שכבות פלדה בשימוש בתשתית רכבת ו- Rolling Stock

פלדה היא החומר הבסיסי של תחבורה רכבת מודרנית.ממסילות כי מדריך רכבות במהירות גבוהה הגלגלים, axles ומסגרות מבניות של מלאי מתגלגל, מבחר של ציונים פלדה מתאימים משפיע ישירות על בטיחות, תוחלת חיים תפעולית, ועלויות תחזוקה. מהנדסים ומומחים חומריים חייבים לנווט נוף מורכב של סטנדרטים, תכונות מכניות, ושיקולים סביבתיים כדי לציין את הפלדה הנכונה עבור כל יישום.זה מספק בדיקה טכנית מקיפה של תכונות פלדה וקריטריונים של פלדה, סטנדרטיים רגילים, בחירת פלדה, ותקנות רכבת.

קרנות מתכתיורגיות של רכבת פלדה

פלדה רכבת הם כמעט לחלוטין דל-כלוי ופלדות פחמן בינוני, מונדס כדי לאזן כוח, דוקטרקטיות, וללבוש התנגדות.מיקרו-מבנה - פניניטי, ביסטי, או מרטינסיטי - קובע ביצועים תחת עומס מחזורי ועייפות מגע משותפת ביישומים של רכבת.

תכולת פחמן והשפעה

פחמן הוא הגורם העיקרי לקשה בפלדות רכבת.תוכן פחמן גבוה (0.6% -0.8% עבור פלדה רכבת) מגביר את הקשידות ואת ללבוש התנגדות אבל מפחית את יכולת השמנת יתר ואת הקשידות.רולינג מלאי פלדה בדרך כלל להשתמש ברמות פחמן נמוכות יותר (0.1–0.25%) כדי להקל על נפיחות ויצר.

יסודות ותפקידיהם

מganese משפר את קשיות ומרתיע את הפלדה.סיליקון משפר את הכוח ואת הגבול אלסטי.כרום ו molybdenum מוסיפים עבור עמידות ללבוש מוגברת ותגובה מזג אוויר. ואנהיום ו niobium משמשים כאלמנטים microalloying כדי לחדד את מבנה דגנים ולשפר את הכוח ללא שכפול.

תהליכי טיפול

הפחתת ראש (induction או Flame Harding) מוחל על פלדה רכבת כדי ליצור משטח עמיד על פני ללבוש תוך שמירה על ליבה קשה יותר. Quenching ומזג הם נפוצים עבור axle ופלדות גלגל. Normalizing מקל על לחצים פנימיים במבנים משוריינים.טיפול תרמי אלה הם קריטיים להשגת התכונות המכאניות שצוין.

מדרגות פלדה לתשתיות רכבת

פלדה חייבות לסבול עומסים סטטיים ודינמיים, קורוזיה סביבתית, והתרחבות תרמית.היישומים העיקריים הם רכבות, גשרים, מנהרות, ותמיכה מבנים.

רכבת פלדה

הרכבות הן היישום פלדה התובעני ביותר במסילות רכבת.הסטנדרט האירופי EN 13674-1 specifies הציונים R200, R260, R260Mn, R320Cr, R350HT, R370CrHT, R370CrHT ו-R400HT. המספר לאחר "R" מציין קשיחות ברינל מינימלית.

(ב) [17] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בצפון אמריקה, הםMA (American Railway Engineering and Maintenance-of-Way Association) specifies ציונים המבוססים על חוזק רב-עוצמה וקשידות. סטנדרטית פלדה (למשל, 100-pound, 115RE, 136RE) יש מינימום של עוצמות של 120,000-140,000 psi. Premium ראשי-Harded Railways (למשל, 150 אלף מסילות).

פלדה סטרקטיורית עבור גשרים ו- Viaducts

הגשרים דורשים מפלדות עמידות מזג אוויר עם כוח תשואה גבוה (FLT:0) 10025 S355J2WIRFLT:1 ו-FLT:2S460J2WirFLT 3: הם מפלדות מזג אוויר שיוצרות מגן, צמצום תחזוקה.

פלדה למנהרות ולעמודי מילואים

התנגדות קורוזיה וכושריות הם סדרי עדיפויות כאן:0 (10025 S235JRirFLT:1) נבחר לעתים קרובות עבור כריות מנהרה ולשמור חומות שבהן עומסים הם בינוניים.

תגיות: Rolling Stock

מלאי הרולינג כולל קטרים, מאמנים נוסעים, עגלות מטען וכלי רכב מיוחדים.מבחר פלדה תלוי בתפקוד של הרכיב: גלגלים ואקסלס דורשים עמידות עייפות גבוהה, בעוד מבנים גוף עדיפות יחס כוח למשקל ולתרסקות ערך.

גלגלים ו Axles

(ב) יש להתנגד ללבוש, לפצח תרמי מעייפות מגע מתגלגלת (FLT:0AAR M-107 Class B ו CcioFLT:1 הם פלדה בינונית (0.6–0.80% C) חום טיפול כדי לייצר מיקרו-מבנה פניני עדין C. Class יש קשיחות גבוהה יותר עבור שירות כבד-haul.

Axles דורש כוח עייפות גבוה וקשוחה.(FLT:0EN 13261 EA1NIRFLT:1 (0.40% C max) ו-FLT:2EA4TirFLT 3 (התחילה ומזג, 0.40% C) הם סטנדרטיים. AAR M-101 F נפוץ במשלוחים בצפון אמריקה, עבור כוח של 75,000 $ לפחות.

« « « « « ⁇ ⁇

[ב] מסגרות בוגי חווים עומס רב-לשוני מורכב מפעולות בלתי סדירות וכוחות מתפתלים (FLT:0EN 10025 S355J2IRFLT:1 (yield 355 MPa) משמש נרחב עבור מסגרות בודה משועבדות.עבור עיצובים קלים או עומסים גבוהים יותר, FLT:2S460NLFLT:3 (אלד 156) עם טמפרטורות רגישות נמוכה כמו פלדת שומן.

לוחות קרמיקה ו- Structural Panels

(ב) מבנים של הקרדן חייבים לעמוד בסטנדרטים של מקריות (EN 15227 או AAR S-580) תוך צמצום משקל (הרכב גבוה גבוה גבוה-השפל (HSLA) פלדה כמו FLT:0EN 10149 SMCIFLT 1 (כלומר, 700 MPa) מאפשר מדללנים (R) 3, 000 ליטרים עבור פלדה מינימלית של 5 ליטרים (Fros) ו- 7.

זוג ו- Draft Gear

בני הזוג חייבים לספוג כוחות גבוהים ודחוסים.10.AAR M-211 דרגה EcioFLT:1 פלדה היא תקן עבור צפון אמריקה, עם כוח תשואות מינימלי של 120,000 psi. עבור כריזפנברג האירופי או זוג אוטומטי, מכווץ ומנוכל:242CrMo4FLT 3 (EN 100-3) מספק את השילוב הנדרש של כוח קשה ועוצמה.

תכונות מכניות מפתח ובדיקת סטנדרטים

פלדה ספציפית עבור יישומי רכבת דורש הבנה של תכונות מכניות קריטיות ואת הסטנדרטים השולטים בהם.

כוח Tensile ו- Yield Power

פלדות רכבת בדרך כלל יש כוחות Tenile של 880-1280 MPa. Yield כוח עבור פלדה מבנית בשימוש במגוון מלאי מתגלגל מ 235 MPa (S235) ל-700 MPa (S700MC) יחס התשואות לעצירה חשוב: יחס מתחת 0.85 מספק דוקטריאליות לקליטת אנרגיה בהתנגשות.

קשיחות ולבוש התנגדות

קשיחות ברינל (HB) מתאשמת ישירות לבישת חיים.R400HT Rail משיגה 400 HB מינימום, המציעה 2-3 פעמים את חיי הבל של R260. קשיחות גלגלים היא בדרך כלל 280-350 HB עבור שירות נוסעים ועד 400 HB עבור משא. התאמת רכבת וקירחת גלגלים הוא קריטי - מיתאם זוגות מאיצים כפייה ועייפות.

נפיחות ושומן חיים

בדיקת השפעת צ'רפי V-notch מבטיחה כי פלדה לבצע בטמפרטורות נמוכות ללא שבר מלוטש.מינימום 27 J ב -20 מעלות צלזיוס נפוץ עבור פלדות מבניות באזורים קרים. כוח עייפות תחת עומס מחזורי (בדרך כלל 10-7 מחזורים) חייב לעלות על הלחץ השירות המקסימלי של הרכיב עם גורם בטיחות של לפחות 1.5.

נפיחות ושחיתות

ערכי פחמן מקבילים (CEV) מוגדרים כדי לשלוט בישידות.עבור פלדות מבניות, CEV ⁇ 0.45 נחשב בר-קיימא ללא חימום. ציוני פחמן גבוהים יותר (חללים, גלגלים) דורשים תהליכים נמרצים מבוקרים, כולל טרום-התחממות, בקרת טמפרטורה בין-פס, וטיפול חום לאחר-מגום.

קורוזיה והתנגדות סביבתית

תשתיות הרכבת חשופות לגשם, שלג, מלחים דה-קלינג, וזיהום תעשייתי.שליטה קורוזיה מוסיפה עלויות מחזור חיים משמעותיות.

מזג אוויר פלדה

(FLT:0Corten A ו- BFLT:1 (EN 10025-5) יוצרים שכבת חלודה יציבה המפחיתה קורוזיה נוספת על ידי 50–80% בתנאים אטמוספריים מתאימים.

גלווינג והגנתיות

גליון חם (EN ISO 1461) מספק הגנה קטוודית עבור כריות מנהרות, אותות וגשרים קטנים. מערכות דו-חמצני -zinc בתוספת צבע - מעברי תחזוקה ל 25 שנים בסביבות החוף.ציפוי תרסיסים תרמית (TSA) מוגדרים לחשיפה תעשייתית או ימית אגרסיבית מאוד.

אפשרויות פלדה ללא ספק

(ב) ,[32] ,364 [15] ,917 22,113 21,382 17,485 17,485 17,485 17,873 17,873 17,320 17,320 17,320L sei mit euch (ב[[1924]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

תקנים ומערכות סיווג

מפרט פלדה רכבת משתנה אזורית, יצירת אתגרים עבור רכש עולמי.הבנת השוויון הוא חיוני.

סטנדרטים אירופיים (EN)

EN 13674 (rails), EN 13262 (גלגלים), EN 13261 (axles), ו EN 10025 (פלדות בנייה) מהווים את הליבה של מפרטים אירופיים.תקנים אלה כוללים דרישות לקומפוזיציה כימית, תכונות מכניות, ובדיקות איכות המוזיקות על פני מדינות החברות באיחוד האירופי.

סטנדרטים אמריקאים (AAR/AREMA)

ההתאחדות של רכבות אמריקאיות (AAR) מדריך של תקנים ופרקטיקה מומלצת למשולת חומרים מלאי מתגלגל.MA מפרט כיסוי, מעקב וגשרים. AAR M-107 (גלגלים), M-101 (axles), ו- M-211 (couplers) מאומצים באופן נרחב בצפון אמריקה ובאזורים אחרים באמצעות מערכות מבוססות AAR.

תקנים יפנים (JIS)

יפן פיתחה ציונים מיוחדים עבור שירות שינקנסן מהיר במהירות גבוהה. JIS G 5501 (rail), JIS E 5402 (גלגלים), ו JIS E 4501 (axles) מותאמים לסובלנות הדוקה, רעש נמוך והתנגדות עייפות במהירויות של מעל 300 קמ"ש.

תקן ISO

ISO 5003 (מסילות תחתית נפיחות), ISO 1005 (גלגלים ואקסלס), ו- ISO 630 (פלדות בנייה) מספקים נקודות התייחסות בינלאומיות. סטנדרטים לאומיים רבים משלבים דרישות ISO אך עשויים להוסיף תנאים אקלים מקומי או טעינה.

מגמות מתפתחות ורמות פלדה מתקדמות

חידושים בפלדה וטיפול בחום ממשיכים לדחוף את גבולות הביצועים של פלדה רכבת.

רכבת הרים יבשה וחום

עיבוד ממוזער מייצר מסילות עם ראש קשיח (350-450 HB) ורשת רך יותר, קשוחה יותר ורגל.FLT:0R350HTFLT:1 ו-FLT:2R400HTFLT 3 הם דוגמאות.

פלדה מיקרו-סודי

(הופנה מהדף ויקרא י"ד, ויקרא י"ד) ו[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]] ו[[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]

דרישות רכבת מהירות

רכבות הפועלות ב-300+ קמ"ש דורשות מסילות עם סטרייטיות יוצאת דופן, התעלות פני השטח והתנגדות עייפות. ציונים מיוחדים כגון FLT:0R350MB (Microalloyed Bainitic)FLT:1 לספק התנגדות משופרת לעייפות מגע מתגלגלת ולהפחית את הסיכון של בדיקות ראש.

קיימות ומחזוריות של פלדה

פלדה רכבת היא מאוד מחזורית - כמעט 100% של גרדיטה התאוששה ו remelted. חץ חשמלי ייצור (EAF) ייצור באמצעות גרוטאות CO2 על ידי 60-75% לעומת מסלולי הפיצוץ. Standards for FLT:0 â € 1 הם מתעוררים, מציין תוכן ממוחזר מינימלי ומחמים פחמן למגבלות פחמן על מנת לנגיף של המוצר המוגמר.

בחירת חומרים קריטריה למהנדסים

בחירת ציון פלדה דורש הערכה שיטתית של גורמים טכניים, כלכליים ורגולטוריים.

עומס וניתוח מתח

מודלים אלמנט פינטיט חוזים התפלגות מתח תחת עומס סטטי, דינמי, וטעינה תרמית.עבור הרכבות, העומס האנכי (גורם עומס × דינמי) וכוחות מאוחר יותר בעוביות שולטות בבחירת כיתה. עבור גרזן, רוטט עייפות מתפתל וריכוזי לחץ מתאים לעיתונות מכתיבים בחירה חומרית.

חשיפה סביבתית

חוף, מדבר, קדחתני וסביבות מנהרה להטיל קורוזיה שונה דרישות מזג אוויר נמוך. פלדה מזג אוויר הוא בלתי מתאים באוויר החוף עשיר כלוריד אלא אם כן צבוע. באזורים קדחתניים, בדיקות Charpy ב - 40 מעלות צלזיוס או נמוך יותר הוא הכרחי כדי למנוע שברים חמים במהלך צלקות קרות.

עלויות מחזור החיים

עלות חומרית ראשונית להיות מאוזנת נגד תחזוקה, החלפת ועלויות נמוכות יותר.מחיר רכבת מוגברת עלות פי 20 אחוז יותר מ-R260 יכול להפחית את עלויות הטחונה ב-40% ולהאריך את החיים ב-50%, תוך מתן חיסכון נטו מעל 20 שנה. ניתוח עלות מחזור החיים חיוני עבור מפרט חומרים רציונליים.

מסקנה

המגוון של ציוני פלדה המשמשים תשתיות רכבת ומניות מתגלגל משקף את התנאים התובעניים של פעולות רכבת.מ-R260 לעקוב פלדה למבנים S700MC, מ ER7 גלגלים ועד AAR E Partners, כל כיתה משרת תפקיד פונקציונלי ספציפי. Standards מ EN, AAR, JIS, ו- ISO לספק מסגרת עבור בחירה חומרית, אך תנאים מקומיים, דפוסים, תנועה, אסטרטגיות תחזוקה בסופו של דבר לקבוע את הבחירה האופטימלית כמו התקדמות, שיפור יותר, להמשיך את ההשפעה הסביבתית, להמשיך ולשפר את ההשפעה של תחבורה יעילה יותר, להמשיך את הצמיחה, יעילה יותר, להמשיך ולשפר את הצמיחה הסביבתית, להמשיך את ההשפעה של אמצעי תחבורה יעילה יותר, להמשיך ולשפר את הצמיחה, להמשיך את הצמיחה של אמצעי תחבורה יעילה יותר, להמשיך ולשפר את הצמיחה.

(ב) [ה] ל] [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה],] [ה], [ה], [ה],]] , [ה'], [ה'], [ה'], [ה']''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''