അരക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ റെയിലുകളുടെ ഓക്സീകരണ സ്വഭാവം

അബ്രാസീവ്സും റെയിലുകളും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തന സമയത്ത്, റെയിലുകളുടെ പ്ലാസ്റ്റിക് രൂപഭേദം താപം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, കൂടാതെ അബ്രാസീവ്സും റെയിൽ വസ്തുക്കളും തമ്മിലുള്ള ഘർഷണം പൊടിക്കുന്ന താപവും സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഉരുക്ക് റെയിലുകളുടെ പൊടിക്കൽ സ്വാഭാവിക അന്തരീക്ഷത്തിലാണ് നടത്തുന്നത്, പൊടിക്കുന്ന പ്രക്രിയയിൽ, ഉരുക്ക് റെയിൽ വസ്തുക്കൾ പൊടിക്കുന്നതിന്റെ ചൂടിൽ അനിവാര്യമായും ഓക്സീകരിക്കപ്പെടുന്നു. ഉരുക്ക് റെയിലുകളുടെ ഉപരിതല ഓക്സീകരണവും റെയിൽ പൊള്ളലും തമ്മിൽ അടുത്ത ബന്ധമുണ്ട്. അതിനാൽ, പൊടിക്കുന്ന പ്രക്രിയയിൽ റെയിൽ ഉപരിതലത്തിന്റെ ഓക്സീകരണ സ്വഭാവം പഠിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.

കംപ്രസ്സീവ് ശക്തികളുള്ള മൂന്ന് തരം ഗ്രൈൻഡിംഗ് കല്ലുകൾ തയ്യാറാക്കിയതായി റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്, അവയ്ക്ക് യഥാക്രമം 68.90 MPa, 95.2 MPa, 122.7 MPa എന്നിങ്ങനെ ശക്തികളുണ്ട്. ഗ്രൈൻഡിംഗ് കല്ലിന്റെ ശക്തിയുടെ ക്രമമനുസരിച്ച്, ഈ മൂന്ന് കൂട്ടം ഗ്രൈൻഡിംഗ് കല്ലുകളെ പ്രതിനിധീകരിക്കാൻ GS-10, GS-12.5, GS-15 എന്നിവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. GS-10, GS-12.5, GS-15 എന്നീ മൂന്ന് സെറ്റ് ഗ്രൈൻഡിംഗ് കല്ലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഗ്രൈൻഡിംഗ് ചെയ്ത സ്റ്റീൽ റെയിൽ സാമ്പിളുകൾക്ക്, അവ യഥാക്രമം RGS-10, RGS-12.5, RGS-15 എന്നിവയാൽ പ്രതിനിധീകരിക്കപ്പെടുന്നു. 700 N, 600 rpm, 30 സെക്കൻഡ് ഗ്രൈൻഡിംഗ് സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഗ്രൈൻഡിംഗ് പരിശോധനകൾ നടത്തുക. കൂടുതൽ അവബോധജന്യമായ പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ ലഭിക്കുന്നതിന്, റെയിൽ ഗ്രൈൻഡിംഗ് കല്ല് ഒരു പിൻ ഡിസ്ക് കോൺടാക്റ്റ് മോഡ് സ്വീകരിക്കുന്നു. ഗ്രൈൻഡിംഗ് കഴിഞ്ഞ് റെയിൽ ഉപരിതലത്തിന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ സ്വഭാവം വിശകലനം ചെയ്യുക.

