Tehnologija ojačanja tračničkih površina i njezina prilagodba prugama različitih prometnih kapaciteta
Koji su osnovni parametri procesa površinskog ojačanja kaljenjem za tračnice prema nacionalnom standardu?
Srž površinskog ojačanja kaljenjem tračnica prema nacionalnom standardu je precizna kontrola parametara grijanja i hlađenja. Prvo, srednje{1}}frekventno indukcijsko grijanje usvojeno je za zagrijavanje vozne površine tračnice na 850-900 stupnjeva, temperaturni raspon koji osigurava austenitizaciju površine tračnice bez pregorevanja. Vrijeme zagrijavanja treba kontrolirati unutar 30-40 sekundi kako bi se osiguralo da dubina zagrijavanja površine za trčanje dosegne 2-3 mm, ispunjavajući zahtjeve za jačanje tvrdoće površine. Visokotlačno hlađenje vodenom maglom koristi se u fazi hlađenja, s tlakom vode kontroliranim na 0,8-1,2MPa i brzinom hlađenja koja doseže veću ili jednaku 15 stupnjeva /s, promičući transformaciju površinske strukture u fini martenzit. Nakon kaljenja, tretman kaljenja na niskoj temperaturi provodi se na 180-200 stupnjeva tijekom 1 sata kako bi se uklonio zaostali napon kaljenja i izbjegle površinske pukotine na tračnici. Tvrdoća vozne površine tračnice tretirane ovim postupkom može doseći HRC58-62, a otpornost na habanje je više od 3 puta veća od otpornosti na netretirane tračnice.
Koji su posebni tehnički zahtjevi za lasersko ojačanje obloga stranih standardnih tračnica?
Za lasersko ojačanje obloge stranih standardnih tračnica kao što su UIC60 i AREMA115RE, prvi zahtjev je dobra kompatibilnost između materijala obloge i osnovnog metala tračnice. Obično se odabire prah legure na bazi željeza, a njen sastav trebao bi biti blizak omjeru legure osnovnog metala tračnice kako bi se izbjeglo ljuštenje na spoju između sloja obloge i osnovnog metala. Snagu lasera potrebno je prilagoditi prema modelu tračnice: snaga lasera za tračnice UIC60 kontrolirana je na 2000-2500 W, a za tračnice AREMA115RE potrebno ju je povećati na 2500-3000 W kako bi se osiguralo da debljina sloja obloge ravnomjerno doseže 0,5-0,8 mm. Zaštita od inertnog plina potrebna je tijekom procesa oblaganja, s protokom argona kontroliranim na 10-15L/min kako bi se spriječila oksidacija sloja obloge. Nakon oblaganja, površina tračnice mora biti brušena do hrapavosti Ra manje ili jednake 1,6 μm kako bi se osigurao gladak kontakt kotača i tračnice. 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 shema površinskog ojačanja tračnica na -teškim-tegobnim prugama s velikim{0}}prometom?
Tračnice u-prometno teškim-prugama podnose veliko kontaktno naprezanje kotača-tračnice i imaju brzu stopu trošenja, pa je preferirana shema kompozitna metoda ojačanja "kaljenje + laserska obloga". Prvo se na voznu površinu tračnice primjenjuje srednje{5}}kaljenje 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 pucanje. Površina tračnice nakon kompozitnog ojačanja tvori dvo-slojnu strukturu "kaljenog ojačavajućeg sloja + obloge otpornog-sloja na trošenje". Kaljeni sloj pruža dovoljnu čvrstoću, dok sloj obloge ima izvrsnu otpornost na habanje i udarce. Ova shema može produžiti radni vijek tračnice za više od 50% u usporedbi s tehnologijom jednostrukog kaljenja, prilagođavajući se potrebama teških-pruga s godišnjim obujmom prometa većim od 300 milijuna tona-kilometara. Tijekom izgradnje treba obratiti pozornost na usklađivanje debljine kaljenog sloja i sloja obloge: debljina kaljenog sloja kontrolirana je na 2-3 mm, a debljina sloja obloge na 0,5-0,8 mm kako bi se izbjegla koncentracija naprezanja uzrokovana neuravnoteženim omjerom debljine. Osim toga, treba provesti testove simulacije kontakta kotač-tračnica na tračnicama nakon kompozitnog ojačanja kako bi se osigurala jednolika raspodjela kontaktnog naprezanja.
