Сварка рельсовых стыков обоснованно признана наиболее экономичным и перспективным способом соединения железнодорожных нитей. Благодаря отсутствию накладок и болтов в стыковых узлах повысилась комфортабельность пассажирских перевозок, сократился износ колес составов, уменьшились затраты на сборку ж/д линий и расходы на ремонт. Однако при низком качестве свариваемого шва не исключена возможность возникновения опасных для эксплуатации повреждений, так как в области соединения изменяется структура металлического сплава.
ГОСТ 34666-2020 регламентирует технические условия для сварных узлов и пересечений путей, обеспечивающих коммуникационные перемещения подвижных составов по железнодорожным линиям.
Виды исследования физико-механических показателей рельсовых узлов
Стандарт устанавливает принципы классификации, требования к качественным показателям, правила испытаний элементов рельсовых стыков и специализированных конструкций, обеспечивающих совершение маневров подвижного состава по путям, выделенным для движения конкретной группы сцепленных вагонов. В качестве классификационного признака в документе использованы конструктивные особенности сварных железнодорожных узлов.
Документ подробно излагает требования к качеству производства свариваемых соединений и к геометрическим показателям создаваемых швов. В нем перечислены недопустимые дефекты микроструктуры, для выявления которых используются разрушающие технологии и неразрушающие ультразвуковые методики. Приведены общие требования к сварным швам, к узлам крестовин и остряков, формируемых посредством контактной сварки.
Прочность сварных стыковых узлов и пересечений ж/д нитей характеризуют следующие механические показатели:
- Твердость в районе продольных сварных швов. Степень твердости металла в районе сварки определяют на образцах, вырезанных из исследуемого сегмента ж/д нити на расстоянии 100 мм от крайних точек продольных соединений. Измерения проводят по технологии Роквелла посредством вдавливания конусообразного наконечника, выточенного из технического алмаза. Метод устанавливает ГОСТ 9013.
- Твердость в сварном стыке рельсов. Параметры твердости измеряют на поверхности катания головки. Точки для измерений располагаются в центре созданного сваркой шва и на расстояниях по 15, 25, 50, 75 мм от центра в обе стороны. Измерения проводят по технологии Бринелля посредством вдавливания твердосплавного шарика. Способ регламентирует ГОСТ 9012.
- Твердость участков термического влияния. Показатели твердости в зонах, подверженных термическому воздействию в период контактной сварки, измеряют посредством вдавливания наконечника в виде алмазной пирамиды по методике Виккерса, согласно ГОСТ 2999.
- Прочность и пластичность сварных узлов. Характеристики определяют при испытаниях на изгиб с приложением статического усилия в 3-х точках. Скорость для передачи нагрузки не превышает 15 мм/мин. Требования для проведения тестов на трехточечный изгиб регламентирует ГОСТ 6996.
- Надежность крестовин. Проверку крестовин на безотказность работы проводят посредством динамико-прочностных исследований, в ходе которых имитируют нагрузку от подвижного состава. Методику контроля и номенклатурные параметры надежности устанавливает ГОСТ 7370.
- Функциональность остряков и уравнительных стыков. Контрольные испытания указанных функциональных узлов заключаются в моделировании динамико-прочностных усилий, равных по показателям приложения нагрузкам от колес подвижных составов. Методику проверки разрабатывает владелец железнодорожной инфраструктуры, правила испытаний приводит ГОСТ 33722.
Регламент декларирует предельные значения твердости металла, использованного в сооружении полотна и в создании стыков. Стандарт распространяется на показатели прочности и пластичности стальных сплавов, устанавливает предельные значения прикладываемых для испытаний нагрузок. В документе перечислены разновидности испытаний, необходимых для подтверждения качества сварного соединения ж/д нитей в рамках выполнения приемо-сдаточных, периодических и типовых тестов.
Технические средства для механических испытаний по регламенту ГОСТа 34666-2020
Для определения механических показателей сварных стыковых узлов и пересечений ж/д линий требуются следующие машины и дополнительные приспособления:
- Универсальная испытательная установка. Многозадачность современного аппарата – результат интеграции в функционал всех видов эксплуатационных нагружений, прикладываемых с равномерными или плавно увеличивающимися показателями мощности, скорости. Одна установка растягивает, изгибает, отслаивает, сжимает, прокалывает, заменяя работу комплекса технических установок. Предельно высокая точность регистрации показаний и настроек параметров испытаний обеспечена микропроцессорным управлением.
- Машина для динамических испытаний. Установка моделирует повторно-переменные нагрузки, имитирующие прилагаемые динамические эксплуатационные воздействия. Аппарат воспроизводит импульсные и гармонические колебания. Обработку информации выполняет микропроцессорная система, результаты испытаний сохраняются в цифровой памяти.
- Твердомеры. Устройства определяют степень твердости без разрушения материалов, изделий. Принцип действия основан на передаче давящего усилия наконечникам с последующим измерением глубины, диагоналей и прочих размеров оставленных отпечатков. Результаты измерений используются в поиске параметра по специализированным шкалам или таблицам.
- Приспособление для приложения давящего усилия в 3-х точках. Вспомогательный комплект элементов предназначен для испытаний. Набор включает 2 опоры, расстояние между которыми варьируют в зависимости от размеров образца и характеристик исследуемого материала, а также индентор, соединяемый с активной траверсой испытательного аппарата.
Эксперты-менеджеры с большим профессиональным опытом, работающие в компании «ГОСТ», помогут выбрать техническое оборудование для лабораторных испытаний, подскажут, как оформить заказ.