Leave Your Message
De railgrinde strategieën

Nieuws

De railgrinde strategieën

2024-10-28

Regelmatig railslijpen vermindert of verwijdert railschade en verlengt de levensduur, wat algemeen erkend wordt als een van de effectieve onderhoudsmethoden in railtransitsystemen. Gebaseerd op het gedrag van railschade en gecombineerd met de behoeften van de capaciteit van het spoorwegvervoer, ontwikkelen railslijptechnologie en -apparatuur zich op een multi-level en gediversifieerde manier. De belangrijkste strategieën voor railslijpen omvatten voorslijpen, preventief slijpen en reparerend slijpen.
Voorslijpen. Tijdens het warmwalsproces van rails intensiveren hoge temperaturen de oxidatie van koolstof- en ijzerelementen op het oppervlak van de rails. Wanneer de oxidatiesnelheid van koolstof groter is dan die van ijzer, transformeert een deel van de cementiet in perliet in ferriet, wat leidt tot de vorming van een ontkolingslaag, zoals weergegeven in Afb. 1. De hardheid, sterkte en slijtvastheid van de ontkolingslaag op de rail zijn lager dan die van het substraat [1]. Tijdens gebruik planten scheuren zich voornamelijk voort langs het ferriet, wat eerder ernstige schade aan de rail veroorzaakt [2]. Tijdens de bouw van de nieuwe lijn kan frequent starten/stoppen van bouwvoertuigen gemakkelijk krassen op de rail en andere problemen veroorzaken. Railkrassen worden in een vroeg stadium niet gemakkelijk gedetecteerd door inspectiepersoneel, maar de wrijvingswarmte tussen het wiel en de rail veroorzaakt metallografische transformatie in het bekraste gebied van de rail, wat zich later in gebruik snel kan ontwikkelen tot ernstige schade [3]. Daarom moet voor de bouw van nieuwe lijnen en het leggen van nieuwe rails in secties, voorslijpen worden uitgevoerd na ingebruikname en vóór opening voor gebruik om de ontkolingslaag van ongeveer 0,2 mm op het oppervlak en de schade veroorzaakt door het bouwproces te verwijderen. Voor lijnen die al in gebruik zijn genomen, is het vereist om voorslijpen te voltooien voordat een totale massa van 10 Mt wordt gepasseerd.
A
Afbeelding 1.De ontkolingslaag op de spoorstaafkop.
Preventief slijpen. Voor ernstige defecten zoals golving, delaminatie, laterale slijtage en verbrijzeling is het noodzakelijk om een ​​grotere slijpdiepte te gebruiken om de defecten te verwijderen en tegelijkertijd het railprofiel te corrigeren en te repareren. Op dit punt zijn de hoeveelheid verwijderd railmateriaal en de slijpdiepte groot en deze slijpstrategie wordt reparatief slijpen genoemd. Vanwege de ontwerpslijtagetolerantie van de railbovenkant is de frequentie van railvervanging toegenomen tijdens reparatieslijpen, wat resulteert in een slechte slijpeconomie.
China heeft duidelijke regels opgesteld voor het repareren van slijpwerkzaamheden aan spoorlijnen: (a) Bij het repareren van slijpwerkzaamheden moeten geschikte slijpapparatuur en bedrijfsparameters worden geselecteerd op basis van de kenmerken van de spoorgebreken, moeten spoorgebreken worden verwijderd en moeten spoorprofielen worden gerepareerd; (b) Bij gewone lijnen moet tijdig worden gerepareerd en geslepen bij gebreken zoals de diepte van het slijpen van golven of de breedte van de dikke rand van meer dan 0,3 mm; (c) Bij hogesnelheidslijnen moet tijdig worden gerepareerd en geslepen wanneer er sprake is van schudden door hogesnelheidstreinen, een laterale versnellingsalarm van het dwarsframe, een slechte lichtstrook in secties, een visschubdiepte van de wisselrail van 0,5 mm, een spoorimpactresponsindex die de beheerswaarde overschrijdt of spoorgebreken die de saneringslimiet bereiken.
