Физические свойства.

Элементами, присутствие которых в стали считается полезным, являются железо, углерод, марганец и кремний; нежелательными примесями стали являются фосфор, сера, газы и шлак. Большую роль при изготовлении рельсовой стали играет углерод; с увеличением содержания углерода повышается твердость и предел прочности стали, но понижается ее вязкость. Однако, принимая в расчет однородность современной мартеновской стали, регулированием содержания углерода можно всегда получить сталь желаемой твердости. Содержание углерода в стали, предназначенной для прокатки рельсов весом от 34,7 до 39,5 кг/пог. м, колеблется от 0,55 до 0,68%, для рельсов весом от 40,2 до 44,6 кг/пог. м - от 0,64 до 0,77%, для рельсов весом от 45,1 до 59,5 кг/пог. м - от 0,67 до 0,80% и для рельсов весом в 60 кг/пог. м - от 0,69 до 0,82%.
Марганец в том или ином количестве присутствует в любой рельсовой стали; он обладает способностью раскислять металл и значительно повышать его прочность, вязкость и упругость, а также сопротивляемость износу. Согласно Техническим условиям на мартеновскую рельсовую сталь содержание марганца допускается в рельсах весом от 34,7 до 44,6 кг/пог. м в количестве от 0,60 до 0,90% и в рельсах весом 45,1 кг/пог. м и выше - от 0,70 до 1,00%.
Кремний в стали содержится всегда. Химическое сродство кремния с кислородом делает его особенно полезным с точки зрения устранения газов, не удаленных марганцем. Содержание кремния в рельсовой стали должно быть не ниже 0,10%; количество его может доходить до 0,23%. Более высокое содержание кремния в сталях, изготовленных как по техническим условиям AREA, так и по другим инструкциям на изготовление стандартных рельсов, значительно снижает, а в некоторых случаях и полностью устраняет необходимость «успокоения» стали в изложницах с помощью алюминия, способствующего повышению плотности стали.
Наиболее вредной примесью рельсовой стали является фосфор, так как он понижает способность стали сопротивляться удару, делая ее хладноломкой. В мартеновских рельсах содержание фосфора допускается не свыше 0,04%.
Сера способствует образованию между волокнами стали сульфидных пленок. Пленки делают сталь красноломкой и приводят к образованию в ней трещин, а также к выкрашиванию металла в процессе прокатки. Присутствие любого количества серы в стали нежелательно.
Шлак представляет собой расплавленную золу или осадок; он содержит в себе примеси, удаленные из расплавленного металла. Очень большое внимание уделяется тому, чтобы при разливке стали из ковша по изложницам в ней не задерживались частицы шлака.

Процесс прокатки рельсов.

Качество рельсов, с точки зрения сопротивляемости их износу, зависит не только от правильного химического состава и физических свойств стали, но также и от соблюдения существующих правил их изготовления. По требованиям железных дорог металлургической промышленностью были разработаны новые способы регулируемого охлаждения рельсов, термической закалки их по всей длине и закалки концов, являющиеся средством продления срока службы рельсов.
Металлургические отделы на рельсопрокатных заводах чувствуют все большую ответственность за качество выпускаемой стали. С помощью специальных работников, ведущих наблюдения за всеми этапами производства стали, осуществляется постоянный контроль над методами производства рельсов. Инспектора, имеющие право браковать рельсы на любой стадии их изготовления, в случае если рельсы не соответствуют требуемому стандарту, осуществляют контроль над производственными отделами заводов.
Первым шагом по изготовлению рельсов является производство рельсовой стали. Последние достижения в области металлургической промышленности создали условия для более надежного контроля над всем мартеновским процессом; это привело к некоторому изменению технологии производства стали и улучшило качество выпускаемого металла. После того, как сталь в мартеновской печи нагреется до требуемой температуры, и после того, как будет проверен химический состав стали, металл разливают по изложницам. Форма изложниц слегка конусообразная, кверху суженная, поверхность волнистая, углы изложниц тщательно закруглены. Длина слитков меняется в зависимости от сечения рельсов, для которых они предназначены; слитки, из которых изготовляются образцы для испытания на ударную нагрузку, делаются несколько длиннее. По Техническим условиям образцы для испытания на ударную нагрузку берутся из верхней части головных рельсов А, из второго, среднего и последнего слитков каждой плавки.

Прокатка рельсов.

