Roadmap für Schienenmaterial-Upgrade und -Verstärkungstechnologie
Für welche Arten von Eisenbahnstrecken sind die gängigen inländischen Schienenmaterialien U71Mn, U75V und U78CrV geeignet?
U71Mn ist eine gewöhnliche perlitische Schiene mit mäßiger Festigkeit und ausgereiften Herstellungsprozessen. Aufgrund seiner geringen Kosten, einfachen Schweiß- und Wartungsfreundlichkeit wird es häufig in konventionellen Eisenbahnen, Bahnhofsgleisen und Nebenstrecken eingesetzt. U75V ist eine hochfeste perlitische Schiene mit deutlich verbesserter Zugfestigkeit und Verschleißfestigkeit. Es eignet sich für Hochgeschwindigkeits-Hauptstrecken, Schwerlast-Hauptstrecken, lange Steigungen und Abschnitte mit dichten Kurven und ist derzeit das gängigste Material für Hochgeschwindigkeits- und konventionelle Fernstrecken in China. U78CrV ist eine mikrolegierte, verstärkte Schiene, der Elemente wie Chrom und Vanadium zur Verfeinerung der Körnung hinzugefügt wurden, wodurch die Festigkeit, Zähigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Riffelbeständigkeit weiter verbessert werden. Es eignet sich für Schwerlaststrecken, Kurven mit kleinem{13}Radius, stark beanspruchte Abschnitte, lange Brücken und Tunnelabschnitte.
Was sind die wichtigsten technischen Mittel zur Verstärkung und Verfestigung von Schienen?
Eine davon ist die Mikrolegierung, bei der Spurenelemente wie Vanadium, Niob, Titan und Chrom verwendet werden, um das Korn zu verfeinern, Festigkeit und Zähigkeit zu verbessern und gleichzeitig die Schweißbarkeit sicherzustellen. Zweitens sind kontrolliertes Rollen und Abkühlen entscheidend. Durch die präzise Steuerung von Temperatur, Verformung und Abkühlgeschwindigkeit während des Walzens wird der Perlitlamellenabstand optimiert, was zu einer gleichmäßigen inneren Struktur und angemessenen Restspannungen in der Schiene führt. Drittens führt das Abschrecken und Anlassen über die gesamte Länge zu einer tiefen Härtung des Schienenkopfes, wodurch die Oberflächenhärte und die Verschleißfestigkeit verbessert werden, während gleichzeitig die Zähigkeit des Kerns gewährleistet und Sprödbruch verhindert wird. Viertens verbessern Techniken zur Oberflächenverstärkung, wie z. B. Abschrecken des Schienenkopfes über die gesamte Länge, Beschichtungsverstärkung und Ionenimplantation, die Verschleißfestigkeit, den Schälwiderstand und die Kontaktermüdungsbeständigkeit. Fünftens reduziert sauberes Stahlschmelzen Schwefel, Phosphor, Gase und Einschlüsse, wodurch interne Defekte minimiert und die Ermüdungslebensdauer verbessert werden.
Warum müssen Schwertransportleitungen hoch{1}feste, verschleißfeste-Schienen verwenden?
Schwerlastzüge haben schwere Achsen, eine hohe Verkehrsdichte und eine Rad-{1}}Schienenkontaktbelastung, die weit über die auf normalen Strecken hinausgeht. Gewöhnliche Schienen sind anfällig für Mängel wie Schienenkopfquetschungen, Seitenverschleiß, Riffelung, Abblättern und Ermüdungsrisse. Hoch-verschleißfeste-Schienen weisen eine höhere Härte, eine stabilere Struktur und eine stärkere Widerstandsfähigkeit gegen Kontaktermüdung auf, was die Verschleißrate erheblich reduziert, die Schleifzyklen verlängert und die Häufigkeit des Schienenaustauschs verringert, wodurch die Gesamtlebenszykluskosten der Linie erheblich gesenkt werden. Währenddessen können hochfeste Schienen in Brems-, Anfahr- und Steigungsabschnitten größeren Scher- und Längskräften standhalten, wodurch das Risiko einer Quetschung der Schienenenden und einer plastischen Verformung verringert wird.
Welche Formen von Schienenkontaktermüdungsschäden gibt es und welche Präventions- und Kontrollmaßnahmen gibt es?
Kontaktermüdung äußert sich hauptsächlich in Schuppenrissen, Abplatzungen und Kernschäden an der Schienenkopfoberfläche, die durch wiederholte hohe Beanspruchung von Rad und Schiene verursacht werden. Rissausbreitung führt leicht zum Schienenbruch. Zu den Präventions- und Kontrollmaßnahmen gehören: Auswahl hoch-fester, verschleiß-beständiger Schienen; Verbesserung der Schienenglätte und Verringerung der lokalen Spannungskonzentration; Durchführung eines vorbeugenden Schleifens zur Beseitigung von Mikro-rissen und Spannungskonzentrationspunkten an der Oberfläche; Kontrolle des Raddurchmesserunterschieds und der Radpolygonalität, um den Rad-{6}}Schienenstoß zu reduzieren; Verbesserung der Abstimmung von Gleiselastizität und -steifigkeit, um dynamische Belastungen zu reduzieren; und Stärkung der Fehlererkennung, um interne Kernschäden frühzeitig zu erkennen und zu behandeln.
Welche Auswirkungen hat die Aufwertung von Schienenmaterialien auf tragende Komponenten?
Eine erhöhte Festigkeit, Härte und Steifigkeit der Schiene verändert den Spannungszustand von Befestigungselementen, Polstern und Schwellen. In der Regel sind gleichzeitige Upgrades erforderlich: Befestigungselemente mit höherer Klemmkraft, Federklammern mit stärkerer Ermüdungsbeständigkeit, Schienenpolster mit hoher Tragfähigkeit und Schlagfestigkeit, verstärkte Verankerungssysteme sowie Verbindungsschrauben und Laschen mit höherer Festigkeit. Wenn die Schienen modernisiert werden, das Zubehör jedoch nicht, kommt es zu einer Reihe von Fehlern, wie z. B. Bruch von Befestigungselementen, Quetschung der Unterlage, Lockerung der Schrauben und Beschädigung der Schwelle. Daher müssen Schienen und Zubehör systematisch und synchron aufgerüstet werden.