钢轨防杂散电流涂层的施工系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种钢轨防杂散电流涂层的施工系统，它包括在钢轨的喷涂生产线传输方向上依次设置的钢轨预热装置、表面处理装置、中频加热装置、绝缘粉末涂料喷涂装置和涂层水冷却装置，其中，所述表面处理装置用于对钢轨的轨腰和轨底进行喷砂或喷丸处理，使钢轨轨腰和轨底的表面粗糙度Ra范围控制在4～20μm，所述绝缘粉末涂料喷涂装置用于对钢轨的轨腰和轨底进行绝缘粉末涂料喷涂。本发明专利技术通过对钢轨表面进行处理，使绝缘物质接触到钢轨后受热熔融并附着于钢轨表面，形成绝缘涂敷层，可阻止铁路车辆杂散电流从钢轨流向地面或从地面流向钢轨的绝缘层。

Construction System and Method of Anti-stray Current Coating for Rail

The invention discloses a construction system of anti-stray current coating for rails, which comprises a rail preheating device, a surface treatment device, an intermediate frequency heating device, an insulating powder coating spraying device and a coating water cooling device arranged sequentially in the transmission direction of the spraying production line for rails. The surface treatment device is used for sandblasting or shot blasting treatment of rails waist and rail bottom. The Ra range of surface roughness of rail waist and rail bottom is controlled in the range of 4 to 20 microns. The insulating powder coating spraying device is used to spray insulating powder coating on rail waist and rail bottom. By treating the rail surface, the insulating material is heated and melted after contacting the rail, and adheres to the rail surface to form an insulating coating layer, which can prevent stray current of railway vehicles from flowing from the rail to the ground or from the ground to the insulation layer of the rail.

【技术实现步骤摘要】
钢轨防杂散电流涂层的施工系统和方法
本专利技术涉及轨道交通
，具体地指一种钢轨防杂散电流涂层的施工系统和方法。
技术介绍
杂散电流指的是在地铁/高速铁路线路上不按照规定途径移动的电流，它是一种有害电流，它对钢轨的腐蚀会严重影响地铁/高速铁路的安全运营和人们正常的出行，杂散电流还会对地铁周围的埋地金属管道、电缆金属恺装外皮以及车站和区间隧道主体结构中的钢筋发生电化学腐蚀，不仅缩短金属管线的使用寿命，而且还会降低地铁钢筋混凝土主体结构的强度和耐久性，甚至酿成灾难性的事故。经过多年的运营，国内外的铁路公司逐渐意识到了杂散电流腐蚀的严重性。目前，对杂散电流的防治方法一般从四个方面着手，即“一防，二排，三阻，四测”：防是从杂散电流产生的源头出发，降低杂散电流产生的量，如加大钢轨与地面的过渡电阻值，安装钢轨对地绝缘装置，保持道床清洁干燥，同时减小回流钢轨的纵向电阻，选用大界面重型钢轨和控制焊缝的电阻值。排是对杂散电流的路径进行倒流后集中安全排放。