Defecte ale șinelor și clasificarea acestora. Structura de desemnare a defectelor șinei

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Există un număr destul de mare de diverse defecte ale șinei. Toate apar din motive diferite. În total, există patru tipuri principale de deficiențe, din cauza cărora are loc o defecțiune. Tehnologia slabă de fabricație a șenilelor și sudare este prima cauză a uzurii. Al doilea motiv este că conținutul căii este prea scăzut. Materialul are un astfel de parametru precum rezistența la oboseală de contact, iar dacă acest parametru nu este suficient de mare, șinele devin și ele inutilizabile. Ultimul motiv al eșecului acestor instalații este impactul materialului rulant care se deplasează peste ele.

Cauze ale eșecului

În timpul funcționării, defectele șinei și apariția lor probabilă sunt calculate pe baza mai multor fapte. În primul rând, un factor important este cantitatea de tonaj care a trecut de-a lungul segmentului de traseu. În al doilea rând, sarcina pe axa materialului rulant joacă un rol. Viteza trenurilor poate afecta, de asemenea, starea șinelor. Practica și observația arată astaîn sezonul cald, adică primăvara și vara, numărul de urme sparte scade. Toamna, acest indicator crește ușor, iar iarna crește de 2-3 ori, comparativ cu sezonul cald. Există o explicație pentru aceasta și constă în faptul că, la temperaturi scăzute, metalul se caracterizează printr-o fragilitate crescută. Cu alte cuvinte, rezistența sa la impact este redusă la minimum. Cel mai mare procent de avarii ale căilor de cale ferată din cauza defectelor șinei au loc în martie, dacă vorbim de partea europeană a țării, și, de asemenea, în aprilie, dacă este vorba de regiunile de est și Siberia.

Detectoarele de defecte sunt folosite pentru a detecta astfel de probleme. 96,5% din toate problemele identificate pot fi identificate folosind dispozitive amovibile sau portabile. Alte 2% sunt detectate folosind detectoare de defecte ale mașinii și încă 1% folosind alte modele ale acestui dispozitiv. Este foarte important de reținut că există o clasificare a defectelor șinei și descrierea lor folosind numere. Acest lucru a fost făcut pentru a putea efectua o contabilitate statică a șinelor.

Clasificare

Orice deteriorare, rupere sau defecte ale secțiunilor de cale sunt indicate folosind un sistem unificat de numere. Primele două numere sunt principalele, iar al treilea este auxiliarul. Primul număr indică tipul de defect sau deteriorare a șinei. În plus, indică și locația problemei pe tronsonul de cale ferată. A doua cifră descrie tipul defectului sau descrie deteriorarea, ținând cont de motivul pentru care aceastaa apărut. A treia cifră auxiliară indică locația defectului sau a deteriorării pe lungimea șinei. Mai detaliat, defectele șinei și clasificarea lor sunt descrise prin numere de la 1 la 9 pentru primul caracter.

• Dacă primul număr este 1, înseamnă că a existat o ciobitură și decojire a metalului pe suprafața de rulare a capului șinei.
• Dacă numărul este 2, înseamnă că s-au găsit fisuri transversale în capul șinei pe secțiunea șinei.
• Numărul 3 indică și prezența fisurilor în capul șinei, dar de tip longitudinal.
• Numărul 4 indică faptul că au avut loc modificări plastice, adică strivire, uzură verticală, laterală sau neuniformă a capului.
• 5 sunt daune și defecte care afectează gâtul.
• 6 este o defecțiune sau o deteriorare a tălpii șinelor.
• 7 - aceasta este o deformare destul de puternică, deoarece această cifră indică apariția unor îndoituri de-a lungul întregii secțiuni a căii ferate.
• Dacă apar pauze în planul vertical și orizontal, atunci numărul 8 este atribuit în locul primului.
• Toate celel alte defecte ale șinei, daune etc. care nu se încadrează în niciuna dintre categoriile de mai sus sunt indicate de numărul 9.

Determinarea semnificației numerelor

Al doilea dintre numerele principale pentru codul defect al șinului are, de asemenea, multe valori, mai precis, de la 0 la 9.

