Tehnološki načrt za nadgradnjo in utrjevanje železniškega materiala
Za katere vrste železniških prog so primerni glavni domači železniški materiali U71Mn, U75V in U78CrV?
U71Mn je običajna perlitna tirnica z zmerno trdnostjo in zrelimi proizvodnimi postopki. Široko se uporablja v običajnih železnicah, postajnih tirih in sekundarnih progah zaradi nizkih stroškov, enostavnega varjenja in enostavnega vzdrževanja. U75V je -perlitna tirnica visoke trdnosti z znatno izboljšano natezno trdnostjo in odpornostjo proti obrabi. Primeren je za glavne-hitrostne proge,-težke{7}}glavne proge, dolge vzpone in odseke z gostimi ovinki in je trenutno najbolj pogost material za-hitrostne in konvencionalne glavne proge na Kitajskem. U78CrV je mikrolegirana ojačana tirnica z dodatkom elementov, kot sta krom in vanadij, za rafiniranje zrna, kar dodatno izboljša njegovo trdnost, žilavost, odpornost proti utrujenosti in odpornost na valovitost. Primeren je za težke-železnice, zavoje z-majhnimi-radiji,-odseke z visoko{14}}obrabo, dolge mostove in odseke predorov.
Katera so osnovna tehnična sredstva za utrjevanje in kaljenje tirnic?
Eno je mikrolegiranje, ki uporablja elemente v sledovih, kot so vanadij, niobij, titan in krom, za prečiščevanje zrn, izboljšanje trdnosti in žilavosti ter hkrati zagotavljanje varljivosti. Drugič, nadzorovano valjanje in hlajenje sta ključnega pomena. Natančen nadzor temperature, deformacije in hitrosti ohlajanja med valjanjem optimizira razmik med lamelami perlita, kar ima za posledico enotno notranjo strukturo in razumno preostalo napetost v tirnici. Tretjič, kaljenje in popuščanje po celotni dolžini globoko utrdi glavo tirnice, izboljša površinsko trdoto in odpornost proti obrabi, hkrati pa zagotavlja žilavost jedra in preprečuje krhek lom. Četrtič, tehnike površinskega utrjevanja, kot so kaljenje glave tirnice po celotni-dolžini, utrjevanje prevleke in ionska implantacija, povečujejo odpornost proti obrabi, odpornost proti lupljenju in odpornost na utrujenost pri stiku. Petič, čisto taljenje jekla zmanjša vsebnost žvepla, fosforja, plinov in vključkov, kar zmanjša notranje napake in izboljša življenjsko dobo.
Zakaj morajo proge za težki-vleko uporabljati visoko{1}}odporne-tirnice?
Težki-vlaki imajo težke osi, visoko gostoto prometa in kontaktno obremenitev koles-tirnic, ki močno presega napetost običajnih prog. Navadne tirnice so nagnjene k okvaram, kot so zdrobitev glave tirnice, stranska obraba, valovitost, luščenje in razpoke zaradi utrujenosti. Tirnice,-odporne-na obrabo z visoko{4}}trdnostjo, imajo večjo trdoto, stabilnejšo strukturo in močnejšo odpornost na utrujenost pri stiku, kar bistveno zmanjša stopnjo obrabe, podaljša cikle brušenja in zmanjša pogostost menjave tirnic, s čimer se močno zmanjšajo skupni stroški-življenjskega cikla proge. Medtem lahko na odsekih zaviranja, speljevanja in vzpona tirnice z visoko-trdnostjo prenesejo večje strižne in vzdolžne sile, kar zmanjša tveganje zmečkanja koncev tirnic in plastične deformacije.
Kakšne so oblike poškodb zaradi utrujenosti stika s tiri in kakšni so preventivni in nadzorni ukrepi?
Utrujenost zaradi stika se v glavnem kaže kot razpoke-ribjih lusk, lomljenje in poškodbe jedra na površini glave tirnice, ki jih povzroči ponavljajoča se velika obremenitev kolesa in tirnice. Širjenje razpok zlahka povzroči zlom tirnice. Preprečevalni in nadzorni ukrepi vključujejo: izbiro visoko{3}}trdnih,-obrabno odpornih tirnic; izboljšanje gladkosti tirnic in zmanjšanje lokalne koncentracije napetosti; izvajanje preventivnega brušenja za odpravo površinskih mikro-razpok in točk koncentracije napetosti; nadzor razlike v premeru kolesa in poligonalnosti kolesa za zmanjšanje udarca koles-tirnic; izboljšanje ujemanja elastičnosti in togosti tirnice za zmanjšanje dinamične obremenitve; in krepitev odkrivanja napak za zgodnje odkrivanje in zdravljenje notranjih poškodb jedra.
Kakšen vpliv ima nadgradnja tirnih materialov na podporne komponente?
Povečana trdnost, trdota in togost tirnic bo spremenila napetostno stanje pritrdilnih elementov, blazinic in pragov. Običajno so potrebne sočasne nadgradnje: pritrdilni elementi z večjo vpenjalno silo, vzmetne sponke z večjo odpornostjo proti utrujanju, tirnice z visoko-nosilnostjo in odpornostjo na udarce, ojačani sidrni sistemi ter-trdnejši spojni vijaki in ribiške plošče. Če so tirnice nadgrajene, dodatki pa ne, bo prišlo do niza okvar, kot so lomljenje pritrdilnih elementov, zdrobitev blazinice, zrahljanje vijakov in poškodbe pragov. Zato je treba tirnice in dodatke nadgrajevati sistematično in sinhrono.