ചിത്രം 1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, SM, SEM എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ഗ്രൗണ്ട് സ്റ്റീൽ റെയിലിന്റെ ഉപരിതല രൂപഘടന നിരീക്ഷിക്കുകയും വിശകലനം ചെയ്യുകയും ചെയ്തു. ഗ്രൗണ്ട് റെയിൽ ഉപരിതലത്തിന്റെ SM ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് ഗ്രൈൻഡിംഗ് കല്ലിന്റെ ശക്തി വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, ഗ്രൗണ്ട് റെയിൽ ഉപരിതലത്തിന്റെ നിറം നീലയും മഞ്ഞയും തവിട്ടുനിറത്തിൽ നിന്ന് റെയിലിന്റെ യഥാർത്ഥ നിറത്തിലേക്ക് മാറുന്നു എന്നാണ്. ലിൻ തുടങ്ങിയവർ നടത്തിയ പഠനത്തിൽ, ഗ്രൈൻഡിംഗ് താപനില 471 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ താഴെയാകുമ്പോൾ, റെയിലിന്റെ ഉപരിതലം സാധാരണ നിറത്തിൽ കാണപ്പെടുന്നു. ഗ്രൈൻഡിംഗ് താപനില 471-600 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിനു ഇടയിലായിരിക്കുമ്പോൾ, റെയിലിൽ ഇളം മഞ്ഞ പൊള്ളലുകൾ കാണപ്പെടുന്നു, അതേസമയം ഗ്രൈൻഡിംഗ് താപനില 600-735 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിനു ഇടയിലായിരിക്കുമ്പോൾ, റെയിലിന്റെ ഉപരിതലം നീല പൊള്ളലുകൾ കാണിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ഗ്രൗണ്ട് റെയിൽ ഉപരിതലത്തിന്റെ നിറവ്യത്യാസത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഗ്രൈൻഡിംഗ് കല്ലിന്റെ ശക്തി കുറയുമ്പോൾ, ഗ്രൈൻഡിംഗ് താപനില ക്രമേണ വർദ്ധിക്കുകയും റെയിൽ പൊള്ളലിന്റെ അളവ് വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നുവെന്ന് അനുമാനിക്കാം. ഗ്രൗണ്ട് സ്റ്റീൽ റെയിൽ ഉപരിതലത്തിന്റെയും അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ അടിഭാഗത്തിന്റെയും മൂലക ഘടന വിശകലനം ചെയ്യാൻ EDS ഉപയോഗിച്ചു. ഗ്രൈൻഡിംഗ് സ്റ്റോണിന്റെ ശക്തി വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, റെയിലിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ O മൂലകത്തിന്റെ അളവ് കുറയുന്നതായി ഫലങ്ങൾ കാണിച്ചു, ഇത് റെയിലിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ Fe, O എന്നിവയുടെ ബന്ധനത്തിലെ കുറവിനെയും റെയിലിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ വർണ്ണ മാറ്റത്തിന്റെ പ്രവണതയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന റെയിലിന്റെ ഓക്സീകരണത്തിന്റെ അളവിലെ കുറവിനെയും സൂചിപ്പിക്കുന്നു. അതേസമയം, ഗ്രൈൻഡിംഗ് അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ താഴത്തെ പ്രതലത്തിലെ O മൂലകത്തിന്റെ ഉള്ളടക്കവും ഗ്രൈൻഡിംഗ് സ്റ്റോണിന്റെ ശക്തി വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് കുറയുന്നു. സ്റ്റീൽ റെയിലിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരേ ഗ്രൈൻഡിംഗ് സ്റ്റോണും ഗ്രൈൻഡിംഗ് അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ അടിഭാഗവും ഗ്രൈൻഡിംഗ് റെയിലിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ, രണ്ടാമത്തേതിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ O മൂലകത്തിന്റെ ഉള്ളടക്കം മുമ്പത്തേതിനേക്കാൾ കൂടുതലാണെന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ രൂപീകരണ സമയത്ത്, പ്ലാസ്റ്റിക് രൂപഭേദം സംഭവിക്കുകയും ഉരച്ചിലുകളുടെ കംപ്രഷൻ കാരണം താപം ഉണ്ടാകുകയും ചെയ്യുന്നു; അവശിഷ്ടങ്ങൾ പുറത്തേക്ക് ഒഴുകുന്ന പ്രക്രിയയിൽ, അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ അടിഭാഗം ഉരച്ചിലിന്റെ മുൻവശത്തെ ഉപരിതലത്തിൽ ഉരസുകയും താപം സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, അവശിഷ്ട രൂപഭേദത്തിന്റെയും ഘർഷണ താപത്തിന്റെയും സംയോജിത പ്രഭാവം അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ അടിഭാഗത്തെ ഉപരിതലത്തിൽ ഉയർന്ന അളവിലുള്ള ഓക്സിഡേഷനിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, ഇത് O മൂലകത്തിന്റെ ഉയർന്ന ഉള്ളടക്കത്തിന് കാരണമാകുന്നു.

(എ) കുറഞ്ഞ ബലമുള്ള ഗ്രൈൻഡിംഗ് സ്റ്റോൺ ഗ്രൗണ്ട് സ്റ്റീൽ റെയിൽ ഉപരിതലം (RGS-10)

(b) ഇടത്തരം ശക്തിയുള്ള ഗ്രൈൻഡിംഗ് സ്റ്റോൺ ഉള്ള സ്റ്റീൽ റെയിൽ ഗ്രൗണ്ടിന്റെ ഉപരിതലം (RGS-12.5)

ചിത്രം 2. വ്യത്യസ്ത അളവിലുള്ള പൊള്ളലേറ്റ റെയിൽ പ്രതലങ്ങളുടെ XPS വിശകലനം

Fe2p നാരോ സ്പെക്ട്രത്തിലെ പീക്ക് ഏരിയ ശതമാനം കാണിക്കുന്നത് RGS-10, RGS-12.5 മുതൽ RGS-15 വരെ, Fe2+2p3/2, Fe2+2p1/2 എന്നിവയുടെ പീക്ക് ഏരിയ ശതമാനം വർദ്ധിക്കുകയും Fe3+2p3/2, Fe3+2p1/2 എന്നിവയുടെ പീക്ക് ഏരിയ ശതമാനം കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നാണ്. ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നത് റെയിലിലെ ഉപരിതല പൊള്ളലിന്റെ അളവ് കുറയുമ്പോൾ, ഉപരിതല ഓക്‌സിഡേഷൻ ഉൽപ്പന്നങ്ങളിലെ Fe2+ ഉള്ളടക്കം വർദ്ധിക്കുകയും Fe3+ ഉള്ളടക്കം കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നാണ്. ഓക്‌സിഡേഷൻ ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ വ്യത്യസ്ത ഘടകങ്ങൾ ഗ്രൗണ്ട് റെയിലിന്റെ വ്യത്യസ്ത നിറങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു. ഉപരിതല പൊള്ളലിന്റെ അളവ് (നീല) കൂടുന്തോറും ഓക്‌സൈഡിലെ Fe2O3 ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ഉള്ളടക്കം കൂടും; ഉപരിതല പൊള്ളലിന്റെ അളവ് കുറയുന്തോറും FeO ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ഉള്ളടക്കം കൂടും.