Что такое тяжелые стальные рельсы?
Рельсы классифицируются по номинальной массе на метр. В китайской системе GB/T 2585 (горячекатаные стальные рельсы для железных дорог) охватывает секции весом от 38 до 75 кг/м; на практике тяжелые секции массой 43, 50, 60 и 75 кг/м используются на магистральных и высокоскоростных-скоростных путях, тогда как более легкие секции массой 8–30 кг/м (GB/T 11264) используются на промышленных подъездных путях, кранах и легкорельсовых дорогах. В европейских сетях ту же роль выполняютМСЖД 54и UIC 60 согласно UIC 860, теперь обычно обозначаемый как 54E1 и 60E1 согласно EN 13674-1. В Северной Америке разделы главы 4 руководства AREMA, такие как 115RE, 132RE,136РЭи 141RE — стандартные тяжелые рельсы, обозначения которых указывают номинальный вес в фунтах на ярд.
Секции рельсов и вес на метр
Номер секции — номинальная масса одного метра рельса. Это не единственная спецификация: ширина головки, толщина стенки, ширина основания, высота и расположение отверстий для болтов-на соединительных стержнях — все они указаны в чертеже сечения, поэтому секция должна соответствовать системе крепления и существующим компонентам пути.
Поперечное сечение тяжелого стального рельса-: геометрия головки, стенки и основания определяет момент сопротивления сечения.
| Стандартная семья | Тяжелые секции (номинальные) | Масса на метр | Типичная длина поставки |
|---|---|---|---|
| ГБ/Т 2585 (Китай) | 43, 50, 60, 75 кг/м | 43/50/60/75 кг/м | 12,5 м и 25 м; Класс 50-100 м по договоренности (60 кг/м для высокоскоростных линий) |
| МСЖД 860 / EN 13674-1 (Европа) | МСЖД 46, МСЖД 54, МСЖД 60 (46Е1, 54Е1, 60Е1) | около 46,3/54,4/60,3 кг/м | обычно 18-36 м в прокатанном виде; более длинные сварные струны по договоренности |
| Руководство AREMA, глава 4 (Северная Америка) | 90РА, 100РЭ, 115РЭ, 132РЕ, 136РЭ, 141РЭ | около 44,6/49,6/57,0/65,5/67,5/70,0 кг/м | 39 футов (около 11,9 м) и 78 футов (около 23,8 м) |
Значения AREMA преобразованы в 1 фунт/ярд=0.496 кг/м.
Марки стали и механические свойства
Марка стали определяет, как рельс ведет себя под нагрузкой, износом и сваркой. Перлитные углеродистые-марганцевые стали преобладают в основном производстве; Микро-легирование ванадием и закалка головки повышают твердость и износостойкость при перевозке тяжелых-грузов и криволинейных дорогах. В таблице ниже перечислены наиболее часто указываемые степени, а минимальные значения взяты из указанных стандартов.
| Оценка | Стандартный | Мин. предел прочности | Твердость | Типичное использование |
|---|---|---|---|---|
| U71Mn | ГБ/Т 2585 | Больше или равно 880 МПа | углеродистый-марганец; твердость по стандартному изданию, обычно в диапазоне 250-300 HBW. | Общие магистральные рельсы, 43-75 кг/м |
| U75V | ГБ/Т 2585 | Больше или равно 980 МПа | более высокая твердость и износостойкость, чем у U71Mn; по стандарту и термической обработке | Высокоскоростные-и тяжеловесные-магистральные линии; также поставляется как U71MnG / U75VG для TB/T 3276 для высокоскоростных-гусениц |
| 900A | МСЖД 860-0 | Больше или равно 880 МПа | стандартный-карбоновый рельс, класс примерно 260 HBW (типовой) | Общие магистральные рельсы, МСЖД 54/МСЖД 60 |
| R260 | ЕН 13674-1 | Больше или равно 880 МПа | Больше или равно 260 HBW | Рельсы магистральные, 54Е1/60Е1; EN аналог 900A |
| Р350ХТ | ЕН 13674-1 | Больше или равно 1175 МПа | Не менее 350 HBW (закаленный-на головке) | Повороты, коридоры для-тяжеловесных и крупнотоннажных-тоннажных перевозок |
Значения представляют собой минимальные значения, указанные в указанных стандартах. Твердость зависит от марки и способа термо-обработки; Перед заказом всегда проверяйте действующую стандартную версию и данные в сертификате заводских испытаний (MTC).
Зачем нужны более тяжелые секции для тяжеловесных-магистральных и высокоскоростных-линий?
- Напряжение изгиба и момент сопротивления сечения
Более тяжелое сечение имеет больший момент сопротивления, поэтому при одинаковой нагрузке на ось изгибающее напряжение в подошве рельса меньше и рельс меньше прогибается. Это основная логика, лежащая в основе рельсов плотностью 60 и 75 кг/м на тяжелых-магистральных линиях с осевой нагрузкой 25-40 т и очень высоким годовым тоннажем -, например, угольный коридор Датун-Циньхуандао в Китае проложен рельсами с плотностью 75 кг/м, чтобы выдерживать непрерывный высокий тоннаж с длительными интервалами технического обслуживания.
