Сталь рельсовая марка гост
ГОСТ Р 51045-2014
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РЕЛЬСЫ ДЛЯ ПУТЕЙ ПРОМЫШЛЕННОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Общие технические условия
Rails of ways technological railways transport. General specifications
Дата введения 2015-07-01
1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Уральский институт металлов" (ОАО "УИМ"), Закрытым акционерным обществом "ПРОМТРАНСНИИПРОЕКТ" (ЗАО "ПРОМТРАНСНИИПРОЕКТ"), Открытым акционерным обществом "Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат" (ОАО "ЕВРАЗ ЗСМК"), Открытым акционерным обществом "Челябинский металлургический комбинат" (ОАО "ЧМК")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 367 "Чугун, прокат и металлоизделия".
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 8, 2018 год
Введение
Разработка нового стандарта взамен ГОСТ Р 51045-97 осуществлена в целях обеспечения выполнения требований Свода Правил СП 37.13330.2012 "Промышленный транспорт". Новый Свод Правил приводит основные правила и требования, предъявляемые при проектировании и реконструкции железнодорожной колеи 1520 мм, и распространяется на новое строительство, реконструкцию, техническое переоснащение и капитальный ремонт путей необщего пользования (путей промышленного железнодорожного транспорта).
СП 37.13330.2012 "Промышленный транспорт" подразделяет пути необщего пользования (подъездные и (внутренние) технологические) на категории в зависимости от назначения, годового объема перевозок, осевых нагрузок и скорости движения, устанавливая определенные требования к типам используемых рельсов.
Настоящий стандарт разработан на базе требований ГОСТ Р 51685-2013 на магистральные рельсы для путей общего пользования и учитывает специфику условий эксплуатации промышленного железнодорожного транспорта, характеризующихся меньшими скоростями, широким диапазоном осевых нагрузок, наличием участков кривых малых радиусов и отсутствием пассажирских перевозок
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на железнодорожные рельсы широкой колеи 1520 и 1524 мм (далее - рельсы), предназначенные для эксплуатации на подъездных и технологических путях необщего пользования железнодорожного промышленного транспорта, а также для изготовления стрелочных переводов.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 8.563-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики (методы) измерений
ГОСТ Р ИСО 14284-2009 Сталь и чугун. Отбор и подготовка образцов для определения химического состава
ГОСТ Р 50542-93 Изделия из черных металлов для верхнего строения рельсовых путей. Термины и определения
ГОСТ Р 51685-2013 Рельсы железнодорожные. Общие технические условия
ГОСТ 1497-84 Металлы. Методы испытаний на растяжение
ГОСТ Р 54153-2010 Сталь. Метод атомно-эмиссионного спектрального анализа
ГОСТ 15.309-98 Система разработки и постановки продукции на производство. Испытания и приемка выпускаемой продукции. Основные положения
ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики
ГОСТ 3749-77 Угольники поверочные 90°. Технические условия
ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 7565-81 Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава
ГОСТ 8233-56 Сталь. Эталоны микроструктуры
ГОСТ 9012-59 Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю
ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах
ГОСТ 10243-75 Сталь. Методы испытаний и оценки макроструктуры
ГОСТ 17745-90 Стали и сплавы. Методы определения газов
ГОСТ 18895-97 Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа
ГОСТ 21014-88 Прокат черных металлов. Термины и определения дефектов поверхности
ГОСТ 22536.1-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения общего углерода и графита
ГОСТ 22536.2-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения серы
ГОСТ 22536.3-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения фосфора
ГОСТ 22536.4-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения кремния
ГОСТ 22536.5-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения марганца
ГОСТ 22536.7-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения хрома
ГОСТ 22536.9-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения никеля
ГОСТ 22536.10-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения алюминия
ГОСТ 22536.11-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения титана
ГОСТ 22536.12-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения ванадия
ГОСТ 28033-89 Сталь. Метод рентгенофлюоресцентного анализа
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 50542, ГОСТ Р 51685, ГОСТ 21014, СП 37.13330.2012, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 промышленный железнодорожный транспорт: Комплекс технических средств и сооружений железнодорожного транспорта необщего пользования, обеспечивающий транспортное обслуживание производственных процессов и предоставление транспортных услуг, а также связь с другими организациями и транспортом общего пользования.