Koja je ekonomična tehnologija površinskog ojačavanja tračnica na -uobičajenim-brzinskim prugama slabog prometa?
Nisko{0}}prometne-brze pruge imaju visoke zahtjeve za kontrolom troškova, pa se preferira ekonomična tehnologija ojačanja površine tračnica sačmarenjem. Ojačanje sačmom koristi sačmu od lijevanog željeza ili čeličnu sačmu kao projektile, s promjerom projektila kontroliranim na 0,8-1,2 mm i tlakom ubrizgavanja na 0,4-0,6 MPa, zbog čega projektili udaraju u voznu površinu tračnice velikom brzinom. Ovaj proces može stvoriti zaostali sloj tlačnog naprezanja debljine 0,1-0,2 mm na površini tračnice, učinkovito inhibirajući početak i širenje pukotina uslijed zamora, a u isto vrijeme povećava površinsku tvrdoću na HRC45-50. Trošak ojačanja sačmarom iznosi samo 1/5 ojačanja kaljenjem i 1/20 laserskog oblaganja, što je vrlo prikladno za pruge uobičajenih brzina s godišnjim obujmom prometa manjim od 50 milijuna tona-kilometara. Za izgradnju se može koristiti mobilna oprema za sačmarenje, koja može raditi izravno na mreži bez rastavljanja tračnica, čime se uvelike smanjuju troškovi izgradnje. Osim toga, nakon ojačanja sačmarom, može se nanijeti temeljni premaz protiv hrđe tračnica kako bi se dodatno produžio ciklus zaštite tračnica od hrđe i smanjila učestalost održavanja.
Koji su pokazatelji detekcije i standardi prihvatljivosti za učinke ojačanja površine tračnica?
Indikatori za otkrivanje učinaka ojačanja površine tračnica uglavnom uključuju površinsku tvrdoću, zaostalo tlačno naprezanje, otpornost na trošenje i vijek trajanja od zamora. Tvrdoću površine otkriva Rockwellov uređaj za ispitivanje tvrdoće: tvrdoća radne površine kaljenih tračnica trebala bi biti veća ili jednaka HRC58, tvrdoća sloja laserske obloge veća ili jednaka HV800, a tvrdoća sačmarenih tračnica veća ili jednaka HRC45; zaostalo tlačno naprezanje detektira rendgenski analizator naprezanja: zaostalo tlačno naprezanje sačmarenog sloja mora biti veće od ili jednako -300MPa, a kaljenog sloja veće ili jednako -200MPa; otpornost na habanje utvrđuje se strojem za ispitivanje habanja: gubitak na trošenju ojačanih tračnica trebao bi se smanjiti za više od 50% u usporedbi s neojačanim tračnicama; otpornost na zamor detektira se pomoću stroja za ispitivanje zamora na savijanje: vijek trajanja na zamor ojačanih tračnica trebao bi se povećati više od 1 puta. Standard prihvatljivosti je: uzorkuje se 10 mjernih mjesta po kilometru pruge, a svi pokazatelji svakog mjernog mjesta moraju zadovoljavati standarde. Ako je 1 mjerna točka nekvalificirana, potrebno je dvostruko uzorkovanje; ako još uvijek ima neuvjetovanih točaka u dvostrukom uzorkovanju, učinak jačanja ove dionice linije smatra se neuvjetovanim. Nakon prolaska prihvaćanja, potrebno je uspostaviti datoteku ojačanja za bilježenje vremena ojačanja, parametara procesa i rezultata ispitivanja, pružajući podršku podacima za naknadno održavanje.