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 .
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.