3.2 категория (подкатегория) пути: Подразделение промышленных железнодорожных путей в зависимости от их назначения, годового объема перевозок, осевых нагрузок и скорости движения.
3.3 пути подъездные железнодорожные необщего пользования: Железнодорожные подъездные пути, примыкающие непосредственно к железнодорожным путям общего пользования и предназначенные для обслуживания определенных пользователей услугами железнодорожного транспорта.
3.4 пути технологические железнодорожные (внутренние): Железнодорожные пути, расположенные на территории промышленных предприятий, портов, лесных и торфяных разработок, электро-, тепло- и атомных станций, складских баз, карьеров и других предприятий; пути промышленных станций и постов; пути станций промышленных узлов; погрузочно-разгрузочные пути, отдельные пути предприятий или отдельных производств, расположенных на обособленных площадках.
3.5 пути технологические специальные: Железнодорожные пути, на которых перевозки и погрузочно-разгрузочные операции осуществляются в специальном подвижном составе (думпкары, трансферкары, чугуновозные и сталеразливочные ковши, шлаковые чаши, тележки для перевозки слябов, вагоны-термосы, хопперы для перевозки горячего агломерата и т.п.).
3.6 пути соединительные: Железнодорожные пути, связывающие пути промышленных станций или отдельных производств, расположенных на обособленных площадках, между собой или с погрузочно-разгрузочными путями грузовых фронтов, с путями локомотивно-вагонного хозяйства, вагонных весов и других сооружений.
Сталь рельсовая марка гост
Railway rails. General specifications
Дата введения 2014-07-01
1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (ОАО "ВНИИЖТ"), Открытым акционерным обществом "Уральский институт металлов" (ОАО "УИМ"), Федеральным государственным унитарным предприятием "Научно-исследовательский институт мостов и дефектоскопии Федерального агентства железнодорожного транспорта" (ФГУП "НИИ мостов и дефектоскопии"), Институтом металлургии и материаловедения имени А.А.Байкова Российской академии наук (ИМет РАН), Обществом с ограниченной ответственностью "ЕвразХолдинг" (ООО "ЕвразХолдинг"), Открытым акционерным обществом "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "ЕВРАЗ НТМК"), Открытым акционерным обществом "Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат" (ОАО "ЕВРАЗ ЗСМК").
2 ВНЕСЕН Техническими комитетами по стандартизации ТК 45 "Железнодорожный транспорт" и ТК 367 "Чугун, прокат и металлоизделия".
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 октября 2013 г. N 1155-ст
4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных положений европейского регионального стандарта ЕН 13674-1:2011* "Железные дороги. Путь. Рельсы. Часть 1. Рельсы Виньоля 46 кг/м и более" (EN 13674-1:2011 "Railway applications - Track - Rail - Part 1: Viqnole railway rails 46 kg/m and above", NEQ)
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
5 Настоящий стандарт может быть применен на добровольной основе для соблюдения требований технических регламентов Таможенного союза "О безопасности инфраструктуры железнодорожного транспорта" и "О безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта".
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Приказом Росстандарта от 24.02.2016 N 65-ст c 01.03.2016
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 5, 2016 год
Разработка нового стандарта взамен ГОСТ Р 51685-2000 осуществлена в целях создания доказательной базы для обеспечения выполнения обязательных требований технических регламентов Таможенного союза "О безопасности инфраструктуры железнодорожного транспорта" и "О безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта", для дальнейшего повышения качества, эксплуатационной надежности и конкурентоспособности отечественных железнодорожных рельсов в современных условиях эксплуатации на Российских железных дорогах, а также в целях гармонизации национального стандарта с международными и региональными стандартами.
Анализ действующей за рубежом нормативной документации показал, что наиболее современным стандартом на железнодорожные рельсы является европейский стандарт EN 13674-1:2011 "Железные дороги - Путь - Рельсы. Часть 1: Железнодорожные рельсы Виньоля 46 кг/м и более". Европейский стандарт ориентирован на производство рельсов высокого качества с использованием наиболее передовых технологических процессов и предусматривает нормирование тех характеристик рельсов, которые имеют определяющее значение для производства высококачественной продукции. В него впервые введены квалификационные испытания рельсов, которые включают результаты всех "обычных" приемо-сдаточных испытаний, а также новые испытания для оценки вязкости разрушения (статической и циклической трещиностойкости стали), характеристик сопротивления стали усталости и остаточных напряжений в подошве рельсов, которые определяют безопасное применение рельсов и их ресурс. В стандарт впервые введены все основные технические требования по неразрушающему контролю.