• Dacă a doua cifră este 0, înseamnă că defectul a apărut din cauza faptului că au existat abateri de la tehnologie la crearea acestui tronson de cale feratăproducție.
• Numărul 1 indică faptul că calitatea metalurgică a oțelului utilizat pentru producerea șinelor a fost insuficientă. De asemenea, este posibil ca rezistența oțelului să fi fost mai mică decât este necesar pentru funcționarea normală.
• 2 - indică că s-au făcut erori în timpul procesării capetelor, din cauza cărora secțiunea de cale a eșuat. În plus, include și unele dintre dezavantajele care apar la prelucrarea profilelor șinei.
• 3 - acestea sunt defecte ale șinelor căii ferate, apărute din cauza încălcării cerințelor instrucțiunilor de întreținere curentă a obiectului. Include, de asemenea, daune cauzate de faptul că au fost încălcate principiile tehnologiei de prelucrare a găurilor de șuruburi într-o topitorie.
• Dacă al doilea număr este 4, atunci aceasta înseamnă că au apărut probleme cu șinele din cauza impactului specific asupra materialului rulant, de exemplu, din cauza alunecării. Aceasta include, de asemenea, daunele care apar din cauza faptului că materialul rulant nu trece verificările corespunzătoare sau modurile de conducere sunt încălcate.
• Numărul 5 include toate daunele cauzate de orice impact mecanic din exterior, de exemplu, lovirea unei une alte, lovirea unei șine de o șină etc.
• Defecte de sudare destul de frecvente sunt cauzate de nereguli în funcționarea aparatului de sudură. Acestea apar în îmbinările sudate și sunt numerotate 6.
• 7 - probleme asociate cu funcționarea șinelor la îmbinări.
• 8 - acestea sunt defecte care apar din cauza suprafeței șinelor, precum șidin cauza sudării necorespunzătoare a îmbinărilor șinei.
• Toate problemele cauzate de coroziune sunt numerotate cu 9.

Este de remarcat faptul că defectarea unei porțiuni de cale din cauza unei defecțiuni a șinelor este o consecință a impactului mai multor cauze în același timp. Cel mai adesea, se dovedește că lipsa de întreținere a căii ferate accelerează foarte mult dezvoltarea acelor defecte care au fost făcute în timpul asamblarii sau sudării structurii. Din acest motiv, devine dificil să se determine cauza, deoarece este necesar să se găsească exact sursa principală a defecțiunii. Defecțiunile șinelor căii ferate, sau mai bine zis, numerotarea acestora are și o a treia cifră.

• 0 indică faptul că problema este prezentă pe toată lungimea șinei.
• 1 înseamnă că problema este la articulație, în mai multe locuri. Poate că îmbinarea cu șuruburi este ruptă, care este situată la o distanță de cel puțin 750 mm de capătul șinei. Dacă vorbim despre o îmbinare sudată, atunci la o distanță de 200 mm simetric 100 mm pe fiecare parte a axei sudurii.
• 2 indică faptul că problemele sunt undeva în afara articulației. Dacă vorbim despre o conexiune cu șuruburi, atunci trebuie să vă uitați la o distanță de 440 mm simetric 220 mm pe fiecare parte a axei sudurii din piciorul șinei.

Defecte la sudarea șinei și alte avarii sunt, de asemenea, împărțite în patru categorii, în funcție de gradul de dezvoltare a acestora. Există un grad de DP, D1, D2 și D3. Cele mai periculoase sunt DP. Această denumire indică faptul că deteriorarea a atins valori sau dimensiuni critice. Asemenea zone ar trebuifi înlocuit mai întâi. Defecțiunile clasificate ca D1 și D2 vor fi remediate în conformitate cu procedura stabilită, care ține cont de intensitatea problemei. Șinele cu defecte aferente categoriei D3 se înlocuiesc numai dacă șeful distanței de calea hotărăște astfel. Decizia se ia pe baza datelor transmise de maistru in urma unui control programat si tinand cont de gradul de dezvoltare a defectului. Ca urmare, se dovedește că codurile de defect al șinelor constau din trei cifre, precum și o indicație a gradului de dezvoltare a acestora pe secțiune.

Detectarea defecțiunilor

Detecția defectelor este o procedură de identificare a defectelor în structura căii ferate folosind dispozitive speciale de detectare a defectelor. Este de remarcat faptul că șinele trec prin această procedură de mai multe ori. Prima detectare a defectelor se realizează la instalația de laminare a șinelor, atunci când este necesar să se evalueze calitatea lucrării finite. Următorul proces de verificare are loc deja în condiții operaționale, adică pe drum. În plus, verificarea se realizează în atelierele de sudare șinelor, unde se efectuează nu numai procesul de sudare a celor noi, ci și repararea sau sudarea structurilor vechi.

Procedura de detectare a defectelor este destinată în primul rând să identifice acele defecte periculoase ale șinei care se află în interiorul structurii, adică nu prezintă încă defecte la exterior. Acest lucru face posibilă înlocuirea structurii deteriorate în timp util.

