عمر ریل قطار-طول عمر مفید ریل

عمر ریل قطار-طول عمر مفید ریل
ریل
(به انگلیسی: rail) فولاد نوردشدهای است که به شکل معین و به صورت دو رشتهٔ موازی روی ریلبندها نصب میشود.
هدف از ساخت و نصب ریلها معمولاً گذر واگن از روی آنهاست.
برای تثبیت و تعادل ریلها قطعات شکستهشدهٔ سنگ روی بستر راهآهن ریخته میشود. به این قطعهسنگها پارسنگ یا «بالاست» میگویند.
یکی از مهم ترین اجزا در حمل و نقل با قطار، ریل های قطار است.
اگر این ریل ها از نظر فنی در ساخت مشکلی داشته باشند باعث تغییر مسیر قطار و خسارات جانی و مالی بسیار شدیدی خواهد شد.
به همین دلیل به خصوص برای طراحان در این زمینه شناخت ریل راه آهن و انواع ریل فولادی و همچنین نحوه ساخت آن ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
*** ویژگی ریل فولادی
از ویژگیهایی که بایستی ریل فولادی داشته باشد، این است که از فولاد خاصی ساخته میشود.
و دارای هندسه و شکل خاصی است. معمولا ریل در اندازه های ثابت و استاندردی مطابق شکل زیر تولید می شود.
ریل قطاری راه آهن چه مشخصات فنی و آلیاژی باید داشته باشد؟
ریل راه آهن، ریل جرثقیلی و معدنی از انواع ریلهای مورد استفاده است.
در ساخت هر کدام از این ریلها از متریال متفاومتی استفاده میکنند.
ریل فولادی با استانداردهای مختلفی تولید میشود. یکی از استانداردهای کاربردی، استاندارد اروپا است، که میتوان به تیپ S استفاده کرد.
تیپ R نشان دهنده استاندارد روسیه است و تیپ JIS استاندارد کشور ژاپن است.
در هر کدام از این استانداردها نحوه تولید و عملیات حرارتی مورد استفاده متفاومت است.
تیپ UIC60 در پروژههای راه آهن شهری به کار میرود.
تیپ S54 در مترو با حد تحمل ۱۴ تن مورد استفاده قرار میگیرد و تیپ S49 برای قطار به کار میرود که دارای حد تحمل ۸ تا ۱۰ تن است.
ریلهای R و S معروفترین ریلها هستند، و به طبع آن خرید و فروش و استفاده از آن بیشتر از بقیه است.
در کنار این حروف عددی دو رقمی به کار میرود، که معرف وزن ریل به ازای یک متر آن است و همچنین استحکام ریل فولادی را نشان میدهد.
این ریلها تقریبا کاربرد یکسانی دارند، و در قطارهای درون شهری و مترو بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد.
اما شکل هندسی این دو نوع استاندارد نسبت به هم متفاوت است.
سطح مقطع ریلها میتواند ابعاد متفاوتی در کف، ارتفاع، بال و قوسهای آن داشته باشد.
لازم به ذکر است که گاهی اوقات از آلیاژهای متفاوتی در ساخت این تیپها استفاده میشود.
***مراحل ساخت ریل راه آهن
ساخت ریل راه آهن مراحل پیچیده زیادی دارد که باید توسط مهندسین ناظر مجرب انجام شود.
اگر بخواهیم طبق استاندارد EN 13674-1 ریل راه آهن را تولید کنیم باید موارد زیر رعایت شود:
- میزان نیتروژن ذوب
نیتروژن ذوب معمولاً در ساخت میله های فولادی دیگر کمتر از 120 ppm در نظر گرفته می شود اما در ریل راه آهن نباید بیشتر از 90ppm باشد.
- میزان هیدروژن ذوب
میزان هیدروژن در ریل ها باید کمتر از 5.2 ppm باشد. مقدار این ماده بسیار مهم است و به همین دلیل در مرحله آخر ریخته گری مجدداً مقدار آن اندازه گیری می شود.
- میزان اکسیژن ذوب
حداکثر میزان اکسیژن ذوب برای ساخت ریل طبق این استاندارد 20 ppm است.
- تست سولفور پرینت
این تست برای اندازه گیری میزان پراکندگی و توزیع ترکیبات گوگردی انجام شده و با استانداردهای مشخص مقایسه می شود.
- آزمون سختی
میزان سختی و استحکام ریل راه آهن بسیار مهم است، بنابراین باید حتماً بعد از تولید، آنالیز شیمیایی برای مشخص شدن این پارامتر انجام شود.
- عمق دکربوره
این پارامتر نیز باید بعد از ساخت کنترل شود که معیاری برای سختی سنجی ریل فولادی است.
- ناخالصیهای اکسیدی
میزان ناخالصی های اکسیدی در ریل های تولید شده بسیار مهم است و باید دقیقاً طبق استاندارد باشند. استاندارد قابل قبول برای ناخالصی های اکسیدی به شکل زیر است:
K3<10 برای حداقل 95 درصد نمونه ها
K3<20 برای حداکثر 5 درصد نمونه ها
کاربرد ریل فولادی
ریل فولادی در طیف گسترده ای از توابع حمل و نقل استفاده می شود، که توسط دسته های زیر مشخص شده است:
- حمل و نقل انبوه – راه آهن مسافربری، زیرزمینی، تراموا
- حمل و نقل تدارکات – حمل و نقل عمده مواد
- جرثقیل ها، تجهیزات ثابت بلند کردن مسیر، برای حمل بار کوتاه و بار زیاد
*** تولید ریل فولادی در ایران
شرکت ذوب آهن اصفهان تنها تولید کننده ریل فولادی در ایران است که با استاندارد EN 13674-1 کار میکند.
در ادامه به بررسی مشخصات شیمیایی و مکانیکی ریلهای تولید شده در ایران پرداخته میشود.
بیشترین پروفیلی که در ایران مصرف میشود، از نوع UIC54 و UIC60 است.
***وضعیت خط ریل راه آهن ایران و جهان
ریلی که در ذوب آهن ایران تولید می شود مانند میلگرد ذوب آهن اصفهان دارای کیفیت بالایی بوده و U33 نام دارد،
اما ریلی که برای شرایط جوی و باربری ایران مناسب است UIC60 می باشد.
در سال 86 مسئولان راه آهن کشوری و شرکت فولاد تولید کننده توافق نامه ای مبنی بر تولید ریل بر اساس استاندارد جهانی امضا کردند،
اما به دلیل مشکلات واردات مواد اولیه موفق به ساخت آن نشدند.
امروزه در دنیا 17 کشور، سازنده ریل های استاندارد هستند که با پروژه جدید ساخت ریل راه آهن در ذوب آهن کشور، ایران نیز به عنوان هجدهمین کشور تولید ریل شناخته می شود.
با این حال هنوز در واردات مواد اولیه مشکل دارد. بیشترین حجم تولید ریل راه آهن مربوط به کشور چین است که سالیانه 550 هزار تن ریل تولید می کند. بعد از آن کشورهای ژاپن، آمریکا و اتریش تولیدکنندگان فعال جهان هستند.
***طول عمر مفید ریل
مدت زمان کارکرد ریل بدون وقوع شکست، ساییدگی و خرابی هاي غیر مجاز، عمر مفید ریل نام دارد.
عمر مفید ریل به عوامل متعددي بستگی دارد که مهمترین آنها میزان بار ناخالص
عبوري سالیانه، بار محوري عبوري، نحوه نگهداري، حداکثر سرعت عبوري، هندسه خط )شعاع قوسها(و مقاومت خستگی ریل میباشد.