Kiskon piikkimateriaalin valinnan yhteensopivuus ratapölkyn ankkurointimenetelmien kanssa
Mitkä ovat ydinerot hiiliteräksestä ja seosteräksestä valmistettujen rautatien piikkien välillä?
Hiiliteräspiikit on valmistettu Q235- tai 45-teräksestä. Niiden ydinominaisuudet ovat kohtalainen lujuus, hyvä sitkeys ja alhaiset kustannukset. Niiden vetolujuus on suurempi tai yhtä suuri kuin 450 MPa, kovuus pienempi tai yhtä suuri kuin HB200, ja niillä on erinomainen työstettävyys, joten ne sopivat massatuotantoon. Seosteräspiikit sen sijaan ovat lisänneet seosaineita, kuten kromia, mangaania ja vanadiinia. Lämpökäsittelyn jälkeen niiden vetolujuus on suurempi tai yhtä suuri kuin 800 MPa ja niiden kovuus voi olla HB280-320. Niiden lujuus ja väsymiskestävyys ovat paljon parempia kuin hiiliteräspiikit. Seosteräspiikillä on myös vahvempi kulutuskestävyys, ja ne kestävät pitkäaikaisen tärinän aiheuttamaa kierteiden kulumista. Molemmilla on suhteellisen heikko korroosionkestävyys, mikä vaatii pintakäsittelyn suojausominaisuuksiensa parantamiseksi. Hiiliteräspiikit soveltuvat perinteisille nopeuslinjoille ja asemaraiteille; seosteräspiikit soveltuvat{15}}nopeisiin, raskaisiin linjoihin ja kestävät suurempia kuormitusiskuja.
Mihin erikoislinjoihin ruostumattomasta teräksestä valmistetut piikit sopivat ja miksi niitä käytetään harvemmin tavallisissa linjoissa?
Ruostumattomasta teräksestä valmistetut telapiikit (valmistettu yleensä ruostumattomasta 304- tai 316-teräksestä) kestävät erinomaisesti korroosiota, ja ne soveltuvat pääasiassa linjoille rannikon suolaruiskutusalueilla, kemiallisesti saastuneilla alueilla ja kosteissa ympäristöissä, kuten tunneleissa. Näillä alueilla on ankarat syövyttävät ympäristöt, ja jopa pintakäsittelyllä hiiliteräs- ja seosteräksiset telapiikit ovat alttiita ruosteelle, mikä johtaa ankkurointilujuuden heikkenemiseen. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut telapiikit puolestaan tarjoavat huoltovapaan-pitkäaikaisen-korroosiosuojan. Pääsyy ruostumattomasta teräksestä valmistettujen ratapiikkien rajoitettuun käyttöön tavallisissa linjoissa on niiden korkea hinta; ne maksavat 5-8 kertaa enemmän kuin hiiliteräksiset telapiikit, mikä lisää merkittävästi rakennuskustannuksia. Lisäksi ruostumattomasta teräksestä valmistetuilla telapiikillä on alhaisempi kovuus ja kierteiden lujuus verrattuna seosteräksisiin telapiikeihin, mikä tekee niistä alttiita kierteen irtoamiselle raskaissa{11}}kuormituslinjoissa. Siksi ne soveltuvat vain kevyesti kuormitettaviin linjoihin erityisissä syövyttävissä ympäristöissä.
Miksi hiiliteräksestä valmistettu telapiikka suositaan seosteräksestä valmistettujen telapiikkien sijaan rikkiankkurointissa?
Rikkiankkurointi kiinnittää radan piikit rikkilaastin sidosvoiman avulla. Hiiliteräksiset telapiikit ovat suositeltavia ensisijaisesti siksi, että niiden pinnan karheus on kohtalainen, mikä johtaa parempaan tarttumiseen rikkilaastiin. Hiiliteräksisten telapiikkien oksidiasteikko ja mikro-karheus lisäävät piikkien ja rikkilaastin välistä mekaanista sidosvoimaa, mikä johtaa vakaampaan ankkurointiin. Seosteräksisten telapiikkien, jotka ovat tyypillisesti lämpökäsitelty-, sileät pinnat ja korkea kovuus, mikä johtaa heikompaan tarttumiseen rikkilaastiin ja taipumukseen löystyä tärinän vuoksi ankkuroimisen jälkeen. Rikki-ankkuroidut linjat ovat enimmäkseen tavanomaisia nopeuslinjoja tai asemalinjoja, joilla on suhteellisen alhainen kuormitus; hiiliteräksisten telapiikkien lujuus on riittävä niiden vaatimuksiin, mikä eliminoi -lujien seosteräksisten piikkien tarpeen. Lisäksi hiiliteräksisten ratapiikkien lämpölaajenemiskerroin on lähempänä rikkilaastin lämpölaajenemiskerrointa, mikä aiheuttaa synkronoituja muodonmuutoksia lämpötilan muutosten aikana ja vähentää delaminoitumisen todennäköisyyttä.
Mitä ydinominaisuuksia hartsiankkurointiin soveltuvien piikkimateriaalien tulee olla?
Hartsiankkurointi kiinnittää radan piikit hartsiankkurointiaineen kiinnitys- ja ankkurointivoiman kautta. Sopivilla telapiikkamateriaaleilla on oltava kolme ydinominaisuutta: korkea lujuus, korkea kovuus ja puhdas pinta. Hartsiankkurointia käytetään pääasiassa nopeissa-raskaissa-kuormituslinjoissa. Piikkien on kestettävä valtavia ulosveto-{5}}ja leikkausvoimia; siksi seosteräs on valittava varmistamaan vetolujuus, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin 800 MPa ja kestävyys kuormitusiskuja vastaan. Piikin pinta on hiekkapuhallettu oksidihilseen ja öljyn poistamiseksi, ja pinnan karheus Ra on säädettävä välillä 6,3-12,5 μm, jotta liimapinta kasvaa hartsiankkurointiaineella ja parantaa ankkurointivoimaa. Piikin kovuuden on oltava suurempi tai yhtä suuri kuin HB280, jotta estetään plastinen muodonmuutos ankkuroinnin ja huollon aikana. Lisäksi piikkimateriaalin lämpölaajenemiskertoimen on oltava lähellä hartsi-ankkurointiaineen lämpölaajenemiskerrointa, jotta vältetään ankkurointiaineen halkeilu lämpötilan muutoksista.
Miksi mekaanisissa ankkurointimenetelmissä (kuten ruuvipiikissä) on käytettävä seosteräsmateriaaleja?
Mekaaninen ankkurointi saa aikaan kiinnityksen liittämällä piikin kierteet pölköön -upotettuun holkkiin. Mekaanisen ankkuroinnin ydinkomponenttina ruuvipiikit on valmistettava seosteräksestä, minkä vaatimuksen määrää niiden jännitysominaisuudet. Ensinnäkin mekaaninen ankkurointi ei perustu liimoihin; se siirtää kuormat kokonaan piikkilankojen ja holkin välisen mekaanisen lukituksen kautta. Piikin on kestettävä valtava vetovoima ja vääntömomentti. Hiiliteräkseltä puuttuu riittävä lujuus ja se on erittäin altis kierteen luistamiselle tai katkeamiselle. Toiseksi painolastittomia raiteita käytetään laajalti suurnopeuksilla-rautateillä ja matkustajille{7}}varaisilla radoilla, joilla on erittäin korkeat vaatimukset radan sileydelle. Karkaisun ja karkaisun jälkeen seosteräksiset piikit tarjoavat poikkeuksellisen mittavakauden, ja ne kestävät tehokkaasti pitkän -junan tärinän aiheuttamaa plastista muodonmuutosta. Lisäksi seosteräksisten piikkien pintaa voidaan työstää kierretarkkuuden saavuttamiseksi, mikä johtaa minimaaliseen tarttumisvälykseen -esi upotettujen holkkien avulla, paremman esijännityksen pysyvyyden ja piikkien löystymisen estämisen. Lopuksi pintakäsittelyjen, kuten sinkin tunkeutumisen, ansiosta seosteräksellä on ylivertainen väsymis- ja korroosionkestävyys hiiliteräkseen verrattuna, mikä varmistaa, että piikki ei vaurioidu käyttöikänsä aikana. SiksiTekniset olosuhteet{0}}nopeiden rautateiden painolastittomille raiteillemäärätään nimenomaisesti, että ruuvipiikit on valmistettava 40Cr:stä tai vastaavan vahvuudesta seosteräksestä.