Как осуществляется замена и сварка рельсов?

Этап 1 — Примите решение и произведите замеры до открытия окна.

Рельсы заменяют не потому, что они выглядят изношенными; их заменяют, когда правка уже не может восстановить их состояние. Повреждения поверхности, такие как волнистость, отслоение, сколы, царапины и боковой износ, составляют более 80 % всех дефектов рельсов , а профильная шлифовка справляется с неглубокой частью этого диапазона — как только трещины усталости от качения превышают примерно 0,2 мм , одного прохода уже недостаточно, и головку рельса приходится удалять.

Сама замена планируется на основе замеров. Определяются сечение рельса и длина нового отрезка, устанавливаются места разреза, а заделка размещается таким образом, чтобы она не попадала туда, где это запрещено стандартами. На цельносварных рельсах соединение также является вопросом теплового режима: процедура сварки на месте и температура заделанного рельса должны совпадать, иначе готовая конструкция будет нести в себе встроенное усилие, которое впоследствии проявится в виде деформации или разрыва.

Этапы 2–4 — Последовательность полевых наблюдений

Качество определяется именно точностью выравнивания. Соединение, подобранное по высоте и выравниванию с точностью до ≤0,5 мм , проверенное линейкой до и после сварки, обеспечивает качественный сварной шов, который сливается с рабочей полосой. Соединение с отклонением в миллиметр создает постоянное пятно удара, и последующая шлифовка не может его скрыть.

Что именно регулируют стандарты, а что оставляют на усмотрение инженера.

Китайская практика проектирования железных дорог четко определяет рамки. Согласно ТБ 10082—2017 §8.0.6 , рельсы должны свариваться заводской контактной сваркой , а длина сварной железнодорожной связки, сваренной на заводе, не должна превышать 500 м ; сварка рельсов на месте также должна производиться контактной сваркой, а для запорного шва внутри стрелочного перевода и на двух концах стрелочного перевода может использоваться термитная сварка . Это правило определяет порядок работы: длинная связка является заводским изделием, полевые работы — это замыкание и соединение, а термитная сварка применяется в остальных случаях.

В TB 10015—2012 §4.5.6 добавлено правило размещения: сварной шов, выполненный на месте, не должен располагаться внутри перехода между двумя различными конструкциями пути или двумя различными участками земляного полотна и должен находиться на расстоянии не менее 2 м от опорных стен и столбов. В TB 10082—2017 §9.0.6 перечислены места, где шов вообще не должен существовать и, следовательно, должен быть сварен, склеен или заморожен: по всей длине моста с открытой проезжей частью, в пределах 2 м от конца моста или арочного деформационного шва, внутри температурного диапазона устройства деформационного шва рельса, на поперечных балках стальной балки и на железнодорожном переезде. На практике инженер сначала выбирает положение закрытия, а затем метод сварки.

Материалы и данные — чему должно соответствовать готовое соединение.

Для термитной части работы опубликованные характеристики системы термитной сварки рельсов Molaton TWS соответствуют ожиданиям: температура реакции ≥2500 °C , время охлаждения сварного шва около 5–8 минут в зависимости от температуры окружающей среды, полный цикл сварки в течение 25 минут, включая предварительный нагрев, заливку и удаление формы, и прочность сварного шва ≥95 % от прочности на растяжение базового рельса . Система изготовлена в соответствии со стандартом TB/T 1632.3-2014 и подходит для рельсов плотностью 50 кг/м и 60 кг/м, рельсов с канавками 59R2/60R2 , крановых рельсов QU70–QU150 , а также серий UIC, BS, CR и A/S — именно поэтому она также используется для рельсов портовых кранов и катодных стержней на алюминиевых заводах.

Для шлифовальной части работы допустимые пределы, завершающие обработку, следующие: шероховатость поверхности Ra ≤ 10 мкм , плоскостность в пределах 0,3 мм по линейке длиной 1 м, отсутствие непрерывного синего пригорания , глубина шлифовки ≤ 0,5 мм и сглаживание лучше 1‰ . Шлифовка сварного шва также является областью, где неконтролируемый рез наносит ущерб: скорость вращения шлифовального круга от 1000 до 3000 об/мин приводит к увеличению шероховатости от 6,6 до 8,4 мкм и толщины белого слоя примерно от 45 мкм до 320 мкм при твердости основного металла около 340 HV0.3 — поэтому сварочная головка обрабатывается с контролируемой глубиной и с использованием того же метода шлифовального круга, что и для профильной обработки.

Компания RailwayCare производит шлифовальные круги для рельсов с 2004 года , являясь первым специализированным производителем таких кругов в Китае. Она разработала отраслевой стандарт JB/T 11431 и имеет сертификаты ISO 9001 , ISO 45001 и CRCC , а качество кругов подтверждено Китайской академией железнодорожных наук и национальным научно-исследовательским институтом абразивных материалов.