Настоящий стандарт, разработанный взамен ГОСТ Р 51685-2000, содержит ряд технических требований и методов испытаний, установленных в EN 13674-1:2011, но неэквивалентен ему.
В настоящем стандарте по отношению к ГОСТ Р 51685-2000 сохранены в основном структура построения (для выполнения действующих требований стандартизации в Российской Федерации), перечень основных требований, порядок приемки и методы контроля рельсов с учетом реальных и перспективных условий производства рельсов на металлургических комбинатах Российской Федерации и с учетом специфики Российских железных дорог.
Для гармонизации настоящего стандарта с евронормами из EN 13674-1 использованы: значения нормативов допускаемых отклонений размеров и формы поперечного сечения рельсов - в 5.2.1.1 (таблица 3), значение норматива перпендикулярности торцов рельсов - в 5.2.4, значения нормативов прямолинейности рельсов классов А и В - в 5.2.5 (таблица 5), схема контроля отклонений рельсов от прямолинейности и скручивания - в приложении Е (таблицы Е.1, Е.2 и Е.3), норматив, метод оценки и конструкция шаблона для контроля скручивания концов рельсов - в 5.2.6, 7.5.2 (рисунок Ж.15), нормативы качества поверхности класса Е - в 5.7.1 (таблица 9), 5.7.3 (таблица 10), норматив циклической долговечности при усталостных испытаниях образцов из рельсов на растяжение-сжатие - в 5.16, расположение и конструкция образцов - в 7.19 (рисунки 8 и 9), норматив скорости роста усталостной трещины для термоупрочненных рельсов при испытаниях образцов из рельсов при фиксированных значениях размаха коэффициента интенсивности напряжений - в 5.17, методика испытаний, расположение и конструкция образцов - в 7.20 (рисунки 10 и 11), нормативы статической трещиностойкости - в 5.19, расположение и конструкция образцов - в 7.22 (рисунки 12 и 13), норматив остаточных растягивающих напряжений в средней части подошвы рельсов - в 5.20, схема разрезки образца - на рисунке 14, схемы расположения образцов для контроля микроструктуры и глубины обезуглероженного слоя в головке рельса - в 7.15.1, 7.15.2 (рисунки 6 и 7), метод контроля обезуглероженного слоя по твердости - в 7.15.2, классификация и методы контроля неметаллических включений (EN 10247) - в 3.2, 5.5, 7.8.2, приложение М, рисунки шаблонов контроля профиля формы и основных размеров поперечного сечения рельсов и расположения болтовых отверстий в вертикальной плоскости - Ж.3, Ж.6, Ж.7, Ж.8, Ж.9 и Ж.13, методы неразрушающего контроля внутренних дефектов в рельсах - в приложении К (рисунки К.3, К.4, К.5), идея введения в стандарт шкалы макроструктуры рельсов - в приложении И (рисунки И.1, И.2, И.3, И.3а, И.4, И.5).
Кроме того, в национальном стандарте повышены некоторые имеющиеся в ГОСТ Р 51685-2000 и введены дополнительные требования и методы испытаний из норм безопасности НБ ЖТ ТМ-01-98, а также введены рекомендации по сферам рационального применения рельсов различных категорий.
Настоящий стандарт распространяется на железнодорожные рельсы широкой колеи 1520 мм (далее - рельсы), предназначенные для эксплуатации на железнодорожных путях общего и необщего пользования.
