Ray Yüzeyi Güçlendirme Teknolojisi ve Farklı Trafik Kapasitesine Sahip Hatlara Adaptasyonu
Ulusal standart raylar için yüzey söndürme güçlendirmesinin temel süreç parametreleri nelerdir?
Ulusal standart raylar için yüzey söndürme güçlendirmesinin özü, ısıtma ve soğutma parametrelerinin hassas şekilde kontrol edilmesidir. İlk olarak, ray çalışma yüzeyini 850-900 dereceye kadar ısıtmak için orta-frekanslı indüksiyonlu ısıtma benimsenir; bu, ray yüzeyinin aşırı yanmadan östenitlenmesini sağlayan bir sıcaklık aralığıdır. Koşu yüzeyinin ısıtma derinliğinin 2-3 mm'ye ulaşmasını ve yüzey sertliği güçlendirme gereksinimlerini karşılamasını sağlamak için ısıtma süresi 30-40 saniye içinde kontrol edilmelidir. Soğutma aşamasında yüksek basınçlı su sisi soğutması kullanılır; su basıncı 0.8-1.2MPa'da kontrol edilir ve soğutma hızı 15 derece/s'ye eşit veya daha büyük olur ve yüzey yapısının ince martenzite dönüşmesi sağlanır. Söndürme işleminden sonra, söndürme artık gerilimini ortadan kaldırmak ve ray üzerinde yüzey çatlaklarını önlemek için 180-200 derecede 1 saat düşük sıcaklıkta temperleme işlemi gerçekleştirilir. Bu işlemle işlenen ray çalışma yüzeyinin sertliği HRC58-62'ye ulaşabilir ve aşınma direnci, işlenmemiş raylarınkinden 3 kat daha fazladır.
Yabancı standarttaki rayların lazer kaplamayla güçlendirilmesi için özel teknik gereksinimler nelerdir?
UIC60 ve AREMA115RE gibi yabancı standart rayların lazerle kaplama güçlendirilmesi için ilk gereksinim, kaplama malzemesi ile ray ana metali arasında iyi uyumluluktur. Genellikle demir- bazlı alaşım tozu seçilir ve kaplama katmanı ile ana metal arasındaki bağlantı noktasında soyulmanın önlenmesi için bileşiminin ray ana metalinin alaşım oranına yakın olması gerekir. Lazer gücünün ray modeline göre ayarlanması gerekir: UIC60 rayları için lazer gücü 2000-2500W'da kontrol edilir ve AREMA115RE rayları için kaplama katmanı kalınlığının eşit şekilde 0,5-0,8 mm'ye ulaşmasını sağlamak için 2500-3000W'a yükseltilmesi gerekir. Kaplama katmanının oksidasyonunu önlemek için argon akış hızının 10-15L/dak'da kontrol edildiği, kaplama işlemi sırasında inert gaz koruması gereklidir. Kaplamadan sonra ray yüzeyinin düzgün tekerlek-ray teması sağlamak için Ra pürüzlülüğü 1,6μm'den küçük veya ona eşit olacak şekilde taşlanması gerekir. Ek olarak, HV800'den büyük veya ona eşit sertlik ve kaplama katmanı ile ana metal arasındaki bağlanma mukavemeti 300MPa'dan büyük veya eşit olacak şekilde kaplama katmanının sertlik testi gereklidir.
Yüksek-trafiğin yoğun-olduğu hatlarda raylar için tercih edilen yüzey güçlendirme planı nedir?
Yüksek-trafiğin yoğun-haliyat hatlarındaki raylar, yüksek tekerlek-ray temas gerilimine sahiptir ve hızlı aşınma oranına sahiptir, bu nedenle tercih edilen şema, "su verme + lazer kaplama" kompozit güçlendirme yöntemidir. İlk olarak, yüzey katmanının temel sertliğini ve aşınma direncini geliştirmek için ray çalışma yüzeyine orta-frekanslı söndürme uygulanır ve ardından yorulma ve dağılma direncini daha da artırmak için söndürülmüş katman üzerine lazer kaplama uygulanır. Kompozit güçlendirme sonrasında ray yüzeyi, "su verilmiş güçlendirme katmanı + aşınmaya dayanıklı kaplama- katmanından oluşan çift-katmanlı bir yapı oluşturur. Söndürülmüş katman yeterli güç desteği sağlarken, kaplama katmanı mükemmel aşınma direncine ve darbe direncine sahiptir. Bu plan, tekli söndürme teknolojisine kıyasla rayın hizmet ömrünü %50'den fazla uzatabilir ve yıllık trafik hacmi 300 milyon ton-kilometreyi aşan ağır nakliye hatlarının ihtiyaçlarına uyum sağlayabilir. İnşaat sırasında, söndürülmüş katman ile kaplama katmanı arasındaki kalınlık uyumuna dikkat edilmelidir: dengesiz kalınlık oranının neden olduğu gerilim yoğunlaşmasını önlemek için söndürülmüş katman kalınlığı 2-3 mm'de ve kaplama katmanı kalınlığı 0,5-0,8 mm'de kontrol edilir. Ayrıca kompozit güçlendirme sonrası raylarda düzgün temas gerilimi dağılımının sağlanması için tekerlek-ray temas simülasyon testleri yapılmalıdır.
