1. Wofür werden Stahlschienen hauptsächlich verwendet?
Stahlschienen sind wesentliche Komponenten in Eisenbahnsystemen und dienen als Grundstruktur, die Züge führt und trägt. Sie verteilen das Gewicht von Lokomotiven, Waggons und Ladung gleichmäßig auf dem Gleisbett und sorgen so für eine stabile Bewegung. Über die herkömmlichen Eisenbahnen hinaus werden sie auch in städtischen Verkehrssystemen wie U-Bahnen und Stadtbahnen sowie in industriellen Umgebungen wie Bergwerken und Häfen für den Materialtransport eingesetzt. Aufgrund ihrer Haltbarkeit und Stärke sind sie von entscheidender Bedeutung für die Aufrechterhaltung sicherer und effizienter Transportnetze weltweit.
2. Aus welchen Materialien bestehen Stahlschienen?
Stahlschienenwerden hauptsächlich aus hoch-kohlenstoffreichem Stahl oder legiertem Stahl hergestellt. Kohlenstoffreicher Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,6 % bis 0,8 % bietet eine hervorragende Härte und Verschleißfestigkeit und eignet sich daher für die meisten allgemeinen Eisenbahnstrecken. Schienen aus legiertem Stahl, die Elemente wie Mangan, Chrom oder Vanadium enthalten können, sind für Umgebungen mit hoher -Belastung konzipiert, beispielsweise auf Hochgeschwindigkeitsbahnen oder auf Schwerlastfrachtstrecken. Diese Legierungszusätze verbessern die Zugfestigkeit, Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit und sorgen so für eine längere Lebensdauer unter extremen Bedingungen.
3. Wie werden Stahlschienen hergestellt?
Der Produktionsprozess von Stahlschienen umfasst mehrere wichtige Schritte. Zunächst werden Rohstoffe wie Eisenerz, Kohle und Kalkstein in einem Hochofen geschmolzen, um geschmolzenes Eisen herzustellen. Anschließend wird dieses Eisen in einem Sauerstoff- oder Elektrolichtbogenofen raffiniert, um Verunreinigungen zu entfernen und die chemische Zusammensetzung anzupassen. Der geschmolzene Stahl wird zu Blöcken oder Knüppeln gegossen, die dann erhitzt und in mehreren Durchgängen gewalzt werden, um die gewünschte Schienenform zu erhalten. Nach dem Walzen werden die Schienen einer Wärmebehandlung (z. B. Abschrecken und Anlassen) unterzogen, um ihre mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Abschließend werden sie auf Mängel untersucht, auf Länge geschnitten und für den Einbau vorbereitet.
4. Was sind die Standardgrößen von Stahlschienen?
Stahlschienen gibt es in verschiedenen Standardgrößen, wobei die Abmessungen je nach Region und Anwendung variieren. In vielen Ländern ist dieGewicht pro Meterist eine Schlüsselspezifikation. Zu den gängigen Größen gehören 30 kg/m, 43 kg/m, 50 kg/m, 60 kg/m und 75 kg/m. Bei Hochgeschwindigkeitsbahnen werden typischerweise schwerere Schienen (z. B. 60 kg/m oder 75 kg/m) verwendet, um größeren Belastungen und Geschwindigkeiten standzuhalten. Auch die Querschnittsform folgt den Standards, wobei Kopf, Steg und Basis so gestaltet sind, dass Festigkeit und Stabilität optimiert werden. Internationale Standards, wie sie beispielsweise vom Internationalen Eisenbahnverband (UIC) festgelegt wurden, gewährleisten einheitliche Schienendimensionen für die Interoperabilität.
5. Wie sind Stahlschienen verschleißfest?
Stahlschienen sind durch eine Kombination aus Materialauswahl und Herstellungsprozessen so konzipiert, dass sie Verschleiß widerstehen. Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt und legierte Stähle sorgen für Eigenhärte und reduzieren den Abrieb durch Eisenbahnräder. Durch eine Wärmebehandlung, beispielsweise das Abschrecken des Schienenkopfes, entsteht eine harte Oberflächenschicht, während gleichzeitig ein zäher Kern erhalten bleibt, wodurch Verschleißfestigkeit und Schlagtoleranz ausgeglichen werden. Darüber hinaus trägt eine regelmäßige Wartung, einschließlich Schleifen zum Glätten von Oberflächenunregelmäßigkeiten und Entfernen von Rissen, dazu bei, übermäßigem Verschleiß vorzubeugen. Durch die Schmierung zwischen Rad und Schiene in Kurven wird zudem die Reibung reduziert und der Verschleiß beider Komponenten minimiert. Im Laufe der Zeit verfolgen Überwachungssysteme Verschleißmuster und ermöglichen so den rechtzeitigen Austausch stark verschlissener Abschnitte.