Причины и механизм образования и развития ВПТ 21 рисунок
ВПТ это типичная усталостная трещина отрыва, появление и развитие которой обусловлено растягивающими напряжениями нормальными к плоскости терещены. Трещина находиться в сжатой зоне.
В период развития трещины это от 15 до 55 млнТбрутто пропущенного тоннажа. В России критический размер равен 30% от площади сечения головки рельса.
· Фактическая подуклонка рельса и формы контактирующих поверхностей колеса и рельса. Чем больше боковая нагрузка и чем меньше вертикальная нагрузка тем больше наклон рельсов под колесом.
· Фактическая форма профиль контактирующих поверхностей катания колес и рельсов. Контактирование меняется во времени и по протяжению пути.
Гипотеза о зарождении и развитии ВПТ
В рельсовой плети Р65 лежащей на наружной нити кривой в зоне рабочего закругления головки от 4 до 14 мм от боковой рабочей грани.
Действуют постоянные монтажные напряжения сжатия. Внутренние продольные трещины появляются после пропуска 100 -150 млнТбрутто. В процессе эксплуатации на глубине ли 10 мм накапливаются остаточные продольные напряжения сжатия на большей глубине остаточные напряжения растяжения
ВПН не возникают на внутренней рельсовой нити в кривых и в прямых участках пути. Причина: остаточные эксплатоционные напряжения накапливаются во много раз меньше.
На процесс появления ВПН влияют вибрационные волны
ВПТ зарождаются от ВПНТ в момент когда ВПНТ еще не вышла на боковую грань головки. То есть при максимуме остаточных сжимающих напряжений.
ВПТ зарождается на острие ВПНТ
ВПТ распространяется только в зону действия растягивающих остаточных напряжений (вниз) и не распространяется в зону действия сжимающих остаточных напряжений (вверх)
Основные технические решения по повышению надежности пути за счет снижения отказов рельсов из-за их контактно-усталостных повреждений.
· Перераспределение местных напряжений по ширине головки рельсов из зон где он вызывают повреждение в они где они не возникают (средняя часть головки рельса)
· Периодическая шлифовка поверхности катания. Снимаются остаточные напряжения наклепа.
· Увеличение подуклонки наружных рельсовых нитей до значения 1\12 с помощю применения клинчатых подкладок
· Шлифовка рабочего закругления наружных новых рельсовых нитей с целью выведения места контакта с колесами в среднею часть головки.
Важный резерв повышения надежности пути это уменьшение количества и размеров неровностей на колесах и рельсах.
Качество рельсов
Вначале были рельсы Р38 и Р43 из средене-углеродистой стали, концентрация углерода от 0,55 до 0,7%. Основные проблемы смятие, повреждение шейки и износ головки.
После этих рельсов начали изготавливать рельсы из высоко углеродистой рельсовой стали 0,71-0,82% до 1,5-2 раза повысилась прочность при статическом и динамическом нагружениях.
Закаленные рельсы позволило увеличить прочность от 270 до 355 НВ с помощью закалки.
Пластичность увеличилась с 12 до 35%
Предел прочности увеличился с 97 до 127кгс/мм²
Эксплатуционная износостойкость в 1,5 раза выше чем обычно
Снизилось изъятие рельсов по повреждениям шейки и подошвы. Причем дефекты по головки возросли.
Рельсы ЖД производятся по госту ГОСТ 18267-87. В 2007г новый ГОСТ Р51585 – 2000 «рельсы ЖД. Общие технические условия»
По категориям качества:
· В Рельсы термоупрочненные высшего качества
· Т рельсы термоупрочненые
· Н рельсы не термоупрочненые
· СС для скоростного совмещенного движения.
· НЭ,НМ рельсы низкой температурной надежности
По способу выплавки стали:
· М мартеновская сталь
· Э электросталь
· К Конвертерная
По наличию болтовых отверстий:
· Есть
· Нет
По виду исходных заготовок
Стандарт на рельсы нормирует:
· содержание основных химических элементов,
· механические свойства при растяжении и ударном изгибе.
· Загрязненность стали не металлическими включениями.
· Величину остаточных напряжений
· Дефекты макроструктуры и поверхности рельсов
· Комплекс геометрических параметров рельсов
На металлургических комбинатах данные характеристики проверяют выборочно. У объемно закаленных рельсов проверяют:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.