Γνώση Αναβαθμίσεων Υλικού Σιδηροδρόμων και Προσαρμογής Βαθμού Αντοχής
Ποιες είναι οι βασικές διαφορές υλικού μεταξύ εθνικών τυποποιημένων σιδηροτροχιών και ξένων σιδηροτροχιών;
Οι ράγες εθνικών προτύπων (GB) χρησιμοποιούν κυρίως χάλυβες χαμηλής-κράμας υψηλής-αντοχής όπως U71MnH και U75V, εστιάζοντας στην αντοχή εξισορρόπησης και τη συγκολλησιμότητα για προσαρμογή σε πολύπλοκες συνθήκες οικιακής γραμμής. Οι ξένες σιδηροτροχιές, όπως η σειρά ASTM, υιοθετούν ως επί το πλείστον μικροκραματοποιημένο χάλυβα, ενώ τα πρότυπα EN δίνουν έμφαση στον έλεγχο καθαρότητας για τη μείωση της επίδρασης των ακαθαρσιών στην σκληρότητα. Η περιεκτικότητα σε θείο και φώσφορο των υλικών σιδηροτροχιών GB είναι μικρότερη ή ίση με 0,035%, και ορισμένα ξένα πρότυπα απαιτούν λιγότερο ή ίσο με 0,025%, δίνοντας μεγαλύτερη προσοχή στην αντοχή στη διάβρωση. Όσον αφορά τη θερμική επεξεργασία, οι ράγες GB συχνά χρησιμοποιούν online θερμική επεξεργασία για να βελτιώσουν τη σκληρότητα, ενώ ορισμένα ξένα πρότυπα υιοθετούν την τεχνολογία σβέσης εκτός σύνδεσης για τη βελτιστοποίηση της αντοχής στη φθορά. Και τα δύο υλικά έχουν σχεδιαστεί γύρω από την ισορροπία της «αντοχής{10}}σκληρότητας-συγκολλητικότητας», με βασικές διαφορές που πηγάζουν από τις τοπικές συνθήκες γραμμής και τα πρότυπα κατασκευής.
Πώς επηρεάζει ο βαθμός αντοχής της σιδηροτροχιάς την ασφάλεια λειτουργίας της γραμμής;
Ο βαθμός αντοχής της σιδηροτροχιάς καθορίζει άμεσα τη φέρουσα ικανότητα φορτίου-της γραμμής. Ο βαθμός 880MPa είναι κατάλληλος για συμβατικές επιβατικές και εμπορευματικές γραμμές, ικανοποιώντας τις κανονικές απαιτήσεις φορτίου άξονα και ταχύτητας. Οι ράγες υψηλής- αντοχής 980 MPa και άνω χρησιμοποιούνται κυρίως σε γραμμές υψηλής-ταχύτητας και βαρέων-μεταφοράς, ικανές να αντιστέκονται σε κραδασμούς υψηλής-συχνότητας και βαρύ φορτίο άξονα, μειώνοντας τις ζημιές από κόπωση. Η ανεπαρκής αντοχή μπορεί να οδηγήσει σε πρόωρες ρωγμές σιδηροτροχιάς, υπερβολική φθορά, αυξημένο κίνδυνο θραύσης σιδηροτροχιάς και να επηρεάσει την ασφάλεια λειτουργίας. Ωστόσο, η υψηλότερη αντοχή δεν είναι πάντα καλύτερη. Πρέπει να ταιριάζει με το σύστημα τραβέρσας και στερέωσης για να αποφευχθεί η δευτερογενής ζημιά που προκαλείται από αναντιστοιχία ακαμψίας. Η λογική επιλογή βαθμού αντοχής μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια ζωής της σιδηροδρομικής γραμμής, να μειώσει τη συχνότητα συντήρησης και να εξασφαλίσει μακροπρόθεσμη σταθερή λειτουργία της γραμμής.