ГОСТ Р 15.201-2000 Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производство
ГОСТ Р 53442-2009 Основные нормы взаимозаменяемости. Характеристики изделий геометрические. Допуски формы, ориентации, месторасположения и биения
ГОСТ 2.601-2013 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы
ГОСТ 25.502-79 Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость
ГОСТ 25.506-85 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении
ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения
ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия
ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 8026-92 Линейки поверочные. Технические условия
ГОСТ 8925-68 Щупы плоские для станочных приспособлений. Конструкция
ГОСТ Р ИСО 9001-2015 Системы менеджмента качества. Требования
ГОСТ 16350-80 Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей
ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения
ГОСТ 18321-73 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции
ГОСТ 26877-2008 Металлопродукция. Методы измерений отклонений формы
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
ГОСТ Р 51685-2000
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Общие технические условия
Дата введения 2001-07-01
1 РАЗРАБОТАН Государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта МПС РФ", Государственным научным центром Российской Федерации ОАО "Уральский институт металлов", ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат", ОАО "Кузнецкий металлургический комбинат"
ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 367 "Чугун, прокат и металлоизделия"
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 9, 2001 г.
Поправка внесена изготовителем базы данных
ВНЕСЕНЫ: Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19.04.2005 N 90-ст с 01.10.2005, Изменение N 2, утвержденное и введенное в действие с 01.11.2010 Приказом Росстандарта от 12.10.2010 N 296-ст
Изменения N 1, 2 внесены изготовителем базы данных по тексту ИУС N 7, 2005 год, ИУС N 12, 2010 год
Настоящий стандарт распространяется на железнодорожные рельсы, предназначенные для звеньевого и бесстыкового пути железных дорог и для производства стрелочных переводов.
Выполнение требований, установленных в пунктах 5.6 (подпункты 5.6.1-5.6.3); 5.7; 6.2-6.8; 6.10-6.12 настоящего стандарта, обеспечивает соблюдение требований безопасности, установленных нормативно-правовыми актами Российской Федерации в сфере технического регулирования на железнодорожном транспорте.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытаний на растяжение
ГОСТ 7565-81 (ИСО 377-2-89) Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава
ГОСТ 9012-59 (ИСО 410-82, ИСО 6506-81) Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю
ГОСТ 22536.5-87 (ИСО 629-82) Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения марганца
(Измененная редакция, Изм. N 2).
3 Определения
В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 плавка: Объем стали, выплавляемой единовременно в сталеплавильном агрегате (мартеновской печи, кислородном конвертере или электропечи). При выплавке стали в печах большой емкости и ее разливке в два или более ковшей, каждый ковш считают самостоятельной плавкой. Отдельные ковши одной плавки называются смежными плавками.
3.2 серия плавок: Ряд плавок стали одной марки, разливаемых непрерывно через один промежуточный ковш способом "плавка на плавку".
3.3 партия: Рельсы одного типа, одной или нескольких плавок, одного режима термической обработки (для термоупрочненных рельсов), одновременно предъявляемые к приемке в количестве не более 100 шт.
3.4 контрольный рельс: Рельс, отбираемый для приемосдаточных испытаний. Контрольными являются рельсы, прокатанные из слитков, соответствующие подусадочной (головной) и донной части слитков, и рельсы, прокатанные из непрерывно-литых заготовок, соответствующие началу и концу разливки одной или серии плавок. Обозначение и маркировка контрольных рельсов по 6.19.2.2.
Остальные термины, применяемые в настоящем стандарте, и их определения установлены ГОСТ Р 50542.
Устройство рудничных рельсов (Р33, 34, 38): размеры, вес 1 метра и марка стали согласно ГОСТ
Создание транспортных линий в сфере горнодобывающей промышленности обладает своей спецификой. Сегодня мы хотим всесторонне рассмотреть используемые для этого металлоконструкции, то есть рельсы Р33 и Р38, а также Р34: под прицелом внимания их геометрические параметры и эксплуатационные характеристики. Также проанализируем, где они используются и какие задачи помогают решить.
Сразу уточним, что данные металлоконструкции являются верхними элементами (ВСП) железнодорожного пути, наряду со шпалами и балластным строем. Сейчас они незаменимы, ведь чтобы вывести груз из забоя, требуется транспорт. Таким образом ускоряется производительность труда.
Что такое рельсы для шахтных вагонеток
Это фасонные прокатные изделия, которые используются для создания ЖД-линий широкой колеи, а также для организации стрелочных переводов. Такое название они получили из-за основной сферы их использования (подробнее рассмотрим ее ниже, в разделе «Область применения»).
