本发明属于钢铁防护的隧道内钢轨锈蚀的阴极保护法。 隧道内潮湿，腐蚀介质浓动高，钢轨的锈蚀严重，特别是钢轨面的锈蚀磨损加快，断轨率也比洞外较高，因而存在钢轨使用寿命短和换轨大修期缩短的问题。人们已对地下网管、钢闸阀、冷凝器、储罐等管件和设备用阴极保护法来减少锈蚀。而隧道内钢轨由于在地面枕木上没有土壤覆盖层，对用阴极保护的有效性尚未找到合理的防腐机理新模型，所以对隧道内钢轨锈蚀的阴极保护至今未见报道。比如日本专利J60045870只对铁道水管采用阴极保护法有效果。本发明的隧道内钢轨锈蚀的阴极保护法是证实在70～100%湿度的隧道内，可利用钢轨周边完整的、含电介质的与大地连通地水膜，使钢轨处于土壤腐蚀和潮、湿大气腐蚀的边界状态腐蚀机理新模型，而设计的隧道内钢轨锈蚀的阴极保护法，就可以减少钢轨锈蚀和磨损，延长钢轨的使用寿命。
本发明的目的是在于发现隧道内钢轨锈蚀的腐蚀机理新模型，可以采用阴极保护法减少隧道内钢轨锈蚀和易断的缺点，特别是减轻钢轨与车轮接触面的腐蚀磨损，从而延长钢轨的使用寿命。
为实现上述的目的，本发明是发现隧道内在70～100%湿度和火车排出的SO2、CO2、氮氧化物及粉尘的环境下，钢轨周边覆盖一层完整的、含电介质的水膜、并经潮湿的枕木和混凝土隧道与大地连通，从而形成与地下管线相类似的单一金属的腐蚀机理新模型，同时根据隧道内钢轨有无交流信号和平导沟的情况，可用两个或单个直流电源的负极与左右钢轨分别或同时连接，电源正极可分别或单一与不同距离的辅助阳极连接，便能设计成隧道内钢轨锈蚀的阴极保护法。
下面用实施例并结合附图，对本发明的阴极保护原理和阴极保护结构详细说明如下：
图1是隧道内钢轨锈蚀的阴极保护原理图。
图2是隧道内无交流信号钢轨锈蚀的阴极保护结构总图。
图3是隧道内有交流信号钢轨锈蚀的阴极保护结构总图。
如图1所示，本发明的阴极保护原理是由含电介质的水膜6、钢轨1、直流电源2、阴极导线3、阳极导线4、辅助阳极5、枕木7和大地8组成土壤腐蚀和潮、湿大气腐蚀的边界状态腐蚀机理新模型。水模6是隧道内的70～100%湿度和火车的排气在钢轨1周边和枕木7上凝聚成一层完整的、含电介质的与大地连通的水膜，可用直流电源2的负导线3与钢轨1连接，正导线4与埋地的辅助阳极5连接，实现对钢轨1施加负电的保护电流即可减缓腐蚀速度。本发明的保护电位最大值为-1.0V，必须使钢轨任何一点的保护电位比自然电位负移100mV。
如图2所示，隧道内无交流信号钢轨锈蚀的阴极保护法是由钢轨1、直流电源2、负导线3、正导线4、辅助阳极5、大地8和绝缘接头9组成，由直流电源2的负极用负导线3与左右钢轨1同时连接，正极用正导线4与埋入大地8内的辅助阳极5联接而组成隧道内钢轨锈蚀的阴极保护结构。其中，钢轨1在隧道内的70～100%湿度环境下，钢轨周边覆盖一层完整的、含电介质的与大地8连通的水膜，并在保护区的钢轨两个终端设有一个绝缘接头9。直流电源2可用一个恒电位仪、或硅整流电源、以及蓄电池供电，最大输出电压≤60V，输出电流≤5A。负导线3的两端分别与直流电源2的负极和左右钢轨1可靠连接。正导线4的两端分别与直流电源2的正极和辅助阳极5可靠连接。辅助阳极5设在平导坑内是每隔300～400m埋一个，而设在避车洞内是每隔100～200m埋一个，埋入大地内的深度应保证接地良好。
如图3所示，隧道内有交流信号钢轨锈蚀的阴极保护法是由钢轨1、直流电源2、负导线3、正导线4、辅助阴极5、大地8和绝缘接头9组成，由左右直流电源2分别安置在左右钢轨1的外侧，负极用左右负导线3分别与左右钢轨1连接，正极用左右正导线4分别与埋入大地8内的左右辅助阳极5连接而组成隧道内钢轨锈蚀的阴极保护结构。其中，左右直流电源2、左右负导线3、左右正导线4和左右辅助阳极5分别是相同的，并分别安设在左右钢轨1的外侧。钢轨保护区两端设一个绝缘接头9。
总之，按照本发明的隧道内钢轨覆盖一层完整的、含电介质的与大地连通的水膜而构成的土壤腐蚀和潮、湿大气腐蚀的边界状态腐蚀机理新模型，所设计的隧道内钢轨锈蚀的阴极保护法，就可以减少钢轨的锈蚀和磨损，提高钢轨的使用寿命48%，有利于延长换轨修理的周期和节约换轨大修的投资。