УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИНДУКЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СТЫКОВ РЕЛЬ-СОВ
DOI:
https://doi.org/10.32339/0135-5910-2024-12-23-30Ключевые слова:
рельсы, сварные стыки, зона термического влияния, контактная сварка, спреерАннотация
В работе проведен анализ современного состояния проблемы смятия сварных стыков рельсов на сети Российских железных дорог. Для кардинального решения задачи улучшения качества стыка, уменьшения структурной неоднородности и создания однородности по твердости по всей длине сварных рельсов в работе выполнены всесторонние исследования и разработаны принципиальные основы технологии изготовления сварных рельсовых плетей непрерывно-последовательным объемным индукционным нагревом с охлаждением сжатым воздухом. Показано, что для создания системы управляемой скорости охлаждения можно использовать сжатый воздух, регулируемой влажности. Разработка принципиальных основ изготовления сварных рельсовых плетей при термической обработке по всей длине представляет собой актуальную научную и практическую задачу. Представлено описание современного индукционного оборудования с воздушным охлаждением, применяемого как в России, так и в других странах. Подробно исследованы используемые в России установка индукционного нагрева (УИН) и спрееры, применяемые в ней для односторонней подачи сжатого воздуха. Усовершенствовано индукционное оборудование для дифференцированной термической обработки сварных стыков рельсов с введением измененного спреера охлаждения сжатым воздухом. Введение на модернизированной установке системы двустороннего охлаждения стыка обеспечивает повышение твердости в зоне термического влияния с обеих сторон и формирование благоприятной эпюры внутренних остаточных напряжений (сжимающих в головке и подошве и компенсирующих растягивающие в шейке), что положительно повлияет на усталостную прочность рельса в зоне сварного стыка. Такая эпюра напряжений наилучшим образом отвечает нагруженности стыка в эксплуатации. Для подтверждения данного предположения были проведены испытания установки и проанализированы данные, полученные после локальной термической обработки с одно- и двусторонней схемами охлаждения. Совместно с исследовательской лабораторией ПАО «ЧМК», Челябинск, на Рельсосварочном предприятии № 13 в Челябинске проведены испытания модернизированной индукционной установки УИН-001-100/РТ-С с двухсторонней схемой охлаждения.
Библиографические ссылки
Rezanov V. A., Martyushev N. V., Kukartsev V. V. etc. Study of Melting Methods by Electric Resistance Weld-ing of Rails // Metals. 2022. V. 12. Iss. 12. 2135. DOI: 10.3390/met12122135.
Комплекс высокочастотный индукционный нагревательный УИН 001-100/РТ-С. Паспорт ГБНК.682322.001. 2006 г.
Бокштейн Б. С., Векслер Ю. Г., Дроздовский Б. А. и др. Металловедение и термическая обработка стали и чугуна: справочник. Т. 2: Строение стали и чугуна / под ред. А. Г. Рахштадта, Л. М. Капуткиной, С. Д. Прокошкина, А. В. Супова. — М.: Интермет Инжиниринг, 2005. — 526 с.
Sinel'nikov V. A., Filippov G. A. Technological aspects of improving the quality and service properties of rail-road rails // Metallurgist. 2001. V. 45. Iss. 9–10. P. 403–407. DOI: 10.1023/A:1017984425602.
Shur E. A., Borts A. I., Bazanova L. V. Fatigue life of damaged rails // Journal of Physics: Conference Series. 2020. V. 1431. 012071. DOI: 10.1088/1742-6596/1431/1/012071.
Shur E. A., Borts A. I., Bazanova L. V. etc. Determination of the Fatigue Crack Growth Rate and Time in Rails Using Fatigue Macrolines // Russian Metallurgy (Metally). 2020. V. 2020. P. 477–482. DOI: 10.1134/S003602952004028X.
Shur Ev. A., Bychkova N. Ya., Trushevsky S. M. Physical metallurgy aspects of rolling contact fatigue of rail steels // Wear. 2005. V. 258. Iss. 7–8. P. 1165–1171. DOI: 10.1016/j.wear.2004.03.027.
Vorozhishchev V. I., Devyatkin Yu. D., Shur E. A. etc. Quality of dispersion hardened steel rails // Сталь. 2003. № 8. P. 64–70.
Vorozhishchev V. I., Pavlov V. V., Korneva L. V. etc. Development of technology for rail production // Сталь. 2005. № 2. P. 71–74.
Konstantinova M. V., Balanovskiy A. E., Gozbenko V. E. etc. Application of plasma surface quenching to re-duce rail side wear // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. V. 560. № 1. 012146. DOI: 10.1088/1757-899X/560/1/012146.
Balanovskiy A. E., Shtaiger M. G., Kondratyev V. V. etc. Determination of rail steel structural elements via the method of atomic force microscopy // CIS Iron and Steel Review. 2022. V. 23. No. 1. P. 86–91. DOI: 10.17580/cisisr.2022.01.16.
Генкин И. З. Термическая обработка стыков рельсов на индукционных установках // Автоматическая сварка. 2003. № 9. С. 41–44.
Земан С. К., Миков А. В., Осипов А. В. Методы и средства регулирования мощности в установках высо-кочастотного индукционного нагрева. Аппаратно-программные средства автоматизации технологиче-ских процессов. — Томск: Изд-во Том. ун-та, 2002. — 120 с.
Николин А. И. Совершенствование процессов сварки и термической обработки рельсов магистральных железных дорог: дис. ... канд. техн. наук. — М., 2004. — 200 с.
Синадский Н. А., Шляпин В. Б. Остаточное напряженное состояние сварных объемно закаленных рель-сов // Вестник ВНИИЖТ. 1970. № 8. С. 38–41.
Balanovsky A. E., Shtayger M. G., Kondra'ev V. V. etc. Comparative analysis of structural state of welded joints rails using method of Barkhausen effect and ultrasound // Journal of Physics: Conference Series. 2018. V. 1118. № 1. 012006. DOI: 10.1088/1742-6596/1118/1/012006.
Дифференцированная термообработка рельсов воздушным способом по технологии “ТЭК”. — URL: https://old.npptec.ru/1193-1-differentsirovannaja.html?ysclid=m35yfbuxjv682723820.
Лёсин А. В., Карлина А. И., Дерюгин Ф. Ф. и др. Сравнительные исследования сварных стыков рельсов после различных способов закалки // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономи-ческой информации. 2024. Т. 80. № 12. С. 52-61.
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-ShareAlike» («Атрибуция — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
