Из чего делают рельсы: из какой марки металла делают железнодорожные рельсы

alexxlab | 10.02.1995 | 0 | Разное

из какой марки металла делают железнодорожные рельсы

Длительная и беспроблемная эксплуатация элементов ВСП возможна лишь тогда, когда они выполнены из подходящего материала. И сегодня мы посмотрим, из какой марки стали изготавливают железнодорожные рельсовые конструкции, почему выбран именно этот металл для рельсов, какими свойствами и характеристиками он обладает. Информация поможет вам правильно выбрать подходящие прокатные изделия для непосредственного строительства колеи.

Содержание

1. Рельсовая сталь
2. Основные материалы для изготовления рельсов
3. Химический состав и его преимущества
4. Механические свойства
5. Применение и марки рельсовой стали
6. Колесные стали – для железнодорожных колес
7. Углерод в колесных сталях
8. Японские колесные стали
9. Выше углерод в колесах – меньше износ рельсов
10. Японские колеса на немецкой железной дороге

Важно учитывать специфику современности. За почти 100 лет грузоподъемность ЖД-транспорта увеличилась в 8-10 раз, а скорость его передвижения по полотну возросла в 5 раз. Получается, что опорные конструкции испытывают совсем другие нагрузки. Поэтому необходимо, чтобы они были более прочными, твердыми и износостойкими, чем век назад.

Рельсовая сталь

Объединяет в себе сразу несколько типов сходных металлов, аналогичных по способу применения – используемых для изготовления элементов ВСП (верхнего строения пути). Мелкоигольчатый перлит составляет основу фазовой структуры для всех вариантов, выплавляемых в конверторных или дуговых печах. После термической обработки он становится максимально однородным, приобретая вязкость, достаточную твердость и высокое сопротивление износу.

По раскислителям делится на 2 принципиальные группы:

I – вредные примеси убираются с помощью ферромарганца или ферросилиция;

II – для удаления кислорода применяются алюминиевые включения (считающиеся более предпочтительными из-за их природы).

Основные материалы для изготовления рельсов

Многое зависит от того, в какой сфере будут использоваться прокатные изделия. Из конвертерной стали исполняются элементы ВСП, укладываемые в ЖД-путь и формирующие широкую или узкую колею. А вот крановым опорным металлоконструкциям уже необходимо выдерживать совсем другие нагрузки, поэтому для их выпуска заводы берут высокоуглеродистые сплавы.

Совсем другой случай – так называемые контактные, монтируемые для создания полотна метрополитена. Они не принимают огромные напряжения, зато должны эффективно снимать ток, поэтому их делают из сравнительно мягких металлов.

Химический состав и его преимущества

Для основных марок стали ЖД рельса он регламентирован ГОСТом Р 554 97-2013. Данный межгосударственный стандарт устанавливает, что основной компонент – это железо, но помимо него в сплав обязан входить еще ряд элементов – в следующих массовых долях:

• Углерод (карбон) – от 0,71 до 0,82%, усиливает механические свойства примерно вдвое. Его частицы связывают ферро-молекулы, превращая их в карбиды, которые гораздо прочнее и крупнее. И высокотемпературные воздействия становятся не настолько критичными.
• Марганец – от 0,25 до 1,05%, улучшает ударную вязкость (на четверть-треть), а также износостойкость и твердость. Причем пластичность не ухудшается, что самым положительным образом влияет на технологичность готового прокатного изделия.
• Кремний – от 0,18 до 0,4%, требуется для удаления кислородных примесей, а значит и для оптимизации внутренней кристаллической структуры материала. С такой добавкой существенно уменьшается вероятность появления ликвационных пятен, а долговечность повышается примерно в 1,4 раза.
• Ванадий – от 0,012 до 0,08%, в зависимости от конкретной марки стали для изготовления железнодорожных рельсов. Важен для обеспечения достаточной контактной прочности. В соединении с углеродом образует карбиды, повышающие предел выносливости (а именно нижний его порог).

Похожие новости

Технология и способы сварки железнодорожных рельсов

Дефекты рельсов: классификация, коды, виды, группы и инструкция по дефектности железнодорожных путей

Бесстыковой путь: что это, устройство без стыков и бесшовных рельсов, преимущества и недостатки

Путь “Москва -Казань” за 3 ч. 30 мин.

Какие рельсы лучше брать новые или б/у?

Отдельного рассмотрения заслуживают нежелательные или даже вредные примеси, вычленить которые до конца с помощью современных технологий пока не удается. Это:

• Азот – от 0,03 до 0,07%, плох тем, что нейтрализует легирующий эффект. Из-за него в толще профиля образуются нитриды, которые не поддаются термоупрочнению, а значит снижают механические свойства готовых элементов ВСП.
• Сера – до 0,045%. Ее включения не дают сплаву быть податливым при горячей обработке под давлением. В результате после проката может получиться изделие, склонное к образованию трещин, и его придется сразу же отбраковать.
• Фосфор – до 0,035. Он тоже повышает хрупкость металлоконструкции. С ним быстро накапливается усталость, что приводит к скорым расслоениям и разломам.