Первой задачей при производстве рельсов является получение слитка, однородного по всей длине. Сейчас же после затвердевания слитки доставляют к нагревательной печи, где их подогревают до температуры прокатки. В течение всего процесса изготовления рельсов слитки должны перемещаться в определенном порядке, так, чтобы все время сохранялись порядковые номера плавки и слитков. Процесс нагревания слитков тщательно регулируется; для контроля за нагреванием через небольшие интервалы времени проводятся наблюдения с помощью оптического пирометра. Охлаждение слитков, предназначенных для прокатки рельсов, не допускается. Затем слитки, доставленные к блюмингам на специальных тележках, пропускаются через валки верхними концами вперед; здесь слитки 4 раза сильно обжимаются медленно вращающимися валками. Для удаления загрязненного металла головной и хвостовой концы блюмса обрезаются; блюмс делится на две части, из которых каждая в свою очередь делится на два, три или четыре рельса, в зависимости от длины и поперечного сечения профиля, для которого они предназначаются.
Одно время на большинстве рельсопрокатных заводов входило в систему допускать охлаждение блюмсов до температуры окружающего воздуха и затем, перед прокаткой рельсов, снова их нагревать.
При условии, если сталь вполне доброкачественная, слиток однороден, блюмсы должным образом подготовлены, качество рельсов будет зависеть еще от правильного выполнения прокатки, являющейся последней стадией изготовления рельсов. При постепенном обжатии металла в процессе многократного пропуска его через валки получается хорошо промешанная, мелкозернистая сталь; при этом последние 5-6 раз прокатка производится на медленно вращающихся валках. На основании опыта различных металлургических заводов установлено, что для обжатия слитка до окончательного профиля рельса требуется прокатать его от 18 до 30 раз; на долю блюминга и рельсопрокатного стана приходится приблизительно по одинаковому количеству проходов рельсов через валки. Железнодорожники обычно предпочитают большее количество проходов при соответственно меньшем обжатии сечения после каждого прохода (рис. 1).


Рис. 1. Внутренний вид рельсопрокатного цеха металлургического завода Гэри (Gary) Американской стальной корпорации

Маркировка рельсов.

Данные, касающиеся веса и типа рельса, рода стали, завода-изготовителя, месяца и года прокатки наносят на одну сторону шейки рельса в виде выпуклых букв; буквы выкатываются нижними валками при последнем проходе рельса. К клейму добавляются также буквы, указывающие на то, что рельсы изготовлены из стали со средним содержанием марганца с применением регулируемого охлаждения, что они подвергались термической обработке и что концы их закалены. Поскольку после разлива стали порядковые номера плавок и слитков сохраняются, то на рельсах указывают также номер плавки и слитка. Эти данные выбивают на клеймовочном станке на противоположной стороне шейки, пока рельс еще находится в горячем состоянии. Слитки прокатываются головными концами вперед; рельсы последовательно маркируются буквами А, В, С, D и т. д.

Распиловка рельсов.

После окончания прокатки, пока сталь еще не остыла, прокатанную полосу разрезают на куски нужной длины. Обычно пилы располагают так, что они могут одновременно отрезать несколько рельсов. Должен быть предусмотрен соответствующий припуск в длине рельсов, так как после снижения температуры рельса с температуры прокатки до температуры окружающего воздуха длина его уменьшится. Указанный припуск на усадку составляет около 4,76 мм на 305 мм.

Предварительный изгиб рельсов.

Следующая операция заключается в пропуске рельсов через ряд роликов, изгибающих рельсы так, чтобы после охлаждения их до температуры окружающего воздуха они оказались совершенно прямыми. Без этой операции большее отношение объема охлаждаемого металла к его поверхности в головке рельса по сравнению с подошвой (что обычно имеет место для большинства сечений рельсов), в сочетании с несколько более высокой окончательной температурой головки, привело бы при охлаждении к изгибу рельса на головку. Степень предварительного изгиба рельса зависит от его сечения. Для предупреждения расплющивания металла и вдавливания в поверхность катания головки заусенцев, образующихся при распиловке рельсов, машина для изгиба рельсов снабжается специальными устройствами, не допускающими попадания роликов на концы рельсов.
После прохождения этой стадии изготовления мартеновские рельсы подвергаются регулируемому охлаждению и термической обработке, целью которых является улучшение структуры металла и повышение износостойкости рельсов.
Хотя в этой области и проводились обширные исследования в течение довольно длительного периода, но только в 1935 г. рельсы, изготовленные с регулируемым охлаждением, с термической обработкой по всей длине и с закалкой концов, стали производиться на коммерческой основе и в любом желаемом количестве. Однако в небольших количествах рельсы с регулируемым охлаждением начали выпускать уже с 1931 г. Другим способом охлаждения рельсов является выдерживание их на стеллажах.

Охлаждение рельсов на стеллажах.

Способ охлаждения рельсов на стеллажах после предварительного изгиба их начали применять сразу же после появления рельсов из мартеновской стали. Согласно этому методу рельсы кладут боком на большие решетки на равном расстоянии один от другого; в некоторых случаях для равномерного охлаждения рельсов решетки покрывают и огораживают. Когда температура рельсов достигает температуры рекристаллизации, рельсы перевертывают и они продолжают охлаждаться до температуры окружающего воздуха.

Регулируемое охлаждение рельсов.

Приблизительно в 1926 г. владельцы фирмы Зандберг (Sandberg) в Лондоне указали на возможность существования прямой зависимости между флокенами, часто возникающими при прокатке рельсов, и поперечными трещинами. Другие ученые, как Мекки (Mackie) и Гергардт (Gerhardt), тоже установили, что флокены являются основной причиной образования поперечных трещин; последние, так же как и Зандберг (Sandberg), считали, что появления флокенов можно избежать, введя регулируемое охлаждение рельсов вместо обычно применяемого охлаждения их на стеллажах. Правильность этих предположений была подтверждена результатами научных исследований, проводимых в Иллинойском университете под руководством AREA и Технического комитета заводов, изготовляющих рельсы.
Метод Зандберга основан на теории, заключающейся в том, что флокены образуются в той стадии охлаждения рельсов, которая соответствует развитию максимальных внутренних сил в рельсовой стали, т. е. при температуре от 350 до 500°С. Мекки утверждает, что флокены появляются тогда, когда сталь находится в состоянии синеломкости, т. е. при температуре ее от 200 до 300°С.
Метод охлаждения рельсов, применяемый в США, разработан с учетом обеих приведенных выше теорий. Согласно этому методу рельсы охлаждаются обычным способом на горячих стеллажах до тех пор, пока их температура не упадет до 538-385°С, после чего рельсы сейчас же укладывают рядами в большие короба (рис. 2) или изолированные вагоны, где оставляют их в течение 24 ч. Для того чтобы в дальнейшем можно было с помощью электромагнитного крана поднимать рельсы целыми пакетами, последние разделяются между собой прокладками. На протяжении, по крайней мере, 10 ч, в течение которых происходит постепенное охлаждение рельсов, короб остается закрытым; ни один рельс не вынимают из короба до тех пор, пока температура верхнего ряда рельсов не достигнет 149°С.