Tipuri de probleme

În prezent, tot felul de defecte, modalități de a le elimina, motivele apariției lor,mijloacele de determinare a acestora etc., sunt prezentate în „Documentația de reglementare și tehnică NTD/TsP 2002”. În plus, este de remarcat faptul că există și documentație experimentală, precum și clasificarea defectelor șinei NTD / TsP 1-93, conform căreia toate secțiunile cu probleme ale căii ferate sunt împărțite în defecte acute (OD) și defecte (D).). Este categoria defectelor D cu ajutorul NTD / CPU 2002 care se împarte într-un număr mare de tipuri, în funcție de cauza apariției, gradul de distribuție și locația pe traseu.

La șinele puternic defecte sunt cele care reprezintă o amenințare directă la mișcarea trenului, deoarece din cauza influenței unui defect, acestea se pot prăbuși chiar sub roțile trenului sau pot provoca părăsirea materialului rulant urmări. Dacă se găsește o astfel de secțiune, trebuie schimbată imediat fie cu una nouă, fie cu una veche dintr-un stoc kilometric. În cazul în care au fost descoperite noi defecte la șinele feroviare înainte de expirarea termenului de garanție pentru utilizarea acestora, sau dacă prin acestea s-a trecut un tonaj mai mic decât cel indicat în documentație, atunci se face plângere împotriva fabricii metalurgice în care au fost fabricate. Dacă defectul a fost detectat la îmbinarea sudată și înainte de termen, atunci reclamația se depune la unitatea de sudare șinelor.

Șinele defecte includ acele secțiuni ale căii care, din cauza duratei lungi de viață, au început să devină inutilizabile. Este de așteptat formarea de defecte în astfel de zone. Totuși, acestea trebuie să asigure trecerea în siguranță a materialului rulant. Deși înÎn unele cazuri, se introduce o limită de viteză la trecerea unui astfel de segment al traseului. Noua ediție a defectelor șinei și clasificarea acestora este prezentată tocmai în documentul normativ și tehnic NTD / CPU 2002. Valorile de cod ale eventualelor probleme au fost prezentate mai sus.

Separare în zone puternic defecte și defecte

Documentația indică viteza cu care trenului i se permite să se deplaseze de-a lungul unei anumite secțiuni a șinei. Dacă gradul de dezvoltare al defectului aparține grupului DP, atunci viteza de mișcare nu este mai mare de 40 km/h până în momentul eliminării. Categoria D1 permite o viteză de cel mult 70 km/h, D2 - nu mai mult de 100 km/h. Defectele aparținând grupei D3 nu creează o restricție asupra vitezei de mișcare a materialului rulant.

În plus, există un interval de timp stabilit pentru înlocuirea fiecărui grup de șine defecte. Dacă în termenul stabilit nu intervine nicio înlocuire, categoria se înlocuiește cu una superioară. Cu alte cuvinte, DP3 merge la D2, D2 la D1, D1 la DP. Desigur, cu fiecare tranziție, termenele de înlocuire devin mai stricte, iar limita de viteză pentru deplasare crește și ea, în conformitate cu normele stabilite.

Defecțiunile șinelor și noua lor clasificare conform NTD/CPU definesc, de asemenea, problemele care transformă o secțiune de cale într-o stare de șine acută sau pur și simplu defecte. OD aparțin probleme precum:

• Apariția fisurilor transversale, longitudinale sau laterale în capul șinelor. Cel mai adesea, defecțiunile aparțin grupei a doua și a treia, iar codurile lor sunt 20, 21, 24, 25.
• Crăpare în găurile pentru șuruburi cucod 53, precum și fisuri în gâtul șinei, indiferent de dimensiune, precum și cu codurile 50, 55, 59 și 56.1.
• Apariția coroziunii sau uzării locale a șinelor cu codul 69 fisuri care au apărut din cauza oboselii de coroziune, ciobiri din talpa șinelor cu codurile 60, 64, 65, 66, precum și rupturi transversale ale șinelor.

Apariția oricăreia dintre aceste noi defecte duce la faptul că chiar și o nouă secțiune de cale ferată intră în stare de ML și trebuie înlocuită urgent. Există mai multe indicatoare prin care șinele defecte sunt identificate în căile de primire și de plecare. Acestea includ:

• depășește codul redus normalizat 41+44, codul lateral 44 sau uzura capului șinei verticale;
• așchierea metalului, dacă adâncimea nu depășește 3 mm și lungimea este de 25 mm;
• prezența alunecării de la roțile materialului rulant, uzură ondulată.

