Wat is zijdelingse slijtage van rails en waarom is dit belangrijk?
Laterale slijtage - gewoonlijk zijslijtage of kaliber-hoekslijtage - genoemd is het verlies van metaal aan de kaliberzijde van de railkop waar de wielflens schuurt tijdens het buigen. Een kleine hoeveelheid zijdelingse slijtage is normaal en is toegestaan binnen de onderhoudslimieten, maar wanneer de slijtage de limiet overschrijdt, wordt het boogprofiel van de railkopzijde vernietigd. Het contactoppervlak tussen wielflens en rail wordt met ruim 30% verkleind, waardoor de contactspanning sterk stijgt en de geleidingskracht tussen wiel en rail afneemt. In bochten kan de middelpuntvliedende kracht van de trein niet langer in evenwicht worden gebracht, waardoor het risico op het beklimmen van de wielflens en het ontsporen groter wordt. De versleten kant vormt ook een scherpe rand die de slijtage van de flens versnelt, waardoor de wielflens dunner wordt en een zichzelf- zelfversterkende cyclus van railslijtage, flensslijtage en falen van de geleiding ontstaat.
Waarom de limiet 17 mm is op gewone lijnen en 10 mm op hogesnelheidslijnen
Het verschil wordt bepaald door de treinsnelheid en de dynamische respons van de wiel{0}}rails. Hoge-snelheidstreinen ontwikkelen grote centrifugaalkrachten in bochten en zijn afhankelijk van nauwkeurige wiel-railgeleiding; zelfs een kleine hoeveelheid zijdelingse slijtage vermindert de geleidingsveiligheid meetbaar. De afstemmingsprecisie tussen de wielflens en het railkopprofiel is ook strakker op materiaal met hoge- snelheden, dus zodra de slijtage groter is dan ongeveer 10 mm, wordt de pasopening beschadigd en wordt de impact van de wiel-rail heviger. Gewone lijnen werken bij lagere snelheden met kleinere centrifugaalkrachten, en de wielprofielen tolereren meer slijtage, dus de toegestane limiet is vastgesteld op 17 mm. In beide gevallen zijn de limieten vastgelegd in de spooronderhoudsregels en vormen ze de grens tussen gepland slijpen en onmiddellijke spoorvervanging.
Handelend op 80% van de limiet: de waarschuwingszone
Wanneer de zijdelingse slijtage 80% van de limiet - 13.6mm op gewone lijnen en 8 mm op hoge-snelheidslijnen - bereikt, is de spoorstaaf de gevarenwaarschuwingszone binnengegaan en moeten er preventieve maatregelen worden genomen, ook al ligt de waarde nog steeds binnen de norm. Vier maatregelen zijn standaardpraktijk:
Wekelijkse slijtagemetingom de mate van slijtageontwikkeling te monitoren en te voorspellen wanneer de limiet wordt bereikt.
Aanpassing van de curvemeter- het verkleinen van het profiel in de bocht binnen de standaardtolerantieband om het contactpunt naar het ongedragen deel van de railkop te verplaatsen.
Smering van wiel-railsvan het meetvlak om de wrijvingscoëfficiënt te verlagen en de slijtage te vertragen.
Kant slijpenvan de rail om een deel van het kopprofiel te herstellen en de resterende levensduur van de rail te verlengen.
Het verborgen gevaar van ongelijkmatige zijslijtage
Ongelijkmatige slijtage - ernstig aan de ene rail van het paar en licht aan de andere - is gevaarlijker dan uniforme slijtage, omdat hierdoor de spoorgeometrie wordt verstoord. De hartlijn van de versleten rail verschuift, waardoor een fluctuerend spoor ontstaat, en de kans dat de spoorbreedte de limiet overschrijdt, neemt met meer dan 50% toe. De zwaar versleten rail kantelt ook enigszins onder belasting, waardoor het spoor uit de tolerantie kan worden geduwd en er gevaar voor wiel-piepen en ribbels kan ontstaan. De asymmetrie verandert de laterale stijfheid van de baan, verandert de effectieve superelevatie in de bocht en verslechtert de rijkwaliteit. Ongelijkmatige slijtage op lange- termijn vervormt de rail en drijft de onderhoudskosten op. Een paar rails met sterk verschillende slijtageniveaus moet dus worden behandeld als een urgent geval van slijpen of vervangen, en niet alleen als een geval van slijtage-.
Hoe u de zijslijtage ter plaatse correct kunt meten
Zijslijtage moet worden gemeten met een speciale spoorslijtagemeter, en niet met een stalen tape of geïmproviseerde remklauw. De meter wordt met de positioneringsvlakken tegen de boven- en meterzijde van de railkop geplaatst en de meetsonde wordt op de diepste slijtagepositie geplaatst, meestal bij de railkopkaak. Er worden metingen gedaan op zowel de binnen- als de buitenrails van de curve op drie belangrijke locaties - het hoekpunt van de curve, het begin en het einde van de curve - en de slechtste waarde bepaalt de beslissing. Een goede meter geeft 0,1 mm aan en gebruikt een vast referentiepunt, wat een meetlint niet kan bieden. Meetfout bij de grenswaarde is onaanvaardbaar, omdat hierdoor óf een onveilige spoorstaaf in het spoor kan blijven, óf een voortijdige vervanging van een goede spoorstaaf wordt geforceerd.
Veelgestelde vragen
Kan zijslijtage worden gerepareerd zonder de rail te vervangen?
Zijslijtage binnen de limiet kan worden aangepakt door profielslijpen en vlaksmering- om verdere slijtage te vertragen. Zodra de limiet is overschreden, is lasreparatie van de hoekhoek op sommige kwaliteiten mogelijk, maar hiervoor is een gekwalificeerde railreparatieprocedure vereist; in de meeste gevallen wordt de rail vervangen.
Hoe vaak moet zijslijtage worden gemeten op gebogen spoor?
Op sterk gebogen goederenlijnen maken metingen doorgaans deel uit van de reguliere spoorinspectiecyclus; in de 80%-waarschuwingszone stijgt de frequentie naar wekelijks, en geautomatiseerde spoorregistratievoertuigen vullen de handmatige metingen aan.
Waarom hanteren hogesnelheidssporen een kleinere slijtagelimiet dan goederenlijnen?
Hoge-snelheidsmaterieel heeft een kleinere wiel-railspeling en een grotere vraag naar geleiding, en kleine profielveranderingen veroorzaken grote dynamische effecten bij 250-350 km/u. Goederenlijnen tolereren meer slijtage omdat de snelheden en geleidingseisen lager zijn.
Wat is het verschil tussen zijslijtage en verticale hoofdslijtage?
Zijslijtage verwijdert metaal van het meetvlak van de kop en wordt horizontaal gemeten bij de kopkaak; verticale hoofdslijtage wordt vanaf de kruin naar beneden gemeten. Beide worden afzonderlijk bijgehouden en elk heeft zijn eigen limiet in de onderhoudsregels.
Vertoont wiel{0}}railsmering ernstige slijtage?
Smering vermindert de wrijvingscoëfficiënt en vertraagt de slijtage, maar herstelt het versleten profiel niet. Het mag samen met meten en slijpen worden gebruikt - en nooit ter vervanging van het voldoen aan de slijtagelimiet.