Berita
0102030405
Strategi grinding rel
28-10-2024
Grinidng rel biasa mengurangkan atau membuang kerosakan rel dan memanjangkan hayat perkhidmatan mereka, yang diiktiraf secara meluas sebagai salah satu kaedah penyelenggaraan yang berkesan dalam sistem transit rel. Berdasarkan tingkah laku kerosakan rel dan digabungkan dengan keperluan kapasiti pengangkutan kereta api, teknologi dan peralatan penggilingan rel berkembang dalam pelbagai peringkat dan cara yang pelbagai. Strategi utama untuk pengisaran rel termasuk pra-pengisaran, pengisaran pencegahan, dan pembaikan pengisaran.
Pra-pengisaran. Semasa proses penggulungan panas rel, suhu tinggi meningkatkan pengoksidaan unsur karbon dan besi pada permukaan rel. Apabila kadar pengoksidaan karbon lebih besar daripada besi, sebahagian daripada simentit dalam pearlit berubah menjadi ferit, membawa kepada pembentukan lapisan penyahkarbonan, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah.1. Kekerasan, kekuatan, dan rintangan haus lapisan penyahkarburan pada rel adalah lebih rendah daripada substrat [1]. Semasa perkhidmatan, retak terutamanya merambat di sepanjang ferit, yang lebih berkemungkinan menyebabkan kerosakan serius pada rel [2]. Semasa pembinaan barisan baharu, permulaan/berhenti kenderaan pembinaan yang kerap boleh menyebabkan rel calar dan isu lain. Calar rel tidak mudah dikesan oleh kakitangan pemeriksaan pada peringkat awal, tetapi haba geseran antara roda dan rel menyebabkan transformasi metalografi di kawasan tercalar rel, yang boleh dengan cepat berkembang menjadi kerosakan serius dalam perkhidmatan kemudian [3]. Oleh itu, untuk pembinaan garisan baru dan peletakan rel baru di bahagian, pra-pengisaran perlu dilakukan selepas pentauliahan dan sebelum dibuka untuk operasi untuk mengeluarkan lapisan penyahkarburan kira-kira 0.2 mm pada permukaan dan kerosakan yang disebabkan oleh proses pembinaan. Bagi talian yang telah pun beroperasi, ia dikehendaki melengkapkan pra-pengisaran sebelum melepasi jumlah jisim 10 Mt.
Rajah 1.Lapisan penyahkarbonan pada kepala kereta api.
Pengisaran pencegahan. Untuk kecacatan teruk seperti korugasi, delaminasi, lelasan sisi, dan penghancuran, perlu menggunakan kedalaman pengisaran yang lebih besar untuk menghilangkan kecacatan, dan pada masa yang sama membetulkan dan membaiki profil rel. Pada ketika ini, jumlah bahan rel yang dikeluarkan dan kedalaman pengisaran adalah besar, dan strategi pengisaran ini dipanggil pengisaran reparatif. Disebabkan oleh toleransi haus reka bentuk bahagian atas rel, kekerapan penggantian rel telah meningkat semasa pembaikan pengisaran, mengakibatkan ekonomi pengisaran yang lemah.
China telah membuat peraturan yang jelas mengenai operasi pembaikan pengisaran laluan transit rel: (a) Pembaikan pengisaran harus memilih peralatan pengisaran dan parameter operasi yang sesuai berdasarkan ciri kecacatan rel, menghapuskan kecacatan rel, dan membaiki profil rel; (b) Dalam talian biasa, untuk kecacatan seperti kedalaman pengisaran gelombang atau lebar tepi lemak melebihi 0.3 mm, pengisaran pembaikan yang tepat pada masanya hendaklah dianjurkan; (c) Dalam laluan kereta api berkelajuan tinggi, apabila terdapat gegaran kereta api berkelajuan tinggi, penggera pecutan sisi bingkai melintang, jalur cahaya yang lemah di bahagian, kedalaman skala ikan rel keluar mengundi mencapai 0.5mm, indeks tindak balas kesan landasan melebihi nilai pengurusan, atau kecacatan rel yang mencapai had pemulihan, pembaikan dan pengisaran yang tepat pada masanya perlu diatur.
