Odnos između niskog-uniformiteta mikrostrukture šine povećanja i početka oštećenja glave šine
Zašto defekti centralne poroznosti unutar šine postaju početna mjesta za unutrašnje defekte glave šine?
Centralna poroznost je skup unutrašnjih mikropora formiranih tokom valjanja tračnica, tipičan defekt zapremine. Pod stalnim opterećenjima na tračnici -točkova, ove mikropore postaju jezgra koncentracije napona, uzrokujući gomilanje dislokacija-u metalnoj rešetki na rubovima pora i postepeno formiranje mikropukotina. Kako se broj ciklusa opterećenja povećava, mikropukotine se šire duž poroznog područja do površine glave šine, stvarajući na kraju vidljive unutrašnje defekte. Takvi nedostaci uzrokovani unutrašnjom poroznošću su skriveni i ne mogu se otkriti površinskom inspekcijom u ranoj fazi, često se identificiraju tek nakon proširenja, što predstavlja veliku prijetnju sigurnosti saobraćaja.
Koje su glavne razlike u granicama defekata makrostrukture šine između kineskih standarda i međunarodnih standarda (UIC/EN)?
Međunarodni standardi imaju strožije zahtjeve za makrostrukturu šine, sa suštinskim razlikama u kontroli segregacijskih traka i šupljina skupljanja. UIC standard propisuje da stepen segregacije u glavi šine ne smije prelaziti stupanj 1, a kontinuirano razdvajanje mreže nije dozvoljeno; Kineske standardne obične-brzinske šine dozvoljavaju segregacijske pojaseve do stepena 2 sa određenom tolerancijom za blagu mrežnu segregaciju. Što se tiče kontrole šupljina skupljanja, međunarodni standardi ne zahtijevaju zaostale šupljine skupljanja na glavi šine i mrežnim površinama, dok kineski standardi dopuštaju blago raspršene šupljine skupljanja u bazi šine. Osim toga, međunarodni standardi dodaju zahtjev za inspekciju "bijele trake" kako bi se spriječile strukturne abnormalnosti uzrokovane neujednačenom toplinskom obradom.
Kakve sistematske efekte neravna šinska makrostruktura ima na njena mehanička svojstva?
Neravnomjerna struktura dovodi do anizotropije mehaničkih svojstava šine, uz povećanu disperziju vlačne čvrstoće i granice popuštanja u glavi šine, a čvrstoća pojedinih područja može biti niža od projektne vrijednosti. Udarna žilavost se značajno smanjuje, posebno u područjima segregacijske trake, gdje se udarna žilavost može smanjiti za više od 40%, što čini šinu sklonom krtom lomu na niskim temperaturama ili pod udarnim opterećenjima. U isto vrijeme, granica zamora neispravnih područja je znatno smanjena, skraćujući vijek trajanja šine za 30%-50%, ne ispunjavajući zahtjeve dugoročne usluge pruge i ulazi se u ciklus remonta i zamjene unaprijed.
Kako poboljšati uniformnost makrostrukture šine kroz kontrolu procesa tokom proizvodnje?
Kontrola jezgra procesa fokusira se na faze proizvodnje čelika i valjanja. U fazi proizvodnje čelika, procesi kao što su vakuumsko otplinjavanje i RH rafiniranje se koriste za smanjenje sadržaja plinova i inkluzija u rastopljenom čeliku. U međuvremenu, proces kontinuiranog livenja je optimizovan, a tehnologija elektromagnetnog mešanja je usvojena kako bi se eliminisala centralna poroznost i segregacija. U fazi valjanja, temperature otvaranja i završnog valjanja se strogo kontroliraju kako bi se osigurala potpuna rekristalizacija metala. Više-valjanje sa velikom redukcijom se koristi za kompaktiranje unutrašnjih mikropora. Osim toga, online inspekcija u završnoj fazi dodaje proces inspekcije makrostrukture kako bi se odbacile nekvalifikovane gredice, osiguravajući interni kvalitet šina iz izvora.
Kako proceniti da li su unutrašnji defekti glave šine uzrokovani nehomogenošću makrostrukture na osnovu podataka o detekciji grešaka na gradilištu?
Procjena se može donijeti kroz karakteristike valnog oblika ultrazvučnih detektora grešaka. Unutrašnji defekti uzrokovani strukturnom nehomogenošću obično pokazuju "difuzne" ili "oblačne-like" valne oblike detekcije grešaka, a ne jedan oštar refleksni talas, a lokacije defekta su uglavnom koncentrisane u središnjem dijelu glave šine. U kombinaciji sa vijekom trajanja šine, ako se veliki broj unutrašnjih nedostataka pojavi kada je vrijeme trajanja šine kratko (manje od 50% projektnog vijeka), a distribucija kvarova nema očiglednu pravilnost, vrlo je vjerojatno da je to uzrokovano neravnomjernom makrostrukturom. U ovom trenutku, neispravne šine treba uzeti uzorke za anatomsku analizu, a vrstu unutrašnjih defekata treba potvrditi makro testovima kiselog luženja kako bi se pružila osnova za naknadnu nabavku i zamjenu šine.