Miks on teras raudtee eelistatud materjal?
Rööbas on rööbastee konstruktsiooni-koormust kandev osa: see juhib rattaid, edastab sõiduki koormuse liipritele ja tagab rataste liikumise pinna. Elektrifitseeritud ja rööbastee{2}}sektsioonides kannavad rööpad ka signalisatsiooniks tagasivoolu. Ükski teine materjal ei ühenda nõutavaid omadusi vastuvõetava hinnaga. Malm on rabe ja lööb löögi alla; alumiinium on raskete teljekoormuste kandmiseks liiga pehme ja kulub kiiresti; titaanil on tugevust, kuid see on tuhandete kilomeetrite pikkuseks rajaks liiga kallis. Teras pakub ainulaadset kombinatsiooni suurest tugevusest, kulumiskindlusest, keevitatavusest, taaskasutatavusest ja madalast tonnihinnast, mistõttu on siinid valmistatud terasest juba üle sajandi ja miks iga suurem standardperekond, sealhulgas UIC, AREMA, GB/T ja DIN, on kirjutatud terasprofiilide ümber.
Süsinikteras, legeerteras ja kuum{0}}töödeldud teras
Rööbaste teras jaguneb kolme perekonda. Süsinikterasest rööpad sulatatakse ja valtsitakse, kasutades peamisteks tugevdavateks elementideks süsinikku ja mangaani; tavaline süsinikraudtee teras sisaldab ligikaudu 0,40-0,80 protsenti süsinikku ja mangaani kuni umbes 1,3-1,4 protsenti. Legeerterasest rööbastee lisab põhikompositsioonile väikeses koguses legeerelemente, nagu vanaadium, titaan, kroom ja nioobium; need elemendid viimistlevad mikrostruktuuri ja tõstavad nii tugevust kui ka sitkust tavalisest süsiniksiinist kõrgemale. Kuumtöödeldud rööbas-on kuumvaltsitud süsinik- või legeerrelss, mida kuumutatakse ja jahutatakse kontrollitavalt, tavaliselt liinipeaga karastamisega, et täiustada jooksupinna perliitstruktuuri. Karastatud rööpapea saavutab kõrgema kõvaduse, tavaliselt üle HB 300 ja sageli HB 320–380 vahemikku esmaklassiliste klasside puhul, mis aeglustab kulumist ja veerekontakti väsimist ning pikendab rööpa kasutusiga kõveratel ja tugevalt koormatud rööbasteel.
Terase peamised omadused, mis muudavad selle rööpaks
Tugevus ja vastupidavus: teras talub mööduvate rataste äärmuslikke koormusi ja korduvaid kontaktpingeid ilma püsiva deformatsioonita aastakümnete jooksul.
Kulumiskindlus: jooksupinna kõvadust saab legeerimise ja kuumtöötlemisega tõsta, et see vastaks liini liiklusele.
Kulutõhusus: teras on selleks otstarbeks piisavalt tugev, moodustades vaid murdosa alternatiivsete ülitugevate materjalide maksumusest, mis muudab suured võrgud teostatavaks.
Vormitavus: kuumvaltsimine vormib terasest nõutava I-profiili ja sile valtsitud pind tagab ühtlase ratta kontakti.
Keevitatavus ja taaskasutatavus: rööpad keevitatakse pikkadeks nöörideks, et pidevalt keevitada rööbastee, ja vanaraud jõuab kasutusea lõppedes sulatuskoda tagasi.
Kogu maailmas kasutatavad standardsed raudteelõigud
Rööpad identifitseeritakse nende massi meetri kohta ja profiilistandardi järgi. Peamised perekonnad on Euroopas ja paljudel eksporditurgudel kasutatavad UIC 860 profiilid, Põhja-Ameerikas kasutatavad AREMA ja ASCE profiilid, Hiinas kasutatavad GB/T 2585 raskerööpad ja GB kergrööpad ning QU kraanarööpad YB/T 5055 kohta kraanade ja tööstusrööbaste jaoks. Allolevates tabelites on toodud ühiste sektsioonide peamised mõõtmed.
UIC 860 jaotised:
| jaotis | Pea (mm) | Kõrgus (mm) | jalg (mm) | Veeb (mm) | Mass (kg/m) |
|---|---|---|---|---|---|
| UIC50 | 70 | 152 | 125 | 15 | 50.46 |
| UIC54 | 70 | 159 | 140 | 16 | 54.43 |
| UIC60 | 74.3 | 172 | 150 | 16.5 | 60.21 |
Hiina rasked rööpad GB/T 2585 kohta:
| jaotis | Pea (mm) | Kõrgus (mm) | jalg (mm) | Veeb (mm) | Mass (kg/m) |
|---|---|---|---|---|---|
| P38 | 68 | 134 | 114 | 13 | 38.73 |
| P43 | 70 | 140 | 114 | 14.5 | 44.65 |
| P50 | 70 | 152 | 132 | 15.5 | 51.51 |
| P60 | 73 | 170 | 150 | 16.5 | 61.64 |
Kraana rööpad vastavalt YB/T 5055:
| jaotis | Pea (mm) | Kõrgus (mm) | jalg (mm) | Veeb (mm) | Mass (kg/m) |
|---|---|---|---|---|---|
| QU70 | 70 | 120 | 120 | 28 | 52.8 |
| QU80 | 80 | 130 | 130 | 32 | 63.69 |
| QU100 | 100 | 150 | 150 | 38 | 88.96 |
| QU120 | 120 | 170 | 170 | 44 | 118.1 |
Põhja-Ameerika praktika järgib AREMA 4. peatüki profiile ja ASCE kergraudtee seeriat; ASCE 75, 90, 115 ja 136 lõigud on tavalised tööstuslike ja lühikeste rööbasteede jaoks, massidega vastavalt 37,2, 44,65, 56,9 ja 67,41 kg/m. Saksa keelt kõnelevatel turgudel kasutatakse DIN-liistu{11}ja Jaapanis JIS-profiile. Sektsioon tuleb valida nii, et see vastaks kinnitussüsteemile, liiprite vahekaugusele ja liini teljekoormusele.
Mida kontrollida rööbaste ostmisel
Rööbaste tellimisel projekti jaoks peab ostja kontrollima standardit ja klassi, saadaolevaid fikseeritud pikkusi (12,5 m ja 25 m on paljude lõikude jaoks standardsed, pidevalt keevitatud rööbastee jaoks pikemad nöörid), tarnitud kuumuste kõvadust ja tõmbeomadusi ning ülevaatusdokumente: keemilist koostist, mehaaniliste testide tulemusi ja ultraheliuuringuid sisemiste defektide tuvastamiseks. Raskete-veoliinide ja kiirete{4}}liinide jaoks on tavaliselt vaja kõvadussertifikaadiga pea-karastatud rööpaid. Märgistus, küttenumbrid ja jälgitavuse dokumendid peavad ühtima saadetisega, sest neid kontrollib toll ja vastuvõttev insener.
Miks on süsinik rööbaste terase peamine tugevdav element?
Süsinik moodustab rauaga perliiti ja tõstab nii siini kõvadust kui ka tõmbetugevust. Rööbaste terased kasutavad tavaliselt 0,40–0,80 protsenti süsinikku; sellest vahemikust kõrgemal muutub teras raskesti keevitatavaks ja muutub külma ilmaga rabedamaks.
Mis on pea{0}}karastatud siini eelised?
Peakarastus täpsustab jooksupinna pearliiti kontrollitud jahutamise teel pärast valtsimist, tõstes pinna kõvaduse üle HB 300. See vähendab kulumist ja veerekontakti väsimust kurvilisel teel ning tõstab tonnaaži, mida rööbas suudab kanda enne lihvimist või vahetamist.
Kas siinid saab keevitada?
Jah. Rööpad keevitatakse pidevalt keevitatud rööbastee jaoks pikkadeks nöörideks, kasutades tehases või kohapeal kiirkeevitust ja aluminotermilist keevitust välivuukide jaoks. Keevitatavus on üks põhjus, miks terast eelistatakse kõvematele, kuid keevitamatutele materjalidele.
Mis pikkuses rööpad tarnitakse?
Standardsed fikseeritud pikkused on tavaliselt 12,5 m ja 25 m ning pidevalt keevitatud rööbastee jaoks saab toota kuni 100 m pikki rööpaid. Iga tarnitud pikkus lõigatakse viimistlusjoonel ja kontrollitakse vastavalt tellimusele.
Kas kraana rööpad on samad kui raudteerööpad?
Nr QU kraanarööbastel on kraanade kontsentreeritud rataskoormuste kandmiseks laiem jalg ja paksem võrk ning need valtsitakse kraana rööpaprofiili standardite järgi nagu YB/T 5055. Neid ei saa raudteerööbastega asendada, kuna profiil ja kinnitusliides on erinevad.
Millise standardi peaksin ekspordiprojekti jaoks määrama?
Valik järgib võrku: UIC 860 profiilid on levinud Aafrikas, Lähis-Idas ja suures osas Aasias, AREMA ja ASCE Ameerikas ning GB/T 2585, kus kasutatakse Hiina standardrada. Kinnitussüsteem, kalaplaadid ja puurimine peavad vastama samale standardperekonnale.