تحقیق در مورد ریل راه اهن – ریل قطار
*ریل قطار
ریل ها یا همان فولاد های فرم داده شده در روبروی یکدیگر قرار گرفته اند وبصورت دو خط موازی هستند
که واگن های قطار از روی این ریل ها عبور می کنند .
و برای ثابت نگه داشتن این ریل ها از سنگ استفاده شده که به این سنگ هایی که برای نگهداری ریل ها قرار گرفته اند بالاست گفته می شود .
ترجیحا ریل های قطار را بالاتر از سطح زمین می سازند و دلیل انجام این کار این است که در مقابل زلزله ریل مقاومت داشته باشد.
ریل و واگن از اجزا پر اهمیت برای حرکت قطار هاهستند در صورت نبود ریل قطارها نمی توانند حرکت کنند پس نحوه ساخت ریل بسیار مهم است .
*راه اهن
به سه زبان مهم بین المللی (انگلیسی- آلمانی و فرانسه) به ترتیب راه آهن را (EISEN bahn)- Rail road- Rail way کو Chemin de fer می نامند.
راه‌آهن یا ترابری ریلی یک روش ترابری هدایت شده بر روی زمین است.
راه‌آهن برای قطارها طراحی شده تا بدین‌وسیله بتوان مسافر و کالا جابه‌جا کرد.
راه‌آهن دو ریل هم‌راستا دارد که معمولاً از فولاد است.
این ریل‌ها با ریل‌بند (تراورس)های چوبی یا بتنی (و در گذشته فولادی) به هم پیوسته می‌شوند که این ریل‌بندها، ریل‌ها را در بازه‌ای یکسان از همدیگر نگه می‌دارد.
ریل‌ها رویه‌ای بسیار صیقلی و محکم را فراهم می‌کنند که چرخ‌های قطار می‌توانند با کمترین اصطکاک ممکن بر روی آنها بغلتند.
این روش با خود راحتی و صرفه‌جویی در انرژی مصرفی به همراه دارد.
معمولاً بخش پیشین قطارها هم با شکلی خمیده و هواپویا (آیرودینامیک) ساخته می‌شود تا در مصرف انرژی صرفه‌جویی شود
**خط عضو اصلی یک راه آهن است.
در حدود 160 سال از عمر آن می گذرد ولی هنوز نه تنها از اهمیت آن کاسته نشده بلکه روز به روز با ارزش و عظمت آن افزوده می شود.
اساس خط از ابتدا تا کنون تغییر چندانی نکرده و دوریل همچنان بموازات همدیگر راه آهن کشورها را می سازند،
در حالی که دیگر قسمت های راه آهن از جمله آلات ناقله که روی ریلهای موازی می غلتند
دستخوش تحولاتی محسوس و ملموس برای استفاده کنندگان شده است.
در حقيقت كمتر كسي توجهي به ريلهاي بي حركت و بي صدا كه روي زمين گسترده‌اند دارد
و در حالي كه قطارهاي سريع السير و راحت و لكومتيورهاي نيرومند همواره طرف توجه مي باشد
و اما نبايد فراموش كرد كه موفقيت هاي حاصله در بخش آلات ناقله بدون توجه به پيشرفت هم آهنگ و موزون در خط ممكن و ميسر نخواهد شد.
معمولا خط هزينه اي معادل تا كل سرمايه گذاري ثابت راه آهن دارد.
خط همواره در معرض تنش هاي شديد ناشي از قطارهاي مسافري سريع السير و باري سنگيني قرار مي گيرد.
اول آنكه وزن وسيله نقليه را تحمل مي كند و دوم آنكه همزمان آن وسيله را هدايت مي كند.
عضو اصلي در خط همانا ريل است
ریل راه آهن یکی از مهم ترین اجزای حمل و نقل با قطار، می باشد.
در صورت بروز مشکلات فنی در ساخت این ریل ها منجر به انحراف قطارها و خسارات جانی و اقتصادی جدی می شود.
بنابراین، درک انواع ریل فولادی و ریل های راه آهن و نحوه ساخت آنها که مهمترین متریال آن تیرآهن ساده می باشد برای طراحان این حوزه اهمیت ویژه ای دارد.
ریل راه اهن فولاد ترکیبی از چندین آلیاژ و بسیار قوی تر از آهن است و در صورت استاندارد، حتی تحت بارهای بسیار سنگین تغییر شکل نمی دهد و نمی شکند.
ریل های فولادی بستری برای ساخت ریل های طولانی تر را فراهم نمودند.
یکی از مشکلات اصلی در ساخت خطوط راه آهن این بود که آنها باید به صورت یکپارچه ساخته شوند،
بنابراین خطوط راه آهن را نمی توان در مسیرهای بسیار طولانی یا پیچ در پیچ ساخت.