Γιατί απαιτούνται ράγες ειδικού υλικού για καμπύλες τομές;
Η ράγα σε καμπύλες τομές αντιμετωπίζει προβλήματα όπως μονόπλευρη φθορά και μεγάλη πλευρική ώθηση, που απαιτούν ειδικά υλικά με αντοχή στη φθορά και αντοχή στην παραμόρφωση. Οι καμπύλες ράγες GB υιοθετούν ως επί το πλείστον τη διαδικασία ηλεκτρονικής θερμικής επεξεργασίας, με τη σκληρότητα της επιφάνειας να αυξάνεται σε πάνω από το HB320 για ενίσχυση της αντοχής στη φθορά. Τα ξένα πρότυπα συχνά επιλέγουν υλικά που περιέχουν στοιχεία κράματος όπως χρώμιο και βανάδιο για να βελτιστοποιήσουν την ισορροπία μεταξύ αντοχής στην κόπωση και αντοχής στη φθορά. Όσο μικρότερη είναι η ακτίνα της καμπύλης, τόσο υψηλότερες είναι οι απαιτήσεις υλικού. για παράδειγμα, οι καμπύλες με ακτίνα μικρότερη ή ίση με 2800 m χρειάζονται θερμικά-σιδηροτροχιές από το ίδιο υλικό με τις ευθείες τομές. Συγκεκριμένα υλικά μπορούν να μειώσουν το ποσοστό πλευρικής φθοράς των σιδηροτροχιών σε καμπύλες τομές, να παρατείνουν τους κύκλους αντικατάστασης και να μειώσουν το κόστος συντήρησης γραμμής και τους κινδύνους ασφαλείας.
Πώς προσαρμόζεται η αντοχή στη διάβρωση των υλικών σιδηροτροχιών σε πολύπλοκα περιβάλλοντα;
Τα υλικά σιδηροτροχιάς βελτιώνουν την αντοχή στη διάβρωση μέσω της προσαρμογής της σύνθεσης του κράματος και της τεχνολογίας επιφανειακής επεξεργασίας για να αντιμετωπίσουν πολύπλοκα περιβάλλοντα όπως οι παράκτιες και οι αλπικές περιοχές. Στις παράκτιες περιοχές, χρησιμοποιούνται συνήθως ράγες χαμηλού κράματος-που περιέχουν χαλκό και χρώμιο, σε συνδυασμό με αντιδιαβρωτικές επικαλύψεις για να αντιστέκονται στη διάβρωση με ψεκασμό αλατιού. Τα υλικά στις αλπικές περιοχές επικεντρώνονται στη βελτιστοποίηση σκληρότητας σε χαμηλή-θερμοκρασία για την αποφυγή εύθραυστου σπασίματος σε χαμηλή-θερμοκρασία και το GB απαιτεί ενέργεια κρούσης μεγαλύτερη ή ίση με 27J στους -40 βαθμούς . Για θαλάσσια κλίματα, ορισμένα ξένα πρότυπα υιοθετούν ράγες με επένδυση από ανοξείδωτο χάλυβα, οι οποίες μπορούν να περάσουν 10.000 ώρες δοκιμής ψεκασμού αλατιού χωρίς σκουριά. Η αντοχή στη διάβρωση των υλικών επηρεάζει άμεσα τη διάρκεια ζωής των σιδηροδρομικών μεταφορών. Απαιτείται στοχευμένη επιλογή σε πολύπλοκα περιβάλλοντα για τη μείωση της υποβάθμισης της αντοχής και των κινδύνων ασφάλειας που προκαλούνται από τη διάβρωση.
Ποιες απαιτήσεις θέτουν οι αναβαθμίσεις υλικών σιδηροδρόμων στις διαδικασίες συγκόλλησης;
Με την αναβάθμιση των υλικών σιδηροτροχιάς, η περιεκτικότητα σε στοιχεία κράματος αυξάνεται, απαιτώντας μεγαλύτερη ακρίβεια στις διαδικασίες συγκόλλησης. Η συγκόλληση σιδηροτροχιών GB U75V πρέπει να ελέγχει τη θερμοκρασία προθέρμανσης στους 100-150 βαθμούς για την αποφυγή ψυχρών ρωγμών. Οι περισσότερες ξένες ράγες υψηλής- αντοχής υιοθετούν τη συγκόλληση με τόξο μετάλλου αερίου για τη βελτιστοποίηση της σύνθεσης του μετάλλου συγκόλλησης και την εξασφάλιση αντιστοίχισης με την αντοχή του υλικού βάσης. Κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης, είναι απαραίτητο να ελέγχετε αυστηρά την εισερχόμενη θερμότητα για να αποφευχθεί η τραχύτητα των κόκκων που προκαλείται από υπερθέρμανση, η οποία επηρεάζει τη σκληρότητα της συγκόλλησης. Στοιχεία όπως το βανάδιο και το νιόβιο στο υλικό θα αυξήσουν την ευαισθησία συγκόλλησης, απαιτώντας ειδικά υλικά συγκόλλησης και διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας μετά τη συγκόλληση. Οι κατάλληλες διαδικασίες συγκόλλησης μπορούν να εξασφαλίσουν την αντοχή των αρμών σιδηροτροχιάς και να αποφύγουν την αστοχία της άρθρωσης μετά την αναβάθμιση του υλικού.