Τεχνολογία ενίσχυσης σιδηροδρομικής επιφάνειας και προσαρμογή της σε γραμμές με διαφορετική χωρητικότητα κυκλοφορίας
Ποιες είναι οι βασικές παράμετροι διεργασίας της ενίσχυσης σβέσης επιφάνειας για εθνικές τυποποιημένες ράγες;
Ο πυρήνας της ενίσχυσης σβέσης επιφάνειας για τις ράγες εθνικών προτύπων είναι ο ακριβής έλεγχος των παραμέτρων θέρμανσης και ψύξης. Πρώτον, υιοθετείται επαγωγική θέρμανση-μέσης συχνότητας για τη θέρμανση της επιφάνειας κίνησης της σιδηροτροχιάς στους 850-900 βαθμούς , ένα εύρος θερμοκρασίας που διασφαλίζει ότι η επιφάνεια της σιδηροτροχιάς ωστενιώνεται χωρίς υπερκαύση. Ο χρόνος θέρμανσης θα πρέπει να ελέγχεται εντός 30-40 δευτερολέπτων για να διασφαλιστεί ότι το βάθος θέρμανσης της επιφάνειας κίνησης φτάνει τα 2-3 mm, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις ενίσχυσης της σκληρότητας της επιφάνειας. Η ψύξη με υδρονέφωση υψηλής πίεσης χρησιμοποιείται στο στάδιο της ψύξης, με την πίεση του νερού να ελέγχεται στα 0,8-1,2 MPa και τον ρυθμό ψύξης να φθάνει σε μεγαλύτερο ή ίσο με 15 βαθμούς/s, προάγοντας τη μετατροπή της δομής της επιφάνειας σε λεπτό μαρτενσίτη. Μετά το σβήσιμο, η επεξεργασία σκλήρυνσης σε χαμηλή θερμοκρασία πραγματοποιείται στους 180-200 βαθμούς για 1 ώρα για την εξάλειψη της υπολειπόμενης τάσης απόσβεσης και την αποφυγή επιφανειακών ρωγμών στη ράγα. Η σκληρότητα της επιφάνειας κίνησης σιδηροτροχιάς που έχει υποστεί επεξεργασία με αυτή τη διαδικασία μπορεί να φτάσει το HRC58-62 και η αντίσταση στη φθορά είναι μεγαλύτερη από 3 φορές εκείνη των μη επεξεργασμένων σιδηροτροχιών.
Ποιες είναι οι ειδικές τεχνικές απαιτήσεις για την ενίσχυση επένδυσης λέιζερ σιδηροτροχιών ξένων προτύπων;
Για την ενίσχυση της επένδυσης με λέιζερ ξένων στάνταρ σιδηροτροχιών όπως οι UIC60 και AREMA115RE, η πρώτη απαίτηση είναι η καλή συμβατότητα μεταξύ του υλικού επένδυσης και του βασικού μετάλλου της ράγας. Συνήθως επιλέγεται σκόνη κράματος με βάση-σιδήρου και η σύνθεσή της πρέπει να είναι κοντά στην αναλογία κράματος του βασικού μετάλλου της ράγας για να αποφευχθεί το ξεφλούδισμα στη διασταύρωση μεταξύ του στρώματος επένδυσης και του βασικού μετάλλου. Η ισχύς του λέιζερ πρέπει να ρυθμιστεί σύμφωνα με το μοντέλο ράγας: η ισχύς λέιζερ για τις ράγες UIC60 ελέγχεται στα 2000-2500 W και για τις ράγες AREMA115RE, πρέπει να αυξηθεί στα 2500-3000 W για να διασφαλιστεί ότι το πάχος του στρώματος επένδυσης φτάνει ομοιόμορφα τα 0,5-8 mm. Απαιτείται προστασία από αδρανές αέριο κατά τη διαδικασία επένδυσης, με ρυθμό ροής αργού ελεγχόμενη στα 10-15 L/min για την αποφυγή οξείδωσης του στρώματος επένδυσης. Μετά την επένδυση, η επιφάνεια της σιδηροτροχιάς πρέπει να αλεσθεί σε τραχύτητα Ra μικρότερη ή ίση με 1,6μm για να διασφαλιστεί η ομαλή επαφή τροχού-ράγας. Επιπλέον, απαιτείται δοκιμή σκληρότητας του στρώματος επένδυσης, με σκληρότητα μεγαλύτερη ή ίση με HV800 και αντοχή συγκόλλησης μεταξύ του στρώματος επένδυσης και του μετάλλου βάσης μεγαλύτερη ή ίση με 300 MPa.
