Elastisten kiskopidikkeiden väsymissuorituskyky- ja käyttöikätekijät
Kuinka yleisesti kiskopidikkeissä käytetyn 60Si2MnA-teräksen kemiallinen koostumus vaikuttaa pidikkeiden väsymiskykyyn?
60Si2MnA-teräksen kemiallisista komponenteista kolmella alkuaineella -pii, mangaani ja hiili- on ratkaiseva rooli kiskonkiristimien väsymiskyvyssä. Hiilipitoisuutta säädetään välillä 0,57 - 0,65 %; Liian alhainen pitoisuus johtaa puristimen riittämättömään lujuuteen, joka on altis plastisille muodonmuutoksille syklisessä jännityksessä, kun taas liian suuri pitoisuus lisää teräksen haurautta ja vähentää kestävyyttä väsymishalkeamien leviämiselle. Piipitoisuus on 1,50-2,00 %; Pääasiallisena kiinteän liuoksen vahvistuselementtinä se voi parantaa merkittävästi teräksen kimmorajaa, jolloin pidike säilyttää vakaan puristusvoiman toistuvan muodonmuutoksen aikana. Jos piipitoisuus kuitenkin ylittää 2,00 %, teräksen hitsattavuus heikkenee ja karkaisuhalkeamia on todennäköistä. Mangaanipitoisuus on 0,60–0,90 %, mikä voi jalostaa rakeita ja parantaa kovettuvuutta, mikä varmistaa pidikkeen yhtenäiset yleiset mekaaniset ominaisuudet ja vähentää paikallisten suorituskykyerojen aiheuttamia väsymisvaurioita. Lisäksi teräksen haitallisten alkuaineiden, kuten rikin ja fosforin, pitoisuus on säädettävä alle 0,035 %, jotta vältetään hauraiden sulkeumien muodostuminen ja vähennetään väsymishalkeamien alkamisen riskiä.
Mitä väsymisvaaroja aiheuttaa lämpökäsittelyprosessin tärkeimpien parametrien (sammutus + keskilämpötilan -lämpötilan karkaisu) virheellinen säätö kiskon pidikkeissä?
Kiskoklipsien lämpökäsittelyprosessissa keskeisten parametrien, kuten sammutuslämpötilan, pitoajan, jäähdytysnopeuden ja keskilämpötilan{0}}lämpötilan lämpötilan, virheellinen hallinta aiheuttaa erilaisia väsymisvaaroja. Jos karkaisulämpötila on liian korkea (yli 880 astetta), se johtaa teräksen karkeisiin rakeisiin, heikentää pidikkeen iskusitkuutta ja aiheuttaa helposti halkeamia raerajoista syklisen jännityksen alaisena; liian alhainen lämpötila johtaa epätäydelliseen karkaisuun, riittämättömään pidikkeen kovuuteen ja elastisuuteen ja alttiiksi pysyvälle muodonmuutokselle. Riittämätön pitoaika aiheuttaa epätäydellisen mikrorakenteen muutoksen teräksen sisällä, mikä johtaa pidikkeen epätasaiseen suorituskykyyn ja paikallisista alueista tulee heikkoja kohtia väsymisvaurioille; liian pitkä pitoaika lisää hapettumisen ja hiilenpoiston riskiä, vähentää pidikkeen pinnan kovuutta, vähentää kulutuskestävyyttä ja nopeuttaa väsymisen kulumista. Liian hidas jäähdytysnopeus muodostaa perliitti- tai troostiittirakenteen, mikä johtaa klipsien erittäin huonoon joustavuuteen; Liian nopea jäähtymisnopeus on taipuvainen sammuttamaan halkeamia, jotka laajenevat nopeasti huollon aikana ja aiheuttavat pidikkeen äkillisen murtuman. Liian alhainen-keskilämpöinen karkaisulämpötila (alle 420 astetta) aiheuttaa liiallista sisäistä jännitystä klipsiin ja lisää haurautta; liian korkea lämpötila (yli 480 astetta) johtaa puristimen kovuuden laskuun ja kiristysvoiman nopeaan heikkenemiseen, jolloin kiskon kiinnitys ei pysy vakaasti pitkäksi aikaa ja lisää raiteen siirtymän aiheuttamia väsymisriskejä.
Mitä eroja kiskonpidikkeiden puristusvoimavaatimuksissa on eri ratatyyppien välillä (suurnopeusratarata, tavallinen kisko, raskas-raide)? Miksi nämä erot ovat olemassa?
Kiskonpidikkeiden puristusvoimavaatimuksissa on merkittäviä eroja suurten{0}}nopeuksien, tavallisten ja raskaiden{1}}kiskojen välillä. Tyypin Ⅲ puristusvoiman, jota käytetään yleisesti suurten nopeuksien rautatiekiskoissa, tulee olla suurempi tai yhtä suuri kuin 13 kN, tyypin Ⅱ pidikkeiden kiristysvoiman tavallisissa kiskoissa on 8-10 kN ja raskaiden{10}}kiskojen erityisten pidikkeiden puristusvoiman tulee olla suurempi tai yhtä suuri kuin 18 kN. Nämä erot johtuvat linjojen erilaisista käyttönopeuksista, akselikuormituksista ja tärinäominaisuuksista. Suurnopeusjunat kulkevat suurilla-nopeuksilla (300-350 km/h), ja pyörän ja kiskon välillä syntyvät dynaamiset kuormat ja tärinätaajuudet ovat korkeita. Jos puristusvoima on riittämätön, kisko on altis pituussuuntaiselle siirtymiselle ja sivuttaisheilahtelulle, mikä vaikuttaa ajovakauteen. Siksi tarvitaan suurempaa puristusvoimaa kiskon tarkan asennon varmistamiseksi. Tavallisissa junissa on keskinopeudet (80-160 km/h) ja pienet akselipainot (21 tonnin sisällä), ja pyörän -kiskojen välinen vuorovaikutus on suhteellisen lievää. Puristusvoiman tarvitsee vain täyttää peruskiinnitysvaatimukset; liiallinen puristusvoima lisää kiskon ja pidikkeen kulumista. Raskaiden kiskojen akselipainot ovat suuret (yli 27 t, jotkut jopa 30 t), ja pyörän ja kiskon kosketusjännitys on suuri. Kisko kantaa erittäin vahvaa pitkittäistä vetoa ja sivuttaista iskuvoimaa. Jos puristusvoima on riittämätön, syntyy ongelmia, kuten kiskon liikettä ja nivelten epätasapainoa, mikä johtaa vakaviin raidesairauksiin. Siksi kiskon vakauden varmistamiseksi tarvitaan erittäin suurta puristusvoimaa. Samanaikaisesti kiskon alla olevan perustuksen jäykkyys vaihtelee eri linjoilla, jota on myös säädettävä puristusvoimalla, jotta pyörä-kisko-voimien välittyminen voidaan varmistaa tasaisesti.
Mitkä ovat tärkeimmät syyt kiskon pidikkeiden puristusvoiman heikkenemiseen huollon aikana? Kuinka valvoa ja hallita tätä vaimennusta?
Tärkeimmät syyt kiskon pidikkeiden puristusvoiman vaimenemiseen käytön aikana ovat materiaalin väsyminen, elastinen löystyminen, korroosio ja kuluminen sekä asennusvirheet. Materiaalin väsyminen on keskeinen tekijä; pidike kestää syklistä rasitusta junan toistuvan tärinän vaikutuksesta, ja väsymisrajan ylittäessä tapahtuu muovin kertymistä, mikä johtaa elastisen muodonmuutoskapasiteetin vähenemiseen ja sitä seuraavaan puristusvoiman heikkenemiseen. Elastinen rentoutuminen tapahtuu, koska pidikkeen sisäinen jännitys vapautuu hitaasti pitkäaikaisen-jännityksen aikana, erityisesti korkeissa-lämpötiloissa, joissa atomidiffuusio kiihtyy ja rentoutuminen on selvempää. Korroosiota ja kulumista esiintyy useimmiten kosteilla, rannikkoalueilla tai kemiallisesti saastuneilla alueilla; pidikkeen pintaan muodostuu ruostetta, ja kuluminen pahentaa poikkileikkauksen{5}}kokoa, mikä johtaa puristusvoiman vähenemiseen. Asennusvirheet, kuten huono sovitus pidikkeen ja kiskon laakeriuran välillä ja riittämätön asennusmomentti, aiheuttavat epätasaista rasitusta pidikkeeseen, mikä johtaa ennenaikaiseen paikalliseen väsymiseen ja kiristysvoiman kiihtymiseen. Valvontaa varten ultraäänirasitustestaustekniikkaa voidaan käyttää säännöllisesti mittaamaan pidikkeen jännitystilaa, ja yhdistettynä radan geometristen parametrien havaitsemiseen, puristusvoiman muutos voidaan epäsuorasti arvioida; Myös siirtymäanturit voidaan asentaa valvomaan kiskon siirtymää ratapölköön nähden, mikä kertoo, onko puristusvoima riittävä. Vaimennuksen hallitsemiseksi on valittava korkealaatuinen-teräs lähteestä, lämpökäsittelyprosessi on optimoitava, vääntömomentin tulee olla standardin mukainen asennuksen aikana ja korroosionestopinnoitettuja kiinnikkeitä tulee käyttää voimakkaasti syöpyneillä alueilla, ja ne on huollettava ja vaihdettava säännöllisesti.
Mitkä ovat kiskonpidikkeiden pinnan korroosionestokäsittelymenetelmät? Mitä eroja on eri menetelmien-korroosionestovaikutuksissa ja käyttöskenaarioissa?
Yleisiä kiskopidikkeiden pintakorroosionesto{0}}menetelmiä ovat kuumasinkitys, Dacromet-pinnoitus, sinkkisuodatus ja sinkki-alumiinipinnoitus. Eri menetelmillä on ilmeisiä eroja -korroosionestovaikutuksissa ja käyttöskenaarioissa. Kuumasinkitys sisältää pidikkeen upotamisen sulaan sinkkiin, jolloin muodostuu 50-80 μm paksu sinkkikerros, jonka korroosionestokesto on yli 15 vuotta ja hinta on alhainen. Se soveltuu tavallisille{12}}nopeuksille rautatielinjoille kuivilla ja sisämaan alueilla, mutta rannikon runsas{13}suolasuihkuympäristöissä sinkkikerros on altis sähkökemialliselle korroosiolle ja korroosionestovaikutus heikkenee. Dacromet-pinnoite koostuu sinkkijauheesta, alumiinijauheesta ja sideaineesta, jonka paksuus on 5-10 μm. Sillä on erinomainen suolasumun kestävyys, yli 1000 tunnin suolasumutesti, ja se soveltuu rautatielinjoille rannikkoalueilla, kosteilla ja kemiallisesti saastuneilla alueilla. Pinnoitteella on kuitenkin alhainen kovuus ja huono naarmuuntumiskestävyys, joten asennuksen aikana on vältettävä törmäyksiä. Sinkin tunkeutuminen on prosessi, jossa sinkkiatomit diffundoituvat pidikkeen pintakerrokseen lämpödiffusion kautta muodostaen sinkki-rautaseoskerroksen, jonka paksuus on 10-20 μm. Sillä on vahva tarttuvuus, erinomainen kulutuskestävyys ja korroosionkestävyys, ja se kestää jopa 20 vuotta korroosionestoa{29}}. Se soveltuu raskaille-kuljetuksille rautateille ja muihin tilanteisiin, joissa on voimakasta tärinää ja vakavaa kulumista, mutta käsittelykustannukset ovat korkeat. Sinkki-alumiinipinnoite yhdistää sinkin ja alumiinin korroosionestoedut. alumiinin lisäys parantaa pinnoitteen korkeiden lämpötilojen kestävyyttä ja säänkestoa yli 1500 tunnin suolasuihkutestillä. Se soveltuu rautateille äärimmäisissä ympäristöissä, kuten alppialueilla, korkealla ja rannikkoalueilla. Se on tällä hetkellä korroosionestomenetelmä, jolla on paras kokonaisteho, mutta hinta on suhteellisen kallis.