Tehnologija utrjevanja tirnih površin in njena prilagoditev na proge z različnimi prometnimi zmogljivostmi
Kateri so ključni procesni parametri utrjevanja s površinskim kaljenjem za nacionalne standardne tirnice?
Jedro površinskega kaljenja tirnic za nacionalne standarde je natančen nadzor parametrov ogrevanja in hlajenja. Prvič, srednje{1}}frekvenčno indukcijsko ogrevanje je uporabljeno za segrevanje vozne površine tirnice na 850-900 stopinj, temperaturno območje, ki zagotavlja avstenitizacijo površine tirnice brez pregorevanja. Čas segrevanja je treba nadzorovati v 30-40 sekundah, da zagotovite, da globina segrevanja tekalne površine doseže 2-3 mm, kar ustreza zahtevam za utrjevanje trdote površine. Visokotlačno hlajenje z vodno meglo se uporablja v fazi hlajenja, pri čemer je vodni tlak nadzorovan pri 0,8-1,2MPa in hitrost hlajenja, ki doseže večjo ali enako 15 stopinj/s, kar spodbuja preoblikovanje površinske strukture v fin martenzit. Po kaljenju se izvaja obdelava pri nizki temperaturi pri 180-200 stopinjah 1 uro, da se odpravijo preostale napetosti pri kaljenju in preprečijo površinske razpoke na tirnici. Trdota vozne površine tirnice, obdelane s tem postopkom, lahko doseže HRC58-62, odpornost proti obrabi pa je več kot 3-krat večja od neobdelanih tirnic.
Kakšne so posebne tehnične zahteve za lasersko ojačitev oblog tujih standardnih tirnic?
Za lasersko ojačitev oplaščenja tujih standardnih tirnic, kot sta UIC60 in AREMA115RE, je prva zahteva dobra združljivost med materialom oplaščenja in osnovno kovino tirnice. Običajno je izbran prah zlitine na osnovi železa, njegova sestava pa mora biti blizu razmerju zlitine osnovne kovine tirnice, da se prepreči luščenje na stičišču med plastjo obloge in osnovno kovino. Moč laserja je treba prilagoditi glede na model tirnice: moč laserja za tirnice UIC60 je nadzorovana pri 2000-2500 W, za tirnice AREMA115RE pa jo je treba povečati na 2500–3000 W, da zagotovite enakomerno debelino obloge, ki doseže 0,5–0,8 mm. Med postopkom obloge je potrebna zaščita z inertnim plinom, pri čemer je hitrost pretoka argona nadzorovana pri 10–15 L/min, da se prepreči oksidacija plasti obloge. Po oplaščenju je treba površino tirnice zbrusiti do hrapavosti Ra, ki je manjša ali enaka 1,6 μm, da se zagotovi nemoten stik med kolesom in tirnico. Poleg tega je potrebno testiranje trdote plasti obloge s trdoto, večjo ali enako HV800, in trdnostjo lepljenja med plastjo obloge in osnovno kovino, večjo ali enako 300MPa.
Kakšna je najprimernejša shema površinske ojačitve za tirnice na -prometno težkih-progah?
Tirnice v-prometno težkih-tegovih imajo visoko kolesno{2}}stično obremenitev tirnic in imajo hitro stopnjo obrabe, zato je prednostna shema kompozitna metoda ojačitve "kaljenje + laserska obloga". Najprej se na vozno površino tirnice uporabi srednje{5}}kaljenje, da se izboljša osnovna trdota in odpornost proti obrabi površinske plasti, nato pa se na kaljeni plasti izvede lasersko oplaščenje, da se dodatno poveča odpornost proti utrujenosti in cepljenju. Površina tirnice po kompozitni ojačitvi tvori dvo-slojno strukturo "kaljene ojačitvene plasti + obloge,-odporne proti obrabi". Kaljena plast zagotavlja zadostno podporo trdnosti, medtem ko ima obloga odlično odpornost proti obrabi in udarcem. Ta shema lahko podaljša življenjsko dobo tirnice za več kot 50 % v primerjavi s tehnologijo enojnega kaljenja in se prilagodi potrebam težkih-tegovalnih prog z letnim obsegom prometa, ki presega 300 milijonov ton-kilometrov. Med gradnjo je treba paziti na ujemanje debeline med kaljeno plastjo in plastjo obloge: debelina kaljene plasti je nadzorovana na 2-3 mm, debelina plasti obloge pa na 0,5-0,8 mm, da se prepreči koncentracija napetosti, ki jo povzroči neuravnoteženo razmerje debelin. Poleg tega je treba na tirnicah po kompozitni ojačitvi opraviti preskuse simulacije stika kolo-tirnica, da se zagotovi enakomerna porazdelitev kontaktne napetosti.
