Sínfelület-erősítő technológia és annak adaptálása a különböző forgalmi kapacitású vonalakhoz
Melyek a nemzeti szabványos sínek felületi kioltószilárdításának fő folyamatparaméterei?
A nemzeti szabványos sínek felületi kioltó megerősítésének lényege a fűtési és hűtési paraméterek pontos szabályozása. Először is, közepes-frekvenciás indukciós fűtést alkalmaznak a sín futófelületének 850-900 fokra történő felmelegítésére, amely hőmérséklet-tartomány biztosítja, hogy a sín felülete ausztenitessé váljon túlégés nélkül. A melegítési időt 30{11}}40 másodpercen belül kell szabályozni, hogy a futófelület melegítési mélysége elérje a 2-3 mm-t, és megfeleljen a felületkeménység-erősítési követelményeknek. A hűtési szakaszban nagynyomású vízködös hűtést alkalmaznak, 0,8-1,2 MPa-ra szabályozott víznyomással és 15 fok/s vagy annál nagyobb hűtési sebességgel, elősegítve a felületi szerkezet finom martenzitté való átalakulását. Az oltás után 180-200 fokon alacsony hőmérsékletű temperálást végeznek 1 órán keresztül, hogy kiküszöböljék az oltási maradék feszültséget és elkerüljék a sínen lévő felületi repedéseket. Az ezzel az eljárással kezelt sín futófelületének keménysége elérheti a HRC58-62-t, kopásállósága pedig több mint 3-szorosa a kezeletlen síneknek.
Milyen speciális műszaki követelmények vonatkoznak a külföldi szabványos sínek lézeres burkolaterősítésére?
A külföldi szabványos sínek, például az UIC60 és az AREMA115RE lézeres burkolat megerősítéséhez az első követelmény a burkolóanyag és a sín nemalapfém közötti jó kompatibilitás. Általában vas-alapú ötvözetport választanak ki, és összetételének közel kell lennie a sín nemalapfém ötvözetarányához, hogy elkerülje a leválást a burkolóréteg és az nemesfém találkozásánál. A lézerteljesítményt a sínmodellnek megfelelően kell beállítani: az UIC60 sínek lézerteljesítményét 2000-2500 W-ra, az AREMA115RE sínekre pedig 2500-3000 W-ra kell növelni, hogy a burkolóréteg vastagsága egyenletesen elérje a 0,5-0,8 mm-t. A burkoló folyamat során inert gáz elleni védelemre van szükség, az argon áramlási sebességét 10-15 l/perc között szabályozzák, hogy megakadályozzák a burkolóréteg oxidációját. Burkolást követően a sín felületét Ra 1,6 μm vagy annál kisebb érdességre kell csiszolni, hogy biztosítva legyen a kerék-sín sima érintkezése. Ezen túlmenően a burkolóréteg keménységi vizsgálata szükséges, ahol a keménység nagyobb vagy egyenlő, mint HV800, és a burkolóréteg és az alapfém közötti kötési szilárdság 300 MPa vagy annál nagyobb.
Mi az előnyben részesített felületerősítési séma nagy{0}}forgalmú, nagy forgalmú{1}}futóvonalakon?
A nagy forgalmú-nagy forgalmú-vonatú vonalak sínekjei nagy kerék-érintkezési feszültséget viselnek a síneken, és gyors a kopásuk, ezért az előnyben részesített séma a "kioltás + lézeres burkolat" kompozit megerősítési módszer. Először közepes-frekvenciás oltást alkalmaznak a sín futófelületén, hogy javítsák a felületi réteg alapvető keménységét és kopásállóságát, majd lézeres bevonatot hajtanak végre a kioltott rétegen, hogy tovább fokozzák a kifáradást és a repedésállóságot. A sínfelület a kompozit megerősítést követően kettős{7}}rétegű szerkezetet alkot, amely „kioltott erősítőréteg + burkolati kopásálló-réteg”. A kioltott réteg kellő szilárdsági támaszt biztosít, míg a burkolóréteg kiváló kopásállósággal és ütésállósággal rendelkezik. Ez a rendszer több mint 50%-kal meghosszabbíthatja a sín élettartamát az egyszeres kioltó technológiához képest, és alkalmazkodik a 300 millió tonna{15}}kilométert meghaladó éves forgalmú{13}}nehéz vontatási vonalak igényeihez. Az építés során ügyelni kell az edzett réteg és a burkolóréteg vastagságának illeszkedésére: a kioltott réteg vastagságát 2-3 mm-re, a burkolóréteg vastagságát 0,5-0,8 mm-re szabályozzuk, hogy elkerüljük a kiegyensúlyozatlan vastagságarány okozta feszültségkoncentrációt. Ezenkívül a síneken kerék-sín érintkezési szimulációs vizsgálatokat kell végezni a kompozit megerősítés után, hogy biztosítsák az egyenletes érintkezési feszültségeloszlást.
