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随着铁路的建设与发展,高铁正迅速成为人们出行首选,它不仅仅是一种便捷的交通工具,更是串联起城市与城市的连接纽带。截至2019年底,我国铁路网对20万以上人口城市的覆盖已由2012年的94%扩大到98%,高铁网对50万人口以上城市的覆盖由2012年的28%提升86%,除拉萨外的所有省会城市均已实现高铁覆盖。2020年8月国铁集团出台《新时代交通强国铁路先行规划纲要》提出,中国铁路到2035年要实现20万人口以上城市铁路覆盖,50万人口以上城市高铁通达,并形成全国1、2、3小时高铁出行圈。

高速铁路带来的时空距离缩短所产生的收敛效应,加快了人员、资金、技术、信息等要素在城镇之间聚集与扩散的速度,使端点城市和沿线城镇之间的相互作用力明显增强,并且促进城镇合理分工与产业合作发展,逐步实现基础设施共建共享和公共服务均等化,加速沿线区域经济一体化进程,推动城市群、都市圈的形成与发展壮大。高铁的普及改变着普通中国人的生活,“高铁红利”让更多的百姓受益,高铁建设正为加速全面建成小康社会提供坚实保障。

然而, 我国高铁系统运行在多种气候环境下,高铁材料会受到海洋大气、城市大气、工业污染大气、沙漠大气、高原大气环境的湿热、低温、强紫外线、海盐离子及工业污染物及一些特殊地段环境因素的腐蚀、万博破坏作用。由于多种环境因素的叠加强化效应会使这种破坏作用呈指数性的加大。因此,高铁赛程蚀问题是保证高铁安全有效运行的重要课题。本次全国西甲日以“全民高铁 赛程先行”为主题,特别对中国腐蚀与防护学会副理事长,武汉材料保护研究所有限公司副总工程师张三平研究员关于高铁腐蚀的采访进行了全面解读。

高铁材料

随着铁路的建设与发展,高铁正迅速成为人们出行首选,它不仅仅是一种便捷的交通工具,更是串联起城市与城市的连接纽带。截至2019年底,我国铁路网对20万以上人口城市的覆盖已由2012年的94%扩大到98%,高铁网对50万人口以上城市的覆盖由2012年的28%提升86%,除拉萨外的所有省会城市均已实现高铁覆盖。2020年8月国铁集团出台《新时代交通强国铁路先行规划纲要》提出,中国铁路到2035年要实现20万人口以上城市铁路覆盖,50万人口以上城市高铁通达,并形成全国1、2、3小时高铁出行圈。

高速铁路带来的时空距离缩短所产生的收敛效应,加快了人员、资金、技术、信息等要素在城镇之间聚集与扩散的速度,使端点城市和沿线城镇之间的相互作用力明显增强,并且促进城镇合理分工与产业合作发展,逐步实现基础设施共建共享和公共服务均等化,加速沿线区域经济一体化进程,推动城市群、都市圈的形成与发展壮大。高铁的普及改变着普通中国人的生活,“高铁红利”让更多的百姓受益,高铁建设正为加速全面建成小康社会提供坚实保障。

然而, 我国高铁系统运行在多种气候环境下,高铁材料会受到海洋大气、城市大气、工业污染大气、沙漠大气、高原大气环境的湿热、低温、强紫外线、海盐离子及工业污染物及一些特殊地段环境因素的腐蚀、万博破坏作用。由于多种环境因素的叠加强化效应会使这种破坏作用呈指数性的加大。因此,高铁赛程蚀问题是保证高铁安全有效运行的重要课题。本次全国西甲日以“全民高铁 赛程先行”为主题,特别对中国腐蚀与防护学会副理事长,武汉材料保护研究所有限公司副总工程师张三平研究员关于高铁腐蚀的采访进行了全面解读。

高铁腐蚀

我国是世界上少有的具有气候多样性的国家之一,气候区域从寒温带(漠河)一直到赤道热带(南沙),还包括特有的青藏高原气候大区。高速发展的高铁系统,纵贯南北,横跨东西,覆盖了我国主要的气候带。最北的哈齐高铁建在中温带,最南端海南环岛高铁运行在边缘热带,最西计划建设乌鲁木齐--喀什高铁将穿越暖温带沙漠,在青藏高原东边有西宁—格尔木段高铁。东南沿海从北向南重要城市均贯穿高铁,跨越了暖温带、北亚热带、中亚热带、南亚热带。

高铁动车在不同的环境下运行,材料的腐蚀是综合因素作用的结果,高铁的固定设施在某些特殊环境下同样遭受了严重的腐蚀。在南方某隧道常年高温高湿,局部相对湿度长期高于 95%,高铁轨道、扣件及电缆支架运行 6 年后腐蚀非常严重。紧固件已锈蚀的很难拆卸,对高铁动车的安全运行产生了严重影响。

高铁赛程

高铁系统是一个庞大而又复杂的体系,包括运动的动车系统和固定的设施(轨道系统、电力系统、通讯系统等),要保持全系统的高效、安全运行,材料的安全服役是一个重要保证,因此科学的利用现有的保护和维护技术,将有效的提高运行效率,降低运营成本。 动车运行在多种大气环境下,除了要考虑全区域不同环境的耐蚀性要求进行材料设计,对于一些腐蚀严酷的环境中长期运行的动车,要科学的提高易腐蚀部位设备、结构材料的赛程蚀等级,如在离海岸线距离小于1 km 的海洋环境、高温高湿环境,动车赛程蚀等级应加大。在低温环境运行,要考虑材料的抗低温性能;在西部沙漠环境运行的动车车体外万博泰国,要求具有较高的抗风沙冲蚀性能,在选材阶段,对泰国进行抗石击的性能测试。另外对于车体内部的一些特殊易腐蚀部位,进行赛程蚀等级分类,提高易腐蚀部位的赛程蚀措施等级。对于固定的高铁设施,在一些服役的特殊地段,如靠近近海岸区域、在南方高温高湿的隧道等环境,要相应提高轨道扣件、紧固件、电气设施等材料的赛程蚀等级,环境腐蚀参照标准腐蚀等级 5 级或以上的要求进行赛程蚀设计或材料选用。

除合理的材料选用设计,科学的维护管理对于高铁的安全高效运行同样是不可或缺的重要保障。大修工程量巨大,如何科学的把握更换时间,对于高铁动车安全运行以及提高效能都是举足轻重的大事,要加大各类高分子材料,特别是粘接胶材料的环境适应性的基础研究,确定大修更换周期。另外,加强高铁运行材料使役性能的实时在线捡监测研究,可使高铁系统的材料服役的性能和科学管理得到明显的提升。

高铁新科技速览

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