Что такое повреждение рельса
Что такое повреждение рельса
В рельсах в процессе эксплуатации, по мере наработки тоннажа, происходят процессы износа, смятия, коррозии и усталости, в том числе контактной, изгибной и коррозионной усталости. В результате протекания этих процессов в рельсах образуются различные повреждения и дефекты.
К дефектам рельсов относятся:
Отказ рельса вызывается дефектом, при котором исключается пропуск поездов (полный отказ, например, при изломе рельса) или возникает необходимость в ограничении скоростей движения поездов (частичный отказ, например, образование волнообразных неровностей сверх нормируемых значений на поверхности катания головки рельса и т.п.).
Рисунок 1.1 Дефект рельса 11.1
Рисунок 1.1 Дефект рельса 11.1
Рисунок 1.2 Дефект рельса 14.2
Рисунок 1.2 Дефект рельса 14.2
Рисунок 1.3 Дефект рельса 14.2
Рисунок 1.3 Дефект рельса 14.2
Классификация и каталог дефектов рельсов предназначены для правильного определения кода дефектов в рельсах, основной причины их появления и развития, а также для принятия мер по безопасной эксплуатации рельсов, для статистического учета поврежденных рельсов, анализа уровня эксплуатационной стойкости и надежности рельсов. Все дефекты в зависимости от их типа, расположения по сечению рельса, основных причин их происхождения и места расположения по длине рельса имеют свой цифровой код.
Виды поврежденных рельсов в зависимости от степени опасности дефектов:
В связи с возможностью визуального наблюдения за развитием этих дефектов, изменение их размеров в большинстве случаев можно прогнозировать. В зависимости от категории пути, типа и степени развития дефектов на поверхности катания головки, на шейке или подошве для дефектных рельсов устанавливается соответствующий порядок их изъятия из пути от замены в плановом порядке до замены в первоочередном порядке.
Все остродефектные рельсы, внутренние дефекты в которых обнаружены при дефектоскопировании, после изъятия из пути должны подвергаться обязательному вскрытию для подтверждения кода дефекта. Долом рельсов для вскрытия дефектов должен производиться средствами дистанций пути. При анализе вскрытых дефектов должно быть обращено внимание на источник (фокус) зарождения дефекта, на его место расположения и ориентацию в рельсе, на характер развития дефекта. Вид излома рельса фотографирует цифровым фотоаппаратом работник дистанции пути.
Рисунок 1.4 Продольно-горизонтальная трещина после вскрытия
Рисунок 1.4 Продольно-горизонтальная трещина после вскрытия
Результаты вскрытия остродефектного рельса фиксируются в специальном журнале и передаются вместе с цифровыми фотографиями для анализа в Центры диагностики и мониторинга.
Структура обозначения кодов дефектов рельсов
Все обозначения в классификации кодированы трехзначным числом. Использована следующая структура кодового обозначения:
Интерактивная схема 1.1 Структура кодового обозначения дефектов рельсов
Первая цифра кода определяет группу дефектов по месту появления дефекта по элементам сечения рельса (головка, шейка, подошва, все сечение).
Вторая цифра определяет тип дефекта рельсов с учетом основной причины его зарождения и развития.
Третья цифра указывает на место расположения дефекта по длине рельса.
Первые две цифры кода дефектов рельсов отделяются от третьей цифры точкой.
Структура кодового обозначения дефектов рельсов
Вторая цифра – тип дефекта рельсов, определяемый основной причиной его зарождения и развития
Появление дефекта рельса часто бывает следствием нескольких причин. Так, недостатки в содержании пути ускоряют развитие заводских дефектов. В связи с этим при определении типа дефекта должна быть выявлена основная причина, с которой связано его появление и развитие.
Таблица 1.1 Структура классификации дефектов
Тип дефекта (основная причина образования)
Наименование группы дефектов
0
1
2
5
6
7
8
9
* – смена кода дефекта, ** – новый дефект
Буква «Н», стоящая после цифрового кода дефекта, указывает, что дефект взят в накладки.