Раз они формируют путь (для вагонов, локомотивов и другого транспорта) не сами, а в сочетании с другими элементами, стоит сказать несколько слов и о других ВСП готового полотна – для ясности картины:
Балластный слой – он нужен, чтобы равномерно распределять получаемую нагрузку. Также он помогает преодолеть неровности почвы и обеспечивает амортизацию при движении. Для создания такой «подушки» используют гравий и щебень, размещая его слоем в 100 мм и укладывая в него опоры.
Шпалы – при устройстве рельсового пути в шахтах они берутся деревянные – как наиболее простые, дешевые, упругие и одновременно обеспечивающие достаточное качество крепежа. Классический вариант – сосновые, пропитанные антисептиками, с эксплуатационным ресурсом до 8 лет. Железобетонные или металлические не используются, так как у них высокая электропроводность. Это важно, так как в шахтах используются исключительно электровозы, не загрязняющие воздух выхлопами.
Отдельной строкой идут такие вспомогательные элементы пути как стрелочные переводы, переключающие транспорт с одной ветки на другую. Могут быть как дистанционного, так и ручного управления.
При стандартном строении и настилке рельсовые пути в шахте должны постоянно оставаться под присмотром. Им также необходим систематический уход: регулярная очистка полотна от остатков породы, откачка грязи из водоотводных канав. Для этого даже разработали спецтехнику, вроде КУБ, то есть комбайна для уборки выработок – самоходной машины с подпиткой от электросети через токосъемник, отличающейся фронтом до 3,5 м и производительностью до 300 м за смену.
Область применения
Организация транспортных линий на предприятиях горнодобывающей промышленности – основная, но не единственная ниша, в которой актуальны самые популярные и востребованные сегодня разновидности рудных рельс – марки Р 34, 33, 38. Также они укладываются на следующих объектах:
другие пути специализированного назначения, предельные нагрузки на которых не превышают допустимых значений.
Главное, чтобы в каждой из ситуаций сохранялся ключевой технический параметр – постоянная ширина колеи. В общем случае, на геологоразведческих выработках и горнодобывающих предприятиях принят стандарт в 600 мм, хотя также распространены и варианты в 750 и 900 мм.
Теперь подробно рассмотрим все три наиболее часто используемых вида металлоконструкций.
Рельс Р-33: ГОСТ, вес 1 метра, другие характеристики
Нужны для создания узких полотен, по которым будет передвигаться подземный транспорт угольной и горнорудной промышленности. При выпуске на обоих их концах завод-изготовитель делает стыковые отверстия – для скрепления при помощи накладок и болтов М22х115.
Являются направляющими – задают траекторию движения железнодорожному транспорту. В процессе эксплуатации испытывают значительное давление со стороны колес нагруженных тележек (или других подвижных составов). Поэтому уровень изготовления данных прокатных изделий должен строго контролироваться.
О том, какой документ регламентирует нормы исполнения рельс Р33: ТУ 14-2Р-383-2004 гарантирует строгое соответствие характеристик (о них ниже), необходимых для высокого конечного качества готового ЖД-полотна, а также для его длительной службы.
Где используют
соединения основных ЖД-маршрутов с транспортными сетями промышленных предприятий и производственных организаций, а также дальнейшая эксплуатация и/или выполнение ремонтных работ;
укладке трамвайного полотна или новых и автономных линий метрополитена – с нужным количеством перегонов, станций, тупиков;
Благодаря соответствию ряда параметров (в частности, высоты) можно сравнительно легко стыковать созданные ветки с магистралями, сделанными из других профилей. Это расширяет варианты проектирования транспортных систем для сырьевых баз, промышленных складов и других объектов, на которых не предполагается значительной грузонапряженности.
Рельсовая сталь: марка и характеристики железнодорожных ЖД путей
Длительная и беспроблемная эксплуатация элементов ВСП возможна лишь тогда, когда они выполнены из подходящего материала. И сегодня мы посмотрим, из какой марки стали изготавливают железнодорожные рельсовые конструкции, почему выбран именно этот металл для рельсов, какими свойствами и характеристиками он обладает. Информация поможет вам правильно выбрать подходящие прокатные изделия для непосредственного строительства колеи.