Рис. 3. Медленное перемещение концов рельса под пламенем газа коксовальных печей с последующей закалкой воздухом


Рис. 2. Опускание рельсов в короба для регулируемого охлаждения

Контрольной температурой является температура, измеряемая в нижнем ряду между наружным и соседним с ним рельсом на расстоянии не менее 304,8 мм и не более 914,4 мм от конца рельса. За контрольной температурой очень тщательно наблюдают с помощью термопар. При наличии рельсов весом 49,6 кг/пог. м и более за первые 7 ч после укладки нижнего ряда температура их не должна упасть ниже 149°С; для рельсов весом менее 49,6 кг/пог. м этот промежуток времени составляет 5 ч.

Влияние регулируемого охлаждения.

Работа в пути рельсов, изготовленных с помощью регулируемого охлаждения, показала, что этот процесс действительно предупреждает появление флокенов и что, вдобавок к этому, рельсы, прошедшие такую обработку, обладают несколько лучшими физическими свойствами, чем обычные рельсы, а с точки зрения сопротивляемости износу - эквивалентны рельсам, охлажденным на горячих стеллажах.
При сравнении качества рельсов, изготовленных с регулируемым охлаждением, с качеством рельсов, изготовленных по ранее применявшемуся методу охлаждения их на горячих стеллажах, не было обнаружено разницы в размерах зерен стали и в упругих характеристиках ее при растяжении; была отмечена только незначительная тенденция к увеличению относительного удлинения и относительного поперечного сужения испытываемых образцов. Твердость стали по Бринеллю оставалась приблизительно прежней. Небольшая разница замечалась только при ударных испытаниях. Для того чтобы при сравнительных испытаниях на копре сломать рельс, изготовленный с регулируемым охлаждением, требовалось на один или два удара больше; в величинах же остаточного прогиба и общего удлинения, образующихся после первого удара, разница была небольшая.
Для того чтобы в пути легко было узнавать рельсы, изготовленные с регулируемым охлаждением, на них при последнем проходе через валки выкатываются буквы СС. Эти буквы располагаются между буквами, указывающими тип рельса, и названием завода.
Согласно последним Техническим условиям AREA потребитель может требовать, чтобы на рельсах с закаленными концами и изготовленных с регулируемым охлаждением, на противоположной стороне шейки перед номером плавки стояли буквы СН.

Закалка концов рельсов.

Смятие рельсовых концов в течение многих лет было одной из основных проблем содержания рельсов. С 1931 г. этот вопрос сделался предметом интенсивного изучения Рельсовым комитетом AREA, так как смятие концов служило одной из главных причин смены рельсов. Одним из наиболее успешных методов снижения интенсивности смятия рельсов является закалка рельсовых концов, которая может производиться как на металлургических заводах, так и на рельсах, лежащих в пути. Подробное описание закалки рельсовых концов в полевых условиях можно найти в статье «Сварка и наплавка рельсов и других металлических элементов верхнего строения пути».
Было разработано несколько методов закалки рельсовых концов в заводских условиях, заключающихся в следующем:
а) конец головки рельса в течение 80 сек нагревается с помощью электрической индукции до температуры 838°С, а потом закаливается при охлаждение его в течение 30 сек автоматически регулируемой струей теплой воды;
б) конец головки рельса нагревается газовым пламенем в портативной печи с огнеупорной облицовкой в течение 3 мин примерно до 843°С; закалка осуществляется путем охлаждения металла в течение 3 мин струей сжатого воздуха;
в) после распиловки рельса пилами горячей резки и снижения температуры его до 538°С закалку концов производят охлаждением их брызгами воды в течение 30-35 сек, после чего концы рельсов на некоторое время покрывают.
На основании полевых опытов Рельсовым комитетом AREA были сделаны следующие выводы:

1. у рельсов с закаленными концами наблюдается бесспорное снижение интенсивности их смятия по сравнению с рельсами с незакаленными концами;
2. в рельсах, закаленных водой, наблюдается появление большого количества «влажных трещин», в то время как в рельсах, закаленных маслом, и в тех рельсах, при закалке которых охлаждающей средой служил ненагретый металл самого рельса, такой дефект встречался очень редко;
3. средняя твердость трех групп рельсов, закаленных с охлаждением их воздухом и в дальнейшем не потребовавших наплавки концов, составляла от 361 до 374 единиц по шкале Бринелля;
4. в рельсовых концах, первоначально слишком сильно закаленных, затем отпущенных и снова закаленных до менее высокой твердости металла, наблюдалось образование «влажных трещин».

