Нанотехнологија се бави ова иста три начина квара кроз површински инжењеринг и обраду челика. Технологије које су овде описане нису лабораторијске занимљивости: нано-модификовани премази и фино-финозрнати челици су већ наведени на критичним линијама за корозију-, док су концепти самозалечења и сензора још увек у фази истраживања и пилот фазе. Купац би требало да третира две групе различито, а овај чланак јасно означава разлику.
Нано{0}}Модификовани{1}} премази против корозије
Најзрелија примена је нано{0}}модификација конвенционалних система цинка. У премазу богатом цинком{2}}, честице цинка пожртвовно штите челик; у нано верзији, део цинка је замењен нанодимензионисаним честицама цинка и нано-пунилима силицијум диоксида, који гушће пакују премаз и затварају путеве пора кроз које влага и хлориди доспевају до челика. Резултат је дужи век трајања корозије на обалним линијама и на стазама третираним со-солом за одлеђивање, уз скромну премију цене у односу на стандардну боју богату цинком-. Додаци нано-силицијум диоксида такође побољшавају механичку чврстоћу филма премаза, тако да боље преживљава удар баласта. Ови премази се наносе на шиљке, главе вијака и рибље плоче истим процесима прскања који се користе за конвенционалне системе, што их одржава компатибилним са постојећим производним линијама.
Графеном{0}}појачани површински слојеви
Графен и адитиви графен{0}}оксида су друга права примена. Слој графена дебео део микрона је ефикасна баријера против воде и јона, а такође подмазује површину: истраживање премаза извештава о смањењу трења у опсегу од 20-40 процената под контролисаним условима испитивања. За причвршћиваче то значи две предности: мање хабања када се навртке набијају на шиљке и завртње, и дужи пут корозије до челика. Графен се додаје везиву премаза или се наноси као танак горњи слој преко система цинка. Практични ефекат на линију је конзистентнија контрола обртног момента током уградње и смањено захватање навоја током уклањања одржавања. Имајте на уму да подаци о трењу и баријери потичу из лабораторијског и пилот рада; дебљина слоја и процес наношења још увек се стандардизују за масовну производњу.
Наноструктурирани челик за већу отпорност на замор
Заморни век зависи од микроструктуре челика, а не само од његове хемије. Наноструктурирани опружни челик се обрађује, контролисаним ваљањем и топлотном обрадом, до веома фине величине зрна која подиже границу замора и отпорност на настанак пукотина. За шиљак или копчу који се савија и ослобађа милионима пута, побољшање се директно преводи у дужи радни век пре замене или у мањи део за исти животни век, што подржава смањење тежине. Ово је инкрементално побољшање металургије у односу на исте класе челика које се данас користе, верификовано тестирањем на замор, а не маркетиншким тврдњама, и најконзервативнија је од нано апликација о којима се овде говори.
{0}}Самоизлечујуће облоге и капсуле инхибитора
Само{0}}паметни премази који се самозалеђују су технологија{1}}развојне фазе са најјаснијим потенцијалом. Нано{3}}капсуле које садрже инхибиторе корозије су распршене у премазу; када огреботина или удар отворе премаз, капсуле на месту оштећења пуцају и ослобађају инхибитор, који формира заштитни филм на изложеном челику и успорава даљу корозију. У лабораторији, микро-пукотине и писци показују значајно кашњење корозије у поређењу са обичним премазима. Отворена питања су рок трајања капсуле, цена по квадратном метру и понашање под годинама изложености УВ зрачењу и хабању баласта. Ова технологија је обећавајућа за причвршћиваче у најкорозивнијим окружењима, али још увек није стандардна ставка спецификације, и купци би требало да затраже тренутне доказе о тестирању пре него што је прихвате као алтернативу провереним системима.
Сценарији примене и упутства за избор
| Сценарио | Препоручена нано апликација |
|---|---|
| Обалне линије и слани тунели | Премаз богат нано-модификованим цинком{1}} |
| Навоји који захватају током одржавања | Нано{0}}керамички или чврсти{1}} премаз за подмазивање |
| Тешка{0}}причвршћивања, замор{1}}критичан | Наноструктурирани опружни челик са финим{0}зрнама |
| Истражите пилоте о корозивним деловима | Облози за капсуле{0}}инхибитор самозарастања{1}}, са доказима испитивања |
За одлуке о куповини, правило је једноставно: наведите проверене системе за производне поруџбине, захтевајте извештаје о серијским испитивањима за дебљину премаза, сате распршивања соли и трење навоја и третирајте развојне{0}}технологије као пилоте са документованим испитивањима, а не као замену за стандарде. Нано премаз не мења механичке захтеве шиљака, тако да ниво, димензије и вредности обртног момента на цртежу за причвршћивање и даље важе.
Доказане нано примене: нано-модификовани цинком-премази богати графеном-ојачани горњи слојеви и фино-наноструктурирани челик са финим зрном.
Превлаке за капсуле-инхибитором самозарастања{1}}су у фази развоја-и захтевају доказе о тестирању пре спецификације.
Трење навоја се мења са обложеним површинама, па проверите прозор обртног момента код добављача.
ФАК
Да ли се графенски премаз већ користи на железничким шиљцима у производњи?
Графеном{0}}модификовани премази су у пилотској и раној комерцијалној употреби, углавном као горњи слојеви преко система цинка. Резултати трења и баријера су документовани у истраживању премаза, али стандардизација за шинске учвршћиваче је још увек у току.
Колики век трајања корозије додају нано цинк премази?
Резултати тестова варирају у зависности од формулације и окружења; купци би требало да се ослоне на сате сланог спреја у спецификацији премаза, а не на опште тврдње, и да наведу циљ за окружење линије.
Да ли нано премази мењају момент уградње?
Они мењају трење навоја, тако да ће можда бити потребно прилагођавање спецификације обртног момента. Испоручилац треба да обезбеди податке о коефицијенту трења и препоручени прозор обртног момента за обложени затварач.
Може ли се наноструктурирани челик заварити или прерадити на терену?
Прерада на терену се ни у ком случају не препоручује за причвршћиваче од опружног челика; наноструктурирани типови се испоручују готови, а сваки унос топлоте мења структуру зрна и перформансе замора.
Који је најбржи начин за валидацију нано премаза за пројекат?
Затражите извештај о испитивању серијског сланог спреја, мерење дебљине премаза и попречни{0}}тест адхезије на стварном завршетку производње и покрените мали пилот на линији пре пуне-поруџбине.