Ποιο είναι το προτιμώμενο σχέδιο ενίσχυσης της επιφάνειας για σιδηροτροχιές σε γραμμές υψηλής-μεταφοράς-με μεγάλη κυκλοφορία;
Οι σιδηροτροχιές σε γραμμές υψηλής-μεταφοράς-με μεγάλη κυκλοφορία-υποφέρουν υψηλή πίεση επαφής σιδηροτροχιών-και έχουν γρήγορο ρυθμό φθοράς, επομένως το προτιμώμενο σχέδιο είναι η μέθοδος σύνθετης ενίσχυσης "σβέση + επένδυση λέιζερ". Αρχικά, εφαρμόζεται σβέση μεσαίας-συχνότητας στην επιφάνεια κίνησης της σιδηροτροχιάς για να βελτιωθεί η βασική σκληρότητα και η αντίσταση στη φθορά του επιφανειακού στρώματος και, στη συνέχεια, πραγματοποιείται επένδυση με λέιζερ στο σβησμένο στρώμα για περαιτέρω ενίσχυση της κόπωσης και της αντοχής στο τρίψιμο. Η επιφάνεια της σιδηροτροχιάς μετά την σύνθετη ενίσχυση σχηματίζει μια δομή διπλού-στρώματος "στρώματος σβησμένης ενίσχυσης + στρώσης επένδυσης- ανθεκτικής στη φθορά". Το σβησμένο στρώμα παρέχει επαρκή υποστήριξη αντοχής, ενώ το στρώμα επένδυσης έχει εξαιρετική αντοχή στη φθορά και αντοχή στην κρούση. Αυτό το σύστημα μπορεί να επεκτείνει τη διάρκεια ζωής της σιδηροτροχιάς κατά περισσότερο από 50% σε σύγκριση με την τεχνολογία απλής απόσβεσης, προσαρμοσμένη στις ανάγκες βαρέων-γραμμών μεταφοράς με ετήσιο κυκλοφοριακό όγκο που υπερβαίνει τα 300 εκατομμύρια τόνους-χιλιόμετρα. Κατά την κατασκευή, θα πρέπει να δοθεί προσοχή στην αντιστοίχιση πάχους μεταξύ του σβησμένου στρώματος και του στρώματος επένδυσης: το πάχος του σβησμένου στρώματος ελέγχεται στα 2-3 mm και το πάχος του στρώματος επένδυσης στα 0,5-0,8 mm για να αποφευχθεί η συγκέντρωση τάσεων που προκαλείται από μη ισορροπημένη αναλογία πάχους. Επιπλέον, θα πρέπει να διεξάγονται δοκιμές προσομοίωσης επαφής τροχού-σιδηροτροχιάς στις ράγες μετά από σύνθετη ενίσχυση για να διασφαλιστεί η ομοιόμορφη κατανομή της τάσης επαφής.
