Определение и основа стандартных длин рельсов
Стандартные длины рельсов — это фиксированные производственные и транспортные длины, на которые рельсы раскатываются перед сваркой или соединением в бесстыковый путь. Обычная длина составляет 25 м, 50 м и 100 м, и выбор между ними – это компромисс-между производственными затратами, транспортными возможностями, оборудованием для укладки, количеством соединений и экономикой обслуживания. Рельс длиной 25 м прост в обращении и транспортировке, но имеет множество стыков; рельс длиной 100 м сводит к минимуму стыки, но требует точной прокатки, контролируемого охлаждения и специальной-железнодорожной транспортировки. Таким образом, оптимальная длина зависит от местности, метода строительства и интенсивности движения линии, и опытные покупатели подбирают длину рельса в соответствии с проектом, а не предполагают, что чем больше, тем лучше.
Трудности производства рельсов длиной 100 м
Раскатать 100-метровый рельс с необходимой точностью сложнее, чем раскатать четыре 25-метровых рельса того же сечения. Отклонение от прямолинейности-по всей длине должно быть не более 2 мм, так как любой изгиб или изгиб усложняют укладку и создают нагрузку на сварные швы. Температура заготовки должна оставаться равномерной по длине, при этом разница температур должна контролироваться в пределах ±10 градусов Цельсия, чтобы при прокатке внутренние напряжения не выходили из равновесия. После прокатки рельс охлаждается посредством сегментированного контролируемого-процесса охлаждения, при этом скорость охлаждения от 900 градусов Цельсия до температуры окружающей среды поддерживается на уровне около 5 градусов Цельсия в минуту, чтобы предотвратить закалочные трещины. Затем многовалковая правильная машина исправляет остаточную кривизну секция за секцией, а готовые рельсы транспортируются в специальных длинных-железнодорожных вагонах с защитой от-деформации, чтобы они не подвергались постоянному изгибу при транспортировке. Каждый из этих шагов представляет собой ограничение производства и логистики, за которое покупатель платит железнодорожной ценой.
Почему 25-метровые рельсы по-прежнему подходят для горных железных дорог
Горные железные дороги являются наиболее убедительным аргументом в пользу 25-метровых рельсов, несмотря на их многочисленные стыки. Трасса состоит из кривых небольшого-радиуса и крутых уклонов, благодаря которым короткие рельсы легче поднимать, размещать и выравнивать на узких рабочих площадках. Решающее значение имеет транспорт: длинные рельсы нельзя перевозить по неровным горным дорогам, а 25-метровые рельсы передвигаются на обычных грузовых транспортных средствах. Большая часть горных работ выполняется вручную или полу-механизированно, а один рельс длиной 25 м весит около 1,5 тонны, поэтому его можно перемещать вручную с помощью простого такелажа. Объемы перевозок невелики, поэтому влияние заболеваний суставов ограничено, а закупка и обслуживание 25-метровых рельсов обходятся дешевле. Короткие рельсы также позволяют гибко регулировать длину укладки на переменных участках и в специальных узлах, чего не могут сделать фиксированные длинные длины.
Длина рельса и заболеваемость сварных соединений
Существует прямая отрицательная корреляция между длиной рельса и количеством сварных стыков. Железнодорожная линия длиной 25 м имеет 40 сварных соединений на километр; на 100-метровой железнодорожной линии их всего 10, сокращение на 75 процентов. Меньшее количество стыков означает меньше мест, где могут начаться трещины, а большее расстояние между стыками позволяет избежать концентрированных изменений жесткости и ударов колес-рельсов, которые возникают при сгруппированных соединениях. Кроме того, каждый сварной шов легче контролировать, когда их меньше, что уменьшает количество присущих ему дефектов, таких как неполное проплавление и шлаковые включения. В процессе эксплуатации длинные-стыки рельсов реже нуждаются в обслуживании, поэтому путь реже повреждается, а риск износа и распространения трещин на стыках соответственно снижается.