Mi a gazdaságos felületerősítő technológia alacsony{0}}forgalmú, normál{1}}sebességű vonalakon?
A kis forgalmú normál-sebességű vonalaknak magas költségszabályozási követelményei vannak, ezért előnyben részesítik a sínfelület sörétes erősítésének gazdaságos technológiáját. A sörétes lövedékek öntöttvas vagy acéllövedékeket használnak lövedékként, a lövedék átmérője 0,8-1,2 mm, a befecskendezési nyomás pedig 0,4-0,6 MPa, így a lövedékek nagy sebességgel ütköznek a sín futófelületével. Ez a folyamat 0,1-0,2 mm vastag maradék nyomófeszültség-réteget képezhet a sín felületén, hatékonyan gátolva a kifáradási repedések keletkezését és továbbterjedését, ugyanakkor a felületi keménységet HRC45-50-re növeli. Az 50 millió tonnakilométer alatti éves forgalommal rendelkező, normál sebességű vonalakra kiválóan alkalmas sörétes szilárdítás költsége az oltószilárdításnak csak 1/5-e és a lézeres burkolat 1/20-a. Az építkezéshez használható mobil sörétvágó berendezés, amely közvetlenül, a sínek szétszerelése nélkül, online üzemelhet, nagymértékben csökkentve az építési költségeket. Ezen túlmenően, a sörétesedés megerősítése után sínrozsdagátló alapozót lehet felvinni a sínek rozsdagátló ciklusának további meghosszabbítására és a karbantartási gyakoriság csökkentésére.
Melyek a sínfelület-erősítő hatások észlelési mutatói és elfogadási szabványai?
A sínfelület-erősítő hatások észlelési mutatói elsősorban a felületi keménységet, a maradék nyomófeszültséget, a kopásállóságot és a kifáradási élettartamot tartalmazzák. A felületi keménységet egy Rockwell-keménységmérő érzékeli: a kioltott sínek futófelületi keménységének nagyobbnak vagy egyenlőnek kell lennie, mint HRC58, a lézeres burkolóréteg keménységének nagyobbnak vagy egyenlőnek kell lennie HV800-nál, és a lőtt sínek keménységének nagyobbnak vagy egyenlőnek kell lennie, mint HRC45; a maradék nyomófeszültséget egy röntgensugaras feszültségelemző észleli: a kilőtt réteg maradék nyomófeszültségének -300 MPa vagy annál nagyobbnak, a kioltott rétegének pedig -200 MPa vagy annál nagyobbnak kell lennie; a kopásállóságot egy kopásvizsgáló gép észleli: a megerősített sínek kopásveszteségét több mint 50%-kal kell csökkenteni a erősítetlen sínekhez képest; a kifáradási élettartamot egy hajlító kifáradást vizsgáló gép állapítja meg: a megerősített sínek kifáradási élettartamát több mint 1-szeresére kell növelni. Az átvételi szabvány a következő: vonalkilométerenként 10 mérési pontból vesznek mintát, és minden mérési pont minden mutatójának meg kell felelnie a szabványoknak. Ha 1 mérési pont nem minősített, akkor kettős mintavétel szükséges; ha a kettős mintavételnél még mindig vannak minősítetlen pontok, akkor ezen vonalszakasz erősítő hatása minősíthetetlennek minősül. Az átvétel után egy erősítési fájlt kell létrehozni, amely rögzíti az erősítési időt, a folyamat paramétereit és a vizsgálati eredményeket, adattámogatást biztosítva a későbbi karbantartáshoz.