De asemenea, merită adăugat că cel mai mare procent din trecerea șinelor normale la categoria defectuoasă are loc din cauza lipsei rezistenței la oboseală de contact a materialului. Asemenea probleme de defecte ale șinelor și elementelor de desfășurare, care sunt instalate și pe șine, sunt clasificate ca coduri 11 și 21. De asemenea, destul de des, cauza este problema 44, ceea ce înseamnă uzura laterală severă a capului șinei. Destul de des există coroziune a tălpii șinei - 69.

Defecte și cauze deosebit de periculoase

În primul rând, la verificarea șinelor, este necesar să se acorde atenție acelor defecțiuni care sunt cauzate de„oboseala” metalului. Sunt considerate cele mai periculoase. Mai detaliat, arată așa. Roata trenului este în contact cu șina pe o zonă destul de mică în timpul deplasării. Prin această zonă mică este transmisă cantitatea uriașă de tensiune pe care o creează un tren în mișcare. Aceste tensiuni de contact, mai ales dacă apar în imediata apropiere a capului șinei, determină ciobirea acestuia sau ruperea metalului. Cu cât trec mai multe roți prin această zonă, cu atât metalul „obosește”. Din acest motiv, defectele 11.1-2 sunt cauzate de o astfel de problemă precum rezistența scăzută de contact a materialului. Pentru a evita această problemă, sau cel puțin pentru a face șinele să reziste la mai multe mișcări, este necesară creșterea rezistenței materiei prime.

Delaminarea sau despicarea metalului poate fi cauzată și de prezența firelor de păr, a apusurilor sau captivității, care pot apărea pe suprafața șinelor în timpul rulării.

Asemenea grupuri de defecte ale șinei precum 20.1-2 și 21.1-2 sunt considerate foarte periculoase. În ceea ce privește al doilea grup de defecte, ele apar destul de des sub formă de fisuri interne în cap sau fisuri externe care apar în zona fileului din cap. Dacă apare o astfel de problemă, șina se poate rupe ulterior sub greutatea unui tren în mișcare în multe bucăți mici. Desigur, acest lucru va duce la un accident și, cel mai probabil, trenul va ieși din cale. În ceea ce privește problemele cu codul 20.1-2, acesteaapar chiar în cap, iar principalul motiv pentru apariția lor este deficiențele în tehnologia de fabricație.

Defecte de cale ferată din cauza inspecției defectuoase

De remarcat este faptul că pe 23 octombrie 2014 a fost aprobată clasificarea defectelor șinei 2499 NTD / CPU. Acest document a intrat în vigoare la 1 septembrie 2015, iar documentul în sine conține 140 de pagini. În plus, a fost adoptată și o nouă instrucțiune privind întreținerea șinelor 2288. Acest document a intrat în vigoare la 03.01.2017.

Asemenea defecte precum 11.1-2 și 21.1-2 se datorează, de asemenea, destul de des și faptului că maiștrii de drumuri monitorizează slab starea șinelor. Dacă în prima perioadă de funcționare apare o pantă incorectă a șinei, atunci stresul principal se va deplasa de la centrul secțiunii la marginea în care se află capul, ceea ce, desigur, va duce la uzura sa rapidă. Frecvența de apariție a defectelor crește, de asemenea, semnificativ dacă există o încălcare a netezimii filetelor șinei. În plus, este important de reținut că procesul de creștere a apariției acestor probleme este puternic asociat nu numai cu întreținerea necorespunzătoare a șinelor, ci și cu încălcările în îngrijirea părții de rulare a trenului în sine. Dacă sunt ciobite, glisoarele și alte defecte apar pe roțile mașinii, atunci acest lucru afectează foarte mult rezistența la oboseală a metalului și dezvoltarea acestuia.

Pe lângă cap, apar adesea probleme la gâtul șinelor - fisuri în zona găurilor pentru șuruburi, principala problemă. Cel mai adesea, o fisură își are originea în conturul unei conexiuni cu șuruburi și apoi pleacă la o pantă de 45 de grade până la orizont. Un mijloc eficient de combatere a unor astfel de fisurieste conținutul calitativ al îmbinărilor. Cu alte cuvinte, este necesar să strângeți șuruburile cât mai strâns posibil, pentru a preveni lăsarea șinelor sau afundarea acestora. Crăpăturile în gât apar adesea în locurile în care capul șinei trece în talpă. Motivul principal pentru apariția unui astfel de defect este o pantă incorect selectată de sub șine.

