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  • 隨著鐵路的建設與發展,高鐵正迅速成為人們出行首選,它不僅僅是一種便捷的交通工具,更是串聯起城市與城市的連接紐帶。截至2019年底,我國鐵路網對20萬以上人口城市的覆蓋已由2012年的94%擴大到98%,高鐵網對50萬人口以上城市的覆蓋由2012年的28%提升86%,除拉薩外的所有省會城市均已實現高鐵覆蓋。2020年8月國鐵集團出臺《新時代交通強國鐵路先行規劃綱要》提出,中國鐵路到2035年要實現20萬人口以上城市鐵路覆蓋,50萬人口以上城市高鐵通達,并形成全國1、2、3小時高鐵出行圈。

    高速鐵路帶來的時空距離縮短所產生的收斂效應,加快了人員、資金、技術、信息等要素在城鎮之間聚集與擴散的速度,使端點城市和沿線城鎮之間的相互作用力明顯增強,并且促進城鎮合理分工與產業合作發展,逐步實現基礎設施共建共享和公共服務均等化,加速沿線區域經濟一體化進程,推動城市群、都市圈的形成與發展壯大。高鐵的普及改變著普通中國人的生活,“高鐵紅利”讓更多的百姓受益,高鐵建設正為加速全面建成小康社會提供堅實保障。

    然而, 我國高鐵系統運行在多種氣候環境下,高鐵材料會受到海洋大氣、城市大氣、工業污染大氣、沙漠大氣、高原大氣環境的濕熱、低溫、強紫外線、海鹽離子及工業污染物及一些特殊地段環境因素的腐蝕、老化破壞作用。由于多種環境因素的疊加強化效應會使這種破壞作用呈指數性的加大。因此,高鐵防腐蝕問題是保證高鐵安全有效運行的重要課題。本次全國科普日以“全民高鐵 防腐先行”為主題,特別對中國腐蝕與防護學會副理事長,武漢材料保護研究所有限公司副總工程師張三平研究員關于高鐵腐蝕的采訪進行了全面解讀。

    高鐵材料

    隨著鐵路的建設與發展,高鐵正迅速成為人們出行首選,它不僅僅是一種便捷的交通工具,更是串聯起城市與城市的連接紐帶。截至2019年底,我國鐵路網對20萬以上人口城市的覆蓋已由2012年的94%擴大到98%,高鐵網對50萬人口以上城市的覆蓋由2012年的28%提升86%,除拉薩外的所有省會城市均已實現高鐵覆蓋。2020年8月國鐵集團出臺《新時代交通強國鐵路先行規劃綱要》提出,中國鐵路到2035年要實現20萬人口以上城市鐵路覆蓋,50萬人口以上城市高鐵通達,并形成全國1、2、3小時高鐵出行圈。

    高速鐵路帶來的時空距離縮短所產生的收斂效應,加快了人員、資金、技術、信息等要素在城鎮之間聚集與擴散的速度,使端點城市和沿線城鎮之間的相互作用力明顯增強,并且促進城鎮合理分工與產業合作發展,逐步實現基礎設施共建共享和公共服務均等化,加速沿線區域經濟一體化進程,推動城市群、都市圈的形成與發展壯大。高鐵的普及改變著普通中國人的生活,“高鐵紅利”讓更多的百姓受益,高鐵建設正為加速全面建成小康社會提供堅實保障。

    然而, 我國高鐵系統運行在多種氣候環境下,高鐵材料會受到海洋大氣、城市大氣、工業污染大氣、沙漠大氣、高原大氣環境的濕熱、低溫、強紫外線、海鹽離子及工業污染物及一些特殊地段環境因素的腐蝕、老化破壞作用。由于多種環境因素的疊加強化效應會使這種破壞作用呈指數性的加大。因此,高鐵防腐蝕問題是保證高鐵安全有效運行的重要課題。本次全國科普日以“全民高鐵 防腐先行”為主題,特別對中國腐蝕與防護學會副理事長,武漢材料保護研究所有限公司副總工程師張三平研究員關于高鐵腐蝕的采訪進行了全面解讀。

    高鐵腐蝕

    我國是世界上少有的具有氣候多樣性的國家之一,氣候區域從寒溫帶(漠河)一直到赤道熱帶(南沙),還包括特有的青藏高原氣候大區。高速發展的高鐵系統,縱貫南北,橫跨東西,覆蓋了我國主要的氣候帶。最北的哈齊高鐵建在中溫帶,最南端海南環島高鐵運行在邊緣熱帶,最西計劃建設烏魯木齊--喀什高鐵將穿越暖溫帶沙漠,在青藏高原東邊有西寧—格爾木段高鐵。東南沿海從北向南重要城市均貫穿高鐵,跨越了暖溫帶、北亞熱帶、中亞熱帶、南亞熱帶。

    高鐵動車在不同的環境下運行,材料的腐蝕是綜合因素作用的結果,高鐵的固定設施在某些特殊環境下同樣遭受了嚴重的腐蝕。在南方某隧道常年高溫高濕,局部相對濕度長期高于 95%,高鐵軌道、扣件及電纜支架運行 6 年后腐蝕非常嚴重。緊固件已銹蝕的很難拆卸,對高鐵動車的安全運行產生了嚴重影響。

    高鐵防腐

    高鐵系統是一個龐大而又復雜的體系,包括運動的動車系統和固定的設施(軌道系統、電力系統、通訊系統等),要保持全系統的高效、安全運行,材料的安全服役是一個重要保證,因此科學的利用現有的保護和維護技術,將有效的提高運行效率,降低運營成本。 動車運行在多種大氣環境下,除了要考慮全區域不同環境的耐蝕性要求進行材料設計,對于一些腐蝕嚴酷的環境中長期運行的動車,要科學的提高易腐蝕部位設備、結構材料的防腐蝕等級,如在離海岸線距離小于1 km 的海洋環境、高溫高濕環境,動車防腐蝕等級應加大。在低溫環境運行,要考慮材料的抗低溫性能;在西部沙漠環境運行的動車車體外表面涂層,要求具有較高的抗風沙沖蝕性能,在選材階段,對涂層進行抗石擊的性能測試。另外對于車體內部的一些特殊易腐蝕部位,進行防腐蝕等級分類,提高易腐蝕部位的防腐蝕措施等級。對于固定的高鐵設施,在一些服役的特殊地段,如靠近近海岸區域、在南方高溫高濕的隧道等環境,要相應提高軌道扣件、緊固件、電氣設施等材料的防腐蝕等級,環境腐蝕參照標準腐蝕等級 5 級或以上的要求進行防腐蝕設計或材料選用。

    除合理的材料選用設計,科學的維護管理對于高鐵的安全高效運行同樣是不可或缺的重要保障。大修工程量巨大,如何科學的把握更換時間,對于高鐵動車安全運行以及提高效能都是舉足輕重的大事,要加大各類高分子材料,特別是粘接膠材料的環境適應性的基礎研究,確定大修更換周期。另外,加強高鐵運行材料使役性能的實時在線撿監測研究,可使高鐵系統的材料服役的性能和科學管理得到明顯的提升。

    高鐵新科技速覽

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