Kompatibilnost odabira materijala za šiljke s metodama sidrenja pragova
Koje su osnovne razlike u performansama između željezničkih šiljaka od ugljičnog čelika i legiranog čelika?
Šiljci od ugljeničnog čelika se izrađuju od čelika Q235 ili 45. Njihove osnovne karakteristike performansi su umjerena čvrstoća, dobra žilavost i niska cijena. Njihova vlačna čvrstoća je veća ili jednaka 450MPa, tvrdoća manja ili jednaka HB200, i imaju odličnu obradivost, što ih čini pogodnim za masovnu proizvodnju. Šiljci od legiranog čelika, s druge strane, imaju dodane legirajuće elemente kao što su krom, mangan i vanadij. Nakon termičke obrade, njihova vlačna čvrstoća je veća ili jednaka 800MPa, a tvrdoća može doseći HB280-320. Njihova čvrstoća i otpornost na zamor su daleko bolji od šiljaka od ugljičnog čelika. Šiljci od legiranog čelika također imaju veću otpornost na habanje, otporni su na trošenje navoja uzrokovano dugotrajnim-vibracijama. Oba imaju relativno slabu otpornost na koroziju, što zahtijeva površinsku obradu kako bi se poboljšale njihove zaštitne sposobnosti. Šiljci od ugljičnog čelika su pogodni za konvencionalne brze pruge i kolosijeke; Šiljci od legiranog čelika su pogodni za velike-brzine, teške linije i mogu izdržati veće udare opterećenja.
Za koje su posebne linije pogodni šiljci od nehrđajućeg čelika i zašto se rjeđe koriste u običnim konopcima?
Šiljci od nehrđajućeg čelika (obično izrađeni od nehrđajućeg čelika 304 ili 316) imaju odličnu otpornost na koroziju i uglavnom su pogodni za vodove u obalnim područjima s prskanjem soli, kemijski zagađenim područjima i vlažnim sredinama kao što su tuneli. Ova područja imaju oštra korozivna okruženja, pa čak i uz površinsku obradu, šiljci staze od ugljičnog čelika i legiranog čelika su skloni hrđi, što dovodi do smanjenja čvrstoće sidrenja. Šiljci od nehrđajućeg čelika, s druge strane, nude dugoročnu-zaštitu od korozije-bez održavanja. Glavni razlog za ograničenu upotrebu šiljaka od nehrđajućeg čelika u običnim linijama je njihova visoka cijena; koštaju 5-8 puta više od šiljaka od ugljeničnog čelika, što značajno povećava troškove izgradnje. Nadalje, šiljci od nehrđajućeg čelika imaju nižu tvrdoću i čvrstoću navoja u usporedbi s šiljcima od legiranog čelika, što ih čini sklonim gubljenju navoja u vodovima velikog{11}}opterećenja. Stoga su prikladni samo za vodove s malim opterećenjem u posebnim korozivnim okruženjima.
Zašto se šiljci kolosijeka od ugljičnog čelika preferiraju u odnosu na šiljke od legiranog čelika kod sidrenja sumpora?
Sumporno sidrenje fiksira šiljke kolosijeka kroz silu vezivanja sumpornog maltera. Šiljci kolosijeka od ugljičnog čelika preferiraju se prvenstveno zato što je njihova površinska hrapavost umjerena, što rezultira boljim prianjanjem na sumporni malter. Oksidni kamenac i mikro-hrapavost šiljaka od ugljičnog čelika povećavaju mehaničku silu vezivanja između šiljaka i sumpornog maltera, što rezultira stabilnijim sidrenjem. Šiljci kolosijeka od legiranog čelika, obično termički{4}}obrađeni, imaju glatke površine i visoku tvrdoću, što dovodi do slabije adhezije na sumporni malter i sklonosti popuštanju uslijed vibracija nakon sidrenja. Sumpor-usidrene linije su uglavnom konvencionalne brze linije ili stanične linije sa relativno malim opterećenjem; čvrstoća šiljaka od ugljičnog čelika je dovoljna za njihove zahtjeve, eliminirajući potrebu za šiljcima od legiranog čelika visoke{7}}vrste. Nadalje, koeficijent toplinskog širenja šiljaka od ugljičnog čelika bliži je koeficijentu sumpornog maltera, uzrokujući sinkroniziranu deformaciju tijekom temperaturnih promjena i smanjujući vjerojatnost raslojavanja.
