Technologie voor het versterken van spooroppervlakken en de aanpassing ervan aan lijnen met verschillende verkeerscapaciteiten
Wat zijn de kernprocesparameters van oppervlakteafschrikversterking voor nationale standaardrails?
De kern van oppervlakteblusversterking voor nationale standaardrails is het nauwkeurig regelen van de verwarmings- en koelingsparameters. Ten eerste wordt midden{1}}inductieverwarming met middenfrequentie toegepast om het loopvlak van de rail te verwarmen tot 850-900 graden, een temperatuurbereik dat ervoor zorgt dat het railoppervlak wordt geaustenitiseerd zonder dat het oververbrandt. De verwarmingstijd moet binnen 30-40 seconden worden geregeld om ervoor te zorgen dat de verwarmingsdiepte van het loopoppervlak 2-3 mm bedraagt, zodat wordt voldaan aan de vereisten voor versterking van de oppervlaktehardheid. In de koelfase wordt hogedrukwatermistkoeling gebruikt, waarbij de waterdruk wordt geregeld op 0,8-1,2 MPa en de koelsnelheid groter dan of gelijk is aan 15 graden /s, waardoor de transformatie van de oppervlaktestructuur in fijn martensiet wordt bevorderd. Na het afschrikken wordt een ontlaatbehandeling bij lage temperatuur gedurende 1 uur bij 180-200 graden uitgevoerd om de restspanning van het afschrikken te elimineren en oppervlaktescheuren op de rail te voorkomen. De hardheid van het door dit proces behandelde railloopoppervlak kan HRC58-62 bereiken, en de slijtvastheid is meer dan driemaal die van onbehandelde rails.
Wat zijn de speciale technische vereisten voor het lasercladversterken van buitenlandse normrails?
Voor lasercladversterking van buitenlandse standaardrails zoals UIC60 en AREMA115RE is de eerste vereiste een goede compatibiliteit tussen het bekledingsmateriaal en het railbasismetaal. Meestal wordt op ijzer-gebaseerd legeringspoeder gekozen, en de samenstelling ervan moet dicht bij de legeringsverhouding van het railbasismetaal liggen om afbladderen op de kruising tussen de bekledingslaag en het basismetaal te voorkomen. Het laservermogen moet worden aangepast aan het railmodel: het laservermogen voor UIC60-rails wordt geregeld op 2000-2500 W, en voor AREMA115RE-rails moet het worden verhoogd tot 2500-3000 W om ervoor te zorgen dat de dikte van de bekledingslaag gelijkmatig 0,5-0,8 mm bedraagt. Tijdens het cladproces is bescherming met inert gas vereist, waarbij de argonstroomsnelheid wordt geregeld op 10-15 l/min om oxidatie van de cladlaag te voorkomen. Na het bekleden moet het railoppervlak worden geslepen tot een ruwheid Ra kleiner dan of gelijk aan 1,6 μm om een soepel contact tussen wiel en rail te garanderen. Bovendien is een hardheidstest van de bekledingslaag vereist, waarbij de hardheid groter is dan of gelijk is aan HV800 en de hechtsterkte tussen de bekledingslaag en het basismetaal groter dan of gelijk is aan 300 MPa.
Wat is het voorkeursschema voor oppervlakteversterking voor spoorstaven op -lijnen met veel verkeer-?
Sporen op spoorlijnen met veel-verkeer en zware-afstanden ondergaan een hoge wiel--railcontactspanning en slijten snel. Het voorkeursschema is dus de composietversterkingsmethode "quenching + lasercladding". Eerst wordt middenfrequentie-afschrikking toegepast op het loopvlak van de rail om de basishardheid en slijtvastheid van de oppervlaktelaag te verbeteren, en vervolgens wordt lasercladding uitgevoerd op de afgeschrikte laag om de weerstand tegen vermoeidheid en afbrokkelen verder te verbeteren. Het railoppervlak vormt na versterking van het composiet een dubbele-laagstructuur van "uitgeharde versterkingslaag + bekledingsslijt-bestendige laag". De afgeschrikte laag biedt voldoende sterkteondersteuning, terwijl de cladlaag een uitstekende slijtvastheid en slagvastheid heeft. Dit plan kan de levensduur van het spoor met meer dan 50% verlengen vergeleken met de enkele blustechnologie, en past zich aan aan de behoeften van zware-vervoerslijnen met een jaarlijks verkeersvolume van meer dan 300 miljoen tonkilometer-. Tijdens de constructie moet aandacht worden besteed aan de dikte die past tussen de afgeschrikte laag en de bekledingslaag: de dikte van de afgeschrikte laag wordt gecontroleerd op 2-3 mm en de dikte van de bekledingslaag op 0,5-0,8 mm om spanningsconcentratie veroorzaakt door een onevenwichtige dikteverhouding te voorkomen. Bovendien moeten wiel-rail contactsimulatietests worden uitgevoerd op de rails na versterking van het composiet om een uniforme contactspanningsverdeling te garanderen.