Маркировка дефектных и остродефектных рельсов
Рисунок 1.5 Дефектный рельс с маркировкой дефекта крестами и кодом
Рисунок 1.5 Дефектный рельс с маркировкой дефекта крестами и кодом
Остродефектные и дефектные рельсы, выявленные при дефектоскопном или другом контроле, маркируются непосредственно после обнаружения дефекта следующим образом:
Интерактивная схема 1.2 Нанесение маркировки остродефектного рельса
Для просмотра увеличенных фотографий нажмите соответствующий номер левой кнопкой мыши!
Интерактивная схема 1.3 Образцы маркировки дефектных рельсов
дефект 14 вне стыка;
дефект 44.0 по всей длине рельса;
дефект 13.1 на левом конце рельса;
дефект 13.1 на правом конце рельса;
остродефектный рельс при расположении дефекта 21.2 вне стыка;
дефект 21.2, взятый в накладки – дефект 21.2Н.
При обнаружении дефекта, по которому рельс признают остродефектным, маркировку наносят на рельс сразу же после обнаружения дефекта.
Пропуск поездов по остродефектным рельсам
По рельсам с поперечным изломом или выколом части головки
Если поезд остановлен у рельса с поперечным изломом, по которому, согласно заключению бригадира пути, а при его отсутствии – машиниста, возможно пропустить поезд, то по нему разрешается пропустить только один первый поезд со скоростью 5 км/ч, причем в пределах моста, виадука или тоннеля пропуск поезда во всех случаях запрещается.
Порядок пропуска поездов в каждом отдельном случае устанавливает работник дистанции пути по должности не ниже бригадира пути.
Рисунок 1.6 Проход поезда по рельсу с поперечным изломом
Рисунок 1.6 Проход поезда по рельсу с поперечным изломом
При поперечном изломе рельсовой плети бесстыкового пути допускается концы плети соединить шестидырными накладками, сжатыми струбцинами ПТКБ ЦП или струбцинами ПСС–36. Струбцины ПСС–36 стягиваются высокопрочными болтами с затяжкой гаек болтов крутящим моментом не менее 900 Н·м (90 кгс·м). При затяжке болтов должно производиться обязательное обстукивание накладок молотками. По завершении затяжки гайки болтов струбцин должны быть зафиксированы стопорными скобами. Скорость движения по участку, где произведено краткосрочное восстановление плети с использованием струбцин ПСС–36, при зазоре в месте излома 25 мм и менее, не должна превышать 50 км/ч, а при зазоре от 25 до 40 мм – 25 км/ч.
На высокоскоростных и скоростных линиях с осевой нагрузкой не более 18 т/ось при зазоре в месте излома до 25 мм скорость движения по участку, где произведено краткосрочное восстановление плети с использованием струбцины ПСС–36, не должна превышать 70 км/ч.
На путях 1 и 2 классов особо грузонапряженных линий и линий с тяжеловесным грузовым движением струбцины ПСС–36, при краткосрочном восстановлении плетей, могут находиться в пути не более 3-х часов, а на путях 3–5 классов линий пассажирских, грузовых и малоинтенсивных – не более 6 часов, в течение которых должно быть организовано временное или окончательное восстановление плети.
Рисунок 1.7 Одинарная (шириной 70 мм) и двойная (шириной 140 мм) струбцины ПСС–36
Рисунок 1.7 Одинарная (шириной 70 мм) и двойная (шириной 140 мм) струбцины ПСС–36
Рисунок 1.8 Схемы установки струбцин ПСС–36
Рисунок 1.8 Схемы установки струбцин ПСС–36
Рисунок 1.9 Струбцина для стягивания накладок при изломе плети по проекту ПТКБ ЦП (а) и схемы установки струбцин между шпалами (б) и на шпале (в)
Рисунок 1.9 Струбцина для стягивания накладок при изломе плети по проекту ПТКБ ЦП (а)
и схемы установки струбцин между шпалами (б) и на шпале (в)
Дефекты рельсов: классификация, коды, виды, группы и инструкция по дефектности железнодорожных путей
Высокая надежность – одно из главных требований, предъявляемых к элементам верхнего строения пути, а она возможна лишь тогда, когда каждая металлоконструкция находится в отличном состоянии. Поэтому предлагаем рассмотреть факторы, которые негативно влияют на двутавры, взглянем на каждый дефект рельсов в отдельности. Вы узнаете, как они возникают, насколько серьезными бывают, каким образом влияют на движение.
