Особенности понятия надежность. Особенности эксплуатации ждп, страница 9

Причины и механизм образования и развития впт – внутренней поперечной усталостной трещины. Т.е. дефект по рисунку 21.

Впт – типичная усталостная трещина отрыва, появление которой обусловлено растягивающими напряжениями, нормальными к плоскости трещины. Трещина находиться в зоне сжатия. Период развития от 15 до 50 млн тонн брутто. В РФ считается критическим – 30% от площади поперечного сечения головки рельса.

Два фактора – фактическая подуклонка и формы контактирующих поверхностей колеса и рельса.

Чем больше боковая нагрузка и чем меньше вертикальная нагрузка – тем больше наклон рельса под колесом. Фатическая форма, профиль контактирующих колес и рельсов.

Контактирование меняется во времени и по протяжению пути.

Гипотеза о развитии впт.

В рельсовой плети рельсов р65, лежащий на наружной нити кривой, в зоне рабочего закругления (от 4 до 14 мм от боковой рабочей грани) действуют постоянные монтажные напряжения сжатия.

Впт появляются после пропуска 100 -150 млн т брутто.

В процессе эксплуатации на глубине до 8 – 10 мм накапливаются остаточные продольные напряжения. На глубине более 80 мм остаточные продольные напряжения растяжения.

Эти дефекты не возникают на внутренней рельсовой нити кривых и в прямых участках .

Причина в том, что остаточные эксплуатационные напряжения накапливаются во многие разы меньше. На процесс появления влияют вибрационные волны.

Впт зарождается от впнт в момент , когда впнт еще не вышла на боковую грань головки, т.е. при максимуме остаточных сжимающих напряжений.

Впт распростроняется только в зону действия растягивающих остаточных напряжений. – т.е в низ и не распростроняется в зону действия сжимающих остаточных напряжений, т.е. в верх.

Основные положения по повышению надежности пути, за счет снижения надежности рельсов, из-за их контактно-усталостных напряжений.

Перераспределение местных контактных напряжений по ширине головки рельса из зон, где они вызывают повреждения в зоны, где они не возникают

Качество рельсов

В начале были рельсы р 38 и р 43 из среднеуглеродистой стали. Основные проблемы – смятие, повреждение шейки и износ головки.

Р 50, р65,р75  -высокоуглеродистая рельсовая сталь с=0,71 – 0,8 %

Повысилась прочность при статическом и динамическом нагружении.

Появились закаленные рельсы.  – повысилась твердость от 270 до 355 hb

Пластичность увеличилась с 12 до 35 %

Предел прочности увеличился 97 – 127 кгс/мм^2

Эксплуатационная износостойкость в 1,5 раза выше сырых рельсов.

Снизилось изъятие рельсов по повреждениям шейки и подошвы; причем дефекты по головке возросли. Рельсы железнодорожные производятся по госту 18 267 от 87 года.

В – термоупрочненные высшего качества

Т – термоупрочненные

Н - рельсы не термоупрочненные

СС - скоростное совмещенное движения

Нэ  (электросталь); нм (мартеновские)–  рельсы низкотемпературной надежности

По способу выплавки стали: м – мартеновский; э – электросталь; к – конвертерная

По наличию отверстий

По виду исходных заготовок и другие.

Стандарт на рельсы нормирует содержание основных химических элементов; мех свойства при растяжении и ударном изгибе; загрязненность стали неметаллическими включениями; величину остаточных напряжений; дефекты макроструктуры и поверхности; комплекс геометрических параметров рельсов.

У объемно-закаленных рельсов проверяют твердость, ударную вязкость и прочность на одном рельсе на одной из смежных плавок. Микроструктуру, прочность и пластичность стали проверяют на одном рельсе из каждой 20й плавки. Из 37 видов дефектов – 10 возникают из-за недостаточного качества слитков и заготовок.

По вине металла отмечается около 80 % из всех случаев отказов рельсов.

Осуществлен переход на методику контроля искривленности концов рельсов.

Повышены требования к чистоте, по наличию серы и фосфора.

Модифицирование ванадием. Стойкость повышена в 1,4 раза.

Низкотемпературные рельсы рассчитаны на температуры до – 60 градусов.

Бейнитная сталь – используется для гп, крестовин итд .