रेल पीसने की रणनीतियाँ

2024-10-28

नियमित रेल ग्राइंडिंग से रेल की क्षति कम होती है या दूर हो जाती है और उनका सेवा जीवन बढ़ जाता है, जिसे रेल परिवहन प्रणालियों में प्रभावी रखरखाव विधियों में से एक माना जाता है। रेल क्षति के व्यवहार और रेलवे परिवहन क्षमता की आवश्यकताओं के आधार पर, रेल ग्राइंडिंग तकनीक और उपकरण बहुस्तरीय और विविध रूप से विकसित हो रहे हैं। रेल ग्राइंडिंग की मुख्य रणनीतियों में प्री-ग्राइंडिंग, निवारक ग्राइंडिंग और मरम्मत ग्राइंडिंग शामिल हैं।

पूर्व पीसरेल की हॉट रोलिंग प्रक्रिया के दौरान, उच्च तापमान रेल की सतह पर कार्बन और लौह तत्वों के ऑक्सीकरण को तीव्र कर देता है। जब कार्बन का ऑक्सीकरण लोहे की तुलना में अधिक होता है, तो पर्लाइट में मौजूद कुछ सीमेंटाइट फेराइट में परिवर्तित हो जाता है, जिससे एक डीकार्ब्यूराइजेशन परत का निर्माण होता है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। रेल पर डीकार्ब्यूराइजेशन परत की कठोरता, मजबूती और घिसाव प्रतिरोध सब्सट्रेट की तुलना में कम होता है [1]। उपयोग के दौरान, दरारें मुख्य रूप से फेराइट के साथ फैलती हैं, जिससे रेल को गंभीर क्षति होने की संभावना बढ़ जाती है [2]। नई लाइन के निर्माण के दौरान, निर्माण वाहनों के बार-बार चलने/बंद होने से रेल पर खरोंच और अन्य समस्याएं आसानी से उत्पन्न हो सकती हैं। प्रारंभिक चरण में निरीक्षण कर्मियों द्वारा रेल पर खरोंच का पता लगाना आसान नहीं होता है, लेकिन पहिए और रेल के बीच घर्षण से उत्पन्न ऊष्मा के कारण रेल के खरोंच वाले क्षेत्र में धातु-वैज्ञानिक परिवर्तन होता है, जो बाद में उपयोग के दौरान गंभीर क्षति में परिवर्तित हो सकता है [3]। इसलिए, नई लाइनों के निर्माण और खंडों में नई रेल बिछाने के लिए, चालू करने के बाद और संचालन शुरू करने से पहले प्री-ग्राइंडिंग की जानी चाहिए ताकि सतह पर लगभग 0.2 मिमी की डीकार्ब्यूराइजेशन परत और निर्माण प्रक्रिया के कारण हुई क्षति को हटाया जा सके। जो लाइनें पहले से ही चालू हैं, उनके लिए 10 मीट्रिक टन का कुल भार गुजरने से पहले प्री-ग्राइंडिंग पूरी करना आवश्यक है।

चित्र .1। रेलहेड पर मौजूद डीकार्ब्यूराइजेशन परत।

निवारक पिसाईखुरदरापन, परतदारपन, पार्श्व घिसाव और कुचलने जैसी गंभीर खामियों को दूर करने के लिए अधिक गहराई तक पीसने की आवश्यकता होती है, जिससे रेल की सतह को सही और मरम्मत किया जा सके। इस स्थिति में, हटाई जाने वाली रेल सामग्री की मात्रा और पीसने की गहराई अधिक होती है, और इस पीसने की विधि को मरम्मतात्मक पिसाई कहा जाता है। रेल की ऊपरी सतह की डिज़ाइन घिसाव सहनशीलता के कारण, मरम्मतात्मक पिसाई के दौरान रेल बदलने की आवृत्ति बढ़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप पिसाई की लागत कम हो जाती है।

चीन ने रेल परिवहन लाइनों के मरम्मत और पिसाई संचालन के लिए स्पष्ट नियम बनाए हैं: (क) रेल दोषों की विशेषताओं के आधार पर उपयुक्त पिसाई उपकरण और संचालन मापदंडों का चयन करके, रेल दोषों को दूर किया जाना चाहिए और रेल प्रोफाइल की मरम्मत की जानी चाहिए; (ख) सामान्य लाइनों में, 0.3 मिमी से अधिक तरंग पिसाई की गहराई या मोटे किनारे की चौड़ाई जैसे दोषों के लिए, समय पर मरम्मत और पिसाई की व्यवस्था की जानी चाहिए; (ग) उच्च गति वाली रेलवे लाइनों में, जब उच्च गति वाली ट्रेन में कंपन हो, अनुप्रस्थ फ्रेम का पार्श्व त्वरण अलार्म बज रहा हो, खंडों में हल्की पट्टी कमजोर हो, टर्नआउट रेल की गहराई 0.5 मिमी तक पहुंच गई हो, ट्रैक प्रभाव प्रतिक्रिया सूचकांक प्रबंधन मूल्य से अधिक हो गया हो, या रेल दोष सुधार सीमा तक पहुंच गए हों, तो रेल की समय पर मरम्मत और पिसाई की व्यवस्था की जानी चाहिए।

