Паравоз

8 особенностей рельсов как элемента жд пути

 

 В статье мы расскажем Вам о 8 главных технических моментах, связанных с применением рельсов на железной дороге:

1.    Понятие о рельсах и их свойства

2.    Рельсы в разных странах

3.    Эволюция длин и переход к рельсовым плетям

4.    Рельсовые плети

5.    Износ рельсов и методы его предотвращения.

6.    Химический состав

7.    Заключение

 

Итак, начинаем!

1.    Понятие о рельсах и их свойства

Рельсы – основной элемент верхнего строения пути, представляющий собой стальные балки, которые укладываются на шпальную или другие опоры. Назначение рельсов: принятие и передача нагрузки от колес подвижного состава на подрельсовые опоры и направляют колеса подвижного состава; также выступают электрическими проводниками на участках с автоблокировкой и электротягой.

Образуют рельсы обычно двух-ниточный путь, но иногда допускается использование одного рельса.

Соединение происходит двумя способами: специальными скреплениями, либо сваркой (бесстыковой путь).

Свойства, которыми должны обладать рельсы:

1.    Достаточная прочность (за счет стали)

2.    Большая инертность и сопротивляемость

3.    Долговечность

v  Высокая твердость

v  Износостойкость

v  Вязкость

4.    Высокая контактно-усталостная выносливость.

Известны рельсы, такие как уголковые, грибовидные, двухголовые, широкоподошвенные. Последние из них используются в настоящее время повсеместно во всем мире.

Чугунные и железные рельсы устарели, их сменили до нашего времени стальные.

2.    Рельсы в разных странах

Различия укладки в путь рельсов России и некоторых других стран (указаны в таблице 1) достаточно существенны и подразумевают использование в определении мощности таких характеристик, как:

- масса 1 погонного метра, выраженного в кг,

Качество рельсовой стали.

Таблица 1.

Страна

Вагонные осевые нагрузки, тс/ось

Тип рельса

Масса рельса, кг/м

Россия

23,5 – 24

Р65

64.72

США, Канада

30-35

 

65,53 – 69,4

Европа

22,5 - 25

UJC60

60,34

 

3.    Эволюция длин и переход к рельсовым плетям

С течением времени в мировом масштабе проводилось увеличение длины рельсов. Небольшой экскурс в историю по так называемой «эволюции» рельсовых длин:

Россия: в XIX веке укладывали рельсы длиной 5,49 м, затем 10,67 м. Более поздние периоды были отмечены удлинением до 12,5 м, позже – 25 м.

США: вначале применялась длина 11,89 м, позже она удвоилась и стала равняться 23,78 м.

Западная Европа. Австрия, Германия: длина в 15 м также удвоилась до 30 м;

Англия, Франция, Италия, Швейцария: увеличение с 18  до 36 м.

Такая тенденция связана со стремлением уменьшить количество стыков, т.к. они сокращают эффективность движения. Поясним: в стыковой зоне образуется добавочное динамическое воздействие на путь, по которому движется состав, несмотря на наличие элементов соединения стыков, таких как накладки, болты, костыли и другие крепежные изделия. Поэтому постепенно стали переходить на рельсовые плети. О них мы и поговорим в пункте 4.

4.    Рельсовые плети.

В настоящее время повсеместно внедряется бесстыковой путь, представляющий собой сварные плети длиной от 250 до 800 м, между ними уложены 3- 4 уравнительных рельса длиной каждый по 12,5 м.

Со временем уравнительные рельсы стали не нужны, сварные плети прошли этап удлинения до 3 км (ранее этот отрезок пути – так называемый блок-участок – включал 4 уравнительных рельса).

В настоящее время распространен бесстыковой путь без использования уравнительных рельсов. здесь имеет место два варианта конструкции:

- блок-участки рельсовых плетей в стыковой зоне соединяются электроизолирующими накладками,

-  сварка плетей от станции до станции. В этом случае образуются непрерывные сварные плати, путем электроконтактной или газопрессовой сварки на РСП (рельсосварочных предприятиях).

5. Износ рельсов и методы его предотвращения.

Как любой элемент рельсового пути, рельсы подвержены износу, то есть снижению его рабочих свойств, как то:

- коррозия подошвы,

- износ головки,

- поверхностные и внутренние дефекты в самом металле.

Всё это ведет к уменьшению максимально допустимой нормативной наработке тоннажа, пропускаемого по рельсовой нити. В России данные параметры тоннажа вариьируются в диапазоне 600-700 млн тонн брутто на пямых участках железной дороги, а также кривых с R>1000 м; на кривых - 300м < R < 1000м  - тоннаж составляет 150-350 млн тонн брутто.

Выделяют технические мероприятия, проводимые для поддержания служебных свойств рельсов и продления их срока службы:

v  Периодическое выравнивание головки посредством шлифовки, фрезерования либо срожки поверхности головки с ликвидацией волнообразного износа. Он характерен, когда рельсы испытывают воздействие колёс подвижного состава периодично с чередованием максимальной и минимальной нагрузок.

v  Профильная шлифовка рельсов, с помощью поездов со специальным оборудованием. Они формируют ремонтные профили головки.

v  Лубрикация, т.е. дозированная смазка боковой рабочей грани наружных рельсов в кривых R<500-600 м с применением лубрикаторов. Они могут быть стационарными, либо установленными на вагонах, дрезинах, локомотивах.

v  Замечен факт, что рельсы можно практически полностью восстановить, уменьшим боковой износ (чуть ли не до нуля), благодаря крайне обильной смазке.

 

6.Химический состав рельсов.

 

Определяет качество рельсовой стали. В таблице 2 приведены химические элементы и свойства, влияющие на этот показатель.

 

Таблица 2.

Химический элемент

Влияние на качество рельсовой стали

Углерод, С

Увеличение прочности при изгибе

Увеличение твердости

Увеличение износостойкости

Марганец, Mn

Увеличение твердости

Увеличение износостойкости

Увеличение вязкости

Кремний, Si

Увеличение твердости

Увеличение износостойкости

Фосфор, P

Большое содержание фосфора вредит рельсам при низких температурах. Они становятся хрупкими

Сера, S

Большое содержание фосфора вредит рельсам при низких температурах. Они становятся красноломкики (при прокате рельсов образуются трещины)

Мышьяк, As

Повышение усталосной прочности

Повышение ударной вязкости

Незначительное уменьшение твердости

Незначительное уменьшение износостойкости

Ванадий, титан, цирконий

V, Ti, Zr

Микрорегулирующие и модифицирующие добавки, улучшающие структуру и качество стали

 

Заключение

Тенденции в жд отрасли таковы, что как в России, так и за рубежом идет разработка рельсов без металлических включений, с низким уровнем остаточных напряжений (после проката и правки на заводе), также обладающих прочностными характеристиками, которые исключают появление дефектов контактно-усталостного происхождения.

Если у Вас возникла необходимость в покупке рельсов, как новых, так и с износом, обращайтесь к нам! Мы всегда рады помочь с выбором и поставкой товара.

ООО «УралВнешТоргЭкспорт» - надежный поставщик в сфере поставок жд материалов. Мы ценим Ваше время и готовы поставлять лишь качественную продукцию.

Звоните, пишите нам! Проконсультируем и ответим на возникшие вопросы. Наши контакты указаны здесь.