เทคโนโลยีการควบคุมความบริสุทธิ์ของวัสดุรางมาตรฐานแห่งชาติและโซลูชันการปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอของหัวราง

เทคโนโลยีการควบคุมความบริสุทธิ์ของวัสดุรางมาตรฐานแห่งชาติและโซลูชันการปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอของหัวราง

อันตรายและมาตรฐานการควบคุมสิ่งเจือปนของกำมะถันและฟอสฟอรัสในเหล็กหลอมเหลวของรางมาตรฐานแห่งชาติมีอะไรบ้าง

สิ่งเจือปนของกำมะถันและฟอสฟอรัสในเหล็กหลอมเหลวของรางมาตรฐานแห่งชาติเป็นองค์ประกอบหลักที่เป็นอันตรายที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของราง ซัลเฟอร์รวมตัวกับเหล็กเพื่อสร้างการรวมตัวของเฟอร์รัสซัลไฟด์ ซึ่งทำให้เกิดความเปราะบางจากความร้อนในระหว่างการรีดราง และทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็กภายในราง ฟอสฟอรัสช่วยลดความแข็งของรางที่อุณหภูมิต่ำ-ลงอย่างมาก ส่งผลให้หัวรางเปราะได้ง่ายในบริเวณเทือกเขาแอลป์ ตามมาตรฐานรถไฟสำหรับรถไฟความเร็วสูง-(TB/T 3276) ปริมาณกำมะถันของรางรถไฟความเร็วสูง-มาตรฐานแห่งชาติต้องได้รับการควบคุมให้ต่ำกว่า 0.005% และปริมาณฟอสฟอรัสต่ำกว่า 0.010% สำหรับรางความเร็วธรรมดา- ปริมาณกำมะถันและฟอสฟอรัสควรต่ำกว่า 0.015% และ 0.025% ตามลำดับ ปริมาณสิ่งเจือปนที่มากเกินไปจะลดความต้านทานแรงดึงของรางได้มากกว่า 10% และทำให้อายุความล้าสั้นลงประมาณ 30% ซึ่งคุกคามความปลอดภัยในการขับขี่อย่างรุนแรง ในระหว่างการผลิต จำเป็นต้องใช้สเปกโตรมิเตอร์เพื่อตรวจสอบองค์ประกอบของเหล็กหลอมเหลวแบบเรียลไทม์ เมื่อปริมาณสิ่งเจือปนเกินเกณฑ์ พารามิเตอร์กระบวนการกลั่นจะถูกปรับทันทีเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุรางตรงตามมาตรฐาน มาตรฐานการควบคุมสิ่งเจือปนที่เข้มงวดเป็นกุญแจสำคัญในการแยกแยะรางมาตรฐานระดับชาติจากเหล็กธรรมดาและเป็นรากฐานเพื่อให้มั่นใจว่ารางรถไฟทำงานได้-อย่างมั่นคงในระยะยาว

ขั้นตอนหลักและหน้าที่ของกระบวนการกลั่นภายนอกสำหรับรางมาตรฐานแห่งชาติคืออะไร

ขั้นตอนหลักของกระบวนการกลั่นกรองภายนอกสำหรับรางมาตรฐานระดับประเทศประกอบด้วยสามส่วนที่เกี่ยวข้อง: การกลั่น LF, การไล่แก๊สด้วยสุญญากาศ VD และการบำบัดการป้อนลวด การกลั่น LF จะเพิ่มอุณหภูมิของเหล็กหลอมเหลวผ่านการให้ความร้อนด้วยไฟฟ้า และเพิ่มตัวสร้างตะกรัน เช่น ปูนขาว เพื่อดูดซับสิ่งเจือปนของกำมะถันและฟอสฟอรัสในเหล็กหลอมเหลว ทำให้ได้การทำให้บริสุทธิ์เบื้องต้น ข้อต่อไล่แก๊สแบบสุญญากาศ VD วางเหล็กหลอมเหลวในสภาพแวดล้อมสุญญากาศ เพื่อลดปริมาณก๊าซไฮโดรเจนและไนโตรเจนในเหล็กหลอมเหลว ปริมาณไฮโดรเจนจะต้องควบคุมให้ต่ำกว่า 2 ppm เพื่อหลีกเลี่ยง-การแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจนในราง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับรางรถไฟความเร็วสูง- การป้อนลวดเกี่ยวข้องกับการป้อนลวดแคลเซียม-เข้าไปในเหล็กหลอมเหลว แคลเซียมทำปฏิกิริยากับอลูมินาที่รวมอยู่ในเหล็กหลอมเหลวเพื่อสร้างสารประกอบที่มีจุดหลอมเหลว-{10}}ต่ำ ซึ่งสามารถลอยขึ้นและนำออกได้ง่าย ซึ่งช่วยปรับปรุงความบริสุทธิ์ของเหล็กหลอมให้ดียิ่งขึ้น กระบวนการกลั่นภายนอกสามารถเพิ่มความบริสุทธิ์ของเหล็กหลอมเหลวได้มากกว่า 99.95% ซึ่งช่วยลดจำนวนการเปราะที่เปราะได้อย่างมาก และให้วัสดุฐานคุณภาพสูง-สำหรับการรีดและการบำบัดความร้อนในภายหลัง การใช้กระบวนการนี้ยังสามารถปรับโครงสร้างทางโลหะวิทยาของรางให้เกิดประโยชน์สูงสุด สร้างโครงสร้างเพิร์ลไลต์ที่สม่ำเสมอในบริเวณส่วนหัวของรางและปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ

พารามิเตอร์กระบวนการและหลักการเสริมความแข็งแกร่งของการชุบผิวสำหรับหัวรางของรางมาตรฐานแห่งชาติคืออะไร?

การดับพื้นผิวของหัวรางมาตรฐานแห่งชาติใช้กระบวนการดับการเหนี่ยวนำความถี่ปานกลาง- พารามิเตอร์กระบวนการหลักประกอบด้วยอุณหภูมิความร้อน เวลาในการคงตัว และอัตราการเย็นตัว ควรควบคุมอุณหภูมิความร้อนที่ 880-920 องศา ช่วงอุณหภูมินี้สามารถออสเทนไนซ์ชั้นผิวของหัวรางได้โดยไม่ทำให้เกรนหยาบ เวลาจับยึดตั้งไว้ที่ 30-60 วินาทีเพื่อให้แน่ใจว่าออสเทนไนซ์สมบูรณ์ภายในความลึก 5-8 มม. ของชั้นพื้นผิวส่วนหัวของราง อัตราการทำความเย็นจะถูกควบคุมที่ 15-20 องศา /วินาที โดยใช้วิธีทำความเย็นด้วยหมอกน้ำแรงดันสูง-เพื่อเปลี่ยนออสเทนไนต์ให้เป็นโครงสร้างมาร์เทนไซต์ที่ถูกทำให้เย็นอย่างรวดเร็ว หลักการเสริมความแข็งแกร่งของมันคือการสร้างชั้นแข็งที่มีความแข็งสูงถึง HRC58-62 บนพื้นผิวส่วนหัวของรางผ่านการทำความร้อนและความเย็นอย่างรวดเร็ว ในขณะที่ด้านในของรางยังคงรักษาโครงสร้างเพิร์ลไลต์ที่มีความเหนียวที่ดี บรรลุประสิทธิภาพที่ตรงกัน "ด้านนอกแข็งและด้านในแกร่ง" หลังจากการดับพื้นผิวของหัวรางแล้ว จำเป็นต้องมีการอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำที่ 200-220 องศา เพื่อขจัดความเครียดในการดับและหลีกเลี่ยงการดับรอยแตก หลังจากการชุบพื้นผิว ความต้านทานการสึกหรอของหัวรางมาตรฐานแห่งชาติจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 2 เท่า ซึ่งสามารถทนต่อแรงกระแทกความถี่สูงจากการปฏิสัมพันธ์ระหว่างล้อกับรางรถไฟความเร็วสูง

วิธีการตรวจจับและตัวชี้วัดการประเมินอายุการใช้งานสำหรับการสึกหรอของหัวรางของรางมาตรฐานแห่งชาติมีอะไรบ้าง