在杂散电流的漫流路径上一般有两层收集网，分别是将道床上层结构钢筋形成的第一级收集网，隧道内表层钢筋形成的第二级收集网，其中，第一级收集网为主收集网，第二级收集网为辅助收集网。再用电缆将第一级收集网和第二级收集网的排流端子电流引回牵引变电所，达到杂散电流击中安全排放，减少外泄的目的。阻就是对杂散电流的漫流路径形成物理隔断，常用措施有：排流法、隔离法和阴极保护法。测是对杂散电流进行监测，便于运营人员的主动维护。目前，传统的钢轨防杂散电流方法为油性/水性涂料施工法，这种施工方法一次涂敷厚度一般不超过200μm，对于更厚的涂敷要求无法满足，另外油性/水性涂料中含有大量的有机溶剂，对环境存在污染，对涂装生产人员的健康存在危害，涂装效率低膜厚波动大。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种钢轨防杂散电流涂层的施工系统和方法，本专利技术通过对钢轨表面进行一定的预处理、加热和绝缘物质喷涂处理，使绝缘物质接触到钢轨后受热熔融并附着于钢轨表面，形成一层连续、均匀、致密、牢固的绝缘涂敷层，此涂敷层可阻止铁路车辆杂散电流从钢轨流向地面或从地面流向钢轨的绝缘层，使钢轨起到防杂散电流的作用。本专利技术所设计的一种钢轨防杂散电流涂层的施工系统，其特征在于，它包括在钢轨的喷涂生产线传输方向上依次设置的钢轨预热装置、表面处理装置、中频加热装置、绝缘粉末涂料喷涂装置和涂层水冷却装置，其中，所述表面处理装置用于对钢轨的轨腰和轨底进行喷砂或喷丸处理，使钢轨轨腰和轨底的表面粗糙度Ra范围控制在4～20μm，所述绝缘粉末涂料喷涂装置用于对钢轨的轨腰和轨底进行绝缘粉末涂料喷涂。一种上述系统的钢轨防杂散电流涂层的施工方法，它包括如下步骤：步骤1：将钢轨置于钢轨喷涂生产线上，钢轨头部使用夹具固定并钢轨喷涂生产线上向前行进；步骤2：钢轨行进至钢轨预热装置中，钢轨预热装置将钢轨加温到120～150℃；步骤3：钢轨行进至表面处理装置，除去钢轨的轨腰和轨底原有的氧化铁皮、锈蚀及附着于表面的污染物，经表面处理后的钢轨的轨腰和轨底表面粗糙度Ra范围控制在4～20μm；步骤4：表面处理完的钢轨进入到中频加热装置，中频加热装置通过感应加热的方式对钢轨进行加热，将钢轨加热到180～280℃；步骤5：钢轨行进至绝缘粉末涂料喷涂装置，绝缘粉末涂料喷涂装置将具有绝缘性的粉末涂料通过粉末涂料喷枪喷涂到钢轨的轨腰和轨底，钢轨轨腰和轨底的涂层厚度范围为150～550μm；步骤6：涂装后的钢轨进入涂层水冷却装置进行水冷却，待钢轨冷却至环境温度即完成防杂散电流钢轨的制造。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术提供的施工方法，一次涂敷得到的涂层厚度范围广(150～550μm)，而油性/水性涂料一次涂敷厚度一般不超过200μm。粉末涂料成分中不含有机溶剂有利于环境保护，对涂装生产人员健康危害小，涂敷时喷逸的粉末涂料可以回收再用，涂装效率高且膜厚波动小易控制，适宜工业化生产。(2)本专利技术在钢轨表面涂敷一层连续、均匀、致密、牢固的绝缘涂敷层，此涂敷层可阻止铁路车辆杂散电流从钢轨流向地面或从地面流向钢轨的绝缘层，使钢轨起到防杂散电流的作用。(3)本专利技术涉及钢轨可有效阻止杂散电流对地铁/高速铁路线路及线路周围埋地金属管道、电缆金属恺装外皮以及车站和区间隧道主体结构中的钢筋发生电化学腐蚀，提高有轨车辆运行的安全性和金属管线的使用寿命，确保隧道钢筋混凝土主体结构的强度和耐久性，降低灾难性事故发生机率。(4)本专利技术所涉及的防杂散电流涂层采用热固性环氧树脂粉末涂料作为施工原料得到，热固性环氧树脂粉末涂料由环氧树脂、固化剂、颜料、填料和助剂组成。环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基的高分子化合物，在环氧树脂粉末涂料中，常见的环氧树脂主要有双酚A型或氢化双酚A环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、脂肪族环氧树脂等。环氧树脂分子结构中含有环氧基、羟基等官能团。由此制备的环氧树脂粉末涂料具有良好的附着力、优异的柔韧性、极佳的耐腐蚀性和抗冲击性等优点，此外环氧树脂因其具有很高的电气强度和体积电阻率，在电气绝缘上表现出优良的应用价值。(5)本专利技术提出前曾经将传统涂敷(油性/水性涂料喷涂)和粉末涂料热涂敷两种施工方法进行了比较，结果使用粉末涂料热涂敷试样得到的涂层，在绝缘性、基材附着性、涂层耐腐蚀寿命上均优于传统涂敷方式。