Wat is de economische oppervlakteversterkingstechnologie voor rails op lijnen met lage- gewone-snelheidslijnen?
Lijnen met lage-gewone-snelheidslijnen stellen hoge eisen aan de kostenbeheersing, dus de economische technologie van het versterken van het railoppervlak verdient de voorkeur. Bij het versterken van het kogelharden worden gietijzeren kogels of stalen kogels als projectielen gebruikt, met een projectieldiameter van 0,8-1,2 mm en een injectiedruk van 0,4-0,6 MPa, waardoor de projectielen met hoge snelheid op het loopvlak van de rail botsen. Dit proces kan een resterende drukspanningslaag met een dikte van 0,1-0,2 mm op het railoppervlak vormen, waardoor het ontstaan en de voortplanting van vermoeiingsscheuren effectief wordt tegengegaan en tegelijkertijd de oppervlaktehardheid wordt verhoogd tot HRC45-50. De kosten van versterking door middel van kogelstralen bedragen slechts 1/5 van de versterking van de bluskracht en 1/20 van de lasercladding, wat zeer geschikt is voor lijnen met normale snelheid met een jaarlijks verkeersvolume van minder dan 50 miljoen tonkilometer. Voor de bouw kan mobiele kogelstraalapparatuur worden gebruikt, die direct online kan werken zonder de rails te demonteren, waardoor de bouwkosten aanzienlijk worden verlaagd. Bovendien kan, na versterking door het kogelstralen, een roestwerende primer op de rails worden aangebracht om de antiroestcyclus van de rails verder te verlengen en de onderhoudsfrequentie te verminderen.
Wat zijn de detectie-indicatoren en acceptatienormen voor spoorversterkingseffecten?
De detectie-indicatoren voor de effecten van spoorversterking omvatten voornamelijk oppervlaktehardheid, resterende drukspanning, slijtvastheid en levensduur tegen vermoeiing. De oppervlaktehardheid wordt gedetecteerd door een Rockwell-hardheidstester: de hardheid van het loopoppervlak van gedoofde rails moet groter zijn dan of gelijk aan HRC58, de hardheid van de lasercladdinglaag groter dan of gelijk aan HV800, en de hardheid van gestraalde rails groter dan of gelijk aan HRC45; de resterende drukspanning wordt gedetecteerd door een röntgenspanningsanalysator: de resterende drukspanning van de gestraalde laag moet groter zijn dan of gelijk aan -300 MPa, en die van de uitgedoofde laag groter dan of gelijk aan -200 MPa; de slijtvastheid wordt gedetecteerd door een slijtagetestmachine: het slijtageverlies van versterkte rails moet met meer dan 50% worden verminderd in vergelijking met niet-versterkte rails; De levensduur van vermoeiing wordt gedetecteerd door een buigvermoeidheidstestmachine: de levensduur van vermoeiing van versterkte rails moet met meer dan één keer worden verlengd. De acceptatienorm is: per kilometer lijn worden 10 meetpunten bemonsterd en per meetpunt moeten alle indicatoren aan de normen voldoen. Indien 1 meetpunt niet gekwalificeerd is, is dubbele bemonstering vereist; als er nog steeds ongekwalificeerde punten zijn bij dubbele bemonstering, wordt het versterkende effect van dit lijnvak als ongekwalificeerd beoordeeld. Na het passeren van de acceptatie moet een versterkingsbestand worden opgesteld om de versterkingstijd, procesparameters en testresultaten vast te leggen, en gegevensondersteuning te bieden voor daaropvolgend onderhoud.