Причины выхода из строя
Рельсы являются основным и наиболее дорогостоящим элементом верхнего строения пути. В процессе эксплуатации железнодорожного пути в них, под воздействием подвижного состава, природных и других факторов образуются дефекты и повреждения в большей или меньшей степени, угрожающие безопасности движения поездов.
Основных факторов 6:
Вероятность появления каждого момента вычисляют, ориентируясь на тоннаж, загрузивший конкретный участок колеи, давление на оси транспорта, скорость движения локомотивов, дрезин, тележек. Значительное влияние оказывает сезонность: зимой количество повреждений увеличивается в 2-3 раза (если сравнивать с летом). Это объясняется повышением хрупкости и уменьшением ударной вязкости металла в условиях низких температур. Но все проблемы реально вовремя заметить с помощью надлежащего периодического осмотра с использованием специализированных средств и спецоборудования.
Классификация дефектов рельсов
Изломы и прочие изъяны получают цифровое обозначение по унифицированной системе. Согласно НТД/ЦП-2-2002, в ней 3 числа, причем первое говорит о виде негативного фактора, второе – объясняет его появление, третье – указывает на расположение. Первые две цифры кода отделяются от третьей точкой.
1 – отслоение и/или выкрашивание металла на головке прокатного изделия;
2 – наличие поперечных трещин;
3 – присутствие продольных изломов;
4 – смятие, износ верхней части (боковой, вертикальный, неравномерный) и/или другие пластические изменения;
5 – повреждение шейки;
6 – выход из строя подошвы;
7 – растрескивание по сечению проложенного ЖД-полотна;
8 – то же, что и в предыдущем случае, но уже в горизонтальной и/или вертикальной плоскости;
9 – все остальное, не подпадающее под описанные категории.
Это первая цифра кодового классификатора дефектов рельсов, а что же обозначает вторая? Она говорит о следующем:
0 – допущены отклонения от технологии укладки железной дороги;
1 – недостаточное качество (в частности, прочность) стали, использованной для выпуска металлоконструкции;
2 – совершены ошибки при обработке торцов и/или профилей, повлекшие преждевременный выход двутавровой направляющей из строя;
3 – сложности, появившиеся вследствие неверного содержания ЖД-объекта, а также из-за неправильного исполнения технических отверстий;
4 – проблемы возникли в силу чрезмерного воздействия транспорта на верхнее строение пути (например, после того как локомотив забуксовал) или из-за того, что подвижный состав не соответствовал требованиям к эксплуатации;
5 – произошел поперечный излом рельса, вызванный ударом инструмента, падением или другими видами механических воздействий;
6 – допущено нарушение технологии сварки;
7 – есть изъяны в стыках;
8 – совершена наплавка и/или неправильно выполнена приварка соединительных элементов;
9 – остальные недочеты, не подпадающие ни под одну из ранее представленных категорий.
Трехзначный код дефектов рельсов содержит еще одну цифру, и если предыдущие две были основными, то эта является дополнительной, но тоже несет следующую важную информацию:
0 – по всей длине есть отклонения от нормы;
1 – проблемы только в нескольких местах, чаще всего на стыках (допустим, на боковом, расположенном хотя бы на 750 мм от торца, или на сварном);
2 – вопрос в какой-то другой части прокатного изделия, обычно на подошве, в зоне от 220 до 440 мм по обе стороны от оси.
Также есть деление на категории – по степени развития:
Они регламентированы НТД/ЦП 1-93 и НТД/ЦП-2-2002, то есть нормативно-технической документацией, определяющей типы повреждений, причины их возникновения, средства диагностики и методы устранения:
Указанные ранее документы также регламентируют максимальную скорость движения по проблемному ЖД-полотну разных групп:
Чем существеннее сложность, тем быстрее нужно ремонтировать или менять металлоконструкцию.
