Классификация и стандарты дефектов рельсов
Чтобы обеспечить эффективный осмотр, мониторинг, замену и ежедневное техническое обслуживание рельсов, повреждения рельсов классифицируются на три категории: незначительные дефекты, серьезные дефекты и поломки рельсов.
- Незначительные дефекты:Рельс с небольшими дефектами получил некоторые повреждения, но еще сохраняет достаточную прочность для нормальной эксплуатации.
- Серьезные дефекты:Рельс с сильными дефектами значительно снизил прочность из-за повреждений и должен быть выведен из эксплуатации.
1. Износ головки рельса
По мере изнашивания головки рельса ее поперечное-сечение уменьшается. Это снижает как его прочность, так и сопротивление изгибу. Стандарт безопасности при незначительных дефектах допускает лишь небольшой износ. Этот консервативный предел гарантирует, что рельс можно будет повторно использовать или переставлять (переворачивать).
Напротив, стандарт на серьезные дефекты фокусируется на безопасности при сильном износе. Если износ превышает этот предел, рельс уже не может гарантировать требуемую прочность и сопротивление изгибу. Кроме того, существует риск того, что проезжающие колеса заденут шарнирные стержни (накладки).
2. Растрескивание и сколы на концах рельсов или рабочих поверхностях.
Этот тип повреждений вызван усталостью от контакта с колесом-рельсом и динамическими ударными нагрузками. Сильные расколы и сколы создают неровности поверхности. Это ухудшает напряженное состояние как рельса, так и путевой конструкции. В результате дефекты гусеницы,-такие как повреждение компонентов, выход из строя шпал и перекачка бурового раствора-могут быстро возникать и развиваться.
Кроме того, микротрещины в отколах могут распространяться внутрь, что потенциально может привести к поломке рельса. Поэтому, как только это повреждение достигает определенного порога, рельс классифицируется как серьезно дефектный.
3. Ожоги колес на рабочей поверхности рельса.
Причиной ожогов колес является неправильная эксплуатация локомотива. Когда колеса локомотива скользят, интенсивное трение приводит к возникновению локальных высоких температур на поверхности рельса. За этим следует быстрое охлаждение при температуре окружающей среды, в результате которого на головке рельса образуется хрупкая мартенситная структура.
Эта металлургическая структура очень чувствительна к хрупкому растрескиванию, что приводит к сильному растрескиванию и выкрашиванию. Более того, эти поверхностные трещины могут распространяться вниз и превращаться в поперечные дефекты (внутренние ядерные дефекты).
4. Опущенные рельсы
Проседание рельсов вызвано износом головки рельса и деформацией концов рельса. Этот тип повреждения чаще встречается у более легких профилей рельсов.
5. Гофра рельсов
Рифлением рельса называют периодические неровности на поверхности катания рельса, вызванные износом. Гофру с длиной волны 30–80 мм относят к короткошаговому гофру (гофрированию). Длины волн более 80 мм классифицируются как гофрирование с длинным-шагом.
Причины гофрировки сложны. Они тесно связаны с эластичностью пути и пределом текучести рельсовой стали. Когда рифление становится сильным, оно усиливает силу взаимодействия колеса-с рельсом и вибрацию гусеницы. Это приводит к большему повреждению путевой конструкции. Это увеличивает объем работ по техническому обслуживанию и существенно усложняет обслуживание.
Поскольку в настоящее время не существует точного,-основанного на опыте порога замены рельсов из-за гофрирования, для своевременного шлифования рельсов обычно используются шлифовальные станки или рельсы заменяются.
Более высокие скорости поездов значительно повышают чувствительность к неровностям поверхности рельсов. Даже незначительные неровности могут вызвать сильные удары колес о рельс, что приведет к растрескиванию или внезапной поломке.
6. Трещины на поверхности рельсов.
