1.1研究背景及意义

近年来，我国基础设施建设飞速进行，最具代表代表性的就是铁路运输。除了高铁动车行车速度和舒适度的快速提升，还有牵引重量，运输密度，客货运输量的提升，极大的支持了我国的经济建设。新的运行线路仍在不断的建设与规划中。另一方面，巨大的运输量也带来巨大经济成本，除了运营规划管理外，提升铁轨防护能力、延长铁轨的使用寿命和保障铁路运输稳定和安全等要求成为当前铁路建设最重要的任务。

降低钢轨寿命的因素众多，但总体可归结为应力伤损和腐蚀。钢轨作为牵引机车前进的承重部位，承受着火车车轮频繁的循环应力作用，铁轨往往伴随着巨大的磨耗、变形、裂纹扩张、剥离、压馈和掉块等伤损现象发生。这与机车类型，运输重量，行车速度，道路结构，钢轨强度等因素有关。排除大部分可控因素，腐蚀成为影响铁路寿命和安全性的最大不稳定因素。铁轨暴露在野外环境中，受空气和土壤中腐蚀因素（电解质，酸雨，灰尘，工业气体，温差，潮湿）以及轨道泄露的杂散电流影响，易发生腐蚀。研究表明，金属在应力作用下每腐蚀1%，其强度就会下降10%-15%，当双面腐蚀达到5%，金属即报废。应力作用使钢铁变形或产生裂纹，加速电化学腐蚀，这在铁路系统中更易发生。在现在及将来的铁路建设和规划中，已从改善钢轨材料及加强隔离措施多方面着手降低腐蚀的影响。但是，受过去经济技术水平限制及防护意识的不足，大部分投入使用的铁路处于腐蚀或待腐蚀状态。我国钢轨的设计寿命通常为10年，而普遍使用寿命普遍只有5年。而由于环境条件的不同，加上防护措施的不同，部分国家的铁路钢轨往往可以超过其设计的使用时间。

过去的研究表明，在潮湿的隧道，沿海地区及工业污染区，铁路的腐蚀较气候干燥的非工业区严重许多。这表明了环境因素对腐蚀的重要影响。2010年美国发布了全球空气质量图显示出我国大气中悬浮颗粒远高于其他国家，我国仍处于经济高增长期，环境治理在短期内未必会取得突破性进展，因此金属腐蚀乃至有加重的趋势，急需开展关于钢轨防腐蚀策略的研究。

关于金属防腐蚀的理论研究较多，但推及铁路系统的应用较少，这也是由于铁路运输的特殊性，开展系统研究有一定困难，但仍然有一定数量针对性的可行方略。今上海铁路局杭州工务段提出，铁轨扣件中轨枕螺栓腐蚀情况严重。考虑其地域和气候具有代表性：位于潮湿多降雨的南方区域和沿海地区，拟通过研究轨枕螺栓的腐蚀机理，配制出一种适用于铁路扣件系统的防腐蚀涂料。

1.2铁路扣件系统及轨枕螺栓

铁路钢轨扣件系统是轨道上用以联结钢轨和轨枕（或其他类型轨下基础）的零件，又称中间联结零件。其作用是将钢轨固定在轨枕上，保持轨距和阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动。由于轨枕上的螺栓长期暴露在外部，受大气，风雨等因素影响，在螺栓上涂覆的油脂逐渐干结，损耗，脱落失去保护作用，极易发生锈蚀。轨枕螺栓锈蚀后导致其直径变小，扣件系统压力降低或者失效，最终导致铁路安全事故发生，因此保护好轨枕螺栓对铁路行车安全十分重要。在钢轨换轨和日常维修作业操作中，通常要将轨枕螺母进行拆解，将螺栓拧松，进行螺栓护理时（涂防锈油脂）必须对螺栓进行除锈和清理。