Tehnologija jačanja željezničke površine i njena adaptacija na pruge s različitim prometnim kapacitetima
Koji su osnovni parametri procesa ojačanja površinskim gašenjem za nacionalne standardne šine?
Srž ojačanja površinskim gašenjem za nacionalne standardne šine je precizna kontrola parametara grijanja i hlađenja. Prvo, srednje{1}}indukcijsko grijanje srednje frekvencije je usvojeno za zagrijavanje površine šine na 850-900 stepeni, temperaturni raspon koji osigurava da je površina šine austenitizirana bez prekomjernog sagorijevanja. Vrijeme grijanja treba kontrolisati u roku od 30-40 sekundi kako bi se osiguralo da dubina zagrijavanja radne površine dostigne 2-3 mm, ispunjavajući zahtjeve za jačanje tvrdoće površine. Hlađenje vodenom maglom pod visokim pritiskom se koristi u fazi hlađenja, sa pritiskom vode kontrolisanim na 0,8-1,2MPa i brzinom hlađenja koja dostiže veću ili jednaku 15 stepeni/s, promovišući transformaciju površinske strukture u fini martenzit. Nakon gašenja, niskotemperaturni tretman kaljenja se izvodi na 180-200 stepeni u trajanju od 1 sata da bi se eliminisalo zaostalo naprezanje gašenja i izbegle površinske pukotine na šini. Tvrdoća površine šine koja je obrađena ovim postupkom može dostići HRC58-62, a otpornost na habanje je više od 3 puta veća od neobrađenih tračnica.
Koji su posebni tehnički zahtjevi za lasersko ojačavanje šinskih standarda stranih standarda?
Za lasersko ojačavanje obloga stranih standardnih šina kao što su UIC60 i AREMA115RE, prvi zahtjev je dobra kompatibilnost između materijala obloge i osnovnog metala šine. Obično se bira prah legure na bazi željeza{3}}, a njegov sastav treba da bude blizak omjeru legure osnovnog metala šine kako bi se izbjeglo ljuštenje na spoju između sloja obloge i osnovnog metala. Snaga lasera se mora podesiti prema modelu šine: snaga lasera za UIC60 šine je kontrolirana na 2000-2500W, a za AREMA115RE šine, potrebno je povećati na 2500-3000W kako bi se osiguralo da debljina sloja obloge ravnomjerno doseže 0,5-0,8 mm. Zaštita inertnog gasa je potrebna tokom procesa oblaganja, sa brzinom protoka argona kontrolisanom na 10-15L/min kako bi se sprečila oksidacija sloja obloge. Nakon oblaganja, površina šine mora biti brušena do hrapavosti Ra manje od ili jednake 1,6 μm kako bi se osigurao gladak kontakt točak-šina. Osim toga, potrebno je ispitivanje tvrdoće sloja obloge, s tvrdoćom većom ili jednakom HV800 i čvrstoćom veze između sloja obloge i osnovnog metala većom ili jednakom 300 MPa.
Koja je poželjna šema površinskog ojačanja šina na prugama sa velikim-teškim{1}}prometom?
Tračnice u visoko-prometnim teškim-putevima podnose veliko naprezanje u kontaktu sa šinom-kola i imaju brzu stopu habanja, tako da je poželjna shema kompozitna metoda ojačanja "gašenje + lasersko oblaganje". Prvo se gašenje srednje -nanosi na površinu šine kako bi se poboljšala osnovna tvrdoća i otpornost na habanje površinskog sloja, a zatim se na kaljenom sloju izvodi lasersko oblaganje kako bi se dodatno povećala otpornost na zamor i lomljenje. Površina šine nakon ojačanja kompozitom formira dvoslojnu -slojnu strukturu "ojačani sloj + obloga otporan na habanje- sloj". Kaljeni sloj pruža dovoljnu podršku za čvrstoću, dok sloj oblaganja ima odličnu otpornost na habanje i udarce. Ova šema može produžiti vijek trajanja šine za više od 50% u poređenju sa tehnologijom jednokratnog gašenja, prilagođavajući se potrebama teških{13}}pruga sa godišnjim obimom saobraćaja većim od 300 miliona tona{15}}kilometara. Tokom izgradnje treba obratiti pažnju na usklađivanje debljine između kaljenog sloja i sloja obloge: debljina kaljenog sloja se kontrolira na 2-3 mm, a debljina sloja obloge na 0,5-0,8 mm kako bi se izbjegla koncentracija naprezanja uzrokovana neuravnoteženim omjerom debljina. Osim toga, simulacija kontakta kotača i tračnice treba provesti na šinama nakon kompozitnog ojačanja kako bi se osigurala ujednačena raspodjela kontaktnog naprezanja.