Slijpen repareren. De rail wordt onderworpen aan periodieke belastingen van de wielen en de rolling contact fatigue layer (RCF) wordt gevormd op het oppervlak van de rail als gevolg van het "ratchet effect" [4,5]. In de rolling contact fatigue layer nemen de hardheid en broosheid van het railmateriaal aanzienlijk toe en vertoont de microstructuur een toename in dislocatiedichtheid en microcrack-initiatie [5]. De laterale en longitudinale voortplanting van microcracks kan schade veroorzaken zoals delaminatie en railbreuk in rails [1]. In de scheurontwikkelingscyclus (nucleatie, initiatie en voortplanting) vormen nucleatie en initiatietijd een groot deel. Slijpen wordt meestal uitgevoerd wanneer de diepte van de scheurvoortplanting niet groter is dan 0,2 mm, wat het beste moment is om de voortplanting van railscheuren te blokkeren en verdere verslechtering van de rail te voorkomen, zoals weergegeven in Fig.2. Gebaseerd op het mechanisme van rolcontactvermoeidheid op het oppervlak van rails en de wet van scheurvoortplanting, wordt een preventieve slijpstrategie voorgesteld, die het regelmatig verwijderen van de rolcontactvermoeidheidslaag op het oppervlak van rails omvat. Preventief slijpen heeft een kleinere slijpdiepte, wat gunstiger is voor het verlengen van de levensduur van rails en een betere slijpeconomie heeft in vergelijking met reparatieslijpen.
China Railway Corporation heeft duidelijke eisen gesteld aan de implementatie van preventief slijpen van spoorstaven. (a) Voor hogesnelheidslijnen moet preventief slijpen worden uitgevoerd om de 30-50 Mt van het totale gewicht, met een slijpinterval van maximaal 2 jaar. (b) Voor rechte en gebogen secties met een grote straal (>1200 m) van normale snelheidslijnen wordt een slijpproces doorgaans één keer uitgevoerd voor een totaalgewicht van 100 Mt; voor secties met een kleine straal (
De evolutiewet van de levensduur van rails onder verschillende slijpstrategieën wordt getoond in Fig. 2, en de resultaten geven aan dat slijpen de levensduur van rails effectief kan verlengen. Volgens rapporten is de kans op defecten op het oppervlak van rails na niet-slijpen, reparatieslijpen en preventief slijpen respectievelijk 15%, 8% en 4% [6], wat aangeeft dat preventief slijpen een aanzienlijk voordeel heeft bij het verminderen van de kans op raildefecten. Bovendien hebben preventieve slijpmaterialen een kleinere verwijderingsdikte, wat de levensduur van rails aanzienlijk kan verlengen in vergelijking met reparatieslijpen. Onder de ernstige situatie van snelle economische ontwikkeling en dringende vraag naar de transportcapaciteit van China's spoorwegvervoer, kan het toepassen van preventief slijpen de vervangingscyclus van rails effectief verlengen en een hogere slijpeconomie hebben. Voorspellend preventief slijpen is de belangrijkste ontwikkelingsrichting van toekomstige railslijptechnologie.
figuur2
Afbeelding 2.Het voortplantingsgedrag van rollende contactvermoeiingsscheuren
figuur3
                                         Figuur 3.De relatie tussen slijpstrategieën en de levensduur van rails
[1] ZHAO Xiangji, GUO Jun, WANG Hengyu, et al. Effecten van ontkoling op de slijtvastheid en schademechanismen van rails die onderhevig zijn aan contactvermoeidheid [J]. Wear, 2016, 364-365: 130-143.
[2] ZHAO Xiangji, WANG Hengyu, Guo Jun, et al. Het effect van de ontkoolde laag op rolcontactvermoeidheid van railmaterialen onder droge-natte omstandigheden [J]. Engineering Failure Analysis, 2018, 91: 58-71.
[3] LIU Fengshou, LI Chuang, TIAN Changhai. Onderzoek naar vroege schade aan Chinese hogesnelheidsspoorrails. Railway Engineering, 2018, 58(1): 138-140.
[4] Reza Masoudi Nejad, Shariati Mahmoud, Farhangdoost Khalil. Effect van slijtage op de groei van rollende contactvermoeidheidsscheuren in rails [J]. Tribology International, 2016, 94: 118-13.
[5] HU Yue, ZHOU Lang, DING Haohao, et al. Microstructuurevolutie van perlitische spoorwegwielen onder rollende-glijdende contactbelasting [J]. Tribology International, 2021, 154: 106685.
[6] ZAREMBSKI Allan M., PALESE Joseph. Vermindert railslijpen raildefecten?[J]. Railway Track&Structure, 2011, 107(2): 32-35.

Neem contact op

Onze expertise ligt op het gebied van integraal spooronderhoud en is gespecialiseerd in onderzoek, ontwikkeling en productie van slijpschijven voor spoorwegen.

  • sns01-1
  • sns02
  • sns03-3
  • sns04-1