La scelta dei materiali per i chiodi delle rotaie e l'affidabilità dell'ancoraggio dei binari
Quali sono le caratteristiche prestazionali dei materiali comuni per i chiodi ferroviari standard nazionali?
Il materiale comune dei picchetti ferroviari standard nazionali è l'acciaio strutturale al carbonio Q235, che ha un carico di snervamento maggiore o uguale a 235 MPa, buona plasticità e tenacità, facile lavorazione e formatura e può soddisfare i requisiti di ancoraggio delle ferrovie veloci convenzionali. I picchetti per binari realizzati in acciaio 45# hanno una resistenza maggiore, con una resistenza alla trazione maggiore o uguale a 600 MPa, adatti per condizioni di carico pesante delle ferrovie a trasporto pesante-, ma la loro plasticità è leggermente inferiore a quella dell'acciaio Q235, quindi è necessario prestare attenzione per evitare fessurazioni durante la lavorazione. I picchetti ferroviari Q235 hanno costi contenuti e prestazioni ad alto costo, adatti per la posa su larga-scala di linee veloci convenzionali; I picchetti per rotaie in acciaio 45# hanno un costo leggermente più elevato ma evidenti vantaggi in termini di robustezza e vengono spesso utilizzati nelle sezioni chiave delle linee-ad alta velocità e-per il trasporto pesante. Entrambi i tipi di picchetti per rotaie devono essere zincati a caldo-per immersione per il trattamento anti-corrosione, con uno spessore dello strato di zinco maggiore o uguale a 85μm per migliorare la capacità anti-corrosione all'aperto. Inoltre, entrambi i tipi di punte per binari hanno buone prestazioni di saldatura e possono essere saldati e fissati in base alle esigenze costruttive.
Quali sono i vantaggi della scelta dei materiali-di fascia alta per i picchetti per binari standard stranieri?
Le punte delle rotaie standard straniere utilizzano spesso l'acciaio inossidabile 304, che ha un'eccellente resistenza alla corrosione. Negli ambienti costieri di nebbia salina, non è richiesto alcun trattamento anti-corrosione aggiuntivo e la durata di servizio può raggiungere più di 20 anni, superando di gran lunga quella dei picchetti per binari zincati standard nazionali. I picchetti per rotaie standard esteri realizzati in acciaio legato, come l'acciaio legato 40Cr, hanno una resistenza alla trazione maggiore o uguale a 750 MPa e una resistenza allo snervamento maggiore o uguale a 550 MPa, che è molto superiore a quella dell'acciaio standard nazionale 45#, adatto per condizioni di lavoro difficili su linee-di trasporto pesante e ad alta-velocità. Le punte delle rotaie in acciaio inossidabile hanno una superficie liscia e una forza di legame più forte con l'agente di ancoraggio, che può migliorare l'affidabilità dell'ancoraggio e impedire l'allentamento delle punte delle rotaie. Le punte delle rotaie in acciaio legato hanno una migliore corrispondenza tra resistenza e tenacità dopo il trattamento termico di tempra e rinvenimento e non sono facili da rompere sotto carichi d'urto, garantendo la stabilità dell'ancoraggio del binario. Allo stesso tempo, i picchetti per binari in materiale di fascia alta-standard stranieri hanno una maggiore precisione di lavorazione, filettature uniformi e una maggiore aderenza ai manicotti durante l'installazione, migliorando ulteriormente l'effetto di ancoraggio.
Quali sono i punti chiave della selezione dei materiali per i picchetti delle rotaie nelle aree costiere di nebbia salina?