- Рельсовая сталь
- Основные материалы для изготовления рельсов
- Химический состав и его преимущества
- Механические свойства
- Применение и марки рельсовой стали
- Колесные стали – для железнодорожных колес
- Углерод в колесных сталях
- Японские колесные стали
- Выше углерод в колесах – меньше износ рельсов
- Японские колеса на немецкой железной дороге
Рельсовая сталь
Объединяет в себе сразу несколько типов сходных металлов, аналогичных по способу применения – используемых для изготовления элементов ВСП (верхнего строения пути). Мелкоигольчатый перлит составляет основу фазовой структуры для всех вариантов, выплавляемых в конверторных или дуговых печах. После термической обработки он становится максимально однородным, приобретая вязкость, достаточную твердость и высокое сопротивление износу.
По раскислителям делится на 2 принципиальные группы:
I – вредные примеси убираются с помощью ферромарганца или ферросилиция;
II – для удаления кислорода применяются алюминиевые включения (считающиеся более предпочтительными из-за их природы).
Основные материалы для изготовления рельсов
Многое зависит от того, в какой сфере будут использоваться прокатные изделия. Из конвертерной стали исполняются элементы ВСП, укладываемые в ЖД-путь и формирующие широкую или узкую колею. А вот крановым опорным металлоконструкциям уже необходимо выдерживать совсем другие нагрузки, поэтому для их выпуска заводы берут высокоуглеродистые сплавы.
Совсем другой случай – так называемые контактные, монтируемые для создания полотна метрополитена. Они не принимают огромные напряжения, зато должны эффективно снимать ток, поэтому их делают из сравнительно мягких металлов.
Химический состав и его преимущества
Для основных марок стали ЖД рельса он регламентирован ГОСТом Р 554 97-2013. Данный межгосударственный стандарт устанавливает, что основной компонент – это железо, но помимо него в сплав обязан входить еще ряд элементов – в следующих массовых долях:
- Углерод (карбон) – от 0,71 до 0,82%, усиливает механические свойства примерно вдвое. Его частицы связывают ферро-молекулы, превращая их в карбиды, которые гораздо прочнее и крупнее. И высокотемпературные воздействия становятся не настолько критичными.
- Марганец – от 0,25 до 1,05%, улучшает ударную вязкость (на четверть-треть), а также износостойкость и твердость. Причем пластичность не ухудшается, что самым положительным образом влияет на технологичность готового прокатного изделия.
- Кремний – от 0,18 до 0,4%, требуется для удаления кислородных примесей, а значит и для оптимизации внутренней кристаллической структуры материала. С такой добавкой существенно уменьшается вероятность появления ликвационных пятен, а долговечность повышается примерно в 1,4 раза.
- Ванадий – от 0,012 до 0,08%, в зависимости от конкретной марки стали для изготовления железнодорожных рельсов. Важен для обеспечения достаточной контактной прочности. В соединении с углеродом образует карбиды, повышающие предел выносливости (а именно нижний его порог).
Отдельного рассмотрения заслуживают нежелательные или даже вредные примеси, вычленить которые до конца с помощью современных технологий пока не удается. Это:
- Азот – от 0,03 до 0,07%, плох тем, что нейтрализует легирующий эффект. Из-за него в толще профиля образуются нитриды, которые не поддаются термоупрочнению, а значит снижают механические свойства готовых элементов ВСП.
- Сера – до 0,045%. Ее включения не дают сплаву быть податливым при горячей обработке под давлением. В результате после проката может получиться изделие, склонное к образованию трещин, и его придется сразу же отбраковать.
- Фосфор – до 0,035. Он тоже повышает хрупкость металлоконструкции. С ним быстро накапливается усталость, что приводит к скорым расслоениям и разломам.
Ради максимальной наглядности представляем химический состав популярных марок стали для железнодорожных рельсов в следующей сводной таблице:
В марках стали буквы М, К, Э – обозначают способ выплавки, цифры – среднюю массовую долю углерода, Буквы Ф, С, Х, Т – легирование стали ванадием, кремнием, хромом и титаном соответственно.
Допускается массовая доля остаточных элементов – хрома (В рельсах категории Т1, Т2, H), никеля и меди не более 0,15% каждого, при суммарной массовой доле не более 0,40%.
Химический состав для Р65К должен соответствовать указанному, за исключением массовой доли углерода, которая должна быть 0,83 – 0,87%. При этом цифры в марке стали заменяют на 85.