Ποια είναι η οικονομική τεχνολογία ενίσχυσης επιφανειών για σιδηροτροχιές σε γραμμές χαμηλής-κανονικής-ταχύτητας;
Οι γραμμές χαμηλής{0}}κανονικής-ταχύτητας χαμηλής κυκλοφορίας έχουν υψηλές απαιτήσεις για τον έλεγχο του κόστους, επομένως προτιμάται η οικονομική τεχνολογία ενίσχυσης βολής με ρίψη επιφάνειας σιδηροτροχιάς. Η ενίσχυση βολής χρησιμοποιεί βολές από χυτοσίδηρο ή χαλύβδινες βολές ως βλήματα, με διάμετρο βλήματος ελεγχόμενη στα 0,8-1,2 mm και πίεση έγχυσης στα 0,4-0,6 MPa, κάνοντας τα βλήματα να προσκρούουν στην επιφάνεια κίνησης της σιδηροτροχιάς με υψηλή ταχύτητα. Αυτή η διαδικασία μπορεί να σχηματίσει ένα στρώμα υπολειπόμενης θλιπτικής τάσης με πάχος 0,1-0,2 mm στην επιφάνεια της ράγας, αναστέλλοντας αποτελεσματικά την έναρξη και τη διάδοση ρωγμών κόπωσης και ταυτόχρονα αυξάνοντας τη σκληρότητα της επιφάνειας σε HRC45-50. Το κόστος της ενίσχυσης με σφηνάκι είναι μόνο το 1/5 της ενίσχυσης σβέσης και το 1/20 της επένδυσης με λέιζερ, το οποίο είναι πολύ κατάλληλο για γραμμές συνήθους ταχύτητας με ετήσιο κυκλοφοριακό όγκο μικρότερο από 50 εκατομμύρια τον-χιλιόμετρα. Για την κατασκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί φορητός εξοπλισμός σκοποβολής, ο οποίος μπορεί να λειτουργήσει απευθείας online χωρίς να αποσυναρμολογήσει τις ράγες, μειώνοντας σημαντικά το κόστος κατασκευής. Επιπρόσθετα, μετά την ενίσχυση με σφηνάκι, μπορεί να εφαρμοστεί αντισκωριακό αστάρι ράγας για περαιτέρω επέκταση του αντισκωριακού κύκλου των σιδηροτροχιών και μείωση της συχνότητας συντήρησης.
Ποιοι είναι οι δείκτες ανίχνευσης και τα πρότυπα αποδοχής για τα εφέ ενίσχυσης της επιφάνειας των σιδηροτροχιών;
Οι δείκτες ανίχνευσης για τα αποτελέσματα ενίσχυσης της επιφάνειας σιδηροτροχιάς περιλαμβάνουν κυρίως τη σκληρότητα της επιφάνειας, την υπολειπόμενη θλιπτική τάση, την αντοχή στη φθορά και τη διάρκεια ζωής της κόπωσης. Η σκληρότητα της επιφάνειας ανιχνεύεται από έναν ελεγκτή σκληρότητας Rockwell: η σκληρότητα της επιφάνειας κίνησης των σβησμένων σιδηροτροχιών πρέπει να είναι μεγαλύτερη από ή ίση με HRC58, η σκληρότητα της στρώσης επένδυσης λέιζερ μεγαλύτερη ή ίση με HV800 και η σκληρότητα των ραγών με βολή μεγαλύτερη ή ίση με HRC45. Η υπολειπόμενη θλιπτική τάση ανιχνεύεται από έναν-αναλυτή τάσεων ακτίνων Χ: η υπολειπόμενη θλιπτική τάση της στρώσης με βολή πρέπει να είναι μεγαλύτερη ή ίση με -300MPa και εκείνη της στιβάδας σβέσης μεγαλύτερη από ή ίση με -200MPa. Η αντοχή στη φθορά ανιχνεύεται από μια μηχανή δοκιμής φθοράς: η απώλεια φθοράς των ενισχυμένων σιδηροτροχιών πρέπει να μειωθεί περισσότερο από 50% σε σύγκριση με τις μη ενισχυμένες ράγες. Η διάρκεια ζωής της κόπωσης ανιχνεύεται από μια μηχανή δοκιμής κόπωσης κάμψης: η διάρκεια κόπωσης των ενισχυμένων σιδηροτροχιών θα πρέπει να αυξηθεί περισσότερο από 1 φορά. Το πρότυπο αποδοχής είναι: Λαμβάνονται δείγματα 10 σημείων μέτρησης ανά χιλιόμετρο γραμμής και όλοι οι δείκτες κάθε σημείου μέτρησης πρέπει να πληρούν τα πρότυπα. Εάν 1 σημείο μέτρησης δεν είναι κατάλληλο, απαιτείται διπλή δειγματοληψία. Εάν εξακολουθούν να υπάρχουν πόντους που δεν πληρούν τις προϋποθέσεις στη διπλή δειγματοληψία, η επίδραση ενίσχυσης αυτού του τμήματος της γραμμής κρίνεται ως μη κατάλληλη. Αφού περάσει η αποδοχή, θα πρέπει να δημιουργηθεί ένα αρχείο ενίσχυσης για την καταγραφή του χρόνου ενίσχυσης, των παραμέτρων διεργασίας και των αποτελεσμάτων δοκιμών, παρέχοντας υποστήριξη δεδομένων για επακόλουθη συντήρηση.