В категорию ОД входят прокатные изделия со следующими кодами:
Похожие новости
Согласно классификации дефектов рельсов железнодорожного пути, в группу Д входят элементы:
Решения по поводу классификации дефектов металлоконструкций принимаются по результатам регулярной проверки, на основании отчетов ответственных лиц.
Определение изъянов железнодорожного полотна
Для этого нужно пользоваться ультразвуковым способом – он позволяет выявлять все несоответствия нормам на ранних стадиях и помогает предотвратить разрушение ВСП.
Дефектоскопирование
Так называется процедура выявления отклонений от норм надежности, проводимая специальными приборами. Ее как минимум несколько раз проходят двутавровые профили: непосредственно на заводе, сразу после выпуска, в условиях эксплуатации, уже уложенные в ЖД-колею, и в мастерской, снятые с полотна. Ее проведение помогает своевременно выявить и предотвратить дальнейшее разрушение стали, продлить срок службы прокатных изделий и всего пути в целом.
Расположение основных дефектов рельсов и их наименование
Места, в которых могут возникнуть проблемы, уже давно найдены, а причины их появления определены. Эта информация заносится в код (для емкости) и в сводную таблицу, которую вы найдете в конце обзора.
Сложные трещины
Каждая из них прогрессирует: начинается от расслоения верха, идет вниз или вверх, пока не располагается перпендикулярно к оси металлоконструкции. Отличается гладкой поверхностью, темной или светлой. Для обнаружения ее источника придется тщательно осмотреть излом. Опасна тем, что часто появляться в нескольких местах сразу и приводит к полному разрушению.
Горизонтальное расслоение
Постепенно появляется внутри головки, чаще всего – на расстоянии более 6,35 мм от поверхности катания и сопровождающаяся неровностями. Возникает из-за брака при изготовлении: из-за посторонних включений в толще металла, сегрегации или раскатанных пузырей.
Аналогичное, но уже вертикальное
Здесь проблема распространяется в другом направлении и обязательно проходит возле середины профиля. О наличии изъяна свидетельствует полоска ржавчины или трещина в нижней части шейки или, возможно, отколотые кусочки стали сбоку. Причина появления та же, что и в прошлом случае – нарушение технологии выпуска прокатного изделия.
Выкрашивание металла по поверхности катания
Металл расплющивается по плоскости. Такое механическое повреждение обычно вызывается из-за неоднородности состава профиля: в его средней и верхней части разная концентрация углерода, фосфора, серы. В числе других факторов – газовые пузыри, выбоины, скольжение колес, плохое состояние стыков и их оснований, не туго затянутые болты и так далее.
Усадочные раковины
Представляют собой вертикальные расслоения, появляющиеся из-за неплотного соединения стенок в процессе прокатки. Об их наличии свидетельствует образование продольной черной полосы на поверхности катания с одновременным уширением верха. Со временем эта характерная группа дефектов рельсов перерастает в трещины, которые выходят наружу, часто внезапно. Тогда металлоконструкцию нужно срочно снимать с колеи, иначе велик риск, что она разрушится под проезжающим транспортом и спровоцирует аварию.
Расслоение шейки
Обычно проявляется на концах – идет от болтовых отверстий. Наиболее распространенная причина возникновения – плохое качество стали, но оно также может быть вызвано прожигом профиля, ударами костыльного молотка. О зарождении проблемы говорит ржавчина, которая постепенно распространяется вверх и вниз. Такие элементы ВСП нужно снимать немедленно по факту обнаружения изъяна.
Отделение головки от шейки
Достаточно распространенные для РЖД дефекты рельсов, укладываемых на переездах. Это места скопления влаги, провоцирующей коррозию в зонах выкружки, которая и оказывает самое разрушительное воздействие. Еще один момент – неправильная подуклонка, а значит и неверное положение, и чрезмерные нагрузки. Это приводит к расколу.
