Zakaj sponke za tirnice med servisiranjem počijo
Elastične tirne sponke (vzmetne sponke) delujejo s stalnim elastičnim upogibanjem: med namestitvijo se odklonijo in nato med vožnjo vlakov držijo tirnico pod načrtovano vpenjalno silo. Vsak prehod kolesa doda cikel obremenitve in po več sto tisoč ciklih se material sponke kopiči zaradi utrujenosti. Začetek razpoke je odvisen od amplitude napetosti, ne le od konične obremenitve, zato oblika sponke, kakovost namestitve in stanje linije vplivajo na to, kako zgodaj se pojavi prva razpoka. Standardi za sponke za tirnice, kot sta TB/T 3065 in ponavljajoči{4}}preskus obremenitve v EN 13146-5, obstajajo ravno zato, da dokažejo, da sponka preživi določeno število ciklov pri določeni deformaciji.
Kjer se začnejo utrujenostne razpoke
Utrujalne razpoke se skoraj vedno začnejo na ločnih prehodnih območjih sponke, kjer se ukrivljenost močno spremeni in odsek koncentrira napetost. Dve najbolj ranljivi področji sta sredinski zavoj in koren kraka, ker ti deli nosijo največjo upogibno obremenitev tako med upogibom vgradnje kot tudi pod vsako obremenitvijo vlaka. Druga družina virov razpok je na stičnih točkah med sponko in tirnico ali blazinico: obraba zaradi rezanja povzroči mikro-razpoke, ki hitro rastejo pod vibracijami. Površinske praske, sledi orodja zaradi namestitve in poškodbe zaradi udarcev delujejo kot dodatni povzročitelji napetosti in merljivo skrajšajo življenjsko dobo zaradi utrujenosti, zato dobavitelji sponk nadzirajo kakovost površine, kupci pa zavračajo sponke z globokimi sledi rokovanja.
Zakaj krivulje počijo več posnetkov kot ravne proge
V ovinkih vmesnik kolesa-tirnice ustvarja velike bočne sile. Sponka nato poleg navpične obremenitve nosi neprekinjeno bočno obremenitev in stanje napetosti postane dvoosno namesto enoosno. Amplituda napetosti med vožnjo vlaka narašča, zato se poškodbe zaradi utrujenosti kopičijo hitreje. Krivulje tudi močneje vibrirajo in zbirajo vlago in abrazivni prah, zato se površina sponke prej obrabi in korodira, kar odstrani zaščitno plast in ustvari nova jedra razpok. Režimi vzdrževanja zato skrajšajo intervale pregledov na ovinkih in kretnicah: posnetek na ostri krivini se običajno pregleda v približno polovici intervala istega posnetka na tangentni progi.
Učinki temperature na nastanek razpok
Visoka temperatura nekoliko zmanjša mejo tečenja vzmetnega jekla, zato enaka deformacija povzroči večje razmerje napetosti in hitrejšo poškodbo zaradi utrujenosti. Nizka temperatura zmanjša žilavost loma, kar ne pospeši nastajanja, ampak povzroči veliko hitrejše širjenje in poveča tveganje krhkega loma, ko že nastane razpoka. Sezonska temperaturna nihanja prekrivajo cikle toplotnih obremenitev s cikli prometnih obremenitev, kar poveča efektivno amplitudo obremenitev. V praksi staranje sponk in pokanje najhitreje napredujeta v ekstremnih-temperaturnih območjih, zato specifikacije za nizko-območje zahtevajo višje stopnje žilavosti vzmetnega jekla in pogostejše preglede razpok pozimi.
Terenske metode za zgodnjo identifikacijo razpok
Zgodnje mikro{0}}razpoke je mogoče najti s preprostimi postopki. Pri dobri svetlobi preglejte prehodna območja loka, sredinski pregib in korenine krakov, da ugotovite, ali po površini tečejo črte las-. Rahlo povlecite z nohtom ali fino sondo čez sumljiva področja; razpoka se ujame na sondi, kjer se oznaka valjane površine ne pojavi. Za potrditev uporabite testiranje penetrantnega barvila (PT): očistite površino, nanesite penetrant, obrišite in razpršite razvijalec, razpoka pa bo prikazana kot rdeča črta. Na odsekih z visokim-tveganjem je mogoče načrtovati pregled z ultrazvokom ali magnetnimi delci, da se odkrijejo razpoke pod površjem. Pomagajo tudi simptomi delovanja: počena sponka izgubi vpenjalno silo, zato poiščite ohlapne sponke, neobičajen hrup na sedežu tirnice in vidno deformacijo ter združite ta opažanja s preverjanjem površine.
Preprečevanje z namestitvijo in vzdrževanjem
Strogo upoštevajte predpisani navor in upogib vgradnje; prekomerno-zategovanje in premalo-zategovanje ustvarjata nenormalna napetostna stanja, ki pospešujejo pokanje. Zaščitite površine sponk pred udarci in praskami med rokovanjem, imejte sedež tirnice in sponke čiste pred abrazivnim prahom in produkti korozije ter takoj zamenjajte vsako sponko s potrjeno mikro-razpoko, namesto da čakate na naslednji cikel. Izberite sponke iz toplotno-obdelanega vzmetnega jekla 60Si2MnA ali 60Si2CrA po GB/T 1222 s stabilno trdoto in prosite dobavitelja za zapise o preskusih utrujenosti iz EN 13146-5 ponavljajočih se obremenitvenih preskusov, tako da je zmogljivost utrujenosti dokumentirana, ne domnevna.
pogosta vprašanja
V1: Kje se na elastičnih sponkah najprej pojavijo razpoke zaradi utrujenosti?Na območjih prehoda loka z največjo spremembo ukrivljenosti, še posebej v srednjem zavoju in korenu kraka, ter kontaktnih točkah, kjer pride do obrabe zaradi strganja.
V2: Zakaj posnetki bolj pokajo na ukrivljeni progi?Krivulje dodajajo neprekinjeno bočno silo koles-tirnic, povečujejo amplitudo napetosti in vibracije, medtem ko vlaga in odrgnina poškodujejo površino sponke, zato se utrujenost kopiči dva- do trikrat hitreje kot na tangentni progi.
V3: Kako sprememba temperature vpliva na razpoke sponk?Visoka temperatura zmanjša trdnost materiala in pospeši iniciacijo; nizka temperatura zmanjša žilavost in pospeši razmnoževanje; sezonska nihanja poleg prometnih obremenitev dodajo še cikle toplotne obremenitve.
V4: Kako lahko hitro najdemo mikro-razpoke na mestu?Vizualni pregled pri dobri svetlobi na znanih začetnih območjih, tip sonde za lovljenje robov in testiranje penetrantnega barvila za potrditev domnevnih razpok; ultrazvočne metode in metode magnetnih delcev odkrijejo pod-površinske razpoke.
V5: Kako je mogoče odložiti pokanje posnetka?Pravilen vgradni moment, zaščita pred udarci in praskami, redno čiščenje, krajši intervali pregledov na krivinah in kretnicah ter izbira kvalificiranega vzmetnega jekla z dokumentiranimi rezultati preizkusa utrujenosti.