Koja je ekonomična tehnologija površinskog ojačanja tračnica na prugama sa malo-običnim-brzinama sa prometom?
Pruge sa malo-običnim-brzinama sa prometom imaju visoke zahtjeve za kontrolu troškova, tako da se preferira ekonomična tehnologija ojačanja šinske površine udarnim udarom. Ojačanje sačmom koristi sačme od livenog gvožđa ili čelične sačme kao projektile, sa prečnikom projektila kontrolisanim na 0,8-1,2 mm i pritiskom ubrizgavanja na 0,4-0,6MPa, čineći da projektili velikom brzinom udaraju na površinu šine. Ovaj proces može formirati sloj zaostalog tlačnog naprezanja debljine 0,1-0,2 mm na površini šine, efektivno inhibirajući nastanak i širenje zamornih pukotina, i istovremeno povećavajući tvrdoću površine na HRC45-50. Troškovi ojačanja sačmljenim čišćenjem iznose samo 1/5 ojačanja kaljenjem i 1/20 laserske obloge, što je vrlo pogodno za pruge obične brzine sa godišnjim obimom saobraćaja manjim od 50 miliona tona-kilometara. Za izgradnju se može koristiti mobilna oprema za sačmarenje, koja može raditi direktno na mreži bez rastavljanja šina, što značajno smanjuje troškove izgradnje. Osim toga, nakon ojačanja mlazom, može se nanijeti prajmer za šine protiv rđe kako bi se dodatno produžio ciklus šine protiv rđe i smanjila učestalost održavanja.
Koji su indikatori detekcije i standardi prihvatljivosti za efekte ojačanja površine šine?
Pokazatelji detekcije za efekte ojačanja površine šine uglavnom uključuju površinsku tvrdoću, zaostalo tlačno naprezanje, otpornost na habanje i vijek trajanja. Površinsku tvrdoću detektuje tester tvrdoće po Rockwellu: tvrdoća radne površine kaljenih šina treba da bude veća od ili jednaka HRC58, tvrdoća sloja laserske obloge veća ili jednaka HV800, a tvrdoća šine sa udarnim udarom veća ili jednaka HRC45; zaostalo tlačno naprezanje detektuje X-analizator naprezanja: zaostalo tlačno naprezanje sloja sa mlazom probijanja treba da bude veće od ili jednako -300MPa, a napona kaljenog sloja veće od ili jednako -200MPa; otpornost na habanje detektuje mašina za ispitivanje habanja: gubitak od habanja ojačanih šina treba da se smanji za više od 50% u poređenju sa neojačanim šinama; Zamorni vijek detektuje mašina za ispitivanje zamora savijanja: vijek trajanja zamora ojačanih šina treba povećati za više od 1 puta. Standard prihvatanja je: uzorkuje se 10 mjernih mjesta po kilometru linije, a svi indikatori svake mjerne točke moraju odgovarati standardima. Ako 1 mjerno mjesto nije kvalificirano, potrebno je dvostruko uzorkovanje; ako još uvijek ima nekvalifikovanih tačaka u dvostrukom uzorkovanju, efekat jačanja ove dionice linije smatra se nekvalifikovanim. Nakon prolaska prijema, potrebno je uspostaviti datoteku za ojačavanje za snimanje vremena ojačanja, parametara procesa i rezultata ispitivanja, pružajući podršku podacima za naknadno održavanje.