فناوری تقویت سطح ریل و انطباق آن با خطوط با ظرفیت های مختلف ترافیکی

فناوری تقویت سطح ریل و انطباق آن با خطوط با ظرفیت های مختلف ترافیکی

پارامترهای فرآیند اصلی تقویت کوئنچ سطح برای ریل های استاندارد ملی چیست؟

هسته تقویت کوئنچ سطح برای ریل های استاندارد ملی، کنترل دقیق پارامترهای گرمایش و سرمایش است. ابتدا، گرمایش القایی با فرکانس متوسط- برای گرم کردن سطح در حال اجرا ریل تا 850-900 درجه، محدوده دمایی که تضمین می‌کند سطح ریل بدون سوزاندن بیش از حد آستنیته می‌شود، استفاده می‌شود. زمان گرم کردن باید در عرض 30-40 ثانیه کنترل شود تا اطمینان حاصل شود که عمق گرمایش سطح در حال اجرا به 2-3 میلی متر می رسد و نیازهای تقویت سختی سطح را برآورده می کند. خنک کننده مه آب با فشار بالا در مرحله خنک کننده استفاده می شود، با فشار آب در 0.8-1.2MPa کنترل می شود و سرعت خنک کننده به بیش از یا برابر با 15 درجه در ثانیه می رسد و تبدیل ساختار سطح را به مارتنزیت ریز ارتقا می دهد. پس از کوئنچ، عملیات تهویه دمای پایین در دمای 180-200 درجه به مدت 1 ساعت انجام می شود تا تنش پسماند خاموش کننده از بین برود و از ترک های سطحی روی ریل جلوگیری شود. سختی سطح در حال اجرا ریل تحت درمان با این فرآیند می تواند به HRC58-62 برسد و مقاومت در برابر سایش بیش از 3 برابر ریل های تصفیه نشده است.

الزامات فنی ویژه برای تقویت روکش لیزری ریل استاندارد خارجی چیست؟

برای تقویت روکش لیزری ریل های استاندارد خارجی مانند UIC60 و AREMA115RE، اولین نیاز، سازگاری خوب بین مواد روکش و فلز پایه ریل است. پودر آلیاژ پایه آهن معمولاً انتخاب می‌شود و ترکیب آن باید نزدیک به نسبت آلیاژ فلز پایه ریل باشد تا از پوسته شدن در محل اتصال لایه روکش و فلز پایه جلوگیری شود. توان لیزر باید بر اساس مدل ریلی تنظیم شود: توان لیزر برای ریل‌های UIC60 در 2000-2500 وات کنترل می‌شود و برای ریل‌های AREMA115RE، باید به 2500-3000 وات افزایش یابد تا اطمینان حاصل شود که ضخامت لایه روکش به طور یکنواخت به 0.5-0.5 میلی‌متر می‌رسد. حفاظت از گاز بی اثر در طول فرآیند روکش فلزی مورد نیاز است، با سرعت جریان آرگون در 10-15 لیتر در دقیقه کنترل می شود تا از اکسید شدن لایه روکش جلوگیری شود. پس از روکش، سطح ریل باید تا زبری کمتر از یا مساوی 1.6 میکرومتر آسیاب شود تا از تماس صاف چرخ و ریل اطمینان حاصل شود. علاوه بر این، تست سختی لایه روکشی با سختی بیشتر یا مساوی HV800 و استحکام پیوند بین لایه روکش و فلز پایه بیشتر یا مساوی 300 مگاپاسکال مورد نیاز است.

طرح تقویت‌کننده سطح ترجیحی برای ریل‌ها در خطوط-ترافیک سنگین- چیست؟

ریل‌ها در خطوط{0}}ترافیک سنگین-حاوی فشار تماس با چرخ بالا{2}}ریل هستند و سرعت سایش بالایی دارند، بنابراین طرح ترجیحی روش تقویت کامپوزیت "کوئنچ + روکش لیزری" است. ابتدا برای بهبود سختی پایه و مقاومت در برابر سایش لایه سطحی، فرکانس متوسط{5}}روی سطح در حال اجرا ریل اعمال می‌شود و سپس روکش لیزری بر روی لایه خاموش شده برای افزایش بیشتر خستگی و مقاومت در برابر پوسته شدن انجام می‌شود. سطح ریل پس از تقویت کامپوزیت یک ساختار دولایه-از "لایه تقویت‌کننده خاموش شده + سایش روکش-لایه مقاوم" تشکیل می‌دهد. لایه خاموش شده استحکام کافی را فراهم می کند، در حالی که لایه روکش دارای مقاومت در برابر سایش و ضربه عالی است. این طرح می‌تواند طول عمر راه‌آهن را تا بیش از 50 درصد در مقایسه با فناوری خاموش کردن واحد افزایش دهد و با نیازهای خطوط حمل‌ونقل سنگین با حجم ترافیک سالانه بیش از 300 میلیون تن{15}}کیلومتر سازگار شود. در طول ساخت و ساز، باید به تطابق ضخامت بین لایه کوئنچ شده و لایه روکش توجه شود: ضخامت لایه خاموش شده در 2{20}}3 میلی متر و ضخامت لایه روکش در 0.5-0.8 میلی متر کنترل می شود تا از تمرکز تنش ناشی از نسبت ضخامت نامتعادل جلوگیری شود. علاوه بر این، آزمایش‌های شبیه‌سازی تماس چرخ و ریل باید پس از تقویت کامپوزیت روی ریل‌ها انجام شود تا از توزیع تنش تماسی یکنواخت اطمینان حاصل شود.