Как видите, дополнительно указаны еще два компонента – титан и хром. Мы не будем их подробно описывать, так как они присутствуют далеко не всегда, но первый из них является полезной примесью, чей положительный эффект сводится к повышению прочности, а второй – остаточным элементом. Также стоит обратить внимание на наличие алюминия, помогающего снизить вес без ухудшения других качественных показателей.
Механические свойства
- Сопротивляемость ударным воздействиям – твердость легированного добавками материала после объемной закалки достигает 60 HRC по шкале Роквелла, вязкость – 2,5 кг/см2. Благодаря этому уже уложенные металлоконструкции сложно случайно повредить.
- Стойкость к циклическим нагрузкам – жд металлопрокат изготавливают из стали, потому что предел его прочности доходит до 1000 МПа. В климатических условиях наших широт они не деформируются в течение десятилетий (особенно при грамотном уходе).
- Умеренная пластичность – изделие горячего проката при производстве можно нагревать до температуры в 1000 градусов Цельсия. Показатель его относительного сужения не выйдет за пределы 25%. Получается профиль без пустот и мелких дефектов, которые в процессе эксплуатации могли бы быстро превратиться в серьезные изъяны.
Сочетание настолько практичных свойств также обуславливает постоянную популярность и повсеместное использование двутавровых направляющих именно из рассматриваемого сплава.
Применение и марки рельсовой стали
Основная сфера использования металла (что ясно из его названия) – выпуск прокатных изделий для укладки ВСП.
Теперь рассмотрим самые востребованные вариации сплавов:
- 76 – самая популярная. Из нее изготавливаются профили серий Р50 и Р65, составляющие 3/4 всех опорных конструкций ширококолейных ЖД-полотен.
- 76Ф – уже усиленная ванадием, с повышенным ресурсом. Поэтому используется для производства проката, который в дальнейшем будет укладываться в линии для высокоскоростного движения локомотивов и другого быстрого транспорта.
- К63 – легирована никелем (до 0,3%), отличается впечатляющей твердостью и лучшей коррозионной стойкостью. Из нее выполняются крановые рельсы, марка стали позволяет выдерживать нагрузки, в других случаях ставшие критическими.
- К63Ф – с добавками вольфрама, а значит с еще более высокой циклической прочностью.
- М54 – обогащенная марганцем и за счет этого обладающая хорошей вязкостью. Нашла свое применение при выпуске накладок для мест стыка и стрелочных переводов.
- М68 – актуальная при производстве специфических элементов верхнего строения пути.
Необходимость механических свойств в различных сочетаниях и определила такое разнообразие вариантов. Добавьте сюда сравнительно малый вес и низкую стоимость, и получите очень практичную конструкцию для строительства транспортных линий и узлов развязки.
Указывается тип рельсовой стали на маркировке, которая может быть как постоянной, так и временной. В первом случае она наносится клеймением, во втором – краской. В числе прочих обозначений – соответствие прокатного изделия ГОСТу, а также дополнительные его особенности (укороченная длина, сорт, расположение технических отверстий и тому подобное).
Эксплуатировать профили можно вплоть до истечения срока наработки, указанного заводом-производителем и исчисляемого по пропущенному тоннажу. Возможен и преждевременный выход элементов ВСП из строя, вызванный появлением дефектов. Тогда их нужно менять или ремонтировать. О различных видах дефектах вы можете прочитать в этой статье.
Итак, мы выяснили, что для железнодорожного полотна марка стали это 76 и 76Ф, с высоким содержанием углерода и с добавками ванадия (во втором случае). Выплавляется в конвертерных и дуговых печах, с раскислением ферросилицием и алюминием, с последующей дефосфорацией и обновлением шлака, с вакуумной и термической обработкой. При таком подходе готовый прокат отличается высокой степенью чистоты и низкой склонностью к появлению изъянов.
Сходным образом заводы-производители выпускают не только конструкции для формирования полотна, но и другие важные элементы используемые на ЖД-объектах. Взглянем на них подробнее.
Колесные стали – для железнодорожных колес
Ободья подвижных частей транспорта просто обязаны быть износостойкими (иначе все прочностные преимущества верхнего строения пути будут сведены к нулю). Поэтому они и производятся из тех типов рассматриваемого нами металла, которые обогащены карбидами. Тогда они реже выходят из строя, а значит меньше провоцируют возникновение аварийных ситуаций, а в долгосрочной перспективе еще и удешевляют стоимость эксплуатации локомотивов и вагонов.