Koje osnovne karakteristike moraju posjedovati materijali za šiljke pogodne za sidrenje smolom?
Sidrenje smolom fiksira šiljke traga kroz silu vezivanja i sidrenja agensa za sidrenje smole. Odgovarajući materijali za šiljke moraju imati tri osnovne karakteristike: visoku čvrstoću, veliku tvrdoću i čistu površinu. Sidrenje od smole se uglavnom koristi u visoko-brzinim, teškim-vodovima. Šiljci moraju izdržati ogromne sile izvlačenja-i smicanja; stoga, legirani čelik mora biti odabran kako bi se osigurala vlačna čvrstoća veća od ili jednaka 800MPa i otpornost na udare opterećenja. Površina šiljaka mora biti pjeskarena kako bi se uklonio oksidni kamenac i ulje, s hrapavostom površine Ra koja se kontrolira između 6,3-12,5 μm kako bi se povećala površina vezivanja sa sredstvom za sidrenje smole i poboljšala sila sidrenja. Tvrdoća šiljaka mora biti veća ili jednaka HB280 kako bi se spriječila plastična deformacija tijekom sidrenja i servisiranja. Nadalje, koeficijent toplinske ekspanzije materijala za šiljke mora biti blizak koeficijentu termičke ekspanzije materijala za sidrenje od smole kako bi se izbjeglo pucanje sredstva za sidrenje zbog promjena temperature.
Zašto mehaničke metode sidrenja (kao što su vijčani šiljci) moraju koristiti materijale od legiranog čelika?
Mehaničkim ankerisanjem se postiže fiksacija kroz zahvaćanje navoja šiljaka sa prethodno-ugrađenom čahurom u pragu. Kao osnovna komponenta mehaničkog sidrenja, vijčani šiljci moraju biti izrađeni od legiranog čelika, što je zahtjev određen njihovim karakteristikama naprezanja. Prvo, mehaničko sidrenje se ne oslanja na ljepila; on u potpunosti prenosi opterećenje kroz mehaničku blokadu između navoja sa šiljcima i čahure. Šiljak mora izdržati ogromnu vučnu silu i obrtni moment. Ugljičnom čeliku nedostaje dovoljna čvrstoća i vrlo je sklon klizanju niti lomljenju. Drugo, kolosijeci bez balasta imaju široku primjenu u-brzim željeznicama i putničkim{7}}namjenskim linijama, koje imaju izuzetno visoke zahtjeve za glatkoću kolosijeka. Nakon kaljenja i temperiranja, šiljci od legiranog čelika nude izuzetnu stabilnost dimenzija, efikasno odolevajući plastičnoj deformaciji uzrokovanoj dugotrajnim-vibracijama vlaka. Osim toga, površina šiljaka od legiranog čelika može se obraditi kako bi se postigla veća preciznost navoja, što rezultira minimalnim zazorom zahvata s prethodno umetnutim navlakama, boljim zadržavanjem prednaprezanja i sprječavanjem labavljenja šiljaka. Konačno, kroz površinske obrade kao što je infiltracija cinka, legirani čelik pokazuje superiornu otpornost na zamor i koroziju u odnosu na ugljični čelik, osiguravajući da šiljak ne pokvari tokom svog vijeka trajanja. Stoga, theTehnički uvjeti za{0}}brze željezničke pruge bez balastnih šinaizričito propisuje da se vijčani šiljci moraju proizvoditi od 40Cr ili legiranog čelika ekvivalentne čvrstoće.