فن آوری مقرون به صرفه تقویت سطح برای ریل در خطوط سرعت معمولی-کم تردد- چیست؟

خطوط کم سرعت معمولی-ترافیک پایین- نیازمندی های بالایی برای کنترل هزینه دارند، بنابراین فناوری مقرون به صرفه تقویت شات سطح ریل ترجیح داده می شود. در تقویت ساچمه از گلوله های چدنی یا گلوله های فولادی به عنوان پرتابه استفاده می شود، با قطر پرتابه کنترل شده در 0.8-1.2 میلی متر و فشار تزریق در 0.4-0.6 مگاپاسکال، که باعث می شود پرتابه ها با سرعت بالا به سطح در حال اجرا ریل برخورد کنند. این فرآیند می‌تواند یک لایه تنش فشاری باقی‌مانده با ضخامت 0.1-}0.2 میلی‌متر بر روی سطح ریل تشکیل دهد، به طور موثری از شروع و انتشار ترک‌های خستگی جلوگیری کند و در عین حال سختی سطح را تا HRC45{18}}50 افزایش دهد. هزینه تقویت شات پینینگ فقط 1/5 تقویت کوئنچ و 1/20 روکش لیزری است که برای خطوط با سرعت معمولی با حجم تردد سالانه کمتر از 50 میلیون تن کیلومتر بسیار مناسب است. از تجهیزات سیار شات پینینگ می توان برای ساخت و ساز استفاده کرد که می تواند مستقیماً بدون جدا کردن ریل ها به صورت آنلاین عمل کند و هزینه های ساخت و ساز را تا حد زیادی کاهش دهد. علاوه بر این، پس از تقویت شات پینینگ، می توان از پرایمر ضد زنگ ریلی برای گسترش بیشتر چرخه ضد زنگ ریل ها و کاهش فرکانس نگهداری استفاده کرد.

شاخص های تشخیص و استانداردهای پذیرش اثرات تقویت سطح ریل چیست؟

شاخص های تشخیص برای اثرات تقویت سطح ریل عمدتاً شامل سختی سطح، تنش فشاری باقیمانده، مقاومت در برابر سایش و عمر خستگی است. سختی سطح توسط دستگاه سختی سنج Rockwell تشخیص داده می شود: سختی سطح در حال اجرا ریل های خاموش شده باید بزرگتر یا مساوی HRC58، سختی لایه روکش لیزری بزرگتر یا مساوی HV800، و سختی ریل های شات شده بیشتر یا مساوی HRC45 باشد. تنش فشاری باقیمانده توسط یک تحلیلگر تنش اشعه ایکس شناسایی می شود: تنش فشاری باقیمانده لایه شات شده باید بزرگتر یا برابر با -300 مگاپاسکال باشد، و تنش فشاری باقیمانده باید بیشتر یا مساوی 200 مگاپاسکال باشد. مقاومت در برابر سایش توسط دستگاه تست سایش تشخیص داده می شود: اتلاف سایش ریل های تقویت شده در مقایسه با ریل های تقویت نشده باید بیش از 50٪ کاهش یابد. عمر خستگی توسط دستگاه تست خستگی خمشی تشخیص داده می شود: عمر خستگی ریل های تقویت شده باید بیش از 1 بار افزایش یابد. استاندارد پذیرش این است: 10 نقطه اندازه گیری در هر کیلومتر خط نمونه برداری می شود و همه نشانگرهای هر نقطه اندازه گیری باید استانداردها را داشته باشند. اگر 1 نقطه اندازه گیری ناموفق باشد، نمونه برداری مضاعف مورد نیاز است. اگر در نمونه گیری دوگانه هنوز نقاط ناموفق وجود داشته باشد، اثر تقویتی این بخش از خط غیرقابل ارزیابی است. پس از گذراندن پذیرش، یک فایل تقویتی باید برای ثبت زمان تقویت، پارامترهای فرآیند و نتایج آزمایش ایجاد شود و پشتیبانی داده برای نگهداری بعدی فراهم شود.