Геометрия стрелочных переводов такова, что применение в пути сварочных машин для электроконтактной сварки затруднено, поэтому для сварки стыков в зоне перевода применяется термитная сварка, выполняемая с использованием специальной оснастки.
Стыки в пределах стрелочных переводов проектов 2726, 2728. 2750 и 2799 подлежат алюминотермитной сварке в соответствии с ТУ «Алюминотермитная сварка рельсов в пределах стрелочных переводов» 1997 г.
Для погашения продольных температурных сил, возникающих в рельсовых плетях, стрелочные переводы отделяются от бесстыкового пути двумя парами уравнительных рельсов с каждой стороны перевода. Это типовое решение, написанное в ТУ-2000, не может быть использовано на участках, примыкающих к сварным стрелочным переводам на скоростных линиях.
На базе Экспериментального кольца ВНИИЖТа проводились опытные работы с использованием алюминотермитной сварки рельсовых элементов типов Р65 и Р50, полигонные и эксплуатационные испытания стрелочных переводов со сварными стыками. Во время полигонных испытаний алюминотермитных сварных соединений здесь было пропущено около 310 млн. т груза брутто.
Установленный гарантийный срок службы сварных стыков стрелочных переводов, выполненных алюминотермитным способом, для рельсов типа Р65 составляет 100 млн. т брутто пропущенного по ним груза, но не более трех лет со дня проведения сварочных работ.
Сварка стыков (кроме изолирующих) стрелочных переводов, уложенных на деревянных или железобетонных брусьях, в главных, приемо-отправочных, станционных и горочных путях применяется на железных дорогах Российской Федерации с 1996 г. В Департаменте пути и сооружений разработаны и утверждены Технические условия на алюминотермитную сварку рельсов в пределах стрелочных переводов.
В настоящее время на Экспериментальном кольце продолжают совершенствовать технологии алюминотермитной сварки рельсовых элементов стрелочных переводов вместе с фирмами «Электро-Термит» и «Рельтех». Алюминотермитная сварка внедряется в метрополитенах для соединения путевых и контактного рельсов. В то же время проводятся научные исследования, направленные на создание отечественной технологии и материалов для ее реализации.
Преимущества сварных стыков, выполненных по данной технологии, такие как: высокие прочностные характеристики, однородность структуры стали, повышенная прямолинейность подтверждены актами ВНИИЖТ и актами проверок качества сварки стыков стрелочных переводов на линии С.Петербург-Москва.
В основе алюминотермитной сварки лежит химическая реакция, происходящая с большим выделением тепла между основными частями термитной порции (окись железа и высокочистый алюминий тонкого помола) после ее точечного поджига с кислородом. К основным составным частям добавляются частицы стали для демпфирования реакции, а также в зависимости от свариваемого материала различные легирующие добавки (С, Mn, Cr, V, Мо). В результате образуется сталь определенного качества для сварки и шлак.
Алюминотермитная сварка осуществляется путем нагрева и расплавления свариваемых металлов теплом термитов порошкообразных горящих смесей металлов с окислами металлов, главным образом, алюминиевого термита (смесь 22 % алюминия и 78 % железной окалины).
Алюминотермитная сварка рельсов состоит из следующих операций:
- рихтовка зазора между свариваемыми торцами рельсов;
- формовка места сварки при помощи огнеупорных материалов;
- прогрев рельсов;
- заливка термитной стали в форму;
- выдержка стали в форме;
- удаление сварочной формы;
- обработка сварного шва;
- прогрев шва;
- шлифовка рельсов в зоне сварки.
Алюминотермитная сварка рельсов может применяться для сваривания объемнозакаленных рельсов с рельсами, имеющими поверхностную закалку, или поверхностно закаленных рельсов между собой, а также с термически неупрочненными. При этом применяется термит повышенной прочности марки 1200 (с временным сопротивлением литого металла 1200 кН/мм). При сварке термически неупрочненных рельсов применяется термит обычной прочности марки 900.
Алюминотермитная сварка производится при положительной температуре воздуха не ниже +5°С. При отрицательной температуре требуется дополнительный прогрев концов рельсов на длине 1м от стыка.
Рис. 7.6. Термическая обработка стыка.
В таблице 7.3 приведены наименьшие приемочные значения показателей прочности и пластичности рельсов, сваренных термитом, при статическом поперечном изгибе. При испытании образцов рельсов, сваренных по технологиям фирм «Электро-Термит» и «Рельтех», минимальные значения разрушающей нагрузки и стрелы прогиба соответствуют или превышают наименьшие приемочные значения показателей прочности и пластичности.
Таблица 7.3.
Наименьшие значения прочности и пластичности рельсов, при статическом поперечном изгибе.
|
Зона растяжения образцов на пролете 1 м. |
Разрушающая нагрузка, кН, для рельсов типа |
Стрела прогиба, мм, для рельсов типа |
||
|
Р65 |
Р50 |
Р65 |
Р50 |
|
|
Подошва (нагружение на головку) |
1500 |
1000 |
20 |
20 |
|
Головка (нагружение на подошву) |
1250 |
850 |
15 |
15 |
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.