[发明专利]一种纳米陶瓷涂层绝缘钢轨涂覆装备及工艺

说明书

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及一种超高绝缘性能轨道系统绝缘钢轨。

背景技术

轨道交通例如地铁、轻轨、有轨电车、新型轨道交通系统等，多采用直流电力牵引系统并把走行轨作为回流线路。该电流绝大部分能够经过走行轨流回到电源负极，但还有一小部分从轨道与地面绝缘不良的位置泄露到道床及周围的土壤中，形成杂散电流。杂散电流的存在会对钢轨本身及轨道周围的公共设施管路及建筑物等发生电化学腐蚀，降低轨道、埋地管线及建筑物等的使用寿命。特别对于有轨电车的轨道相对于地铁、轻轨而言，轨道完全埋入地下，其杂散电流的危害性更为严重。

对固定轨道钢轨的扣件系统通常采用绝缘设计及对埋入式轨道的钢轨外侧设置绝缘护块及护套，增大钢轨与周边构筑物之间的绝缘电阻；此方法虽可以有效地增加轨道的绝缘电阻，但绝缘护块及护套与扣件、绝缘护块及护套之间在安装及使用过程中会形成的缝隙，这种缝隙不仅在沿钢轨行车方向因绝缘零部件接头及扣件等的不连续结构造成的复杂工况造成，而且在轨道截面上由于钢轨在车辆载荷作用下会产生变形，无论是在垂直方向、水平方向及钢轨的扭转变形都会使钢轨和绝缘护块及护套之间产生动态间隙等，在实际运行环境条件及潮湿的环境下依然无法保持轨道系统的绝缘性能，无法从根本上解决轨道系统的杂散电流问题。

人类利用电以后，绝缘材料就成为研究课题。绝缘材料早期，20世纪80年代，开始出现新的F、H级绝缘材料体系，相继开发了聚酯亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚马来酰亚胺、聚二苯醚等耐热性绝缘漆、粘合剂和薄膜，以及改性环氧、不饱和聚酯、聚芳酰胺纤维纸及其复合材料等系列新产品。电工产品耐热等级大多提升为B级，在冶金、吊车、机车电机等特殊电机中开始采用新的F、H级绝缘材料。90年代，相关机构大规模的自主开发F、H级绝缘材料，使其性能得到提高，如改性二苯醚、改性双马来酰亚胺、改性聚酯亚胺漆包线漆、聚酰胺酰亚胺漆包线漆、聚酰亚胺漆包线漆、F、H级玻璃纤维制品、高性能聚酰亚胺薄膜、F级环氧粉云母带等。无溶剂浸渍树脂和快干浸渍漆得到迅速发展，少胶粉云母带、VPI(真空压力浸渍)浸渍树脂开始应用。新一代耐高温耐磨陶瓷绝缘涂料，可在被涂物体表面形成一层具有较高体积电阻率，常温下大于10¹²Ωm和高的介电强度(击穿强度)大于10⁴kV/m。涂层能承受较强电场而不被击穿的陶瓷涂层，该涂层具有较高的机械强度和良好的化学稳定性，能耐老化，耐水，耐化学腐蚀，长时间耐火烧烤性，同时还具有耐机械冲击和热冲击性能，纳米材料的最新应用，大大提高了工程绝缘性能。

但纳米陶瓷绝缘涂层采用手工涂刷或简单的机械涂刷会因钢轨表面的凸凹很难保证涂层的均匀性及100％的覆盖率，同时钢轨在自然环境下特别是潮湿及高腐蚀条件下很快锈蚀，用非专业性的工具或手工除锈会遗留锈点或锈斑，在此上涂覆的纳米陶瓷绝缘涂层会容易脱落而影响绝缘性能。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能有效地保证涂覆质量和效率，同时减少了现场涂覆过程中受环境的影响及重复的除锈和保养工作等，并大大地降低涂覆成本。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种纳米陶瓷涂层绝缘钢轨涂覆装备，其特征在于，包括依次设置的传送钢轨的钢轨进料工装、钢轨表面除锈机、钢轨表面清理机、固定钢轨工装、纳米陶瓷涂覆机、钢轨干燥器系统。

所述的钢轨进料工装包括钢轨约束拖动装置I及钢轨约束拖动装置II；所述的钢轨约束装置I约束钢轨的垂直方向并使钢轨在纵向按设定的速度移动；所述的钢轨约束拖动装置II约束钢轨的横向并使钢轨在纵向按设定的速度移动，所述的纵向设定速度范围在1-500mm/s。

所述的钢轨表面除锈机包括除锈机箱体和与其连接的高压介质输送装置，所述的高压介质输送装置为高压泵或旋转装置，高压介质为气体，或流体，或丸状固体颗粒，所述的高压泵输送气体或流体，输送的压力范围20-200MPa，所述的旋转装置输送丸状固体颗粒，其旋转速度不低于1000转/分钟或等效丸状固体颗粒压力0.3-1.0MPa；在封闭的除锈机箱体内通过高压介质磨擦钢轨表面对钢轨进行除锈。

所述的钢轨表面清理机为强力吸尘器或清洗布。

所述的固定钢轨工装为电磁吸板或支承夹具，所述的电磁吸板的磁力不低于钢轨重量的2倍或100kg/m以上。