- Износ и контактная усталость
Более тяжелая головка распределяет пятно контакта колеса по большему количеству стали, снижая контактное напряжение и замедляя износ и-усталость при контакте (проверка головы, приседания). Там, где преобладают изгибы и сплавы, рельсы AREMA с-закаленной головкой, такие как R350HT или полностью термообработанные-, обеспечивают дополнительный шаг в сроке службы за счет более высокой цены и более строгого контроля за сваркой.
- Динамичное поведение и качество езды
Более жесткий и тяжелый рельс снижает динамические прогибы при движущихся нагрузках. В сочетании с непрерывно сварным путем, эластичными системами крепления и регулярной шлифовкой рельсов это обеспечивает более низкий уровень вибрации и шума, а также более стабильную колею. Тяжелый рельс сам по себе не «снижает шум» -, эффект исходит от всей системы, а более тяжелые секции вносят свой вклад, ограничивая динамическое движение на стыке колеса-рельса.
Тяжелые рельсы на пути: сечение, крепление и сварка контролируют динамическое поведение.
Производство и контроль качества
Современные тяжелые рельсы изготавливаются из непрерывных-литых блюмов, которые придают им однородную внутреннюю структуру. Путь следующий: повторный нагрев блюма, прокатка через универсальную мельницу, формирующую головку, полотно и основу за один проход, контролируемое охлаждение во избежание хрупких фаз и остаточных напряжений, правку роликами и -неразрушающий контроль по всей длине с использованием ультразвукового и вихретокового-токового оборудования. Дополнительные этапы включают закалку головки (для таких марок, как R350HT) и закалку концов. Затем на каждом рельсе измеряются размеры и штампуется марка, сечение, номер плавки и дата. Покупателям следует потребовать сертификат заводских испытаний, включающий химический состав и механические свойства в соответствии со стандартом, а документацию MTC 3.1 можно получить по запросу; Проверка-сторонней организацией — стандартная услуга на заводе.
Готовые тяжелые рельсы ожидают осмотра и отправки.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1. Что означает «рельс 60 кг/м»?
Это номинальная масса одного метра рельса. Рельс 60 кг/м относится к тому же семейству продуктов, что и UIC 60 и 60E1; фактическая доставленная масса на метр соответствует допускам действующего стандарта. Само по себе обозначение не является полной спецификацией - чертеж сечения, марка и стандарт должны называться вместе.
В2. Какую марку выбрать: У71Мн или У75В?
U71Mn — это марганец общего-углеродного-марганца общего назначения с минимальной прочностью на разрыв 880 МПа согласно GB/T 2585, подходящий для большинства магистральных применений. В У75В добавлен ванадий, повышающий минимальную прочность на разрыв до 980 МПа и улучшающий износостойкость; это обычный выбор для высокоскоростных-скоростных и тяжеловесных-магистральных линий. При принятии окончательного решения также следует учитывать условия сварки и стандарты проекта.
Вопрос 3. В чем разница между UIC 60 и 60E1?
60E1 — это обозначение EN 13674-1 для семейства профилей UIC 60. Геометрия по существу такая же; EN 13674-1 регулирует допуски, испытания и сорта для поставок в рамках ЕС. За пределами Европы UIC 860 по-прежнему широко используется, и эти два семейства часто рассматриваются как взаимозаменяемые семейства профилей. Прежде чем заказывать соединительные стержни или крепления, сверьтесь с чертежом сечения.
Вопрос 4. Какой длины бывают тяжелые рельсы?
Это зависит от стандарта: 12,5 м и 25 м по GB/T 2585, при этом длины класса 50-100 м поставляются по договоренности (обычно для высокоскоростных железных дорог); обычно 18–36 м при прокатке по EN 13674-1; и 39 футов или 78 футов за практику AREMA. Длинносварные струны производятся методом стыковой сварки на заводе или на объекте. Укажите требуемый диапазон длины в своем запросе, а не предполагайте значение по умолчанию.
Вопрос 5. Можно ли заменить AREMA 136RE на UIC 60?
Нет. Несмотря на то, что оба рельса тяжелые, геометрия секции -, профиль головки, ширина основания, высота и сверление -стержня - различаются, поэтому системы крепления, соединительные стержни и компоненты стрелочных переводов зависят от секции-. Всегда согласовывайте секцию рельса с существующей системой путей; Смешение секций в одной путевой панели создает разрывы колеи и напряжений.
Вопрос 6. Какая документация поставляется с тяжелыми рельсами?
Сертификат заводских испытаний с указанием химического состава и механических результатов в соответствии с действующим стандартом, документация MTC 3.1 по запросу и маркировка полной прослеживаемости (марка, сечение, номер плавки, дата) на каждом рельсе. Проверка третьей стороной-поддерживается на заводе перед отправкой.