Ради максимальной наглядности представляем химический состав популярных марок стали для железнодорожных рельсов в следующей сводной таблице:

Марка стали	Массовая доля элементов %
	Углерод	Марганец	Кремний	Ванадий	Титан	Хром	Фосфор	Сера	Алюминий
							Не более
К78ХСФ	0,76-0,82	0,75-1,05	0,40-0,80	0,05-0,15		0,040-0,60	0,025	0,025	0,005
Э78ХСФ
М76Ф	0,71-0,82		0,25-0,45	0,03-0,15			0,035	0,040	0,020
К76Ф							0,030	0,035
Э76Ф							0,025	0,030
М76Т					0,007-0,025		0,035	0,040
К76Т							0,030	0,035
Э76Т							0,025	0,030
М76							0,035	0,040	0,025
К76							0,030	0,035
Э76							0,025	0,030
Примечания: В марках стали буквы М, К, Э – обозначают способ выплавки, цифры – среднюю массовую долю углерода, Буквы Ф, С, Х, Т – легирование стали ванадием, кремнием, хромом и титаном соответственно. Допускается массовая доля остаточных элементов – хрома (В рельсах категории Т1, Т2, H), никеля и меди не более 0,15% каждого, при суммарной массовой доле не более 0,40%. Химический состав для Р65К должен соответствовать указанному, за исключением массовой доли углерода, которая должна быть 0,83 – 0,87%. При этом цифры в марке стали заменяют на 85.

Как видите, дополнительно указаны еще два компонента – титан и хром. Мы не будем их подробно описывать, так как они присутствуют далеко не всегда, но первый из них является полезной примесью, чей положительный эффект сводится к повышению прочности, а второй – остаточным элементом. Также стоит обратить внимание на наличие алюминия, помогающего снизить вес без ухудшения других качественных показателей.

Механические свойства

• Сопротивляемость ударным воздействиям – твердость легированного добавками материала после объемной закалки достигает 60 HRC по шкале Роквелла, вязкость – 2,5 кг/см2. Благодаря этому уже уложенные металлоконструкции сложно случайно повредить.
• Стойкость к циклическим нагрузкам – жд металлопрокат изготавливают из стали, потому что предел его прочности доходит до 1000 МПа. В климатических условиях наших широт они не деформируются в течение десятилетий (особенно при грамотном уходе).
• Умеренная пластичность – изделие горячего проката при производстве можно нагревать до температуры в 1000 градусов Цельсия. Показатель его относительного сужения не выйдет за пределы 25%. Получается профиль без пустот и мелких дефектов, которые в процессе эксплуатации могли бы быстро превратиться в серьезные изъяны.

Сочетание настолько практичных свойств также обуславливает постоянную популярность и повсеместное использование двутавровых направляющих именно из рассматриваемого сплава.

Применение и марки рельсовой стали

Основная сфера использования металла (что ясно из его названия) – выпуск прокатных изделий для укладки ВСП.

Теперь рассмотрим самые востребованные вариации сплавов:

• 76 – самая популярная. Из нее изготавливаются профили серий Р50 и Р65, составляющие 3/4 всех опорных конструкций ширококолейных ЖД-полотен.
• 76Ф – уже усиленная ванадием, с повышенным ресурсом. Поэтому используется для производства проката, который в дальнейшем будет укладываться в линии для высокоскоростного движения локомотивов и другого быстрого транспорта.
• К63 – легирована никелем (до 0,3%), отличается впечатляющей твердостью и лучшей коррозионной стойкостью. Из нее выполняются крановые рельсы, марка стали позволяет выдерживать нагрузки, в других случаях ставшие критическими.
• К63Ф – с добавками вольфрама, а значит с еще более высокой циклической прочностью.
• М54 – обогащенная марганцем и за счет этого обладающая хорошей вязкостью. Нашла свое применение при выпуске накладок для мест стыка и стрелочных переводов.
• М68 – актуальная при производстве специфических элементов верхнего строения пути.

Необходимость механических свойств в различных сочетаниях и определила такое разнообразие вариантов. Добавьте сюда сравнительно малый вес и низкую стоимость, и получите очень практичную конструкцию для строительства транспортных линий и узлов развязки.

Указывается тип рельсовой стали на маркировке, которая может быть как постоянной, так и временной. В первом случае она наносится клеймением, во втором – краской. В числе прочих обозначений – соответствие прокатного изделия ГОСТу, а также дополнительные его особенности (укороченная длина, сорт, расположение технических отверстий и тому подобное).

Эксплуатировать профили можно вплоть до истечения срока наработки, указанного заводом-производителем и исчисляемого по пропущенному тоннажу. Возможен и преждевременный выход элементов ВСП из строя, вызванный появлением дефектов. Тогда их нужно менять или ремонтировать. О различных видах дефектах вы можете прочитать в этой статье.

Итак, мы выяснили, что для железнодорожного полотна марка стали это 76 и 76Ф, с высоким содержанием углерода и с добавками ванадия (во втором случае). Выплавляется в конвертерных и дуговых печах, с раскислением ферросилицием и алюминием, с последующей дефосфорацией и обновлением шлака, с вакуумной и термической обработкой. При таком подходе готовый прокат отличается высокой степенью чистоты и низкой склонностью к появлению изъянов.

Сходным образом заводы-производители выпускают не только конструкции для формирования полотна, но и другие важные элементы используемые на ЖД-объектах. Взглянем на них подробнее.

Колесные стали – для железнодорожных колес

Ободья подвижных частей транспорта просто обязаны быть износостойкими (иначе все прочностные преимущества верхнего строения пути будут сведены к нулю). Поэтому они и производятся из тех типов рассматриваемого нами металла, которые обогащены карбидами. Тогда они реже выходят из строя, а значит меньше провоцируют возникновение аварийных ситуаций, а в долгосрочной перспективе еще и удешевляют стоимость эксплуатации локомотивов и вагонов.

Внимание, ошибочно считать, что все риски нивелируются подходящими примесями. Даже полезные добавки должны вводиться в сплав умеренно – сейчас объясним почему.

Углерод в колесных сталях

Анализируя химический состав, мы сделали вывод, что включения карбона усиливают сопротивление металла к износу, но они же и повышают восприимчивость к критическим температурам. В случае с ободьями особенно важно сделать их несклонными к термическим повреждениям. Нужно помнить, что преждевременный износ (тем более при халатном обслуживании) способен привести к тому, что движущийся на внушительной скорости транспорт сойдет с пути.