पीसने की मरम्मतरेल की पटरी पर पहियों से आवधिक भार पड़ता है, और "रैचेट प्रभाव" के कारण पटरी की सतह पर रोलिंग संपर्क थकान परत (आरसीएफ) का निर्माण होता है [4,5]। रोलिंग संपर्क थकान परत में, पटरी की सामग्री की कठोरता और भंगुरता में काफी वृद्धि होती है, और सूक्ष्म संरचना में विस्थापन घनत्व और सूक्ष्म दरारों की शुरुआत में वृद्धि देखी जाती है [5]। सूक्ष्म दरारों के पार्श्व और अनुदैर्ध्य प्रसार से पटरी में परत उखड़ने और टूटने जैसी क्षति हो सकती है [1]। दरार विकास चक्र (न्यूक्लिएशन, आरंभ और प्रसार) में, न्यूक्लिएशन और आरंभ का समय एक बड़ा हिस्सा होता है। आमतौर पर, जब दरार प्रसार की गहराई 0.2 मिमी से अधिक नहीं होती है, तब पिसाई की जाती है, जो पटरी की दरारों के प्रसार को रोकने और पटरी के आगे क्षरण से बचने का सबसे अच्छा समय है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। रेल की सतह पर रोलिंग संपर्क थकान की क्रियाविधि और दरार प्रसार के नियम के आधार पर, एक निवारक पिसाई रणनीति प्रस्तावित की गई है, जिसमें रेल की सतह पर रोलिंग संपर्क थकान परत को नियमित रूप से हटाना शामिल है। निवारक पिसाई में पिसाई की गहराई कम होती है, जो रेल की सेवा अवधि बढ़ाने के लिए अधिक उपयुक्त है और मरम्मत पिसाई की तुलना में बेहतर पिसाई लागत प्रदान करती है।

चाइना रेलवे कॉर्पोरेशन ने रेल पटरियों की निवारक पिसाई के कार्यान्वयन के लिए स्पष्ट आवश्यकताएँ निर्धारित की हैं। (क) उच्च गति वाली रेलवे के लिए, प्रत्येक 30-50 मीट्रिक टन कुल भार पर निवारक पिसाई की जानी चाहिए, और पिसाई के बीच का अंतराल 2 वर्ष से अधिक नहीं होना चाहिए। (ख) सामान्य गति वाली लाइनों के सीधे और बड़े त्रिज्या वाले घुमावदार खंडों (>1200 मीटर) के लिए, पिसाई प्रक्रिया आमतौर पर 100 मीट्रिक टन के कुल भार पर एक बार की जाती है; छोटे त्रिज्या वाले खंडों (

विभिन्न ग्राइंडिंग रणनीतियों के तहत रेल की सेवा अवधि के विकास का नियम चित्र 2 में दर्शाया गया है, और परिणाम बताते हैं कि ग्राइंडिंग रेल की सेवा अवधि को प्रभावी ढंग से बढ़ा सकती है। रिपोर्टों के अनुसार, बिना ग्राइंडिंग, मरम्मत ग्राइंडिंग और निवारक ग्राइंडिंग के बाद रेल की सतह पर दोष उत्पन्न होने की संभावना क्रमशः 15%, 8% और 4% है [6], जो दर्शाता है कि निवारक ग्राइंडिंग रेल दोषों की संभावना को कम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसके अलावा, निवारक ग्राइंडिंग सामग्री की मोटाई कम होती है, जिससे मरम्मत ग्राइंडिंग की तुलना में रेल की सेवा अवधि में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। चीन के रेल परिवहन की तीव्र आर्थिक वृद्धि और परिवहन क्षमता की तत्काल मांग की गंभीर स्थिति में, निवारक ग्राइंडिंग अपनाने से रेल प्रतिस्थापन चक्र को प्रभावी ढंग से बढ़ाया जा सकता है और ग्राइंडिंग की लागत में भी बचत होती है। पूर्वानुमानित निवारक ग्राइंडिंग भविष्य की रेल ग्राइंडिंग तकनीक की प्रमुख विकास दिशा है।

अंक 2। रोलिंग संपर्क थकान दरारों का प्रसार व्यवहार

चित्र 3. पिसाई की रणनीतियों और रेल की सेवा अवधि के बीच संबंध

[1] झाओ जियांगजी, गुओ जून, वांग हेंग्यू, एट अल। संपर्क थकान के अधीन रेल की घिसाव प्रतिरोध और क्षति तंत्र पर डीकार्ब्यूराइजेशन के प्रभाव [जे]। घिसाव, 2016, 364-365:130-143।

[2] झाओ जियांगजी, वांग हेंग्यू, गुओ जून, एट अल। शुष्क-गीली स्थितियों के तहत रेल सामग्री की रोलिंग संपर्क थकान पर डीकार्ब्यूराइज्ड परत का प्रभाव [जे]। इंजीनियरिंग विफलता विश्लेषण, 2018, 91: 58-71।

[3] लियू फेंगशौ, ली चुआंग, तियान चांगहाई। चीनी हाई-स्पीड रेलवे रेल की प्रारंभिक क्षति पर शोध। रेलवे इंजीनियरिंग, 2018, 58(1): 138-140.

[4] रेजा मसूदी नेजाद, शरियाती महमूद, फरहंगदूस्त खलील। रेल में रोलिंग संपर्क थकान दरार वृद्धि पर घिसाव का प्रभाव [जे]। ट्राइबोलॉजी इंटरनेशनल, 2016, 94: 118-13।

[5] हू यू, झोउ लैंग, डिंग हाओहाओ, एट अल. रोलिंग-स्लाइडिंग संपर्क लोडिंग के तहत रेलवे पर्लाइटिक पहियों का माइक्रोस्ट्रक्चर विकास[जे]. ट्राइबोलॉजी इंटरनेशनल, 2021, 154: 106685.

[6] ज़ारेम्बस्की एलन एम., पालेस जोसेफ। क्या रेल पीसने से रेल दोष कम होते हैं[जे]। रेलवे ट्रैक और संरचना, 2011, 107(2): 32-35.