Düşük-trafiğe sahip normal-hız hatlarındaki raylar için ekonomik yüzey güçlendirme teknolojisi nedir?
Düşük-trafikli sıradan-hızlı hatların maliyet kontrolü açısından yüksek gereksinimleri vardır, bu nedenle ray yüzeyinin bilyalı dövmeyle güçlendirilmesine yönelik ekonomik teknoloji tercih edilir. Bilyeli dövme güçlendirmesi, mermi çapı 0,8-1,2 mm'de ve enjeksiyon basıncı 0,4-0,6 MPa'da kontrol edilen mermi olarak dökme demir bilyeler veya çelik bilyeler kullanır ve mermilerin rayın çalışma yüzeyine yüksek hızda çarpmasını sağlar. Bu işlem, ray yüzeyinde 0,1-0,2 mm kalınlığında bir artık basınç gerilimi tabakası oluşturabilir, yorulma çatlaklarının başlamasını ve yayılmasını etkili bir şekilde engelleyebilir ve aynı zamanda yüzey sertliğini HRC45-50'ye yükseltebilir. Bilyeli dövme güçlendirmesinin maliyeti, söndürme güçlendirmesinin yalnızca 1/5'i ve lazer kaplamanın 1/20'sidir; bu, yıllık trafik hacmi 50 milyon ton-kilometreden az olan normal hızlı hatlar için çok uygundur. Rayları sökmeden doğrudan çevrimiçi çalışabilen, inşaat maliyetlerini büyük ölçüde azaltan mobil bilyeli dövme ekipmanı inşaat için kullanılabilir. Ayrıca bilyeli dövme güçlendirmesinden sonra rayların pas önleme döngüsünü daha da uzatmak ve bakım sıklığını azaltmak için ray pas önleyici astar uygulanabilir.
Ray yüzeyi güçlendirme etkilerinin tespit göstergeleri ve kabul standartları nelerdir?
Ray yüzeyi güçlendirme etkilerinin tespit göstergeleri temel olarak yüzey sertliğini, artık basınç gerilimini, aşınma direncini ve yorulma ömrünü içerir. Yüzey sertliği bir Rockwell sertlik test cihazı tarafından tespit edilir: söndürülmüş rayların hareketli yüzey sertliği HRC58'den büyük veya ona eşit olmalı, lazer kaplama katmanının sertliği HV800'den büyük veya ona eşit ve bilyalı dövmeli rayların sertliği HRC45'ten büyük veya ona eşit olmalıdır; artık basınç gerilimi bir X-ışını gerilim analizörü tarafından tespit edilir: bilyalı dövmeli tabakanın artık basınç gerilimi -300MPa'ya eşit veya daha büyük olmalı ve söndürülmüş katmanınki -200MPa'ya eşit veya daha büyük olmalıdır; aşınma direnci bir aşınma test makinesi tarafından tespit edilir: güçlendirilmiş rayların aşınma kaybı, güçlendirilmemiş raylara kıyasla %50'den fazla azaltılmalıdır; yorulma ömrü bir bükülme yorulma test makinesi ile tespit edilir: güçlendirilmiş rayların yorulma ömrü 1 kattan fazla artırılmalıdır. Kabul standardı şu şekildedir: Hattın kilometresi başına 10 ölçüm noktası örneklenir ve her ölçüm noktasının tüm göstergeleri standartları karşılamalıdır. 1 ölçüm noktasının niteliksiz olması durumunda çift numune alınması gerekir; Çift örneklemede hala niteliksiz noktalar mevcutsa, hattın bu bölümünün güçlendirme etkisinin niteliksiz olduğu yargısına varılır. Kabulü geçtikten sonra, güçlendirme süresini, proses parametrelerini ve test sonuçlarını kaydedecek ve sonraki bakım için veri desteği sağlayacak bir güçlendirme dosyası oluşturulmalıdır.