Поэтому нет смысла ориентироваться исключительно на высокоуглеродистые сплавы – их прочность в данном случае вполне способна сыграть во вред. Для выпуска колес может не подойти обычная рельсовая сталь, марка для их изготовления обязана соответствовать следующим стандартам:

• AAR M-107/M-208 – американский;
• EN 13262 – европейский;
• JIS E 5402-1 – японский;
• ГОСТ 10791-2011 – межотраслевой.

Отдельного внимания заслуживают проектные решения Страны восходящего солнца. ЖД-сообщение там достаточно сильно развито и сегодня находится на том современном уровне, на который стоит равняться уже не только государствам СНГ. Локомотивы там передовые и движутся на внушительных скоростях. Каким же образом подвижные части этого транспорта выдерживают серьезнейшие нагрузки? Попробуем разобраться.

Японские колесные стали

Примерно 90 лет назад тамошние инженеры и строители столкнулись с глобальной проблемой: специалисты обнаружили, что колеса их транспорта преждевременно изнашиваются, хотя ресурс был рассчитан на годы вперед.

Объяснение было найдено и оказалось простым: в сплаве для выпуска металлических элементов, изготовленным по заимствованным европейским технологиям, содержалось всего 0,5% углерода. Такой массовой доли было явно недостаточно для обеспечения необходимой износостойкости.

Ученые из Японии понимали, что повышение процента карбона в толще профиля может привести и к негативным последствиям (в частности, к появлению склонности к термическим повреждениям). Поэтому были запущены масштабные исследования, целью которых стало нахождение оптимальной концентрации добавки с сохранением всех полезных свойств. В результате остановились на отметке в 0,6-0,75%, которой и соответствует стандарт JIS E 5402-1.

Выше углерод в колесах – меньше износ рельсов

Поиски позволили сделать еще один важный вывод: при балансе примесей и основного металла дольше эксплуатируются не только подвижные части транспорта, но и те элементы ВСП, по которым они едут.

Объяснение данному эффекту тоже нашли: мельчайшие частицы, откалываются от колес, оседают в месте контакта и выходит абразивное воздействие на поверхность катания. В итоге на головке появляются царапины, а со временем и трещины.

Эти результаты побудили инженеров экспериментальным путем повышать содержание углерода – вплоть до того уровня, которым сейчас может похвастать марка стали для JIS E 5402-1 (то есть до 0,75%).

Японские колеса на немецкой железной дороге

В ЖД-сообщении Германии наблюдалась проблема: подвижные части местных поездов (ICE) быстро деформировались, что приводило к их выходу из строя, к потере качества сцепления, к возникновению аварийных ситуаций. Когда специалисты Deutsche Bann узнали, что локомотивы компании Shinkan-sen из Страны восходящего солнца не испытывают подобных сложностей даже при движении на максимально допустимых скоростях, они захотели провести сравнительные испытания.

На немецкие составы установили как европейские колеса, изготовленные из сплава ER7 (с массовой долей карбона до 0,52%), так и японские, выполненные по стандарту JIS E 5402-1. После 6 лет независимых испытаний, с 2003 по 2009 год, второй вариант показал, что он в 1,5 раза эффективнее сопротивляется износу.

Параллельно регулярно проверялись и металлоконструкции, уложенные в колею. Оказалось, что они тоже стираются медленнее – ровно в 1,5 раза. На поверхности контакта остается меньше абразивных частиц. Обогащение сырья карбоном дает неплохую прибавку к эксплуатационному ресурсу – спасибо японцам за это открытие.

Преимущества железнодорожных рельсов

Современные их разновидности обладают следующими плюсами (и такой материал, как рельсовая сталь, помогает подчеркнуть эти практические достоинства):

• равномерно распределяют испытываемые нагрузки по всей длине полотна;
• обеспечивают надежную поверхность для колес транспорта, помогая тому развивать и поддерживать высокую скорость передвижения;
• обладают значительным ресурсом (свыше 50 лет), в течение которого стойко выдерживают серьезные напряжения и эффективно сопротивляются износу.

Тем самым они помогают справиться с главной задачей – являются залогом быстрой и безопасной перевозки пассажиров и грузов. 

___________________

Теперь, когда вы знаете, какой бывает материал для производства железнодорожного металлопроката, его характеристики, химический состав, а также механические свойства, будет проще выбрать конкретную марку, оптимально подходящую для обустройства ЖД-объекта. А компания «ПромПутьСнабжение» всегда поможет быстро получить необходимый объем металлоконструкций по привлекательной цене – обращайтесь для заказа.

⟦Рельсы железнодорожные⟧ ⚙ все виды, типы, длина и размеры

Рельсы — изготовленные из углеродистой стали балки, укладываемые на специализированных шпалах. Применяются для построения железнодорожных путей различного назначения. Изготовление рельс контролируется различными ГОСТ, для каждого типа, вида рельс. 

Меню страницы:

Виды рельс

Типы рельс

Длина рельс

Рельсы Р75

Рельсы Р65

Рельсы Р50

Купить рельсы

Материал страницы предоставляется, как есть, без возможности редактирования и добавления информации. Данная страница несет исключительно информационный характер, хоть и имеет спонсоров в лице компаний ООО «ЛитСтройКом» и GREENRAIL GROUP S.R.L. Основная цель которая преследовалась при создании данного материала, это консолидация нужной информации на одной странице. Мы надеемся такой подход облегчит новому поколению специалистов по Ж/Д, получить актуальную информацию.