因此，本专利技术提出的防杂散电流钢轨施工方法具有更优异的技术性能，好的应用前景和推广价值。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术中表面处理装置工作结构示意图。其中，1—钢轨、2—钢轨预热装置、3—表面处理装置、4—中频加热装置、5—绝缘粉末涂料喷涂装置、6—粉末回收装置、7—涂层水冷却装置、8—表面处理装置喷嘴、9—钢砂。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：如图1所示的钢轨防杂散电流涂层的施工系统，如图1所示，它包括在钢轨1的喷涂生产线传输方向上依次设置的钢轨预热装置2、表面处理装置3、中频加热装置4、绝缘粉末涂料喷涂装置5和涂层水冷却装置7，其中，所述表面处理装置3用于对钢轨1的轨腰和轨底进行喷砂或喷丸处理，使钢轨1轨腰和轨底的表面粗糙度Ra范围控制在4～20μm，所述绝缘粉末涂料喷涂装置5用于对钢轨1的轨腰和轨底进行绝缘粉末涂料喷涂。上述技术方案中，所述钢轨预热装置2用于将钢轨1的预热段加温到120～150℃。预热的目的是为了除去钢轨表面受热可挥发的物质如表面杂物油污，粉尘颗粒等，有利于接下来的喷砂处理。同时，预热便于后续对工件的进一步加热。上述技术方案中，所述中频加热装置4用于对钢轨1进行中频加热，使钢轨1加热到180～280℃。粉末涂料接触到被加热的钢轨表面立即熔融覆盖于钢轨表面形成熔覆层，控制在这个温度范围是因为在这个区间，粉末涂料熔融和固化反应的效果最佳，冷却后涂层各方面性能最理想。上述技术方案中，所述表面处理装置3为钢轨喷砂和/或喷丸装置或打磨机。采用这样的处理方式既能使钢轨表面的氧化铁皮、锈蚀及附着于表面的污染物被冲击和除去，露出基材本身的金属光泽，还可使钢轨表面形成得到一定范围的表面粗糙度，有利于后续涂层更加牢固的附着于基材上。上述技术方案中，所述绝缘粉末涂料喷涂装置5用于对钢轨1的轨腰和轨底进行绝缘粉末涂料喷涂，钢轨1轨腰和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢轨防杂散电流涂层的施工系统，其特征在于，它包括在钢轨(1)的喷涂生产线传输方向上依次设置的钢轨预热装置(2)、表面处理装置(3)、中频加热装置(4)、绝缘粉末涂料喷涂装置(5)和涂层水冷却装置(7)，其中，所述表面处理装置(3)用于对钢轨(1)的轨腰和轨底进行喷砂或喷丸处理，使钢轨(1)轨腰和轨底的表面粗糙度Ra范围控制在4～20μm，所述绝缘粉末涂料喷涂装置(5)用于对钢轨(1)的轨腰和轨底进行绝缘粉末涂料喷涂。

【技术特征摘要】
1.一种钢轨防杂散电流涂层的施工系统，其特征在于，它包括在钢轨(1)的喷涂生产线传输方向上依次设置的钢轨预热装置(2)、表面处理装置(3)、中频加热装置(4)、绝缘粉末涂料喷涂装置(5)和涂层水冷却装置(7)，其中，所述表面处理装置(3)用于对钢轨(1)的轨腰和轨底进行喷砂或喷丸处理，使钢轨(1)轨腰和轨底的表面粗糙度Ra范围控制在4～20μm，所述绝缘粉末涂料喷涂装置(5)用于对钢轨(1)的轨腰和轨底进行绝缘粉末涂料喷涂。2.根据权利要求1所述的钢轨防杂散电流涂层的施工系统，其特征在于：所述钢轨预热装置(2)用于将钢轨(1)的预热段加温到120～150℃。3.根据权利要求1所述的钢轨防杂散电流涂层的施工系统，其特征在于：所述中频加热装置(4)用于对钢轨(1)进行中频加热，使钢轨(1)加热到180～280℃。4.根据权利要求1所述的钢轨防杂散电流涂层的施工系统，其特征在于：所述表面处理装置(3)为钢轨喷砂和/或喷丸装置或打磨机。5.根据权利要求1所述的钢轨防杂散电流涂层的施工系统，其特征在于：钢轨(1)轨腰和轨底的涂层厚度范围为150～550μm。6.根据权利要求1所述的钢轨防杂散电流涂层的施工系统，其特征在于：所述绝缘粉末涂料喷涂装置(5)中绝缘粉末涂料为热固性环氧树脂粉末涂料。7.根据权利要求1所述的钢轨防杂散电流涂层的施工系统，其特征在于：它还包括粉末回收装置(6)，粉末回收装...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞涛，周剑华，黄先球，朱敏，马颖，郑建国，欧阳珉路，彭浩，程鹏，郎丰军，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42