Ray Başı Sertleştirmesi Neden Kullanılır?
Virajlarda, eğimlerde ve ağır{0}}hareket hatlarında, ray başlığı tekerlek-ray teması nedeniyle aşınır ve dökülme, çökme ve dalgalı aşınma gibi yuvarlanma teması yorgunluğuna (RCF) maruz kalır. Kafa sertleştirmesi rayın yüzey sertliğini yükselterek aşınma ve RCF'nin kontrol edilmesini sağlayarak rayın daha uzun süre hizmette kalmasını sağlar. Çin uygulamaları TB/T 2344 kapsamına giren U75VH kafa-sertleştirilmiş kalitesiyle, Avrupa uygulamaları ise EN 13674-1 kapsamındaki R350HT ve R400HT kaliteleriyle örneklendirilmektedir.
Common Railhead Söndürme Prosesleri
| İşlem | Isıtma ve Soğutma | Sertleştirilmiş Derinlik | Tipik Kullanım |
|---|---|---|---|
| İndüksiyonla ısıtma söndürme | Yüksek-frekanslı endüksiyon bobini kafayı yaklaşık 850 ila 900 santigrat dereceye kadar ısıtır, ardından su spreyi onu soğutur | 8 - 12 mm, tekdüze | Ana-hat ve ağır-taşıma rayları |
| Alev söndürme | Asetilen-oksijen aleviyle ısıtma | 5 ila 8 mm, daha sığ | Trafik hacmi küçük olan hatlar |
| Kontak (elektrot) ısıtmalı söndürme | Elektrotlar kafayı doğrudan ısıtır | Kontrol edilebilir ancak ekipman karmaşıktır | Modern pratikte nadiren kullanılır |
Sertlik ve Sertleştirilmiş-Katman Gereksinimleri
Kafa-sertleştirilmiş raylar normalde yüzey sertliğine göre belirtilir: U75VH rayları yaklaşık HB 341 ila 400'e ulaşır ve birinci sınıf kaliteler R400HT kalitesiyle karşılaştırılabilecek şekilde HB 380 ila 420'yi hedefler. Sertlik yüzeyin altına aniden düşmemelidir: Gerilme yoğunlaşmasını önlemek için sertleştirilmiş katmandaki sertlik gradyanı, yüzeyden çekirdeğe milimetre başına yaklaşık 20 HB'den fazla olmayan bir sertlik düşüşü ile hafif olmalıdır. Tekerlek-ray kuvvetlerinin düzgün şekilde değişebilmesi için söndürülmüş ve söndürülmemiş ray arasındaki geçiş bölgesi en az 50 mm uzunluğunda olmalıdır. Ağır taşıma raylarındaki sertleştirilmiş-katman derinliğinin en az 10 mm olması gerekir.
Aşınma Direnci ve Hizmet Ömrü Üzerindeki Etkisi
İndüksiyonla kafa sertleştirmesi genellikle düz hat üzerinde rayın aşınma direncini iki ila üç kat artırır: Kafa-sertleştirilmiş raylar normal trafik altında 10 ila 15 yıl hizmet ederken, sertleştirilmemiş raylar 5 ila 8 yıl dayanır. Sertleştirilmiş katman aynı zamanda tekerlek-ray teması yorulmasına karşı direnç göstererek kafanın dökülmesini ve dalgalı aşınmayı azaltır. Alevle söndürülmüş-raylar, daha sığ katmanlarıyla yaklaşık 1,5 kat iyileştirme sağlar ve tam indüksiyonla sertleştirmenin ekonomik olmadığı orta{10}}trafik hatlarına uygundur.
Sertleştirilmiş Katmanın Kalite Testi
Sertlik: Yüzey sertliğini bir Brinell veya Rockwell test cihazıyla belirli konumlarda, genellikle rayın metre başına üç noktasında ölçün ve ortalamasını alın.
Yapı: sertleştirilmiş katmanı metalografik olarak inceleyin; gerekli olan ince perlitik yapıdır (en az yüzde 90 ince perlit) - martenzit, yuvarlanma teması için fazla kırılgan olduğundan kabul edilemez.
Derinlik: Sertleştirilmiş-katman derinliğini ultrasonik test veya bölüm incelemesi ile doğrulayın; sapma, tasarım değerinden artı/eksi 1 mm dahilinde kontrol edilir.
Trafik Hacmine Göre Sürecin Seçilmesi
Yıllık trafiği{0}50 milyon brüt tonun üzerinde olan ağır nakliye hatları: indüksiyonla sertleştirme, sertleştirme derinliği en az 10 mm.
Yılda 20 ila 50 milyon brüt ton kapasiteli ana demiryolları: indüksiyonla sertleştirme (8 ila 10 mm) veya yüksek-kaliteli alevle söndürme.
20 milyon brüt tonun altındaki branşman hatları: alevle söndürme (5 ila 8 mm) maliyet ve performansı dengeler.
SSS
S: Ağır taşıma hatlarında sertleştirilmiş katmanın neden en az 10 mm olması gerekiyor?-
C: Tekerlek-rayı temas gerilimleri birkaç milimetreye nüfuz ettiğinden; daha derin bir katman, yüzey aşındıkça destek malzemesini temas bölgesinin altında sert tutar.
S: Sertleştirilmiş ray kafasında martenzit kabul edilebilir mi?
C: Hiçbir - sertleştirilmiş ray başlığının ince perlitik bir yapıya sahip olması gerekmez; Martenzit kırılgandır ve farklı soğutma uygulamaları altında oluşur, bu da trafik altında parçalanmaya neden olur.
S: Sertliğin aşınma direnciyle ilişkisi nedir?
C: Perlitik ray çeliklerinde sertlik arttıkça aşınma oranı düşer; bu nedenle ağır-demiryolu demiryolları virajlarda HB 340 veya üzerini belirtir.
S: Baş-sertleştirilmiş raylara kaynak yapılabilir mi?
C: Evet, kaliteye uygun kaynak prosedürleriyle; kafa sertliği kaynak spesifikasyonuna göre eski haline getirilmeli veya kabul edilmelidir ve kaynak ısısından-etkilenen bölgeler buna göre incelenir.
S: Kafa-sertleştirilmiş rayların teslimat kalitesini nasıl doğrularım?
C: Sertlik sonuçları, sertleştirilmiş-katman derinliği kayıtları ve ultrasonik test raporları için değirmen sertifikasını kontrol edin ve bunları geçerli standartlara göre doğrulayın.