⟦Виды Рельс⟧

Рельсы для железных дорог промышленных предприятий РП50, РП65, РП75 — предназначены для укладки на ширококолейный железнодорожный путь и стрелочные переводы для промышленных предприятий.

Железнодорожные рельсы узкой колеи P8, P11, P18, P24 — предназначены для укладки на узкоколейных железных дорогах и подземных шахтах.

Шахтерские рельсы, для шахтных проводников P33, P38, P43 — предназначены для ширококолейного соединения и непрерывных железных дорог, а также для производства стрелочных переводов.

Рельсы крановые КР70, КР80, КР100, КР120, КР140

 — используются при прокладывании путей для подъёмных кранов и крановых тележек.

Рельсы рамные РР65 — используются для построения соединений и пересечений железнодорожного пути. Рамными называют рельсы, к которым прижимается остряки. Поскольку остряки – элементы подвижные, они не могут преодолевать боковое давление. Из за этого к рамным рельсам прикрепляют упорные болты через которые давление от прижатого остряка передается на рамный рельс.

Контррельсовые рельсы РК50, РК65, РК75 — применяются в конструкциях верхнего строения железнодорожного пути. Используют для предотвращения схода колес состава с путевого рельса, а также их удержания в случае схода.

Рельсы контррельсовые РК50 РК65 РК75 — применяемые в конструкциях верхнего строения пути с железнодорожными рельсами широкой колеи. В качестве защитных мер концы контррельс загибают под углом в 45 градусов. Ширина между контррельсом и путевым рельсом не должные превышать 90 мм.

Рельсы остряковые ОР43, ОР50, ОР65, ОР75 — используются для изготовления конструкций верхнего строения железнодорожного пути широкой колеи общего и не общего пользования. Предназначены для применения в конструкциях ВСП и эксплуатации их в путях железных дорог, метрополитенов и путей общего пользования, а также технологических путей промышленного транспорта широкой колеи.

Рельсы трамвайные желобчатые Т58, Т62, Т60, Т65 — используются для укладки на трамвайных железных дорогах. Трамвайные рельсы отличаются от железнодорожных химическим составом и структурой стали, а также наличием термообоработки, которые предназначены для путей городского электрического транспорта.

Рельсы усовиковые УР65 — используются для изготовления железнодорожных крестовин с непрерывной поверхностью катания. Усовиковые рельсы используются на участках пересечения путей и съездов, на стрелочных переводах.

Обеспечивают фиксированное направление движения ребордерных колес между крестовиной и путевым рельсом.

Рельсы железнодорожные Р50, Р65, Р75 — предназначены для звеньевого и бесстыкового пути железных дорог широкой колеи и для производства стрелочных переводов. Самые распространенные типы рельс, выливаемые из марки стали М76, М74. Ходовым типом является Р65, который имеет приемлемую плотность стали и временное сопротивление не менее 90 кгс/см2. Высокая марка стали позволяет получать продукцию с относительным удлинение, не менее 4 %.

⟦Типы Рельс⟧

Ниже представлена упрощенная таблица по основным типам рельс, которые производятся в данный момент. Все они укладываются на железнодорожные пути широкой колеи (ширококолейные). Конечно же есть еще типы рельс, которые не производятся сейчас, но используются на линиях. Но модернизация железнодорожных дорого, сокращает количество старогодных рельс.

⟦Длина Рельс⟧

Естественно стандарты немного отличаются в разных странах, но длина стандартного железнодорожного рельса, производимого рельсопрокатными заводами в странах СНГ, составляет 12,5; 25; 50 и 100 метров. Чем больше длина рельс, тем меньше стыковых скреплений, что позволяет уменьшить сопротивление при движении поездов. Длинные рельсы и сварные швы уменьшают износ подвижного состава и расходы на содержание пути.

Нет в наличии

⟦Рельс Р 75⟧

Не самый распространенный тип рельс, поскольку может выпускаться только очень крупными заводами, такими как ЕВРАЗ. Рельсы Р 75, самые жирные: 1 метр содержит 74,41 кг высокоуглеродистой стали. Длина таких рельс, в основном 25 метров, но под большой заказ, естественно можно вылить 50 метровые или 100 метровые.

Нет в наличии

Марка стали М76

⟦Рельс Р 65⟧

Наоборот, самый распространенный тип рельс, применяется и укладываются в зависимости от грузонапряженности. Рельсы Р 65: 1 метр содержит 64,72 кг высокоуглеродистой стали. Длина таких рельс, может быть очень разной. При построение путей малой протяженности, нельзя использовать длину менее 6 метров.  

Марка стали М76

⟦Рельс Р 50⟧

На путях промышленных предприятий находят применение рельсы типов Р 50: 1 метр содержит 51,67 кг углеродистой стали. Длина таких рельс, может быть очень разной. При построение путей малой протяженности, нельзя использовать длину менее 6 метров. 

Марка стали М74

⟦Рельс Р 43⟧

Рельс типа Р43 по ГОСТ 7173-54  производятся с 1955 г. и на данный такие рельсы применяются только на промышленных объектах. Рельс Р 43: 1 метр содержит 44,65 кг углеродистой стали. Длинна 12,5 метров является основной для данного типа рельс, но есть заводы которые могут изготовит длину под заказ.

Марка стали М70

⟦Купить рельсы⟧

• Рельсы Р65 Дт350 К — Новокузнецкие 2021гг (АО ЕВРАЗ ОЗСМК новые)

  ₽79,900.00В корзину

• Рельс переходной Р65/Р50 — 12,24-12,50 м (новый)

  ₽85,000. 00В корзину

• Рельс переходной Р65/Р50 — 6м (новый)

  ₽65,000.00В корзину

• Рельсы Р50 (резерв) 1979-80гг — (новые)

  ₽61,900.00В корзину

⟦Рельс КР 70, 80, 120⟧

Сфера применения крановых рельсов КР предполагает наличие у них определенных характеристик и технических особенностей, за счет которых увеличиваются показатели механической нагрузки на рельсы. Именно по этой причине крановые рельсы КР оснащаются более широкой шейкой, подошвой и головкой. Подобные показатели не характерны для обычных рельсов.

Прайс лист

Если вы хотите получить прайс лист по материалам верхнего строения пути. То просто напишите свой Email адрес и мы пришлем вам свежий прайс лист.

Подписка на прайсы

“Материалы ВСП”

⟦Вопросы⟧

Самые распространенные вопросы про рельсы

Почему рельсы не ржавеют?

Ржавеют еще как, просто пути постоянно проходят профилактику, да и верх рельс шлифуется за счет трения. К тому же, не сравнивайте бытовую (вторичную) сталь и высокоуглеродистую сталь, которая используется в рельсах. 

Почему рельсы в России шире чем в Европе?

Как любая глобальная технология, железные дороги развивались и стандартизировались в разных странах при разных условиях. Если говорить про Россию, то чаще используется ширина колеи 1524 мм, в Европе применяется 1435 миллиметровая ширина колее.

Сколько весит 1 метр железнодорожных рельс?

Все зависит от класса рельс, который определяется ГОСТ-ом. На данной странице мы разбирали только 4 класса рельс: Р75, Р65, Р50, Р43. Вес одного метра можно посмотреть в этой таблице.

Где делают рельсы?

При производстве рельс, по мимо стали нужной марки, используется сложный химический состав (смесь хрома, алюминия, кислорода, водорода, ванадия и других необходимых элементов). Все это естественно делается на крупных металлургических комбинатах.

Рельс Р 65, что значит?

Это значит, что рельс произведен по ГОСТ 8161-75 и имеет определенные характеристики по высоте, ширине и весу одного метра. Это самый распространенный тип рельс, который применяется при строительстве общественных и коммерческих железнодорожных путей.

Чем отличаются рельсы Р 65 от РП 65?

Отличаются маркой стали например, в рельсах Р 65 используется сталь марки М 76, а в рельсах РП 65 используется сталь марки 76. В первом случае сплав делается с уклоном на высокую скорость, так как Р 65 используется на железнодорожных путях общего назначения. Во втором случае в рельсах РП 65, делается уклон на предел кратковременной прочности, из за промышленного назначения.

Когда назначается шлифование рельсов?

Шлифование рельс это стандартная процедура технической профилактики железнодорожных путей. Производится она с помощью рельсошлифовальных поездов РШП. Назначается она экспертами после осмотра путей (не плановая) или по внутреннему регламенту технической службы (плановая шлифовка).

Можно ли (варить) сваривать рельсы?

Конечно можно и даже есть несколько способов сварки: электродуговая сварка, термитная, газопрессовая. На данный момент, только сварка рельс, максимально соответствует всем современным требованиям к бесстыковым железнодорожным путям. 

Где РЖД закупает рельсы?

Как любое государственное предприятие, РЖД закупает рельсы через открытые торги. Компания ООО «ЛитСтройКом» часто участвует в подобных тендерах и занимается поставкой материалов для путей.

Где можно купить рельсы?

Рельсы продаются как с заводов производителей, так и со складов оптовых поставщиков. На заводе рельсы немного дешевле и есть возможность заказа собственных размеров, но там нужны очень большие объемы. Поэтому есть такие компании как ООО «ЛитСтройКом», которые имеют собственные склады и могу продавать рельсы не большими объемами.

Перейти в каталог для заказа …

⟦Видео⟧

Из чего сделаны железнодорожные пути?

С момента возникновения железной дороги в 1830-х годах всегда существовал тип крепежа, который надежно удерживал рельс на соединительной пластине, предотвращая движение, известное как боковое движение, когда объект, в данном случае рельс, движется. из стороны в сторону, таким образом, выходя за пределы колеи.

Из чего сделаны железнодорожные пути? Железнодорожные пути состоят из рельсов, костылей и шпал. Каждый компонент вносит свой вклад в жизненно важную инфраструктуру, гарантируя, что рельсы остаются на месте, что предотвращает любое боковое движение.

История

Крепление такого рода было обычным явлением на рельсах с начала 19 века. В первобытные времена железной дороги деревянные рельсы были обычным явлением, поэтому часто можно было увидеть деревянные колышки или гвозди, удерживающие рельсы на месте. Эти типы рельсов обычно использовались в шахтах или на других ранних железных дорогах, запряженных лошадьми. Железные пластины также были обычным явлением на многих ранних шахтных железных дорогах, поскольку их строительство было недорогим, а лошади могли легко тащить телеги к каналам.

Поскольку ранние железные дороги продолжали развиваться, железные рельсы с фланцами стали обычным явлением, и их использовали и устанавливали на «стул», удерживая рельсы на месте. Одним из самых популярных типов рельсов в конце 18-го и начале 19-го века был рельс «рыбий живот», который был довольно революционным в то время.

В последующие годы были внедрены различные новшества в технологии крепежа, такие как Т-образный профиль, который крепился болтами непосредственно к шпале, а затем к анкерной пластине, что является обычной практикой в ​​наши дни. В дополнение к шипам, зажимы для галстука стали обычным явлением на различных высокоскоростных железнодорожных линиях, таких как французская система TGV.

Во многих случаях шипы использовались для обозначения важных событий, таких как соревнование революционной железнодорожной организации. Наиболее известным использованием шипов таким образом было завершение трансконтинентальной железной дороги в 1869 году, когда Леланд Стэнфорд вбил золотой шип в соединительную пластину, чтобы завершить линию.

За годы инноваций в железнодорожных технологиях и инфраструктуре способ крепления рельсов к шпалам превратился в современную инфраструктуру. Изобретенный президентом Camden & Amboy Джоном Стивенсом, шип был разработан со смещенной головкой, которая предназначена для фиксации рельса и предотвращения любого бокового смещения или смещения, особенно под весом поезда.

Технология железнодорожных костылей в основном использовалась в Соединенных Штатах в 19 веке, поскольку другие страны предпочитали использовать железные стулья для крепления рельсов. Однако железные стулья оказались дорогими и относительно тяжелыми, и в конечном итоге от них отказались в пользу шипов. Размер шипов варьируется, однако наиболее распространенные типы шипов имеют ширину от 9/16 до 10/16 и длину от 5 1/2 до 6 дюймов.

Интересно, что, несмотря на то, что шип используется для поддержания ширины колеи рельса, он предназначен для того, чтобы оставлять некоторое движение, поскольку шип не крепится к шпале так прочно, как анкерная пластина, из-за отсутствия необходимости поддерживать рельс вертикально.

Рельсы

Рельсы — это элемент пути, с которым соприкасаются колеса поезда. Рельсы часто представляют собой катаную сталь в форме двутавровой балки и состоят из комбинации углерода и марганца. Часто процент углерода в рельсе составляет 0,7%, а количество марганца – 1%.

Рельсы изготавливались из многих материалов на протяжении всей эволюции железнодорожного транспорта. В конце 18 века рельсы строились из дерева, так как на многих железных дорогах в качестве движущей силы использовались лошади. Однако, когда были введены локомотивы, деревянные рельсы сломались под их весом, и были введены чугунные рельсы. Однако по мере развития локомотивной техники в 19 в.го века были построены более тяжелые и мощные локомотивы, а чугунные рельсы вскоре были заменены более прочными коваными рельсами.

В начале и середине 19 века стальные рельсы в форме буквы «Т» стали обычным явлением и стали стандартом во всем мире. Стальные рельсы идеально подходят для современной железнодорожной отрасли, поскольку они намного прочнее железных рельсов и могут выдерживать огромный вес современных поездов.

Шипы или крепежные элементы

Железнодорожные шипы разрабатывались с первых дней существования железных дорог, чтобы поддерживать ширину колеи и предотвращать боковое смещение. Эти последствия имели первостепенное значение при планировании строительства новой железной дороги или сохранения существующей полосы отчуждения. Шипы стали обычным явлением в Северной Америке в 19века и распространился по всему миру в качестве стандарта для строительства железных дорог. На этой иллюстрации показано, как стулья использовались для закрепления рельсов. Тот прочно сидел на металлическом стуле, не давая двигаться. Однако стулья были дорогостоящими и увеличивали общие расходы на техническое обслуживание полосы отвода. Томлинсон, Уильям Уивер/ Public Domain

 Стулья и тарелка, удерживающая два рельса вместе.

Различные типы шипов

Шипы для собак

Шипы для собак аналогичны обычным железнодорожным шипам, однако они оснащены двумя выступами с каждой стороны, а также более длинным концом, который удерживает рельс на месте. Эти три части выступают из головы шипа, напоминая уши и пасть собаки, что и дает ее имя.

Винты для стула

Винты для стула используются для крепления железного стула либо непосредственно к спальному месту, либо к анкерной пластине, обычно используемой для перекладин, обычно используемых в Великобритании в 19го века, или для крепления стяжной пластины к шпале для обычного плоскодонного рельса.

Пружинные шипы

Пружинные шипы — это уникальный способ крепления рельсов, поскольку они имеют уникальный дизайн и мало общего с другими видами крепежа. Эти типы шипов используются для крепления плоского нижнего рельса на месте.

Накладки

Накладки играют жизненно важную роль в строительстве железных дорог, так как они скрепляют рельсы. Когда концы двух частей рельса встречаются, с обеих сторон рельса размещается накладка с болтами с обеих сторон, скрепляя два рельса вместе. На многих магистральных линиях он был заменен непрерывным сварным рельсом, который намного более гладкий и может выдерживать высокие скорости. Тем не менее, накладные пластины периодически продолжают использоваться, поэтому рейка может изгибаться в условиях сильной жары или холода. Джефф Хэмптон

Установка шипов и креплений

На заре железнодорожного транспорта строительство участка пути было долгой, утомительной и изнурительной работой, так как многие железнодорожники увольнялись вскоре после того, как их наняли в качестве члена путевой бригады. В это время шипы вбивались в анкерную плиту вручную с помощью кирки, что наносило серьезный ущерб физическому самочувствию рабочего.

Однако в современную эпоху были внедрены различные машины для выполнения работы, которая много лет назад выполнялась чистой рабочей силой. Существуют различные машины, которые как устанавливают, так и удаляют шипы, выполняя работу гораздо быстрее и облегчая жизнь различным путевым работникам.

Эти машины, называемые машинами для забивания шипов, с легкостью вбивают шипы в анкерную плиту и шпалу, устраняя необходимость выполнять эти задачи вручную. Машины не только облегчают работу рабочих, они увеличивают скорость выполнения проектов и повышают общее качество полосы отчуждения. Существуют различные машины для забивания шипов, состоящие из разных размеров и выполняющие задачу, ранее выполнявшуюся бригадой рабочих. Помимо установки шипов, существуют машины, которые также удаляют шипы, что еще больше ускоряет процесс ремонтных работ и строительства.

Зажимы

С появлением высокоскоростных железных дорог во второй половине 20-го века стандартные системы рельсовых скреплений, такие как шипы, оказались недостаточными для адаптации к высокой скорости поездов и плохо сочетались с новыми добавление бетонных шпал. Таким образом, были применены зажимы и другие крепежные устройства, чтобы конструкция пути могла выдерживать высокую скорость поезда.

Обычно используются зажимы Pandrol или застежки, которые похожи по форме на скрепку и надежно удерживают рельс на месте и защищают от боковых перемещений.

Стяжные пластины и стулья

Существуют различные виды механизмов для удержания рельсов на месте, и стулья и стяжные пластины являются одними из наиболее распространенных типов рельсовых скреплений. Интересно, что стулья не требуют добавления дополнительных шипов после установки, так как рельс опирается на U-образную форму стула, предотвращая любое боковое движение.

Стяжные пластины, используемые на рельсе с плоским дном, представляют собой крепеж, который удерживает рельс на месте и работает вместе с крепежными элементами, такими как шипы или зажимы, чтобы удерживать рельс в нужной ширине. Колея рельсов удерживается за счет буртиков, расположенных на каждом конце анкерной пластины, в которые плотно входит основание рельса, чтобы предотвратить смещение. Стяжные пластины были обычным явлением с самого начала двадцатого века, так как раньше рельсы соединялись непосредственно с соединительной пластиной. Шипы и связующие пластины закрепляют часть пути на Канадско-Тихоокеанской железной дороге. Samuel.jt.boisvert/Public Domain

Использование старых костылей

Интересно, что многие старые железнодорожные шпалы часто используются в качестве предметов искусства и домашнего декора. Многие используют их в качестве крючков для одежды, скульптур и мебели. Кроме того, многие из них часто пользуются спросом у энтузиастов железной дороги как предмет коллекционирования.

Шпалы

Шпалы или шпалы являются одной из наиболее важных частей железнодорожной инфраструктуры. Шпалы имеют различные критические реализации в железнодорожной инфраструктуре, поскольку они играют решающую роль в поддержании правильной ширины колеи. Кроме того, они помогают переносить вес проходящего поезда на балласт и, в конечном итоге, на земляное полотно.

Бетон

За прошедшие годы технология изготовления шпал претерпела различные изменения, однако их основные функции существенно не изменились. С появлением высокоскоростных железных дорог во всем мире были введены бетонные шпалы, поскольку они в большей степени способны выдерживать скорости этих конкретных маршрутов. Хотя бетонные шпалы становятся все более распространенными, деревянные шпалы остаются стандартом для многих железных дорог.

Бетонные шпалы, тем не менее, имеют много преимуществ, поскольку они дешевле в изготовлении по сравнению с деревянными шпалами. Кроме того, бетонные шпалы требуют меньше затрат на техническое обслуживание из-за отсутствия необходимости замены из-за гниения древесины и другого традиционного износа. При подготовке к прокладке пути с бетонными шпалами дорожное полотно, такое как балласт и земляное полотно, должно быть надлежащим образом подготовлено, включая надлежащий дренаж и другие меры предосторожности для обеспечения максимальной производительности. Одним из недостатков бетонных шпал является то, что они экспоненциально более шумные, чем деревянные.

Деревянный

Деревянные шпалы были стандартом с момента зарождения железнодорожного транспорта, поскольку древесина была легкодоступным ресурсом. Чтобы продлить срок их использования на железнодорожной линии, шпалы часто обрабатывают химическими веществами, такими как креозот, однако можно использовать и другие химические вещества.

Хотя деревянные шпалы с самого начала были обычным явлением, они подвержены различным природным воздействиям, таким как гниение, расщепление, нападение насекомых, таких как термиты. Кроме того, деревянные шпалы подвержены возгоранию, особенно при обработке химическими консервантами.

Металлические стяжки

Металлические стяжки время от времени использовались в различных сетях. Металлические стяжки часто изготавливаются из стали и имеют уникальную форму. Концы стяжек наклонены вниз и имеют форму корыта. Эти типы связей обычно используются на подъездных путях, особенно на второстепенных и ответвлениях. Стальные шпалы полезны для разъездов и недорогих линий, поскольку в них используется меньше балласта, чем в обычных деревянных или бетонных шпалах, и их можно устанавливать поверх существующего балласта.

Несмотря на то, что в некоторых случаях это полезно, старые стальные шпалы обычно не могут выдержать вес поезда так же, как и другие шпалы, поэтому нагрузка на ось, вес поезда и скорость строго регулируются, однако из-за их абсолютной прочности стальные шпалы могут последние полвека!

Однако, после нескольких лет экспериментов и эволюции стальных анкеров, теперь они способны выдерживать более тяжелые нагрузки и являются приемлемым вариантом вместо деревянных анкеров. Помимо того, что стальные шпалы используются на участках магистральных линий, они нашли применение на многих стрелочных переводах и стрелках, поскольку использование деревянных шпал требует добавления более длинной деревянной шпалы на стрелочном переводе.

Похожие вопросы

Сколько стоят железнодорожные костыли? Стоимость железнодорожных шипов варьируется, как часто меняется и цена. На различных ресурсах указаны всплески стоимостью от 0,80 цента до 1,30 доллара за всплеск.

Какая сталь используется для изготовления железнодорожных путей? Сталь, используемая на железнодорожных линиях, представляет собой углеродистую сталь. Помимо углерода, к углероду часто примешивают марганец.

 

Из чего сделан железнодорожный металл и насколько он тверд?

Знания / 2 июля 2020 г. 6 июля 2020 г. / 5 минут чтения

Железнодорожный металл, широко известный как рельсовая сталь, представляет собой специальную сталь в металлургической продукции, которая в основном используется для железнодорожных путей. Рельс несет вес и динамическую нагрузку поезда. Его поверхность изнашивается, а головка подвергается ударам. Рельс также подвергается большим нагрузкам на изгиб. Сложная прессовка и длительная эксплуатация приводят к повреждениям рельсов.

