Чому рейки зроблені зі сталі

Чому сталь є найкращим матеріалом для рейок

Рейка — це-несучий елемент конструкції колії: вона направляє колеса, передає навантаження транспортного засобу на шпали та забезпечує бігову поверхню, по якій рухаються колеса. На електрифікованих і колійних -секціях рейки також несуть зворотний струм для сигналізації. Жоден інший матеріал не поєднує в собі необхідні властивості за прийнятною ціною. Чавун крихкий і руйнується під ударами; алюміній занадто м’який, щоб витримувати великі навантаження на вісь, і швидко зношується; титан має міцність, але занадто дорогий для тисяч кілометрів колії. Сталь пропонує унікальне поєднання високої міцності, зносостійкості, зварюваності, можливості вторинної переробки та низької вартості за тонну, саме тому рейки виготовляються зі сталі вже більше століття і чому кожна основна стандартна група, включаючи UIC, AREMA, GB/T і DIN, написана навколо сталевих секцій.

Вуглецева сталь, легована сталь і термічно{0}}оброблена сталь

Рейкова сталь поділяється на три групи. Рейка з вуглецевої сталі розплавляється та прокатується з вуглецем та марганцем як основними зміцнюючими елементами; звичайна вуглецева рейкова сталь містить приблизно 0,40-0,80 відсотка вуглецю з марганцем приблизно до 1,3-1,4 відсотка. Рейка з легованої сталі додає до базової композиції невелику кількість легуючих елементів, таких як ванадій, титан, хром і ніобій; ці елементи покращують мікроструктуру та підвищують як міцність, так і міцність у порівнянні із звичайною карбоновою рейкою. Термо{7}}оброблена рейка — це гарячекатана рейка з вуглецю або сплаву, яка повторно нагрівається та контрольовано охолоджується, як правило, шляхом поточного зміцнення головки, щоб покращити перлітну структуру бігової поверхні. Загартована головка рейки досягає вищої твердості, як правило, вище HB 300 і часто в діапазоні HB 320-380 для марок преміум-класу, що уповільнює знос і втому від контакту кочення та продовжує термін служби рейки на криволінійних і сильно навантажених коліях.

Ключові властивості сталі, завдяки яким вона працює як рейка

Міцність і довговічність: сталь витримує екстремальні навантаження та повторювані контактні напруги проїжджих коліс без остаточної деформації протягом десятиліть.

Зносостійкість: твердість бігової поверхні можна підвищити шляхом легування та термічної обробки відповідно до трафіку лінії.

Економічна ефективність: сталь достатньо міцна для цілей за невелику частку вартості альтернативних-високоміцних матеріалів, що робить великі мережі можливими.

Формованість: гаряча прокатка формує сталь у необхідний I-профіль профілю, а гладка поверхня прокату забезпечує послідовний контакт колеса.

Зварюваність і переробка: рейки зварюються в довгі струни для безперервного зварювання колії, а сталевий брухт повертається в плавильний цех наприкінці терміну експлуатації.

Стандартні залізничні секції, які використовуються в усьому світі

Рейки ідентифікуються за масою на метр і стандартом профілю. Основними сімействами є профілі UIC 860, що використовуються в Європі та на багатьох експортних ринках, профілі AREMA та ASCE, що використовуються в Північній Америці, важкі рейки GB/T 2585 і легкі рейки GB, що використовуються в Китаї, а також кранові рейки QU відповідно до YB/T 5055 для кранових і промислових колій. У таблицях нижче наведено основні розміри загальних секцій.

Розділи UIC 860:

Китайські важкі рейки згідно GB/T 2585:

Кранові рейки відповідно до YB/T 5055:

Практика Північної Америки відповідає профілям AREMA Глава 4 і серії легких рейків ASCE; Секції ASCE 75, 90, 115 і 136 є загальними для промислових і коротких-колій, з масами 37,2, 44,65, 56,9 і 67,41 кг/м відповідно. DIN-рейки використовуються на німецькомовних-ринках, а профілі JIS — у Японії. Секція повинна бути підібрана відповідно до системи кріплення, відстані між шпалами та навантаженням на вісь лінії.

На що звернути увагу, купуючи рейки

Коли рейки замовляються для проекту, покупець повинен перевірити стандарт і клас, доступну фіксовану довжину (12,5 м і 25 м є стандартними для багатьох секцій, з довшими ланцюгами для безперервно звареної колії), твердість і властивості розтягування доставлених наплавів, а також документи перевірки: хімічний склад, результати механічних випробувань і ультразвукового контролю на наявність внутрішніх дефектів. Для важких-магістралей і високо{4}}швидкісних ліній зазвичай потрібні-загартовані рейки із сертифікатом твердості. Маркування, теплові номери та документи про відстеження повинні відповідати вантажу, оскільки їх перевіряє митниця та інженер-приймач.

Чому вуглець є основним зміцнюючим елементом рейкової сталі?

Вуглець утворює перліт із залізом і підвищує як твердість, так і міцність на розрив рейки. Рейкова сталь зазвичай містить 0,40-0,80% вуглецю; вище цього діапазону сталь стає важко зварювати і стає більш схильною до крихкості в холодну погоду.

У чому перевага загартованої-рейки?

Загартування головки покращує перліт робочої поверхні шляхом контрольованого охолодження після прокатки, підвищуючи твердість поверхні вище HB 300. Це зменшує знос і втому від контакту при коченні на криволінійній колії та підвищує тоннаж, який може витримати рейка перед шліфуванням або заміною.

Чи можна зварювати рейки?

так Рейки зварюються в довгі струни для безперервного зварювання колії за допомогою стикового зварювання на заводі або на місці та алюмінотермічного зварювання для польових з’єднань. Зварюваність є однією з причин переваги сталі перед більш твердими, але незварюваними матеріалами.

Якої довжини поставляються рейки?

Стандартна фіксована довжина зазвичай становить 12,5 м і 25 м, а для безперервної звареної колії можна виготовляти довгі рейки до 100 м. Кожна доставлена ​​довжина обрізається на фінішній лінії та звіряється із замовленням.

Чи однакові кранові рейки з залізничними?

Ні. Кранові рейки QU мають ширшу опору та товстішу перетинку для перенесення концентрованих колісних навантажень кранів, і вони згорнуті відповідно до стандартів профілю кранових рейок, таких як YB/T 5055. Їх не можна використовувати як взаємозамінні із залізничними рейками, оскільки профіль та інтерфейс кріплення відрізняються.

Який стандарт я маю вказати для експортного проекту?

Вибір залежить від мережі: профілі UIC 860 поширені в Африці, на Близькому Сході та більшій частині Азії, AREMA та ASCE в Америці та GB/T 2585, де використовується китайський стандарт. Система кріплення, пластини та свердління повинні відповідати одному стандарту.