Трещины на поверхности рельса подразделяются на два типа: Трещины на не-контактной поверхности: к ним относятся трещины в отверстиях под болты-, горизонтальные трещины под головкой рельса (где кровотечение ржавчины под головкой является признаком горизонтального растрескивания из-за окисления), горизонтальные трещины в стенках, вертикальные или горизонтальные трещины в головках и трещины в основании. Эти трещины обычно возникают из-за не-металлических включений во время изготовления рельсов или дефектов, появившихся во время обработки (таких как заусенцы, острые насечки и вмятины). При изгибающих и динамических ударных нагрузках эти трещины распространяются. Такие трещины часто приводят к поломке рельса или срыву головки рельса (осыпанию головки). Следовательно, рельсы с такими трещинами относятся к категории серьезных дефектов и подлежат немедленному устранению.
Трещины от контактной усталости при качении (RCF). Они возникают на рабочей поверхности, например, трещины в головке (трещины из рыбьей-чешуи) и косые трещины в углах калибра. Обычно эти трещины распространяются под углом от 10 до 15 градусов относительно направления движения поезда. Обычно они имеют глубину от 2 до 5 мм, но в тяжелых случаях могут достигать 8–10 мм. Эти трещины легко приводят к шелушению или сколам рельсов, а в крайних случаях могут привести к полному разрыву рельса.
7. Внутренние трещины рельса.
Внутренние трещины рельса — это под-поверхностные дефекты, которые возникают и распространяются под действием эксплуатационных нагрузок. К ним относятся трещины, возникающие из-за не-неметаллических включений, являющихся источниками усталости (таких как блестящие «белые ядра» или водородные чешуйки, а также внутренние продольные трещины). К ним также относятся трещины, которые распространяются внутрь от поверхностных усталостных дефектов, например, трещины головки или косые трещины, выступающие в качестве источников усталости (часто называемые окисленными «черными ядрами» или изломами деталей).
8. Деформация рельса
Деформация рельса возникает, когда не-металлические включения, вытянутые в направлении прокатки при изготовлении, вызывают появление трещин в процессе эксплуатации пути. Эти трещины затем расширяются, вызывая скручивание, вздутие или локальное искажение рельса. Это состояние указывает на то, что конструктивная прочность рельса серьезно нарушена и требует немедленной замены.
9. Коррозия рельсов
Коррозия рельса уменьшает-площадь поперечного сечения металла рельса, тем самым снижая его общую прочность. Кроме того, микротрещины внутри очагов коррозии часто служат очагами распространения усталостных трещин. Коррозия рельсов преимущественно возникает в туннелях и регионах, подверженных воздействию солевых-щелочей.
Понимание дефектов рельсов и соблюдение строгих стандартов контроля являются жизненно важными шагами в обеспечении безопасности, стабильности и долговечности железнодорожных сетей. Предотвращение поломок пути начинается с выбора правильных материалов и соблюдения строгого контроля качества с самого начала.
ВГНИ РЕЛЬС, мы поддерживаем железнодорожных операторов и подрядчиков по всему миру, предоставляя широкий выбор стальных рельсов. Мы поставляем рельсы, соответствующие различным международным стандартам и спецификациям, чтобы точно соответствовать техническим требованиям ваших проектов.
Чтобы свести к минимуму риск преждевременных дефектов,-таких как растрескивание поверхности, износ головки или внутренняя усталость-, мы применяем строгий контроль качества на протяжении всего производственного процесса. Наша цель — поставлять долговечную и надежную железнодорожную продукцию, способную выдерживать сложные условия эксплуатации.
Если вам требуются особые технические стандарты или вам нужна помощь в выборе правильного профиля рельсов для вашего пути, наша команда всегда готова вам помочь.Свяжитесь с нашими железнодорожными специалистамисегодня, чтобы обсудить требования к вашему проекту, запросить ценовое предложение или получить техническую консультацию. Мы с нетерпением ждем возможности работать с вами над созданием более безопасных и надежных трасс.