Membaiki pengisaran. Rel tertakluk kepada beban berkala dari roda, dan lapisan keletihan sentuhan bergolek (RCF) terbentuk pada permukaan rel disebabkan oleh "kesan ratchet" [4,5]. Dalam lapisan kelesuan sentuhan bergolek, kekerasan dan kerapuhan bahan rel meningkat dengan ketara, dan struktur mikro menunjukkan peningkatan ketumpatan kehelan dan permulaan retakan mikro[5]. Pembiakan lateral dan longitudinal microcracks boleh menyebabkan kerosakan seperti delaminasi dan pecah rel dalam rel [1]. Dalam kitaran pembangunan retak (nukleasi, permulaan, dan perambatan), nukleasi dan masa permulaan menyumbang sebahagian besar. Pengisaran biasanya dilakukan apabila kedalaman perambatan retak tidak melebihi 0.2 mm, yang merupakan masa terbaik untuk menyekat perambatan retakan rel dan mengelakkan kemerosotan selanjutnya rel, seperti yang diberikan dalam Rajah.2. Berdasarkan mekanisme keletihan sentuhan bergolek pada permukaan rel dan undang-undang penyebaran retak, strategi pengisaran pencegahan dicadangkan, yang melibatkan kerap mengeluarkan lapisan keletihan sentuhan bergolek pada permukaan rel. Pengisaran pencegahan mempunyai kedalaman pengisaran yang lebih kecil, yang lebih kondusif untuk memanjangkan hayat perkhidmatan rel dan mempunyai ekonomi pengisaran yang lebih baik berbanding dengan pengisaran pembaikan.
China Railway Corporation telah mengemukakan keperluan yang jelas untuk pelaksanaan pengisaran pencegahan rel kereta api. (a) Untuk kereta api berkelajuan tinggi, pengisaran pencegahan hendaklah dilakukan setiap 30-50 Mt daripada jumlah berat, dengan selang pengisaran tidak lebih daripada 2 tahun. (b) Bagi keratan lengkung jejari lurus dan besar (>1200 m) garisan laju biasa, proses pengisaran biasanya dilakukan sekali untuk jumlah berat 100 Mt; untuk bahagian jejari kecil ( 
Undang-undang evolusi hayat perkhidmatan rel di bawah strategi pengisaran yang berbeza ditunjukkan dalam Rajah 2, dan keputusan menunjukkan bahawa pengisaran boleh memanjangkan hayat perkhidmatan rel dengan berkesan. Menurut laporan, kebarangkalian kecacatan yang berlaku pada permukaan rel selepas bukan pengisaran, pembaikan pengisaran, dan pengisaran pencegahan adalah 15%, 8%, dan 4%, masing-masing [6], menunjukkan bahawa pengisaran pencegahan mempunyai kelebihan yang ketara dalam mengurangkan kebarangkalian kecacatan rel. Di samping itu, bahan pengisaran pencegahan mempunyai ketebalan penyingkiran yang lebih kecil, yang boleh memanjangkan hayat perkhidmatan rel dengan ketara berbanding dengan pembaikan pengisaran. Di bawah keadaan teruk pembangunan ekonomi yang pesat dan permintaan mendesak untuk kapasiti pengangkutan transit rel China, mengguna pakai pengisaran pencegahan dengan berkesan boleh memanjangkan kitaran penggantian rel dan mempunyai ekonomi pengisaran yang lebih tinggi. Pengisaran pencegahan ramalan ialah arah pembangunan arus perdana teknologi pengisaran rel masa hadapan.
Rajah.2.Tingkah laku penyebaran retakan fatgiue sentuhan rolling
Rajah.3.Hubungan antara strategi pengisaran dan hayat perkhidmatan rel
[1] ZHAO Xiangji, GUO Jun, WANG Hengyu, et al. Kesan Dekarburisasi pada Rintangan Haus dan Mekanisme Kerosakan Rel Tertakluk kepada Keletihan Sentuhan[J]. Pakai, 2016, 364-365:130-143.
[2] ZHAO Xiangji, WANG Hengyu, Guo Jun, et al. Kesan Lapisan Dekarburasi pada Keletihan Sentuhan Bergolek Bahan Rel di bawah Keadaan Kering-basah[J]. Analisis Kegagalan Kejuruteraan, 2018, 91: 58-71.
[3] LIU Fengshou, LI Chuang, TIAN Changhai. Penyelidikan Kerosakan Awal Kereta Api Berkelajuan Tinggi China. Kejuruteraan Kereta Api, 2018, 58(1): 138-140.
[4] Reza Masoudi Nejad, Shariati Mahmoud, Farhangdoost Khalil. Kesan Haus pada Pertumbuhan Retak Keletihan Sentuhan Berguling dalam Rel[J]. Tribology International, 2016, 94: 118-13.
[5] HU Yue, ZHOU Lang, DING Haohao, et al. Evolusi Mikrostruktur Kereta Api Pearlitic Wheel di bawah Rolling-sliding Contact Loading[J]. Tribology International, 2021, 154: 106685.
[6] ZAREMBSKI Allan M., PALESE Joseph. Adakah Pengisaran Rel Mengurangkan Kecacatan Rel[J]. Landasan&Struktur Kereta Api, 2011, 107(2): 32-35.