วิธีการตรวจจับการสึกหรอของหัวรางของรางมาตรฐานแห่งชาติแบ่งออกเป็นการตรวจจับแบบแมนนวลและการตรวจจับอัตโนมัติ การตรวจจับด้วยตนเองใช้ไม้บรรทัดวัดการสึกหรอของหัวรางเพื่อวัดการสึกหรอในแนวตั้งและด้านข้างของหัวราง ขีดจำกัดการสึกหรอในแนวตั้งของรางรถไฟความเร็วสูง-คือ 6 มม. เมื่อเกินขีดจำกัด จำเป็นต้องเจียรหรือเปลี่ยนใหม่ให้ทันเวลา การตรวจจับอัตโนมัติใช้รถตรวจสอบรางเพื่อรวบรวมข้อมูลโปรไฟล์ของหัวรางแบบเรียลไทม์ผ่านเทคโนโลยีการสแกนด้วยเลเซอร์ และคำนวณปริมาณการสึกหรอโดยเปรียบเทียบกับโปรไฟล์มาตรฐาน โดยมีความแม่นยำในการตรวจจับสูงถึง 0.1 มม. เหมาะสำหรับการตรวจจับเส้นขนาดใหญ่- ตัวบ่งชี้หลักสำหรับการประเมินอายุการใช้งานของหัวราง ได้แก่ อัตราการสึกหรอ เวลาเริ่มต้นรอยแตกเมื่อยล้า และการกระจายความแข็ง อัตราการสึกหรอต่อปีของรางรถไฟความเร็วสูง-ควรได้รับการควบคุมภายใน 0.5 มม./ปี ซึ่งสามารถผ่อนคลายได้ที่ 1.0 มม./ปีสำหรับรถไฟความเร็วสูง-ธรรมดา เวลาเริ่มต้นของรอยแตกเมื่อยล้าเป็นกุญแจสำคัญในการประเมินอายุการใช้งานของราง รางมาตรฐานระดับชาติคุณภาพสูง-จะเกิดรอยแตกร้าวขนาดเล็กหลังจากใช้งานไป 5 ปีเท่านั้น ในขณะที่รางที่มีคุณภาพวัสดุต่ำจะทำให้เกิดรอยแตกร้าวได้ใน 1-2 ปี ดัชนีการกระจายความแข็งต้องใช้ความแข็งสม่ำเสมอของชั้นที่ชุบแข็งหัวราง โดยมีค่าเบี่ยงเบนความแข็งน้อยกว่าหรือเท่ากับ HRC2 เพื่อหลีกเลี่ยงการสึกหรอมากเกินไปในท้องถิ่นเนื่องจากความแข็งไม่สม่ำเสมอ

วิธีการตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างความบริสุทธิ์ของวัสดุและความต้านทานการสึกหรอของรางมาตรฐานแห่งชาติคืออะไร

การตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างความบริสุทธิ์ของวัสดุและความต้านทานการสึกหรอของรางมาตรฐานแห่งชาติใช้การผสมผสานระหว่างการทดสอบในห้องปฏิบัติการและการทดสอบภาคสนาม ในการทดสอบในห้องปฏิบัติการ จะมีการเลือกตัวอย่างรางที่มีความบริสุทธิ์ต่างกัน และจำลองสภาพการทำงานของรถไฟบนเครื่องทดสอบการสึกหรอของรางล้อ- มีการใช้โหลดและจำนวนรอบที่เท่ากันเพื่อเปรียบเทียบปริมาณการสึกหรอของตัวอย่าง ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าทุกๆ 0.01% ของความบริสุทธิ์ของเหล็กหลอมเหลวที่เพิ่มขึ้น ความต้านทานการสึกหรอของรางจะเพิ่มขึ้น 5%-8% ซึ่งแสดงความสัมพันธ์เชิงบวกที่มีนัยสำคัญระหว่างทั้งสอง การทดสอบภาคสนามจะเลือกรางที่มีความบริสุทธิ์ต่างกันจากชุดเดียวกัน วางไว้ในส่วนเส้นเดียวกัน ตรวจจับการสึกหรอและรอยแตกของส่วนหัวรางเป็นประจำ โดยมีระยะเวลาการติดตาม 3 ปี ข้อมูลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าปริมาณการสึกหรอของรางที่มีความบริสุทธิ์สูง-นั้นต่ำกว่ารางที่มีความบริสุทธิ์ทั่วไปถึง 30% และเวลาเริ่มต้นการแตกร้าวจะล่าช้าออกไปมากกว่า 2 ปี การตรวจสอบความสัมพันธ์ยังต้องรวมการวิเคราะห์ทางโลหะวิทยาเพื่อสังเกตจำนวนและการกระจายของสารเจือปนในรางที่มีความบริสุทธิ์ต่างกัน ยิ่งมีการเจือปนน้อยลงและน้อยลง ความต้านทานการสึกหรอของรางก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ด้วยการตรวจสอบ จึงสามารถอธิบายกฎที่มีอิทธิพลต่อความบริสุทธิ์ของวัสดุต่อความต้านทานการสึกหรอได้ โดยให้การสนับสนุนข้อมูลสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตราง