เทคโนโลยีการเสริมความแข็งแกร่งของพื้นผิวรางและการปรับตัวให้เข้ากับเส้นที่มีความจุการจราจรต่างกัน

เทคโนโลยีการเสริมความแข็งแกร่งของพื้นผิวรางและการปรับตัวให้เข้ากับเส้นที่มีความจุการจราจรต่างกัน

พารามิเตอร์กระบวนการหลักของการเสริมความแข็งแกร่งในการชุบผิวสำหรับรางมาตรฐานแห่งชาติคืออะไร?

แกนหลักของการเสริมความแข็งแกร่งในการชุบผิวสำหรับรางมาตรฐานแห่งชาติคือการควบคุมพารามิเตอร์การทำความร้อนและความเย็นอย่างแม่นยำ ประการแรก การให้ความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำความถี่ปานกลาง-ถูกนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนแก่พื้นผิวรางรถไฟถึง 850-900 องศา ซึ่งเป็นช่วงอุณหภูมิที่ช่วยให้แน่ใจว่าพื้นผิวรางนั้นมีออสเทนไนต์โดยไม่เกิดการเผาไหม้มากเกินไป ควรควบคุมเวลาในการทำความร้อนภายใน 30-40 วินาทีเพื่อให้แน่ใจว่าความลึกในการทำความร้อนของพื้นผิวการทำงานอยู่ที่ 2-3 มม. ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดในการเสริมความแข็งของพื้นผิว การทำความเย็นด้วยหมอกน้ำแรงดันสูงถูกนำมาใช้ในขั้นตอนการทำความเย็น โดยมีการควบคุมแรงดันน้ำที่ 0.8-1.2MPa และอัตราการทำความเย็นที่มากกว่าหรือเท่ากับ 15 องศา / วินาที ซึ่งส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างพื้นผิวให้เป็นมาร์เทนไซต์ที่ละเอียด หลังจากการดับแล้ว การบำบัดด้วยอุณหภูมิต่ำจะดำเนินการที่ 180-200 องศาเป็นเวลา 1 ชั่วโมง เพื่อขจัดความเค้นตกค้างในการดับ และหลีกเลี่ยงรอยแตกที่พื้นผิวบนราง ความแข็งของพื้นผิวรางที่รับการบำบัดโดยกระบวนการนี้สามารถเข้าถึง HRC58-62 และความต้านทานการสึกหรอมากกว่ารางที่ไม่ผ่านการบำบัดมากกว่า 3 เท่า

ข้อกำหนดทางเทคนิคพิเศษสำหรับการเสริมความแข็งแกร่งด้วยเลเซอร์หุ้มรางมาตรฐานต่างประเทศมีอะไรบ้าง?

สำหรับการเสริมความแข็งแรงของการหุ้มด้วยเลเซอร์ของรางมาตรฐานต่างประเทศ เช่น UIC60 และ AREMA115RE ข้อกำหนดแรกคือความเข้ากันได้ดีระหว่างวัสดุหุ้มและโลหะฐานราง โดยปกติจะเลือกใช้ผงโลหะผสมที่มีธาตุเหล็ก- และองค์ประกอบของผงควรจะใกล้เคียงกับอัตราส่วนโลหะผสมของโลหะฐานรางเพื่อหลีกเลี่ยงการหลุดลอกที่รอยต่อระหว่างชั้นหุ้มและโลหะฐาน กำลังเลเซอร์จำเป็นต้องปรับตามรุ่นของราง: กำลังเลเซอร์สำหรับราง UIC60 ถูกควบคุมที่ 2000-2500W และสำหรับราง AREMA115RE จะต้องเพิ่มเป็น 2500-3000W เพื่อให้แน่ใจว่าความหนาของชั้นหุ้มจะสม่ำเสมอถึง 0.5-0.8 มม. จำเป็นต้องมีการป้องกันก๊าซเฉื่อยในระหว่างกระบวนการหุ้ม โดยมีการควบคุมอัตราการไหลของอาร์กอนที่ 10-15 ลิตร/นาที เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของชั้นหุ้ม หลังจากการหุ้ม พื้นผิวรางจะต้องกราวด์ให้มีความหยาบ Ra น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.6μm เพื่อให้แน่ใจว่าหน้าสัมผัสระหว่างล้อกับรางจะราบรื่น นอกจากนี้ จำเป็นต้องมีการทดสอบความแข็งของชั้นหุ้ม โดยมีความแข็งมากกว่าหรือเท่ากับ HV800 และความแข็งแรงในการยึดเกาะระหว่างชั้นหุ้มและโลหะฐานมากกว่าหรือเท่ากับ 300MPa

รูปแบบการเสริมความแข็งแกร่งของพื้นผิวที่ต้องการสำหรับรางในเส้นทาง-การจราจรหนาแน่น-สูงคืออะไร

รางในเส้นทาง-ที่มีการจราจรหนาแน่น-สูง มีความเครียดจากการสัมผัสกับล้อสูง- และมีอัตราการสึกหรอที่รวดเร็ว ดังนั้น รูปแบบที่ต้องการคือวิธีการเสริมความแข็งแกร่งแบบคอมโพสิต "การดับ + การหุ้มด้วยเลเซอร์" ขั้นแรก มีการใช้การชุบความถี่ปานกลาง-กับพื้นผิวรางรถไฟเพื่อปรับปรุงความแข็งพื้นฐานและความต้านทานการสึกหรอของชั้นพื้นผิว จากนั้นจึงทำการหุ้มด้วยเลเซอร์บนชั้นที่ดับแล้วเพื่อเพิ่มความต้านทานความล้าและการหลุดร่อน พื้นผิวรางหลังจากการเสริมความแข็งแรงด้วยคอมโพสิตจะทำให้เกิดโครงสร้างสองชั้น-ของ "ชั้นเสริมความแข็งแรงที่ดับแล้ว + ชั้นต้านทานการสึกหรอที่หุ้ม-" ชั้นที่ดับแล้วให้การรองรับความแข็งแรงที่เพียงพอ ในขณะที่ชั้นหุ้มมีความทนทานต่อการสึกหรอและทนต่อแรงกระแทกได้ดีเยี่ยม โครงการนี้สามารถยืดอายุการใช้งานของรางได้มากกว่า 50% เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีดับเดี่ยว โดยปรับให้เข้ากับความต้องการของสายลากจูงหนัก-ที่มีปริมาณการจราจรต่อปีเกิน 300 ล้านตัน-กิโลเมตร ในระหว่างการก่อสร้าง ควรให้ความสนใจกับการจับคู่ความหนาระหว่างชั้นที่ดับแล้วและชั้นที่หุ้ม: ความหนาของชั้นที่ดับแล้วจะถูกควบคุมที่ 2-3 มม. และความหนาของชั้นที่หุ้มที่ 0.5-0.8 มม. เพื่อหลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความเค้นที่เกิดจากอัตราส่วนความหนาที่ไม่สมดุล นอกจากนี้ ควรทำการทดสอบการจำลองการสัมผัสของรางล้อกับรางบนรางหลังจากการเสริมความแข็งแรงของคอมโพสิตเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายความเค้นการสัมผัสที่สม่ำเสมอ

เทคโนโลยีการเสริมพื้นผิวที่ประหยัดสำหรับรางในเส้นทาง-การจราจรธรรมดา-ความเร็วต่ำคืออะไร

สายความเร็ว-การจราจรปกติ-ต่ำมีข้อกำหนดสูงในการควบคุมต้นทุน ดังนั้นจึงควรใช้เทคโนโลยีที่ประหยัดของการเสริมความแข็งแกร่งของการขัดผิวรางด้วยการยิงพื้นผิวราง การเสริมกำลังการสกัดด้วยการยิงโดยใช้ช็อตเหล็กหล่อหรือช็อตเหล็กเป็นโพรเจกไทล์ โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางของโพรเจกไทล์ควบคุมที่ 0.8-1.2 มม. และแรงดันการฉีดที่ 0.4-0.6MPa ทำให้โพรเจกไทล์กระทบกับพื้นผิวรางที่วิ่งด้วยความเร็วสูง กระบวนการนี้สามารถสร้างชั้นความเค้นอัดที่เหลือซึ่งมีความหนา 0.1-0.2 มม. บนพื้นผิวราง ซึ่งยับยั้งการเริ่มต้นและการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวจากความเมื่อยล้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ และในขณะเดียวกันก็เพิ่มความแข็งของพื้นผิวเป็น HRC45-50 ค่าใช้จ่ายในการเสริมกำลังการขัดด้วยการยิงเพียง 1/5 ของการเสริมกำลังการชุบแข็งและการหุ้มด้วยเลเซอร์ 1/20 ซึ่งเหมาะมากสำหรับสายความเร็วธรรมดาที่มีปริมาณการจราจรต่อปีน้อยกว่า 50 ล้านตัน-กิโลเมตร สามารถใช้อุปกรณ์ขัดผิวแบบเคลื่อนที่ได้ในการก่อสร้าง ซึ่งสามารถทำงานแบบออนไลน์ได้โดยตรงโดยไม่ต้องแยกชิ้นส่วนราง ซึ่งช่วยลดต้นทุนการก่อสร้างได้อย่างมาก นอกจากนี้ หลังจากการเสริมกำลังการขัดด้วยการยิงแล้ว สามารถใช้สีรองพื้นป้องกันสนิมของรางเพื่อขยายวงจรการป้องกันสนิมของรางเพิ่มเติม และลดความถี่ในการบำรุงรักษา

ตัวบ่งชี้การตรวจจับและมาตรฐานการยอมรับสำหรับผลการเสริมความแข็งแกร่งของพื้นผิวรางมีอะไรบ้าง

ตัวบ่งชี้การตรวจจับสำหรับผลการเสริมความแข็งแรงของพื้นผิวรางส่วนใหญ่ได้แก่ ความแข็งของพื้นผิว ความเค้นอัดที่ตกค้าง ความต้านทานต่อการสึกหรอ และอายุการใช้งานของความล้า ความแข็งของพื้นผิวถูกตรวจพบโดยเครื่องทดสอบความแข็งแบบ Rockwell: ความแข็งของพื้นผิวที่วิ่งของรางที่ดับแล้วควรมากกว่าหรือเท่ากับ HRC58 ความแข็งของชั้นหุ้มด้วยเลเซอร์มากกว่าหรือเท่ากับ HV800 และความแข็งของรางที่ถูกยิงกัดกร่อนมากกว่าหรือเท่ากับ HRC45 เครื่องวิเคราะห์ความเค้นแรงอัดตกค้างตรวจพบโดยเครื่องวิเคราะห์ความเค้นรังสีเอกซ์-: ความเค้นอัดตกค้างของชั้นที่ถูกเจาะที่ยิงควรมากกว่าหรือเท่ากับ -300MPa และของชั้นที่ดับแล้ว มากกว่าหรือเท่ากับ -200MPa เครื่องทดสอบการสึกหรอตรวจพบความต้านทานการสึกหรอ: การสูญเสียการสึกหรอของรางเสริมความแข็งแรงควรลดลงมากกว่า 50% เมื่อเทียบกับรางที่ไม่มีความแข็งแรง เครื่องทดสอบความล้าจากการดัดงอตรวจพบอายุความล้า: อายุความล้าของรางเสริมควรเพิ่มขึ้นมากกว่า 1 เท่า มาตรฐานการยอมรับคือ: มีการสุ่มตัวอย่างจุดตรวจวัด 10 จุดต่อเส้นกิโลเมตร และตัวชี้วัดทั้งหมดของแต่ละจุดตรวจวัดต้องเป็นไปตามมาตรฐาน หากจุดตรวจวัด 1 จุดไม่มีคุณสมบัติ จำเป็นต้องมีการสุ่มตัวอย่างสองครั้ง ถ้ายังมีคะแนนที่ไม่ผ่านเกณฑ์ในการสุ่มตัวอย่างแบบคู่ ผลการเสริมกำลังของเส้นส่วนนี้จะถูกตัดสินว่าไม่มีเงื่อนไข หลังจากผ่านการยอมรับแล้ว ควรสร้างไฟล์เสริมความแข็งแกร่งขึ้นเพื่อบันทึกเวลาเสริมความแข็งแกร่ง พารามิเตอร์กระบวนการ และผลการทดสอบ โดยให้การสนับสนุนข้อมูลสำหรับการบำรุงรักษาในภายหลัง