Внимание, ошибочно считать, что все риски нивелируются подходящими примесями. Даже полезные добавки должны вводиться в сплав умеренно – сейчас объясним почему.
Углерод в колесных сталях
Анализируя химический состав, мы сделали вывод, что включения карбона усиливают сопротивление металла к износу, но они же и повышают восприимчивость к критическим температурам. В случае с ободьями особенно важно сделать их несклонными к термическим повреждениям. Нужно помнить, что преждевременный износ (тем более при халатном обслуживании) способен привести к тому, что движущийся на внушительной скорости транспорт сойдет с пути.
Поэтому нет смысла ориентироваться исключительно на высокоуглеродистые сплавы – их прочность в данном случае вполне способна сыграть во вред. Для выпуска колес может не подойти обычная рельсовая сталь, марка для их изготовления обязана соответствовать следующим стандартам:
- AAR M-107/M-208 – американский;
- EN 13262 – европейский;
- JIS E 5402-1 – японский;
- ГОСТ 10791-2011 – межотраслевой.
Японские колесные стали
Примерно 90 лет назад тамошние инженеры и строители столкнулись с глобальной проблемой: специалисты обнаружили, что колеса их транспорта преждевременно изнашиваются, хотя ресурс был рассчитан на годы вперед.
Объяснение было найдено и оказалось простым: в сплаве для выпуска металлических элементов, изготовленным по заимствованным европейским технологиям, содержалось всего 0,5% углерода. Такой массовой доли было явно недостаточно для обеспечения необходимой износостойкости.
Ученые из Японии понимали, что повышение процента карбона в толще профиля может привести и к негативным последствиям (в частности, к появлению склонности к термическим повреждениям). Поэтому были запущены масштабные исследования, целью которых стало нахождение оптимальной концентрации добавки с сохранением всех полезных свойств. В результате остановились на отметке в 0,6-0,75%, которой и соответствует стандарт JIS E 5402-1.
Выше углерод в колесах – меньше износ рельсов
Поиски позволили сделать еще один важный вывод: при балансе примесей и основного металла дольше эксплуатируются не только подвижные части транспорта, но и те элементы ВСП, по которым они едут.
Объяснение данному эффекту тоже нашли: мельчайшие частицы, откалываются от колес, оседают в месте контакта и выходит абразивное воздействие на поверхность катания. В итоге на головке появляются царапины, а со временем и трещины.
Эти результаты побудили инженеров экспериментальным путем повышать содержание углерода – вплоть до того уровня, которым сейчас может похвастать марка стали для JIS E 5402-1 (то есть до 0,75%).
Японские колеса на немецкой железной дороге
На немецкие составы установили как европейские колеса, изготовленные из сплава ER7 (с массовой долей карбона до 0,52%), так и японские, выполненные по стандарту JIS E 5402-1. После 6 лет независимых испытаний, с 2003 по 2009 год, второй вариант показал, что он в 1,5 раза эффективнее сопротивляется износу.
Параллельно регулярно проверялись и металлоконструкции, уложенные в колею. Оказалось, что они тоже стираются медленнее – ровно в 1,5 раза. На поверхности контакта остается меньше абразивных частиц. Обогащение сырья карбоном дает неплохую прибавку к эксплуатационному ресурсу – спасибо японцам за это открытие.
Преимущества железнодорожных рельсов
Современные их разновидности обладают следующими плюсами (и такой материал, как рельсовая сталь, помогает подчеркнуть эти практические достоинства):
- равномерно распределяют испытываемые нагрузки по всей длине полотна;
- обеспечивают надежную поверхность для колес транспорта, помогая тому развивать и поддерживать высокую скорость передвижения;
- обладают значительным ресурсом (свыше 50 лет), в течение которого стойко выдерживают серьезные напряжения и эффективно сопротивляются износу.
Теперь, когда вы знаете, какой бывает материал для производства железнодорожного металлопроката, его характеристики, химический состав, а также механические свойства, будет проще выбрать конкретную марку, оптимально подходящую для обустройства ЖД-объекта. А компания «ПромПутьСнабжение» всегда поможет быстро получить необходимый объем металлоконструкций по привлекательной цене – обращайтесь для заказа.
Читайте также: