Сварка рельсов позволяет смонтировать верхнее строение пути без стыков, что увеличивает скорость движения составов и повышает безопасность линий. Ее технология выбирается по назначению железной дороги и ее техническим характеристикам.
Надежность пути в местах рельсовых стыков ниже чем на участках, где их нет. Это связано с тем, что стыки провоцируют появление динамических и ударных воздействий находящихся в движении составов на металлопрофили. Бесстыковое соединение позволяет:
По статистике на содержание стыков уходит до 20% от ресурсов, затраченных на обслуживание пути в целом. Сваривание деталей позволяет сократить расходы.
Рельсы производятся из высокоуглеродистой стали, что затрудняет работу со сварочным аппаратом. Во время обработки при высоких температурных показателях материал может трескаться. В нем также образуются скрытые дефекты, которые становятся причиной аварийных ситуаций. Исключить появление микротрещин и сохранить качество железнодорожного полотна можно:
Метод сварки подбирается в соответствии с техническими характеристиками ж/д полотна, с его загруженностью и протяженностью. Учитывают совместимость материалов, их текучесть и пластичность.
Для соединения могут использоваться отечественные электроды УОНИ 13/45 или 13/55, а также японская марка LB 52U. Сначала их хорошо прокаливают, а затем выдерживают в течение 2 часов при температуре +180 - +220°С. Электродуговая сварка рельсов выполняется по следующей схеме:
Расплавленный электрод заполняет зазор, обеспечивает надежное скрепление элементов. Прочность полученного шва варьируется от 55 до 70%.
Разновидность электродуговой сварки, при которой концы элементов верхнего строения пути располагают в удерживающих расплав резервуарах. Для получения качественного шва работы проводятся на возвышении. Такой метод сваривания подходит при наличии зазора между металлическими профилями шириной в 14 – 16 мм. Для его заполнения берется электрод диаметром 5 – 6 мм. Он располагается вертикально и подвергается воздействию тока прямой полярности с мощностью 300 – 350 А. «Ванная» сварка обеспечивает равномерное заполнение зазора. При этом вся поверхность сечения покрывается диффузным слоем. Достоинства данного способа соединения балок:
Металл может вытекать за границы резервуара. Чтобы этого не произошло, устанавливают специальные ограждения – инвентарные формы, закрывающие зазор по бокам и снизу.
Способ, который повторяет электродуговой метод сваривания. Отличие заключается в том, что вместо автоматизированной аппаратуры работает человек. Ручную дуговую сварку можно выполнять с применением ванночки и без. Зачистка торцов происходит медленнее и точность укладки снижается, но ручная дуговая сварка все же не теряет своей актуальности. Она востребована в случаях, когда транспортировка оборудования и его подключение бессмысленно из-за небольших объемов работы. Это может быть локальный ремонт с укладкой нескольких элементов верхнего строения пути или исправление дефектов прямо на ж/д линии.
Если предстоит работа с рельсами, не прошедшими термическую обработку или поверхностно и объемно закаленными типами балок, можно выбрать в пользу термитного способа сварки (алюминотермитного). Чаще всего его используют для соединения металлопрофилей у стрелочных переводов, а также на приемоотправочных, гористых, станционных, производственных участках.
Термитная технология представляет собой соединение с помощью реакции восстановления, которая запускается при смешивании алюминиевого порошка, оксида железа и ряда других компонентов. Выполняется с соблюдением следующих этапов:
Достоинства термитного метода заключается в его независимости от электроэнергии и газа. Это доступная и простая технология, которая выполняется без применения сложного технологического оборудования. С ее помощью достигается прочность соединения в 65 – 70%. Можно выполнять работу на нескольких отрезках. Полностью перекрывать движение для составов не потребуется, ведь сварочный процесс обычно длится не дольше 60 минут.
Сварка рельс этим способом выполняется газопрессовыми станками СГП-8У или МГП-9. Первый из них оснащен пневматической системой управления. Второй способен не только сваривать рельсы, но и срезать утолщения. Металл нагревается ниже температуры плавления и испытывает на себе большое давление. Металлоконструкции соединяются между собой, а затем с помощью дисковой пилы на их торцах делаются вертикальные надрезы. Лишь в этом случае можно будет обеспечить чистую шлифовку и максимально плотное прилегание элементов. Завершающими этапами подготовки профилей являются обработка и защита от окисления с помощью четыреххлористого углерода или дихлорэтана. Затем можно переходить к газопрессованию, которое выполняется следующим образом:
С помощью газопрессовой сварки можно выполнить соединение деталей, имеющих различную толщину и конфигурацию. При этом в рабочей зоне химический состав слоя будет однородным. На поверхности не появятся окалины. Прочность соединения будет составлять 100%.
Одна из наиболее удобных автоматизированных технологий, которая заключается в нагреве стыков и их расплавлении дугой, полученной при низком напряжении. Рельсовые балки нужно уложить на шпалы по месту монтажа или расположить их внутри или снаружи колеи со смещением не более 260 см от центра. Затем места соединения разогреваются мобильной станцией, которая работает по принципу непрерывного нагрева или следует периодичности, заложенной программой. Оборудование укомплектовано сменными сварочными головками, а значит можно выбрать способ сварки с учетом особенностей железной дороги.
Электроконтактная сварка позволяет исключить ошибки, связанные с человеческим фактором, и достичь максимальной точности соединения. Эта технология достаточно дорогая, но она окупает себя при прокладывании путей с большой протяженности. Прочность соединения варьируется от 90 до 110%.
Как только металл остынет, нужно выполнить проверку качества шва. Неразрушающий контроль позволит выявить недопустимые дефекты при их наличии. Визуальный осмотр нужен для оценки гладкости, ровности и чистоты поверхности шва. Головка верхнего строения пути должна соответствовать принятым нормативам. В этом случае колеса составов будут опираться на балки правильно, а значит вероятность схода с колеи станет минимальной.
Приступить к ручной сварке железнодорожных рельс можно лишь в том случае, если работник позаботился о своей безопасности. Ему необходимо использовать средства индивидуальной защиты и проверять исправность инструмента перед началом работы. Также потребуется выполнить надежное заземление.
Перед использованием автоматизированного оборудования проверяют его исправность. Нужно убедиться, станет ли аппарат работать в соответствии с заданными программой параметрами.
Отдельное внимание стоит уделить проверке расходных материалов. Бракованные и несоответствующие заявленному производителем качеству заменяют.
В данном разделе статьи вы сможете быстро получить ответ на распространенные вопросы.
Одним из важных процессов обслуживания и строительства железной дороги является перевозка рельс. Так как рельсовые балки имеют большой вес и длину, во время транспортировки нужно выполнять определенные требования. При этом особое внимание уделяется дополнительной защите и выбору метода крепления.
Обустройство железнодорожных путей – достаточно затратный процесс. Снизить расходы на их прокладку, а также исключить необходимость в части земляных работ помогут узкоколейные рельсы. Экономическая выгода приобретения таких рельсовых балок связана с небольшой металлоемкостью изделий и малым межосевым расстоянием. Легкие профили можно монтировать даже на участки с малым радиусом кривой.
Верхнее строение пути состоит из нескольких рельсовых групп, одной из наиболее востребованных среди которых являются старогодные рельсы. Они отличаются высокими эксплуатационными свойствами и длительным периодом годности, который можно увеличить при качественном обслуживании и своевременном проведении ремонтных работ.
Главная задача при изготовлении железнодорожных линий состоит в обеспечении качественного взаимодействия колесного состава с верхним строением пути. На производстве следят за выполнением стандартов, контролирующих безопасное использование транспортных линий. Изготавливают рельсы с конструкцией, обеспечивающей низкий уровень трения и высокую тягу. Это позволяет большим составам двигаться с малым сопротивлением, развивать значительную скорость без потери траектории движения.
