Дефекты рельсов и их классификация

Содержание

• Причины выхода рельсов из строя
• Классификация дефектов рельсов
• Определение изъянов железнодорожного полотна ультразвуковой дефектоскопией
• Основные дефекты рельсов: определение и местоположение
• Критически опасные дефекты рельсов: причины и последствия

Высокая надежность является одним из ключевых требований к элементам верхнего строения пути. Поддержание рельсов в превосходном состоянии необходимо для обеспечения безопасности и эффективности железнодорожных перевозок.

Причины выхода рельсов из строя

Рельсы — ключевой элемент железнодорожной инфраструктуры, и их надёжность имеет огромное значение для безопасного и эффективного передвижения жд транспорта. Тем не менее со временем и под влиянием различных факторов рельсы могут прийти в негодность, что влечёт за собой необходимость их восстановления или замены. Рассмотрим главные причины этого явления.

1. Несоответствие выбора материалов условиям эксплуатации. Выбирая материалы для рельсов, нужно принимать во внимание различные факторы, связанные с условиями эксплуатации, такие как нагрузка, климатические условия, скорость движения поездов и прочее.
2. Плохое качество монтажа железнодорожной линии. Неточность и ошибки при установке рельсов во время монтажа могут спровоцировать появление напряжений, трещин и деформаций.
3. Халатное обслуживание. Некорректное и небрежное обслуживание железнодорожных путей может вызвать скопление грязи, коррозию, засорение дренажной системы и другие проблемы. Все это увеличивает вероятность аварийных ситуаций.
4. Снижение контактно-усталостной прочности. Во время использования рельсы испытывают постоянные воздействия, которые вызывают усталость металла. С течением времени контактная усталость материала рельсов может усиливаться, что провоцирует образование трещин и последующее разрушение.
5. Негативное воздействие перемещающихся подвижных составов. Подвижные составы, включая поезда, оказывают прямое влияние на рельсы, что в последствии приводит к истиранию, царапинам и трещинам на их поверхности.
6. Резкие перепады температур. Резкий перепад температур негативно сказывается на состояние рельсов. В зимний период увеличивается их хрупкость, в результате чего увеличивается количество повреждений.

Поддержание рельсов, переводного бруса и шпал в работоспособном состоянии требует использования комплексного подхода, который включает правильный подбор материалов, качественный монтаж и регулярное обслуживание.

Классификация дефектов рельсов

Коды дефекты рельсов по каталогу обозначаются трёхзначным числом, где первая цифра указывает на вид дефекта и место его возникновения (голова, шейка, подошва), вторая цифра определяет тип дефекта с учётом основных причин его возникновения и развития, а третья цифра указывает на местоположение дефекта по длине рельса. Первые две цифры отделяются от третьей цифры точкой.

Первая цифра в номере дефекта рельсов обозначает следующие типы повреждений:

1. отслоение или выкрашивание металла на поверхности катания головки ;
2. поперечные трещины в головке и изломы, вызванные этими трещинами;
3. продольные трещины в головке (вертикальное или горизонтальное расслоение);
4. смятие и неравномерный износ головки (длинные и короткие волны);
5. дефекты и повреждения шейки;
6. повреждения и дефекты подошвы рельса;
7. изломы по всему сечению (кроме случаев, указанных в п. 2);
8. изгибы в вертикальной и горизонтальной плоскостях;
9. прочие дефекты и повреждения.

Вторая цифра в номере дефекта рельсов указывает на причину его образования или повреждения:

1. недостатки в технологии изготовления;
2. недостаточная контактно-усталостная прочность металла;
3. недостатки профиля или конструкции стыкового скрепления;
4. недостатки текущего содержания пути;
5. ненормальное воздействие на рельсы подвижного состава (например, боксование, ползуны и др.);
6. удары инструментом и другие механические воздействия ;
7. недостатки технологии сварки;
8. недостатки технологии закалки;
9. недостатки технологии наплавки рельсов или приварки рельсовых соединителей;
10. другие, не перечисленные выше факторы.

Третья цифра в номере дефекта рельсов указывает на местоположение дефекта:

1. в стыке (до 75 см от торца рельса);
2. вне стыка;
3. в месте электроконтактной сварки;
4. в месте скоростной термитной сварки;
5. в месте обычной термитной сварки;
6. в месте газопрессовой сварки;
7. в месте газовой сварки оплавлением;
8. в месте электродуговой сварки.

Определение изъянов железнодорожного полотна ультразвуковой дефектоскопией

Ультразвуковая дефектоскопия является одним из наиболее эффективных методов неразрушающего контроля, используемых для определения изъянов железнодорожного полотна. Этот метод позволяет выявлять внутренние дефекты материала, такие как трещины, поры, включения и другие неоднородности, которые могут существенно влиять на эксплуатационные характеристики и безопасность железнодорожного пути.

Преимущества ультразвуковой дефектоскопии

• Высокая точность. Метод позволяет выявлять даже мельчайшие дефекты на ранних стадиях их развития.
• Безопасность. Процедура не оказывает разрушительного воздействия на материал рельса.
• Оперативность. Обследование можно проводить быстро и без необходимости демонтажа.
• Универсальность. Метод подходит для различных типов материалов и конструкций.

Своевременное выявление дефектов рельсов позволяет предотвратить аварийные ситуации и продлить срок службы рельсов, что в конечном итоге способствует повышению эффективности эксплуатации железнодорожной инфраструктуры. 

Основные дефекты рельсов: определение и местоположение

Определение

Существует несколько основных:

1. Трещины: Возникают вследствие усталости материала под действием динамических нагрузок.
2. Износ головки рельса: Постепенная деградация поверхности из-за трения колес поездов.
3. Коррозия: Химическое разрушение металла в результате воздействия влаги и других агрессивных сред.
4. Деформации: Изменения геометрии под влиянием внешних нагрузок или температурных колебаний.

Местоположение

Могут возникать в различных частях рельса:

• Головка: Чаще всего подвержена износу и трещинам из-за непосредственного контакта с колесами.
• Шейка: Может страдать от деформаций при неравномерной нагрузке.
• Подошва: Подвержена коррозии из-за контакта с балластом и влагой.

Критически опасные дефекты рельсов: причины и последствия

Причины возникновения

К числу наиболее опасных можно отнести трещины глубокой усталости и обширную коррозию. Основными причинами их возникновения являются:

• Усталостные нагрузки: Продолжительное воздействие динамических нагрузок от проходящих поездов может вызывать образование внутренних трещин.
• Неблагоприятные погодные условия: Частые температурные колебания способствуют деформации металлических структур.
• Плохая дренажная система: Застаивание воды вокруг железнодорожного пути усиливает процесс коррозии.

Последствия

Когда подобные дефекты остаются незамеченными или не устраняются вовремя, это может привести к серьезным последствиям:

• Сход поездов: Даже небольшая трещина может привести к катастрофическим авариям при расширении.
• Повышенный риск поломки оборудования: Износ может повредить не только сами рельсы, но и колеса поездов, что ведет к неисправностям вагонов.
• Экономические убытки: Ремонт повреждений или замена участков путей требует значительных затрат времени и средств.