Kakšna je ekonomična tehnologija površinske utrditve za tirnice na-progah za navadne-hitrosti z nizkim prometom?
Proge z-navadnimi{1}}hitrostmi z nizkim{0}}prometom imajo visoke zahteve glede nadzora nad stroški, zato je prednostna ekonomična tehnologija utrjevanja površine tirnic. Pri ojačevanju s strelnim strganjem se kot izstrelki uporabljajo naboji iz litega železa ali jekleni naboji, pri čemer je premer izstrelka nadzorovan pri 0,8-1,2 mm in tlak vbrizgavanja pri 0,4-0,6 MPa, zaradi česar izstrelki udarijo v vozno površino tirnice pri visoki hitrosti. Ta postopek lahko na površini tirnice tvori preostalo tlačno napetostno plast z debelino 0,1-0,2 mm, kar učinkovito zavira nastanek in širjenje razpok zaradi utrujenosti ter hkrati poveča trdoto površine na HRC45-50. Stroški ojačitve s strelnim peeniranjem znašajo le 1/5 utrjevanja s kaljenjem in 1/20 laserskega oplaščenja, kar je zelo primerno za proge z navadno hitrostjo z letnim obsegom prometa manj kot 50 milijonov tonskih kilometrov. Za gradnjo se lahko uporablja mobilna oprema za streljanje, ki lahko deluje neposredno na spletu, ne da bi morali razstaviti tirnice, kar močno zmanjša stroške gradnje. Poleg tega se lahko po ojačitvi s strganjem nanese temeljni premaz proti rjavenju tirnic, da se dodatno podaljša cikel proti rjavenju tirnic in zmanjša pogostnost vzdrževanja.
Kakšni so indikatorji zaznavanja in standardi sprejemljivosti za učinke utrjevanja površine tirnic?
Indikatorji zaznavanja učinkov ojačitve površine tirnic vključujejo predvsem površinsko trdoto, preostalo tlačno napetost, odpornost proti obrabi in življenjsko dobo ob utrujenosti. Površinsko trdoto zaznava merilnik trdote Rockwell: trdota vozne površine kaljenih tirnic mora biti večja ali enaka HRC58, trdota laserskega sloja obloge večja ali enaka HV800 in trdota naluknjenih tirnic večja ali enaka HRC45; preostala tlačna napetost je zaznana z rentgenskim analizatorjem napetosti: preostala tlačna napetost plasti, obdelane s streljanjem, mora biti večja ali enaka -300MPa, kaljena plast pa večja ali enaka -200MPa; odpornost proti obrabi se zazna s strojem za testiranje obrabe: izguba obrabe ojačanih tirnic mora biti zmanjšana za več kot 50 % v primerjavi z neojačenimi tirnicami; življenjska doba utrujenosti je zaznana s strojem za preskušanje utrujenosti pri upogibanju: življenjska doba utrujenosti ojačanih tirnic se mora povečati za več kot 1-krat. Standard sprejemljivosti je: na kilometer proge se vzorči 10 merilnih mest, vsi kazalniki posameznega merilnega mesta pa morajo ustrezati standardom. Če je ena merilna točka nekvalificirana, je potrebno dvojno vzorčenje; če pri dvojnem vzorčenju še vedno obstajajo nekvalificirane točke, se učinek krepitve tega odseka proge oceni kot nekvalificiran. Po opravljenem sprejemu je treba vzpostaviti datoteko ojačevanja za beleženje časa ojačevanja, procesnih parametrov in rezultatov preskusov, ki zagotavlja podatkovno podporo za nadaljnje vzdrževanje.