Другие полевые испытания, проведенные Рельсовым комитетом, показали, что закалка концов не только снижала интенсивность их смятия, но и существенно увеличивала срок службы стыковых накладок.
В настоящее время на рельсопрокатных заводах закалка водой больше не применяется. Закалка рельсовых концов производится на специально отведенном для этой цели участке двора, сейчас же после извлечения рельсов из коробов. Обычно рельсы двигают в поперечном направлении под пламенем, получаемым с помощью газа коксовальных печей (рис. 3), из которого предварительно удаляются примеси серы; при этом каждый конец рельса обрабатывается четырьмя горелками. Первые три горелки поднимают температуру рельсовых концов до 538°С, а четвертая - до 788°С. Рельсы двигаются медленно; на обогрев одной горелкой расходуется l 1/4-1 1/2 мин, после чего концы приблизительно в течение 1/2 мин охлаждаются воздухом.

Для обеспечения равномерной закалки рельсов в заводских условиях Рельсовым комитетом AREA была представлена на рассмотрение инструкция, касающаяся процесса производства таких работ. Эта инструкция была принята к руководству в следующем виде.
Для закалки рельсовых концов используются рельсы, изготовленные с регулируемым охлаждением.
На рельсах с закаленными концами должны быть выштампованы буквы СН; буквы располагаются на шейке перед номером плавки.
Производить закалку концов водой не рекомендуется.
Прежде чем, согласно контракту, начать производство рельсов, по требованию потребителя должны быть представлены продольные и поперечные сечения рельсов, на которых наносят распределение твердости металла, типичное для предполагаемого способа производства рельсов.
Зона закалки должна охватывать всю ширину головки рельса, а длина закаленной поверхности должна быть не менее 38,1 мм. Глубина закалки на протяжении 38,1 мм от торцов рельсов должна составлять не менее 6,35 мм.
После удаления обезуглероженного поверхностного слоя твердость металла, измеренная по оси поверхности катания головки на расстоянии от 6,35 до 12,7 мм от торца, должна составлять от 331 до 401 единиц по Бринеллю.
Потребителю или его представителю представляется протокол определения твердости образцов рельсов, взятых по два из каждой плавки.
Изготовителю разрешается производить повторную обработку рельсов, твердость которых по Бринеллю не соответствует установленным требованиям.
Фаски должны быть выполнены так, чтобы на концах рельсов не образовывались трещины.

Окончательная отделка рельсов.

После охлаждения ось рельсов, как и других прокатанных в горячем состоянии профилей, несколько искривляется, вследствие чего требуется выправка рельсов в правильных прессах. Торцы рельсов очищаются от заусенцев, образующихся при распиловке рельсов в горячем состоянии, и шлифуются вращающимися шлифовальными кругами.
Большинство дорог в настоящее время требует, чтобы для предупреждения выкрашивания металла, сплывшего под воздействием колес подвижного состава, на торцах головок новых рельсов делались фаски. На заводе эта операция выполняется электрическими или пневматическими шлифовальными станками; большей частью ширина фаски в направлении оси рельса составляет 1,59 мм, а глубина - 3,18 мм от поверхности головки.
Обычно в каждом конце рельса сверлят по два или по три болтовых отверстия, в зависимости от длины применяемых стыковых накладок; однако, если рельсы предназначены для сварки их в длинные плети, концы остаются непросверленными. На заводах в каждом конце рельса все отверстия с помощью многошпиндельного сверлильного станка сверлят одновременно; размещают отверстия в соответствии с требованием заказчика. Хотя все еще имеется много вариантов в количестве, расположении и размерах болтовых отверстий, однако существует определенная тенденция сверлить отверстия в соответствии со стандартом AREA; этот стандарт был пересмотрен (рис. 4).

Рис. 4. Рекомендованные AREA болтовые отверстия в наклад ках и рельсах, путевые болты и гайки:
а - четырехдырная накладка; б - шестидырная накладка; в - квадратная гайка; г - болтовые отверстия в накладках (овальное, круглое); д - болты со стандартной нарезкой 8 витков на 25,4 мм

Маркировка рельсов.

Прежде чем погрузить рельсы для отправки потребителям, их распределяют по группам в зависимости от содержания в металле углерода, качества прокатки, структуры стали и отклонения их длины от стандартной; после этого концы всех рельсов, кроме рельсов с низким содержанием углерода, окрашивают в один из пяти легко различимых цветов для того, чтобы было легко находить нужные рельсы при их распределении. Распределение рельсов по группам, маркировка и погрузка производятся в соответствии с «Маркировка с распределением рельсов по группам» и «Погрузка» приведенных ниже Технических условий AREA на рельсы из мартеновской стали.
Годность рельсовой стали, т. е. соответствие качества ее техническим условиям, определяется с помощью как химического анализа металла, так и путем проведения испытаний на прочность и пластичность образцов готовых рельсов каждой плавки. Химический анализ стали производится на образцах, высверленных из слитка. Содержание углерода, марганца, кремния, фосфора и серы определяется в каждой плавке, при этом содержание углерода проверяется ежедневно. Механические испытания рельсов производятся с помощью падающей бабы на образцах длиной от 1,22 до 1,83 м, отрезанных от головной части рельсов А второго, среднего и последнего слитков каждой плавки. Обычно опытный отрезок рельса подвергают удару бабы, падающей, в зависимости от веса рельса, с высоты от 5,18 до 6,71 м.

Рельсы (в переводе с английского rails, с латинского regula – изобретённая в Древнем Риме палка, значение ширины между двумя такими палками равняется 143,5 сантиметров) – балки из металла с особым сечением, использующиеся в железнодорожной сфере в качестве опорного материала, по которому движется железнодорожный транспорт. Такие балки укладываются параллельно друг другу, образуя тем самым так называемый двухниточный путь.

Основное назначение рельс состоит в том, что они регулируют направление колёс при передвижении транспорта, а также принимают на себя давление колёс и передают его к деталям верхнего пути, лежащим ниже. На тех местах, где используется электрическая тяга, рельсы выступают в качестве проводников силового тока, тогда как в зонах, использующих автоблокировку, рельсы используются как проводник тока.

Материал

Как правило, железнодорожные рельсы производятся из стали с содержанием углерода. На то, насколько качественной будет эта сталь, влияют множество факторов – химическое строение стали, а также её микро- и макроструктура.

Добавление углерода в состав стали очевидно – этот материал увеличивает долговечность и надёжность стального покрытия.

Но стоит помнить, что чрезмерно высокое количество углерода может навредить стали, например, увеличив её хрупкость. Поэтому структура стали при увеличении количества добавляемого углерода должна быть наиболее прочной, тем более при влиянии негативных факторов и веществ.

Но не только углерод способен повысить качество стали. Например, обработка марганцем сделает сталь более вязкой, долговечной и устойчивой к механическим повреждениям. С помощью кремния сталь станет намного твёрже и износоустойчивее. А с помощью ванадия, циркония и титана (микроэлементов), структура и состав стали качественно улучшатся.

Фосфорные и серные добавки губительны для стали, ведь они увеличивают её подверженность к хрупкости и ломке. В сталях с большим количеством содержания этих химических элементов нередко появляются разломы, щели и трещины).

Как уже было сказано ранее, рельсы обладают микро- и макроструктурой.

Первая структура состоит из перлита (особой горной породы), структурированного в виде пластин с содержанием феррита. С помощью метода термических обработок высокими температурами (так называемого закаливания) сталь получает специальный однородный состав, который позволяет ей противостоять износам и быть жёсткой и вязкой.

Такие рельсы, полученные методом закаливания, обладают отличной долговечностью и надёжностью.

Макроструктура, в свою очередь, обязана не содержать слишком больших зерён, пустот, лишних или неоднородных веществ в своём составе.

Основные характеристики рельсов: форма, вес и длина

Профиль рельсовых конструкций изменялся с течением времени.

Так, за всю историю производства было изготовлено немало видов рельс – уголковые, двухголовые, широкоподошвенные и даже грибовидные.

Структура нынешних рельс с широкой подошвой содержит в себе головку, подошву и специальный соединительный материал – шейку, которая сочленяет первые две детали.

Для обеспечения перенесения части давления с колёс транспорта на центральную часть рельсов, её поверхность создаётся немного выпуклой. Сочленение головки и подошвы с рельсовой шейкой создаётся особо плавно, сама же рельсовая шейка обладает формами кривой для уменьшения рисков появления напряжений.

Рельсовая подошва обычно делается наиболее широкой, для того чтобы обеспечить рельсу боковую устойчивость.

Как правило, обычный железнодорожный рельс, изготавливающийся в России, производится длиной 12,5, 25, 50 и 100 метров.

При необходимости использования на неровных зонах путей, могут изготавливаться рельсы укороченной длины. Длина так называемого бесстыкового пути (или «бархатного») варьируется в пределах от 400 метров и до перегонной длины. Применять рельсы большей длины будет лишь положительным фактором – уменьшится сопротивление передвижения железнодорожного транспорта вкупе с увеличением износостойкости материала. Как пример, после перехода на «бархатный путь» сохраняется в среднем 4 тонны стали на один километр пути за счёт отсутствия креплений на стыке рельсов.

Главный параметр рельса, зная который, можно судить о мощности материала, – удельный вес одного метра рельса, измеряющийся в килограммах.

При подборе типа рельсов необходимо учитывать загруженность железнодорожной линии и скорость передвижения транспорта. К примеру, массивный рельс увеличивает износоустойчивость железнодорожных шпал, также такие тяжёлые рельсы экономят на расходовании металла, и, как следствие, уменьшают издержки по обновлению рельсов ввиду повышения их долговечности.

Шпалы – это основной крепёжный материал, использующийся при изготовлении железнодорожных путей. Современные технологии позволяют изготавливать шпалы из различного сырья: дерева, железобетона, стали и даже пластика.

На цену рельс влияют множество факторов, например, удельный вес, ширина и длина, износоустойчивость и твёрдость.

Типы рельсов

Все из возможных рельсов бывают:

• Железнодорожными – такие рельсы являются самыми популярными и известными в производстве. Обычно они изготавливаются длиной 12,5 и 25 метров, масса одного метра колеблется в пределах от 50 до 65 килограмм. Обозначение – Р50 и Р65.
• Узкоколейными – используются при работах, где необходимо малая ширина межрельсового пространства. Чаще всего эти рельсы укладываются в шахтах и других местах, где ограничена площадь передвижения. Обозначение: Р18, Р24.
• Рудничными – применяются для укладки бесстыковых путей и изготовления методов их соединения (стрелочные переводы). Более того, эти рельсы также используются в сфере промышленности. Обозначение: Р33, Р43.
• Трамвайными – предназначены для постройки путей для трамваев в мегаполисах с низкой загруженностью транспорта. Такие рельсы обладают малым весом и более подвержены к износам. Обозначение: Т62.
• Крановыми – используются при укладке путей для подъемного крана. Обозначение: КР70, 80, 100, 120, 140).
• Подкрановыми – такой тип рельс является самым тяжёлым. Назначение совпадает с назначением крановых рельс. Отличительной особенностью данного типа рельс является возможность укладки в несколько рядов. Обозначение: КР50, КР70, КР100).
• Рамными – используются при сооружении переводных механизмов на железнодорожных путях. Обозначение: РР65.
• Контррельсовыми – предназначены для работ в верхних конструкциях путей. Обозначение: РК50, РК65, РК75.
• Остряковыми – используются для работ в верхних конструкциях путей. Обозначение: ОР43, ОР50, ОР65, ОР75. Особым типом рельс является вид ОР43, который используется при строении соединений железнодорожных путей и использующийся в конструировании экскаваторных деталей, являющихся опорно-поворотными.

Также рельсы классифицируются по:

• Качеству (рельсы бывают термо- и нетермоупрочнёнными);
• Присутствию отверстий для болтов;
• Метода выплавления стали и др.

Цена рельсов тесно связана и даже зависит от данных факторов.

Условные обозначения

Рельсы могут поступать с длинным номером, в котором будет, например, пять и более групп цифр.

В них выделяются:

• A - тип рельса;
• B - категория качества;
• C - марка стали;
• D - длина рельса;
• E - наличие болтовых отверстий;
• F - обозначение стандарта ГОСТ.

Пример: Рельс типа Р65, категории Т1 из стали марки M76T, длиной 25 м с тремя болтовыми отверстиями на обоих концах рельса:

• Рельс Р65-Т1-М76Т-25-3/2 ГОСТ Р 51685-2000



Великий Новгород

Владимир

Волгоград

Воронеж

Ижевск

Иркутск

Казань

Кемерово

Киров

Кострома

Краснодар

Красноярск

Курган

Курск

Липецк

Москва

Набережные Челны

Новосибирск

Оренбург

Пермь

Петрозаводск

Псков

Ростове-на-Дону

Рязань

Самара

Саратов

Смоленск

Тамбов

Тверь

Томск

Тюмень

Хабаровск

Челябинск

Ярославль

Тендеры и заявки - Рельс примечание НКМК в регионе "Москва"

• 29.03.2019 в 08:38 Предприятие ЕВРОЦЕМЕНТ груп приобретет:
  Рельс Р-2 в следующем объеме: 4 шт
  

  Пожелания заказчика: Просьба сформировать КП (счет) на: 1. Рельс Р-2 - 4 шт. 2. Стяжка С-1 – 3 шт. 3. Стяжка С-4 – 56 шт. 4. Накладка К-1 – 56 шт. 5. Подкладка К-2 – 28 шт. Объект: ПС 110 кВ, Ульяновска обл. ответить на заявку

• 26.03.2019 в 11:38 Предприятие МОССТРОЙКРАН приобретет:
  Рельс Р-65 длина: новые длина 25 метров в следующем объеме: 15000 тн
  

  Пожелания заказчика: на новые рельсы Р-65 длина 25 метров-15000 тоннн ответить на заявку

• 22.03.2019 в 16:54 Организация (контактное лицо: Алексей) приобретет:
  Рельс Р65 длина: 25 м. сталь: 1 группа износа, в следующем объеме: 70 шт
  ответить на заявку
• 22.03.2019 в 15:34 Организация (контактное лицо: Валерий) желает приобрести:
  Рельс Р-50 1 гр. в следующем объеме: 38 тн
  ответить на заявку
• 22.03.2019 в 15:13 Организация (контактное лицо: Андрей) приобретет:
  Рельс р65 в следующем объеме: 200 м/п

  Пожелания заказчика: рельсы р65. 200 м пути. Пермь. ответить на заявку

Объявления продать купить Рельс примечание НКМК в регионе "Москва"

Реализую рельсы железнодорожные крановые Р 65 40т
Продам рельсы железнодорожные Р 65 в отличном состоянии. Находятся на балансе организации. Общий объем - около 45 тонн. Находятся в Москве. Прямой владелец. Фото прилагаю. Оплата с НДС.

Продам лом рельс 50000 тонн
Продам лом рельса от 50000 тонн из Азии по 330$ cif lc

Продаем рельсы Р-65 лежалые, б\у
Продаем рельсы Р-65 Т0, 1 группы износа 4мм по цене 31500 руб/т 2010г. Лежалые рельсы Р-65 ГОСТ 8161-75 Т1 2016г по цене 71500 руб/т.

Рельсы и рельсовые скрепления
*Рельсы РП65, 12.50м, новые 55 500руб/тн; *Рельсы Р65, 1гр. мера 36 500руб/тн; *Рельсы Р65, 2гр. мера 32 500руб/тн; *Рельсы Р50, 1гр. 12.50м от 36 500руб/тн; *Подкладка КБ65 бу 58 000руб/тн *Болт закладной в сборе 98 500руб/тн; *Болт клеммный в сборе 99 500руб/тн; Цены на рельсы указаны с погрузкой...

Прокладка ЦП 328 продам
Продам прокладку резиновую ЦП 328 под подкладку КБ65 .В наличии большой объем.Фото по запросу.Звоните.

Благодаря увеличению закупок со стороны ОАО «РЖД» российское производство рельсов по итогам 10 месяцев 2016 года выросло более чем на треть. Об этом свидетельствуют данные из маркетингового исследования .

Пережив спад 2014-2015 гг., отечественная отрасль по производству рельсов начала восстанавливаться: с января по октябрь выпуск рельсов в России увеличился на 34,1%, достигнув 991,5 тыс. т. Оживлению в отрасли способствует реализация инвестиционной программы ОАО «РЖД», в рамках которой к 2030 году планируется построить 13,8 тыс. км дорог тяжеловесного движения, а также 10,5 тыс. км скоростных и высокоскоростных железнодорожных магистралей - это позволит увеличить грузооборот в полтора раза, а пассажирооборот - на 60%. Размер капиталовложений составит, по меньшей мере, 12,6 трлн руб., констатируют аналитики IndexBox.

Важным событием для рынка стал ввод в строй новых рельсобалочных станов на предприятиях «ЕВРАЗ-Холдинга» и «Мечела», позволивший наладить в России выпуск 100-метровых рельсов для высокоскоростных магистралей. До 2013 года такие рельсы импортировались из Австрии и Японии, однако модернизация производственных мощностей на отечественных предприятиях дала возможность полностью отказаться от зарубежной продукции.

Динамика производства рельсов в России





Для российского рынка рельсов, как и для других сегментов рынка металлопроката, характерен рост цен на продукцию: в 2015 году средняя стоимость тонны рельсов от производителей увеличилась на 28,5%, а в январе-октябре 2016 года - на 6,8%, достигнув 32,2 тыс. руб. Как результат, в стоимостном выражении производство рельсов в России за первые 10 месяцев 2016 года выросло на 43% (до 29,4 млрд руб.).

Рост цен на металлопрокат вызван повышением тарифов на электроэнергию, началом строительного сезона в РФ и вводом антидемпинговых пошлин в отношении российского и китайского проката в США и ЕС, отмечают аналитики IndexBox. К числу факторов также можно отнести удорожание металлургического кокса и повышение цен на сталь в Китае.

Объем производства рельсов в России



На протяжении долгого времени выпуск рельсов осуществлялся только на предприятиях холдинга «ЕВРАЗ» - ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» (Кемеровская область) и ОАО «ЕВРАЗ НТМК» (Свердловская область). С 2013 года список производителей пополнило ПАО «Мечел» (Челябинская область), что привело к увеличению доли Уральского федерального округа в общероссийском выпуске рельсов (Рисунок 4).

Рынок рельсов в России: структура производства



На российском рынке рельсов наблюдается избыток производственных мощностей, полагает доцент РОАТ МИИТ Фарид Хусаинов. В этой связи российские производители рассматривают возможности выхода на зарубежные рынки, в первую очередь, стран ЕС, однако для этого их продукция должна пройти сертификацию в Европе. Другим серьезным препятствием для выхода на европейский рынок являются сильные позиции местных игроков, таких как Thyssen Krupp Stahl (Германия), Voestalpine Schienen Gmbh (Австрия) и Tata Steel (Великобритания), заключают аналитики IndexBox.

[Статья] Рельсовая сталь и маркировка рельсов

Рельсовая сталь и маркировка рельсов


Рельсовая сталь

Материалом для рельсов служит рельсовая сталь. Рельсы изготавливаются двух групп: I группа - из спокойной мартеновской стали, раскисленной в ковше комплексными раскислителя-ми без применения алюминия или других раскислителей, образующих в стали вредные строчечные неметаллические включения; II группа - из спокойной мартеновской стали, раскисленной алюминием или марганец-алю-миниевым сплавом.

Качество стали определяется ее химическим составом (табл. 1.2).




С повышением в стали углерода С повышается общая прочность рельсов при изгибе, твердость и износостойкость. Марганец Mn увеличивает твердость, износостойкость и вязкость рельсовой стали, а кремний Si - твердость и износостойкость. Фосфор Р и сера S - вредные примеси. При низких температурах рельсы с большим содержанием фосфора становятся хрупкими, а серы - красноломкими (при прокате рельсов образуются трещины). Ванадий, титан и цирконий - микролегирующие и модифицирующие добавки, улучшающие структуру и качество стали.

Макроструктура современной углеродистой рельсовой стали представляет пластинчатый перлит с небольшими прожилками феррита на границах перлитных зерен. Значительная твердость, сопротивление износу и вязкость углеродистых сталей достигаются приданием им однородной сорбитной структуры (с помощью специальной термической обработки).

Механические свойства стали для рельсов I и II групп при испытаниях на растяжение должны соответствовать данным, приведенным в табл. 1.3.

Эти данные соответствуют рельсам, изготовленным из мартеновской стали, не закаленным по всей длине.

Сталь для рельсов должна иметь чистое, однородное, плотное мелкозернистое строение (макроструктуру).