La scelta del materiale dei picchetti delle rotaie nelle aree costiere in nebbia salina dovrebbe dare priorità alla resistenza alla corrosione in nebbia salina e l'acciaio inossidabile 304 o 316 è preferibile.. 316 L'acciaio inossidabile ha una migliore resistenza alla nebbia salina rispetto al 304 ed è più adatto per linee di zone marine con elevata concentrazione di nebbia salina. Se vengono selezionati i puntali delle rotaie in acciaio al carbonio, dovrebbe essere adottato un processo anticorrosione composito di-galvanizzazione a caldo-+ strato sigillante, con uno spessore dello strato di zinco maggiore o uguale a 120μm. Lo strato sigillante può isolare la nebbia salina dal contatto con il substrato di acciaio e prolungare la durata anticorrosione. Il materiale del picchetto dovrebbe avere una buona resistenza alla tensocorrosione. I picchetti delle rotaie in acciaio al carbonio sono soggetti a fessurazioni da tensocorrosione in ambienti con nebbia salina e l'acciaio inossidabile può efficacemente evitare questo problema. Inoltre, la resistenza del materiale dovrebbe corrispondere al carico della linea. I picchetti ferroviari per le linee costiere di trasporto pesante-devono essere realizzati in acciaio inossidabile e materiali compositi in acciaio legato per bilanciare la resistenza alla corrosione e i requisiti di robustezza. Allo stesso tempo, è necessario rilevare regolarmente lo stato di corrosione dei chiodi delle rotaie. I picchetti delle rotaie in acciaio al carbonio devono essere sostituiti tempestivamente quando la profondità della corrosione supera 0,5 mm.
Quali fattori dovrebbero essere considerati nella scelta dei materiali per i chiodi delle rotaie nelle regioni alpine con permafrost?
Il materiale dei picchetti delle rotaie nelle regioni con permafrost alpino dovrebbe avere un'eccellente resistenza all'impatto a bassa-temperatura e il valore di resilienza all'impatto a bassa{{1}temperatura dovrebbe essere maggiore o uguale a 27J (-40 gradi ) per evitare che i picchetti delle rotaie si fratturano fragile alle basse temperature. È preferibile l'acciaio a bassa-legatura-alta resistenza come l'acciaio 16Mn. Questo materiale può comunque mantenere una buona tenacità in ambienti a bassa-temperatura e ha un'elevata resistenza, adatta ai requisiti di carico delle regioni con permafrost. Il materiale del puntale del binario deve avere una buona resistenza al gelo-disgelo. Le regioni con permafrost hanno frequenti cicli di gelo-disgelo e il materiale deve resistere a ripetuti stress di espansione e contrazione per evitare danni da fatica. Inoltre, la resistenza alla corrosione del materiale dovrebbe soddisfare lo standard. Il ghiaccio e la neve sciolti nelle regioni alpine trasporteranno il sale nel fondo dei binari. I picchetti delle rotaie devono essere zincati a caldo + passivati per migliorare la resistenza alla corrosione. Allo stesso tempo, il materiale dovrebbe avere buone prestazioni di lavorazione. La costruzione nelle regioni alpine è difficile e i picchetti delle rotaie devono essere facili da installare e ancorare per evitare difficoltà di costruzione causate da materiali eccessivamente duri.
Come rilevare se le prestazioni dei materiali per i chiodi delle rotaie soddisfano lo standard?
È necessario utilizzare una macchina di prova universale per rilevare la resistenza alla trazione e la resistenza allo snervamento del materiale del puntale della rotaia. Vengono realizzati campioni di trazione standard per il campionamento, vengono eseguite prove di trazione, viene registrato il carico massimo alla frattura, vengono calcolati la resistenza alla trazione e la resistenza allo snervamento e si valuta se soddisfano gli standard di progettazione. Il rilevamento della resistenza all'impatto a bassa-temperatura deve utilizzare una macchina per prove d'urto per condurre prove d'impatto su campioni in un ambiente a bassa-temperatura di -40 gradi, misurare l'energia di assorbimento dell'impatto e garantire che sia maggiore o uguale a 27J. Il rilevamento della resistenza alla corrosione può adottare il test in nebbia salina neutra. Posizionare i campioni di chiodi di rotaia in una camera di nebbia salina, spruzzare continuamente per 1000 ore e osservare la corrosione superficiale. Le punte delle rotaie in acciaio inossidabile non dovrebbero presentare corrosione evidente e l'area di corrosione delle punte delle rotaie in acciaio al carbonio dovrebbe essere inferiore o uguale al 5%. Il rilevamento della composizione chimica del materiale deve utilizzare un analizzatore di spettro per rilevare il contenuto di carbonio, manganese, cromo e altri elementi per garantire la conformità agli standard dei materiali. Inoltre, è possibile eseguire-test di estrazione dell'ancoraggio in loco per rilevare la forza di ancoraggio del picchetto della rotaia e verificare la corrispondenza tra resistenza del materiale e processo di ancoraggio.