به همین دلیل به تدریج از جوشکاری برای اتصال ریل ها استفاده کردند.
با این کار ریل ها به راحتی در کارخانه ساخته شده و در محل جوش داده می شوند.
************************
1-ویژگی ریل فولادی :
از فولاد خاصی ساخته می شوند.
دارای مقطع خاصی از نظر ارتفاع پهنای کف و تیغه ریل می باشد
ریل فولادی را می توان بر اساس نوع کاربردی شان به ۳ دسته بشرح زیر تقسیم نمود :
استاندارد ریل فولادی :
- تیپ S –استاندارد اروپا
- تیپ R- استاندارد روس
- تیپ JIS-استاندارد ژاپن
- تیپ A- استاندارد مورد استفاده در جرثقیل
2-توجیه فنی و اقتصادی راه آهن
2-1 به لحاظ اندک بودن اصطکاک بین ریل و چرخ نیروی کمتری جهت حرکت وسیله نقلیه لازم است.
2-2 به لحاظ محدودیت انرژی آتیه راه آهن را میتوان فوق العاده توجیه پذیر و روشن پیش بینی کرد.
2-3 راه آهن کمتر موجب آلودگی محیط زیست می شود بالاخص در خطوط برقی.
2-4 راه آهن نیاز کمتری به فضا دارد.
2-5 در مقایسه با سایر سیستم های حمل و نقل زمینی نیاز کمتری به نیروی انسانی دارد.
2-6دارای ایمنی بیشتری است.
2-7 کمتر تحت تاثی رعوامل جوی قرار می گیرد
**انواع ریل فولادی
چهار نوع روش تولید ریخته گری برای خطوط راه آهن فولادی وجود دارد:
تصفیه فولاد و دمیدن اکسیژن
زیمنس یا کوره های باز
کوره الکتریکی
توماس
اگرچه روش های تولید ریل فولادی متفاوت است، اما در ساخت ریل فولادی معمولاً سه نوع ریل فولادی زیر وجود دارد:
ریل معدنی
ریل جرثقیلی
ریل راه آهن
ریل و واگن معدنی
همانطور که از نام آن پیداست از این نوع راه آهن برای مسیرهای واگن های معدنی استفاده می شود.
این ریل ها در معادن باعث افزایش سرعت کار و انتقال مواد می شود.
در نتیجه، کارگران بیشتر انرژی را به جای حمل و نقل استخراج کرده و در نهایت سود بیشتری کسب می کنند.
بنابراین استفاده صحیح از خطوط راه آهن معدنی، حجم استخراج معدن را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
بنابراین هزینه ای که برای ریل های معدنی پرداخته می شود نوعی سرمایه گذاری است.
ریل های جرثقیلی سقفی
این ریل ها با توجه به نوع کاربرد در انواع مختلفی تولید می شوند و KP، A، QU، CR و MRS نام دارند. از بین تمامی این ریل ها، نوع A پرکاربرد ترین ریل است.
ریل راه آهن
این نوع ریل ها بیشترین کاربرد را برای خطوط باری بین شهری و کشوری دارند و هر چه کشوری بتواند خدمات بیشتری ارائه دهد، یقینا حمل و نقل قطاری بیشتر و راحت تری خواهد داشت.
🔹🔹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
**روش های جوشکاری ریل
جوشکاری ریل معمولاً به چهار روش انجام می شود:
- جوش نقطه نقطه ای برقی.
- جوش فشاری گازی.
- جوش قوس الکتریکی دستی.
- جوش آلومینوترمیک.
تا سال 1950 جوش ریل فقط به دو طریق آلومینوترمیک ونقطه ای برقی انجام می شد.
از سال 1953 به بعد جوش فشاری گازی نیز مورد مطالعه قرار گرفت و استفاده از آن به تدریج توسعه یافت و امروزه این نوع جوشکاری در بعضی از راه آهن ها متداول شده است.
متعاقباً در سال 1963 جوش ریل به طریق قوس الکتریکی دستی نیز رواج پیدا کرده و در طول خطوط راه آهن متداول گردید.
👌سخن آخر
ریل های راه آهن از نظر حمل و نقل بسیار اهمیت دارند.
اگر این ریل ها دقیقاً طبق استاندارد ساخته نشوند به راحتی تحت نیروهای مختلف شکسته شده و می توانند قطار را از مسیر منحرف کنند.
در نتیجه خسارات جانی و مالی شدید و جبران ناپذیری ایجاد می شود.
بنابراین هر چه از نظر کیفی بیشتر مورد نظارت باشند، هم طول عمر بیشتری خواهند داشت و هم ایمنی بالاتری را در بر می گیرند.
