РОЗВИТОК УЯВЛЕНЬ ПРО ЕЛЕКТРОКОРОЗІЮ КОНСТРУКЦІЙ ЗАЛІЗНИЧНОЇ КОЛІЇ ТА УДОСКОНАЛЕННЯ СПОСОБІВ ЇХНЬОГО ЗАХИСТУ З ЗАСТОСУВАННЯМ ЕЛЕКТРОПРОВІДНИХ КОМПОЗИЦІЙ

Автор(и)

  • Андрій Аркадійович Плугін Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-6941-2076
  • Ольга Сергіївна Борзяк Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-8815-6936
  • Олексій Андрійович Плугін Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-4627-1039
  • Оксана Петрівна Крикун Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0003-4731-179X
  • Владислава Володимирівна Зінченко Український державний університет залізничного транспорту, Україна https://orcid.org/0000-0002-6701-5501

DOI:

https://doi.org/10.18664/1994-7852.204.2023.283877

Ключові слова:

електрифікована залізниця, постійний струм, залізнична колія, споруда, електрокорозія, мінеральні в'яжучі, електропровідність, захист

Анотація

У дослідженні розглянуто розвиток уявлень про механізм протікання корозійних струмів через конструкції залізничної колії і споруд та обґрунтувано способи їхнього захисту від електрокорозії. У результаті теоретичних досліджень і натурних обстежень уточнено електричні кола струмів витоку від пульсуючого однонаправленого електричного потенціалу ПОЕП, що виникає під час проходження електричного рухомого складу електрифікованими постійним струмом залізничними коліями. Встановлено носії струму в елементах і конструкціях колії і споруд. З'ясовано, що в залізобетонних шпалах, опорах пасажирських платформ через вплив ПОЕП утворюються зони нейтралізації і  вилуговування бетону, катодна та анодна зони сталевої арматури. У цих зонах  протікають відповідні хімічні та електрохімічні реакції вилуговування і карбонізації вапна, окиснення заліза тощо. Запропоновано запобігати корозійним процесам у цих зонах шляхом відведення струмів заземленими екранами-покриттями з  електропровідних композицій на основі мінеральних в'яжучих. Запропонований показник ефективності цих екранів-покриттів, що є ступенем зниження сили струму через конструкцію. У результаті експериментальних досліджень встановлено, що він залежить від частки площі контакту сталевого заземлювача з екраном від площі самого екрана, отримано відповідні залежності.
Обґрунтовано нові способи захисту конструкцій колії і споруд від електрокорозії, розроблено відповідні конструктивно-технологічні рішення.

Біографії авторів

Андрій Аркадійович Плугін, Український державний університет залізничного транспорту

доктор технічних наук, завідувач кафедри залізничної колії і транспортних споруд

Ольга Сергіївна Борзяк, Український державний університет залізничного транспорту

доктор технічних наук, доцент кафедри будівельних матеріалів, конструкцій та споруд

Олексій Андрійович Плугін, Український державний університет залізничного транспорту

кандидат технічних наук, доцент кафедри будівельної механіки та гідравліки

Оксана Петрівна Крикун, Український державний університет залізничного транспорту

аспірант кафедри залізничної колії і транспортних споруд

Владислава Володимирівна Зінченко, Український державний університет залізничного транспорту

аспірант кафедри будівельних матеріалів, конструкцій та споруд

Посилання

Thorsten Eichler, Bernd Isecke. Stray current-induced corrosion in cathodic protection installations of steel-reinforced concrete structures: FEM study of the critical parameters. URL: https://doi.org/10.1002/maco.202011620.

Liu Y.-C., Chang E.-C., Shyu J.-L. and Chen X.-G. Dynamic Analysis of the Leakage Current Corrosion for the Non-Grounded DC Railway Systems. International Journal of Electrical Energy. 3(4). 257-261 (2015).

Duranceau S. J., Johnson W. J., Pfeiffer-Wilder R. J. A study examining the effect of stray current on the integrity of continuous and discontinuous reinforcing bars. Experimental Techniques. 35 (2011). 53-58.

Luca Bertolini, Maddalena Carsana, Pietro Pedeferri. Corrosion behaviour of steel in concrete in the presence of stray current. Corrosion Science. 49 (2007). 1056–1068.

Старосельський А. А. Електрокорозія залізобетону. Київ: Будівельник, 1978. 168 с.

Kangkang Tang. Stray current induced corrosion of steel fibre reinforced concrete. Cem. Concr. Res. 100. 445-456 (2017).

Плугін О. А. Дослідження впливу величини напруги пульсуючого однонаправленого електричного поля на електрокорозію бетону. Зб. наук. праць УкрДУЗТ. 2010. Вип. 115. С. 56-67.

Плугін О. А., Борзяк О. С., Дудін А. А. Захист металевих і залізобетонних споруд залізничного транспорту від електрокорозії за допомогою діодного заземлення. Зб. наук. праць УкрДУЗТ. 2011. Вип. 127. С. 204-212.

Plugin Dmytro, Kasyanov Vladimir, Konev Vitalii, Nesterenko Sergii and Afanasiev Aleksander. Research into the effectiveness of grounded screens of electroconductive silicate compositions for electrocorrosion protection. Matec Web of Conf. 116. 01012 (2017). DOI: 10.1051/matecconf/201711601012.

Конєв В. В. Електропровідна силікатна композиція для захисту від електрокорозії залізничних конструкцій: дис канд. техн. наук: 05.23.05. Харків: УкрДУЗТ, 2021. 338 с.

Касьянов В. В. Електропровідне покриття для захисту від електрокорозії та ремонту залізничних конструкцій: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.05. Харків: УкрДУЗТ, 2018. 281 с.

Plugin A., Borziak O., Kaliuzhna O., Krykun O., Zhuravel V. Protection Against Electrical Corrosion of Railway Constructions by Grounded Screens from Silicate Compositions (Online). Internat. Scient. Confer. on Aeronautics, Automotive and Railway Engineering and Technologies BulTrans-2022. URL: http://bultrans.org/BulTrans-2022-program.pdf.

Stark J., Wicht B. Dauerhaftigkeit von beton. Architektur und Bauwesen Weimar Universität. (1995). 100 p.

Stark J. Alkali-Kieselsäure-Reaktion. Bauhaus Universität Weimar (2008) 139 p.

Kurdowski W. Chemia Cementu i Betonu. Kraków. (2010). 728 s.

Петрова Т. М., Сорвачова Ю. А. Внутренняя коррозия бетона как фактор снижения долговечности объектов транспортного строительства. Наука и транспорт. Tранспортное строительство. 2012. № 4. С. 56–60.

Пшінько П. О. Підвищення надійності залізничних залізобетонних шпал: дис. … канд. техн. наук: 05.23.01. Дніпропетровськ: ПДАБА, 2012. 20 с.

Коваленко В. В., Заяць Ю. Л., Пшінько П. О. Дослідження причин передчасного руйнування залізобетонних шпал на Знам’янській дистанції колії ПЧ-10 Одеської залізниці. Наука та прогрес транспорту. Вісник ДНУЗТ ім. В. Лазаряна. 2015. № 6. С. 149–163.

Mindess S. Resistance of concrete to destructive agencies Lea's Chemistry of Cement and Concrete (2019). 251-283.

Krivenko P., Gelevera O., Kovalchuk O., Bumanis G., Korjakins A. Alkali-aggregate reaction in alkali-activated cement concretes. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 660(1) (2019). 012002.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-06-21