城軌車輛緊固件銹蝕原因及解決措施
達克羅是一種新型綠色環(huán)保表面處理工藝，是以鋅粉、鋁粉、鉻酸和去離子水為主要成分的新型防腐涂料，不用電沉積方法而將工件直接浸入達克羅處理液中，或用刷涂、靜電噴涂法使處理液粘附于工件表面，然后經(jīng)過燒結固化而成的含鋅、鋁及鉻元素的無機轉化膜涂層。
城軌車輛車體焊接結構大多主要采用鋁合金材料，為滿足防腐要求，用于安裝車輛設備及其部件的緊固螺栓大多采用不銹鋼材料，但為保證緊固件的防腐防銹性能和降低整體成本,大量采用經(jīng)過達克羅處理的鎖緊墊圈與不銹鋼螺栓配合使用，如城軌車輛車頂上用于受電弓、避雷針、空調(diào)等部件安裝的鎖緊墊圈等。鎖緊墊圈材質(zhì)為彈簧鋼，表面進行達克羅處理，配合A4-80的不銹鋼螺栓、螺母使用。但是使用一段時間后發(fā)現(xiàn),用在車輛外部的鎖緊墊圈，如車頂空調(diào)減震安裝螺栓處的鎖緊墊圈出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象,而在車內(nèi)及底架起緊固作用的墊圈暫未發(fā)現(xiàn)銹蝕情況。
金屬銹蝕的原因一般主要是電化學腐蝕或空氣蝕原因可能為：
1、達克羅涂層不符要求，達克羅表面涂層存在起泡、開裂、針孔和漏涂等缺陷，不能起到有效的經(jīng)分析，達克羅表面處理過的鎖緊墊圈出現(xiàn)銹防腐作用，造成氧化腐蝕。
2、達克羅處理的鎖緊墊圈與不銹鋼螺栓配合使用，由于2種金屬材料的腐蝕電位不同，造成電位較低的彈簧鋼墊圈更加容易溶解銹蝕。
為了驗證上述2種可能導致墊圈生銹的原因，主要從材質(zhì)分析、外觀低倍檢測和鹽霧對比試驗進行檢測和分析。
3.1、試驗驗證
3.1.1、鎖緊墊圈材質(zhì)檢驗
從運用現(xiàn)場拆下2個DAC320鎖緊墊圈SKM12,通過打磨去掉基材表面的達克羅涂層，使用光譜儀檢測基材的化學成分，測試結果如表1所示，滿足GB/T1222 -2007中65Mn材料要求。
3.1.2、鎖緊墊圈低倍檢驗
試驗方式：隨即抽取3個全新DAC320鎖緊墊圈SKM12;經(jīng)過簡單的表面清洗（一片酸洗、一片清水沖洗、一片堿洗）；通過肉眼和放大40倍的放大鏡觀察。觀察發(fā)現(xiàn)墊圈表面光滑、呈銀灰色，未發(fā)現(xiàn)墊圈表面有明顯的裂紋、起泡等缺陷。
3.1.3、鎖緊墊圈鹽霧對比試驗
試驗方式：隨機抽取4個全新DAC320鎖緊墊圏SKM12，與該墊圈配合使用的A4-70螺栓、A4-80螺母各2個；將墊圈、螺栓、螺母分為2組，第1組為2個單獨使用的墊圈、第2組為墊圈與螺栓、螺母配合使用結構；將2組樣品放人NaCl溶液濃度為5%的鹽霧試驗機內(nèi)，試驗溫度為35T,采用間歇式噴霧（噴5min、停10min);每隔一段時間觀察一次試驗進程，直到墊圈出現(xiàn)明顯銹跡為止。
試驗結果：
(1)試驗開始前螺栓墊圈組件中的墊圈和單獨的墊圈，表面呈銀灰色，沒有銹跡。
(2)試驗24h后觀察發(fā)現(xiàn)螺栓墊圈組件中的墊圈出現(xiàn)了少量銹斑，而單獨的墊圈和試驗前相比較無變化，如圖1所示。
(3)試驗48h后觀察發(fā)現(xiàn)螺栓墊圈組件中的墊圈出現(xiàn)了明顯銹斑，而單獨的墊圈和試驗前相比較無變化。
(4)試驗72h后觀察發(fā)現(xiàn)螺栓墊圈組件中的墊圈腐蝕嚴重，而單獨的墊圈和試驗前相比較基本無變化，如圖2所示。
3.2、試驗結果分析
由2組墊圈的對比鹽霧試驗結果可知：
（1)單獨檢測經(jīng)達克羅處理的墊圈抗腐蝕性能良好，經(jīng)過72h鹽霧試驗未發(fā)生任何銹蝕；
（2）與不銹鋼螺栓配合使用時，它的抗腐蝕性能明顯下降，經(jīng)過24h鹽霧試驗就開始發(fā)生銹蝕。
經(jīng)分析，達克羅涂層中Zn的電位為-0.762,而不銹鋼A4(0Cr17Ni14Mo2)的電位為正，兩者之間存在著較大電位差，在水介質(zhì)中會發(fā)生電偶腐蝕。2種金屬構成宏電池，產(chǎn)生電偶電流，使電位較低的達克羅涂層溶解加速（Zn=Zn2++2e)。當涂層溶解到一定程度后，鎖緊墊圈的基材就暴露在潮濕空氣中，達克羅涂層就失去了它的防腐蝕功能，從而造成了彈簧鋼（鎖緊墊圈）的生銹。
綜上所述，表面達克羅處理的鎖緊墊圈在使用過程中出現(xiàn)生銹問題的原因是：在緊固件選型過程中沒有考慮到碳鋼達克羅涂層和不銹鋼的電位差較大，再加上使用環(huán)境惡劣，有水介質(zhì)存在，造成腐蝕加速。
考慮到鎖緊墊圈的使用環(huán)境較惡劣（室外），根據(jù)電偶腐蝕原理，同一機構中應盡可能用同一種金屬，或者電位盡可能接近的兩種金屬，并用絕緣物使之隔開，避免產(chǎn)生電偶腐蝕。因此，確定采用不銹鋼A4的鎖緊墊圈替代彈簧鋼墊圈。
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