Где подходят рельсы длиной 50 м
Рельс длиной 50 м представляет собой компромисс между эффективностью прокладки и гибкостью. Он подходит для обычных-скоростных магистральных линий на равнинах, где рабочая площадка открыта, а оборудование для укладки путей-среднего размера-может работать с рельсом. Он хорошо подходит для отслеживания проектов обновления, поскольку его длина соответствует расстоянию между шпалами на существующих линиях и сокращает объем работ по регулировке шпал. На наземных участках городского железнодорожного транспорта также используются рельсы длиной 50 м, что обеспечивает баланс между сокращением стыков и множеством поворотов и станций, требующих сегментированного строительства. Крупные железнодорожные узлы со сложной схемой путей выигрывают от гибкости 50-метрового рельса при изменении направления, а для проектов с жесткими графиками более короткий цикл производства и транспортировки 50-метровых рельсов сокращает период строительства.
Длинные рельсы и стоимость обслуживания жизненного цикла
Основная экономия на обслуживании длинных рельсов достигается за счет уменьшения количества стыков. По сравнению с 25-метровыми рельсами, 100-метровые рельсы устраняют 30 стыков на километр, экономя трудозатраты и оборудование, используемые для дефектоскопии и шлифовки стыков. Более низкий уровень заболеваемости суставов снижает ежегодную нагрузку по обслуживанию суставов примерно на 40 процентов и снижает материальные затраты на замену крепежа и ремонт сварных швов. Повышенная плавность пути снижает уровень износа колес-рельсов примерно на 15 процентов, продлевая цикл обновления как рельсов, так и колес, а также сокращая использование тяжелой техники для технического обслуживания. Равномерная продольная жесткость длинных рельсов повышает стабильность геометрии пути, продлевая цикл точной-настройки геометрии с 6 до 12 месяцев, а более низкое вибрационное воздействие снижает повреждение полотна пути и шпал. В течение жизненного цикла железной дороги эта экономия обычно перевешивает более высокие первоначальные затраты на производство и транспортировку длинных-железных дорог на линиях с достаточным трафиком.
Часто задаваемые вопросы
Сколько сварных стыков приходится на километр рельса длиной 25 м?
Около 40 стыков на километр. На том же километре, проложенном 100-метровыми рельсами, имеется всего 10 стыков, что означает сокращение количества стыков на 75 процентов.
Почему производство рельсов длиной 100 м дороже?
Потому что для этого требуется контроль прямолинейности-по всей длине до значения менее или равного 2 мм, однородность температуры заготовок в пределах ± 10 градусов Цельсия, сегментированное контролируемое охлаждение со скоростью около 5 градусов Цельсия в минуту, много-правильная правка и специальная-транспортировка по длинным рельсам с защитой от-деформации.
Когда проекту следует выбирать рельсы длиной 25 м?
Для горных линий с небольшим-радиусом кривых, сложными транспортными маршрутами и ручным или полу-механизированным строительством, где с короткими рельсами легче работать, а малая интенсивность движения ограничивает воздействие стыков.
Как длинные рельсы снижают затраты на техническое обслуживание?
Меньшее количество соединений сокращает объем работ по-обнаружению дефектов и шлифовке, объем работ по техническому обслуживанию соединений снижается примерно на 40 процентов, износ колес-рельсов снижается примерно на 15 процентов, а цикл точной-настройки геометрии увеличивается с 6 до 12 месяцев.
В чем преимущество рельсов длиной 50 м при обновлении путей?
Их длина соответствует существующему расстоянию между шпалами, что сокращает работу по регулировке шпал, и с ними легче обращаться, чем с рельсами длиной 100 м, при этом количество стыков сокращается по сравнению с рельсами длиной 25 м.
Всегда ли длинные рельсы снижают общую стоимость?
Не всегда. На линиях с низкой-интенсивностью движения первоначальные затраты на производство и транспортировку длинных-железных дорог могут превысить экономию на обслуживании, поэтому рельсы длиной 25 м остаются стандартом для легкого-железного транспорта и горных железных дорог.