Антикоррозийная защита железнодорожных материалов: покрытия и методы нанесения

Коррозия — одна из главных причин преждевременного износа и отказов железнодорожных материалов. Без надёжной антикоррозийной защиты рельсов, шпал, крепёжных элементов и других конструкций стоимость обслуживания путей многократно возрастает, а риск аварийных ситуаций — увеличивается. В этой статье разберём основные виды покрытий, технологии их нанесения и контроль качества, а также учтём особенности эксплуатации в климатических условиях Казахстана.

Механизмы коррозии в железнодорожной отрасли

1. Атмосферная коррозия
   • Вызывается влажностью, влажно-теплым и влажно-холодным чередованием, воздействием солей и пыли.
2. Гальваническая коррозия
   • Происходит при контакте разнородных металлов (сталь–латунь, сталь–медь) в присутствии электролита.
3. Электрохимическая коррозия
   • Усилена при токах утечки от контактной сети (электрифицированные линии).
4. Механохимические процессы
   • Коррозия под напряжением и из-за вибраций (на стрелочных переводах, в переходных секциях).

Основные виды антикоррозийных покрытий

Горячее цинкование (гальванизация)

• Описание: погружение металлического изделия в расплавленный цинк (≈450 °C).
• Преимущества:
  • Толстый и однородный слой цинка (≥ 80 мкм) обеспечивает долговременную защиту (до 25–30 лет).
  • Самозащищаемость (при повреждении цинкового слоя остаётся пассивная зона вокруг дефекта).
• Применение: рельсовые накладки, болты, гайки, шайбы и мелкие детали крепежа.

Эпоксидные и полиуретановые покрытия

• Описание: двух- или трёхкомпонентные системы: праймер + промежуточный слой + финишный лак.
• Преимущества:
  • Высокая адгезия и эластичность, устойчивость к абразивному износу.
  • Широкая цветовая гамма (позволяет маркировать участки и детали).
• Применение: поверхности шпал (битумно-эпоксидные системы), крестовины стрелок, опоры контактной сети.

Порошковая полимерная покраска

• Описание: нанесение сухого порошка полимера электростатическим способом с последующим запеканием в печи.
• Преимущества:
  • Отсутствие растворителей — экологичность.
  • Равномерный слой (50–150 мкм) без подтёков и «эффекта орошения».
• Применение: кронштейны, а также подготовленные заводские элементы рельсовых конструкций.

Битумные и креозотовые пропитки

• Описание: нанесение расплавленного битума или креозота на деревянные и металлические поверхности.
• Преимущества:
  • Проникающее действие в поры дерева и микротрещины металла.
  • Часто используется как базовый слой перед окраской.
• Применение: деревянные шпалы, защитная обработка сварных швов перед основной покраской.

Подготовка поверхности перед нанесением

Очистка и абразивная обработка

1. Пескоструйная очистка (SiC, стальной дробью) до класса Sa2½ (ISO 8501-1) или близкого.
2. Шлифовка и протравливание для удаления оксидных плёнок и масляных загрязнений.

Дегидратация и обезжиривание

• Применяются специальные растворители на спиртовой или углеводородной основе.
• После обработки важно обеспечить полное испарение растворителя перед нанесением праймера.

Контроль микрорельефа

• Оптимальная шероховатость Sa = 2,5–3,5 мкм для эпоксидных и порошковых систем.
• Измеряется портативным профилометром для гарантии адгезии.

Технологии нанесения покрытий

Погружение (Dip-Coating)

• Используется для мелких деталей крепежа (болты, шайбы).
• Эффективно для креозотовых и бакелитовых составов.

Распыление (Spray-Coating)

• Пневматическое распыление: компрессор + краскопульт.
• Безвоздушное распыление (High-Pressure Airless): обеспечивает более плотный слой и меньший расход материала.

Электростатическое напыление (Powder-Coating)

• Детали предварительно нагреваются до 180–200 °C, после электризации порошка происходит прилипание и запекание.

Флокирование и обмотка

• Применяется для защиты стыковочных муфт и узлов соединения рельсового полотна.
• Текстильная или полимерная лента с последующим нанесением битумно-полимерного состава.

Контроль качества и измерение параметров покрытия

1. Толщина слоя
   • Измеряется магнитным или ультразвуковым толщиномером.
   • Норма:
     • Цинкование ≥ 80 мкм;
     • Эпоксидный праймер ≥ 50 мкм;
     • Финишный лак 100–150 мкм;
     • Порошковое покрытие 50–100 мкм.
2. Адгезионный тест (по методу кросс-резки)
   • Надрезание покрытия прямыми параллельными линиями, тест-скоч для оценки отслоения.
3. Коррозионная стойкость
   • Испытания в солевом тумане (ASTM B117) до 500–1 000 ч без образования ржавчины.
4. Испытания на ударную и изгибную прочность
   • По ГОСТ 15140 и специфичным протоколам производителя.

Особенности применения в климате Казахстана

• Резкие суточные и сезонные перепады температур требуют устойчивости покрытия к термическим циклам.
• Низкая влажность летом минимизирует риск атмосферной коррозии, но морозный зимний период и талые воды ускоряют коррозийные процессы в швах и неплотно защищённых зонах.
• При эксплуатации в приграничных районах с тяжёлыми зимами (соль на дорогах, обледенение стрелок) рекомендуется комбинировать горячее цинкование и эпоксидную систему для максимальной долговечности.

Рекомендации по выбору и заказу

• Для мелких крепёжных элементов (болты, гайки, шайбы) ­– предпочтительно горячее цинкование.
• Для крупных сборных конструкций (накладки, крестовины) – порошковое полимерное покрытие или эпоксидные системы с финишным слоем по каталогу RAL.
• Для древесных шпал – нанесение битумно-креозотовой пропитки перед реставрацией или установкой.
• Стандартизируйте процедуры подготовки и контроля качества с учётом ГОСТ-норм и международных ISO-протоколов.
• Обращайтесь к специализированным предприятиям, имеющим аккредитацию на антикоррозийную защиту железнодорожных материалов и собственный сервис контроля.

MKK Kasip предлагает полный спектр услуг по антикоррозийной защите железнодорожных материалов: от подготовки и нанесения покрытий до лабораторного контроля качества и сервисного обслуживания.