În ceea ce privește talpa în sine, aici de cele mai multe ori nu sunt doar crăpături, ci și înțepături, linii de păr. Toate acestea duc la o rupere a căilor ferate, la apariția fisurilor longitudinale și accelerează procesul de coroziune. Cea mai bună modalitate de a rezolva multe defecte ale talpii este să instalați un tampon elastic care este plasat direct sub talpa șinei.

Locația defectelor și numele acestora

În prezent, există tabele destul de mari care indică principalele defecte ale șinei care pot apărea. Ele indică, de asemenea, locul în care apare cutare sau cutare daune, codul problemei este indicat cu precizie. Astfel de tabele arată așa.

Descrierea problemei	Locația daunelor pe șine	Cod defect
Datorită încălcării tehnologiei de fabricare a șinelor, poate apărea o problemă precum fisuri sau ciobirea metalului pe suprafața de rulare a capului	În și în afara articulației	În funcție de locație, codul poate fi 10.1 sau, respectiv, 10.2
Crăpăturile sau ciobirea pot apărea și pe partea laterală a capului saupe file. Ele apar din interior sub influența unui număr mare de acumulări nemetalice	În și în afara articulației	Ca și în cazul precedent, codul poate fi 11.1 sau 11.2, în funcție de locația daunei
Pe suprafața benzii de rulare pot apărea așchii de metal. Motivul pentru aceasta este că efectul dinamic în îmbinările șuruburilor crește	În intersecția	acest cod de deteriorare este 13.1
Se poate produce ruperea metalului pe suprafața benzii de rulare a capului în zona îmbinării sudate după ce cantitatea de tonaj trecută în garanție a expirat	Defecte ale sudurilor șinei	Cod defect 16.3 și 16.4
Problemă de spargere similară, dar înainte ca tonajul garantat să fie trecut peste șine	Imbinare sudata	Defecte 17.3 și 17.4
Este posibil să apară fisuri transversale în cap sub influența efectelor termomecanice de la alunecare sau derapare, de exemplu	Apare atât în interiorul, cât și în exteriorul cusăturii	24.1 și 24.2
Din cauza unei încălcări a tehnologiei de sudare sau a unei încălcări în prelucrarea sudurilor, pot apărea fisuri transversale în cap. Este important să adăugăm că acest lucru poate duce la defecțiunea șinei imediat după ratarea tonajului de garanție	Imbinare sudata	26.3 și 26.4
Dacă apare aceeași problemă ca în cazul precedent, dar înainte de a fi omisătonaj garantat, atunci problema este transferată într-o altă categorie	Imbinarea sudată rămâne ca locație	Codul de eroare se modifică în 27.3 și 27.4
Dacă tehnologia de fabricare a șinei este încălcată, se pot forma fisuri longitudinale sau transversale în capetele șinei.	Acest lucru se întâmplă atât în articulație, cât și în afara articulației	Cod de daune 30.1 sau 30.2

Determinarea defecțiunilor căii ferate

Astăzi, singura metodă care vă permite să detectați noi defecte ale șinelor feroviare într-un stadiu incipient și să le preveniți este metoda ultrasonică.

Această metodă de testare nedistructivă poate detecta deteriorarea șinelor metalice folosind impulsuri ultrasonice. Această metodă este utilizată în multe industrii în care se lucrează cu metal, dar este cea mai populară în gările de cale ferată, unde este cel mai important să se monitorizeze calitatea șinelor. Detectarea defectelor cu ultrasunete va permite lucrătorilor să identifice rapid și precis daunele ascunse, fără a influența sau distruge obiectul de studiu.

Această metodă de detectare a defectelor șinei are câteva avantaje incontestabile.

În primul rând, și cel mai important, este absența oricăror deteriorări sau a oricăror alte semne lăsate pe specimenul de testat, adică noi defecte. În al doilea rând, costul unui astfel de echipament este destul de scăzut, iar fiabilitatea datelor obținute ca urmare a utilizării acestuia este foarte mare. Mai mult, este suficient de important caun astfel de dispozitiv vă permite să căutați noi defecte șine în orice moment al anului, ceea ce este deosebit de important.

Metoda cu ultrasunete de detectare a defectelor vă permite să găsiți chiar și cele mai mici daune în orice produse metalice și îmbinări. Din acest motiv, ele sunt, de asemenea, utilizate în mod activ pentru a inspecta conductele și sudurile structurale. Folosind echipamente cu ultrasunete, pot fi determinate următoarele daune: apariția unor încălcări în omogenitatea structurii; verificați locurile deteriorate de coroziune; verificați dacă compoziția chimică a șinei corespunde sau nu cu cea menționată în documente.