Технология изготовления рельсов должна гарантировать отсутствие в них флокенов, а также местных неметаллических включений (глинозема, карбидов и нитридов титана или глинозема, сцементированного силикатами), вытянутыми вдоль направления проката в виде дорожек - строчек.

Поверхность головки рельса на его концах подвергается закалке с прокатного или индукционного нагрева токами высокой частоты.

Для обеспечения большей износостойкости и долговечности рельсы изготавливают из мартеновской высокоуглеродистой стали (типы Р75, Р65, Р50), подвергая их герметической обработке по всей длине путем объемной закалки в масле с последующим печным отпуском (ГОСТ 18267-82). Макроструктура закаленного металла головки рельса представляет собой сорбит закалки. Твердость по Бринеллю на поверхности катания головки закаленных рельсов должна быть в пределах 341-388 НВ, шейки и подошвы - не более 388 НВ.




Механические свойства объемноза-каленных рельсов должны характеризоваться величинами не менее указанных ниже:

Рельсы, полностью удовлетворяющие техническим требованиям и стандартам, относятся к 1-му сорту. Рельсы, имеющие отклонения в химическом составе и механических свойствах, относятся ко 2-му сорту.

Объемнозакаленные рельсы имеют срок службы в 1,3-1,5 раза выше, чем обычные.

Условия эксплуатации рельсов на дорогах Сибири и Дальнего Востока почти вдвое тяжелее, чем в Европейской части России. Поэтому в настоящее время созданы рельсы низкотемпературной надежности Р65, объемнозакаленные I группы, изготовляемые из ванадий-ниобий-боросодержащей стали с использованием для легирования азотированных ферросплавов. Для этих рельсов используется электросталь, варка которой производится в дуговых печах.

При температуре минус 60 °С рельсы из электростали выдерживают ударные нагрузки вдвое большие, чем рельсы из мартеновской стали.

В настоящее время российские рельсы - одни из лучших в мире. Однако японские, французские, шведские и канадские рельсы имеют значительно более низкий уровень собственных напряжений и большую чистоту рельсовой стали, а также прямолинейность. Именно поэтому сейчас началась их закупка для участков скоростного движения российских железных дорог.

Маркировка, сроки службы рельсов и мероприятия по их продлению

Маркировка рельсов производится для правильной укладки их в путь и для определения места и времени изготовления каждого отдельного рельса. Она подразделяется на основную (постоянную), выполняемую во время прокатки клеймением в горячем и холодном состоянии (рис. 1.2) и дополнительную или временную, выполненную краской. Основная заводская маркировка указывает соответствие рельсов




требованиям стандартов, а дополнительная отмечает особенности каждого рельса (укорочение, сорт и т. д.).

Завод, изготовляющий рельсы, гарантирует исправную службу рельсов в пути в течение срока наработки, исчисляемого в миллионах тонн брутто пропущенного тоннажа Т. Рельсы изымаются с пути или по износу головки или по дефектности. Как правило, вертикальный износ головки не достигает предельных значений при норме наработки Т, при которой производят сплошную смену рельсов из-за их предельного выхода по одиночным дефектам.

В настоящее время принята классификация дефектов рельсов, приведенная в табл. 1.4.

Интенсивность одиночного выхода рельсов зависит от их наработки (пропущенного по ним тоннажа), конструкции пути, нагрузок на рельсы от колесных пар обращающегося подвижного состава, плана и профиля пути, типа рельсов, качества стали и других факторов. На рис. 1.3 приведены осредненные для сети бывшего СССР кривые нарастания одиночного изъятия нетермообработанных рельсов на прямых и пологих кривых в зависимости от пропущенного тоннажа при звеньевом пути на деревянных шпалах.

Объемнозакаленные рельсы имеют значительно меньший выход, что видно, например, на графике рис. 1.4 для линии С.-Петербург - Москва.

Наибольшее одиночное изъятие дефектных рельсов производится из-за недостаточной контактно-усталостной прочности металла, из-за чрезмерного бокового износа головки в кривых и из-за коррозии подошвы рельса и кор-розионно-усталостных трещин (дефекты 44, 17, 21, 14, 11, 69 - см. табл. 1.4).











Продление сроков службы рельсов в настоящее время производится путем применения ресурсосберегающих технологий, в частности, хорошим средством восстановления служебных свойств рельсов является их периодическая шлифовка в пути или острожка старогодных рельсов на рельсосварочных предприятиях. Для шлифовки рельсов применяются рельсошлифовальные механизмы и рельсошлифовальные поезда с абразивными кругами.

Повышение качества рельсов ведется по трем основным направлениям: повышение чистоты рельсовой стали; повышение твердости рельсового металла и улучшение его структуры; повышение прямолинейности рельсов при изготовлении. Разрабатывается также рельс Р65ш, который будет иметь запас в высоте головки (6...7 мм) на последующую шлифовку.

__________________

Зарегистрируйтесь , чтобы скачивать файлы.
Внимание! Перед скачиванием книг и документов установите программу для просмотра книг отсюда . Примите участие в развитии ж/д вики-словаря / Журнал "АСИ" онлайн

Книги по СЦБ | Книги путейцам | Книги машинистам | Книги движенцам | Книги вагонникам | Книги связистам | Книги по метрополитенам | Указания ГТСС


Если не можете скачать файл... / Наше приложение ВКонтакте / Покупаем электронные версии ж.д. документов