Свежие поперечные изломы
Опасны тем, что не показывают себя внешне. Они проявляются внезапно, обычно на холоде или вследствие резкого перепада температур или удара.
Изломы подошвы
Еще называются дугообразными, возникают из-за закатов стали и/или холодной плавки прокатных изделий. Представляют собой трещины, распространяющиеся к оси подошвы и вырастающие до длины в несколько дюймов или даже футов. Потом становятся криволинейными, выходят за край и провоцируют обламывание куска элемента ВСП.
Сплывы металла головки
Появляются из-за мягкости стали (если в ней мало углерода) или из-за неправильного ее нагревания при прокатке, а также из-за газовых пузырей и раковин или из-за скольжения колес, вызывающих истирание поверхности. В данном случае инструкция по дефектности рельсов не предполагает немедленную замену элемента ВСП.
Волнообразный износ
Развивается под действием нагрузок от подвижных частей транспорта. Проезжая, локомотив создает усиленные колебания, которые нагружают и нагревают места стыков. Если металл в этих зонах недостаточно прочен, под влиянием вибрации и температуры он постепенно разрушается. В его толще и на поверхности катания появляются светлые пятна, которые в какой-то момент просто выкрашиваются.
Влажные трещины
Усталостные нарушения могут перевести рельсы в классификацию дефектных. Это образующиеся на шлифованной поверхности концов проката и растущие в горизонтальных направлениях разрушения. Сталь оседает, сминается, возникает необходимость наплавки. Проявляются в виде ржавчины, выходящей вместе с водой. Согласно исследованиям, считается, что вырастают из царапин, нанесенных во время грубой фрезеровки или шлифовки.
Поврежденные прокатные изделия
Проблема возникает из-за того, что для укладки ЖД-полотна использовались элементы ВСП с вмятинами, выколами, расслоением подошвы и/или верхней части. Это как бывшие в эксплуатации профили, так и новые, но неаккуратно разгруженные. Можно привести примерно 21 рисунок дефекта рельса, вызванный различными факторами (и они представлены в таблице ниже). Сюда же нужно отнести такие моменты, как просевшие стыки при создании колеи, перегибы, ослабленные болты, возвышения отдельных участков пути, неровности земляной подушки и другие внешние причины.
Местные искривления
Носят локальный характер (отсюда и название категории). Могут проявляться из-за тяжелых локомотивов, движущихся с особенно высокой скоростью именно по этому участку, нерационально спроектированной транспортной линии и подобных нюансов. Представляют собой ряд крутых прогибов, коротких и расположенных на разном расстоянии, или же деформацию головки, вплоть до ее сплющивания, с отслоениями окалины и ржавчины.
Дефект рельсы «седловина» (в результате пробуксовки локомотива)
Выкрашивание головки рельса
Продольная трещина на стыке рельса
Особо опасные дефекты рельсов и причины их возникновения
Спровоцированы частыми контактами с колесами подвижного состава. На малой площади сталь получает значительное напряжение, которое и приводит к появлению сколов и других дефектов связанных с усталостью металла.
Еще одним фактором риска становятся закаты, волосовины и подобный им брак, допущенный при производстве профилей. Серьезнейшую угрозу несут и внутренние/наружные трещины в области выкружки головки (21.1-2), они приводят к изломам и авариям.
Неисправности железной дороги из-за плохого осмотра
ЖД-колея зачастую содержится недостаточно хорошо (не по всем правилам инструкции НТД/ЦП). В результате этого появляется подуклон полотна, провоцирующий смещение напряжения и убыстряющий износ. Также нарушается плавность профилей.
Отдельная история – неправильный уход за колесами. Ползуны и щербины на подвижных частях тоже приводят к перераспределению нагрузок.
Если халатно относиться к местам стыков (допускать провисания, не до конца затягивать болты), в зоне технических отверстий почти наверняка возникнут разломы, а в области подошвы – волосовины и выколы.
Дефекты рельсов: сводные таблицы
Взяты из НТД/ЦП-2-2002