Основные повреждения железнодорожного металла

1. Боковой износ верхней пряди и раздавливание нижней пряди.
2. Волновой износ, вызванный недостаточным пределом текучести.
3.  Хрупкое разрушение, выкрашивание, падение блоков, раскалывание головки рельса и трещины в сварных швах, вызванные низкой ударной вязкостью и пластичностью.

Таким образом, основные требования к рельсовой стали включают: износостойкость, сопротивление раздавливанию, сопротивление хрупкому разрушению, сопротивление усталости и хорошую свариваемость.

Типовой материал рельсовой стали

В зависимости от типа стали рельсы можно разделить на три типа:

Углеродистая сталь

Углеродистая сталь представляет собой стальной рельс, выплавленный и прокатанный с использованием природного сырого железного руда. Он в основном использует элементы углерода и марганца в руде для увеличения прочности рельса. Обычная углеродистая сталь для железнодорожных путей состоит из 0,40-0,80% углерода и менее 1,30-1,4% марганца.

Легированная сталь

Легированная сталь представляет собой стальной рельс, который выплавляют и прокатывают после добавления в исходную железную руду соответствующих количеств легирующих элементов, таких как ванадий, титан, хром и олово. Прочность и жесткость рельсов этого типа выше, чем у карбоновых рельсов.

Термически обработанная сталь

Термически обработанная сталь представляет собой стальной рельс, который формируется путем нагревания и контроля охлаждения горячекатаного углеродистого рельса или рельса из сплава. Перлитная структура термообработанного рельса более тонкая, чем у горячекатаного рельса, что обеспечивает более высокую прочность и ударную вязкость. Закаленный рельс после термической обработки имеет слой коррекции упрочнения в головке рельса, что значительно улучшает его механические свойства, что позволяет увеличить срок службы рельса.

The chemical composition of train track steel

No.	Element	Function
1	C	Improve the strength, hardness, and wear resistance of the rail . Содержание углерода в отечественных рельсах составляет от 0,65% до 0,82%. При относительно высоком содержании углерода сталь становится хрупкой, а ее индекс пластичности значительно снижается. В то же время это увеличит вероятность появления белых пятен на стали.
2	Si	Легко сочетается с окислением и может играть роль удаления пузырьков в металле. Сталь содержит соответствующее количество кремния, который может улучшить твердость и износостойкость стали. Содержание отечественной рельсовой стали обычно составляет 0159-0,9%, но слишком большое содержание сделает сталь твердой и хрупкой, и в сварном шве легко образуются поры.
3	Mn	Это полезный элемент, который может улучшить прочность и износостойкость стали, а также повысить ударную вязкость стали. Он может удалить вредные оксиды железа и сульфидные включения в стали. Содержание марганца обычно регулируется в пределах от 0,6% до 1,54%. Сталь с содержанием марганца более 1,2 % называется среднемарганцевой, а износостойкость у нее очень высокая.
4	Cu	Полезный элемент. Сталь содержит небольшое количество соединений меди, которые могут улучшить сопротивление усталости и коррозионную стойкость стали. Содержание меди в отечественных стальных рельсах обычно составляет от 0,10% до 0,40%. Если процесс прокатки медьсодержащего рельса некачественный, на поверхности рельса появятся рыбоподобные трещины. Самая большая опасность фосфида заключается в снижении пластичности и ударной вязкости стали. Особенно при низких температурах повышается хладноломкость стали, что легко приводит к поломке рельсов, а его содержание контролируется на уровне не более 0,04 %
6	S	Сера является вредным элементом. Он часто остается в стали в виде гранул. При прокатке рельса он раскатывается вместе со сталью в листы, что вызывает расслоение или продольные трещины в рельсе. Количество серы регламентируется не более 0,05%

Основные химические элементы и функции в рельсах кроме железа

Механические свойства металла железнодорожного пути

• Прочность

Способность рельса сопротивляться деформации и повреждению под нагрузкой. Его часто выражают через предел прочности, предел текучести и другие показатели. Предел прочности (предел прочности) означает, что металлический материал выдерживает растягивающую нагрузку и максимальное напряжение, которое не может быть разрушено. Предел текучести (предел текучести) относится к напряжению, при котором металлический материал все еще может производить значительную пластическую деформацию без увеличения нагрузки. Единица измерения – МПа.

• Пластичность

Металлический материал претерпел значительную деформацию без повреждений под нагрузкой и может сохранять деформированную форму после снятия нагрузки. Это часто выражается в терминах удлинения и усадки. Удлинение представляет собой процент отношения калиброванной длины к исходной калиброванной длине после разрыва образца. Усадка сечения представляет собой процент отношения уменьшения площади излома образца к исходной энтальпийной площади.

• Твердость

Способность металлического материала сопротивляться вдавливанию другого более твердого предмета (материала) в его поверхность. В соответствии с различными методами измерения его можно разделить на твердость по Бринеллю (HB) и твердость по Роквеллу (HRC).

Практика показала, что существует определенное соответствие между твердостью и прочностью, которое можно аппроксимировать по величине твердости по Бринеллю.

Рассчитать прочность материала на растяжение. Например, низкоуглеродистая сталь 6б≈0,36НВ, высокоуглеродистая сталь 6б≈0,34НВ.

• Эластичность

Способность металлических материалов выдерживать ударные нагрузки без повреждений. Ударная вязкость металлических материалов может быть измерена испытанием на удар и выражена значением ударной вязкости αk в кДж/м ² .