ریل راه آهن، مشخصات، آنالیز و انواع ریل راه آهن

ریل های قطار یکی از مهم ترین اجزا در حمل و نقل با قطار می باشد.

اگر از نظر فنی در ساخت ریل ها مشکلی وجود داشته باشد ممکن است باعث تغییر مسیر قطار در نتیجه خسارات جانی و مالی بسیاری شود.

بسیار حائز اهمیت است که طراحان ریل آهن شناخت لازم درباره انواع ریل آهن و چگونگی ساخت آن ها داشته باشند.

انواع ریل راه آهن

با توجه به کاربرد ریل های فولادی به سه دسته ی

• ریل های راه آهن Rail Road

مورد استفاده برای قطارهای بین شهری و درون شهری

• ریل های معدنی Mineral Rail

در معادن به جابجایی واگن ها کمک می کنند

• ریل های جرثقیل Crain Rail

به منظور حرکت بازوهای متحرک جرثقیل های صنعتی

تقسیم بندی می شوند.

سالیانه میلیون ها تن کالاهای مختلف و تعداد زیادی مسافر توسط سامانه های ریلی هر کشور جابجا می شوند بنابراین راه آهن هر کشوری اهمیت بالایی دارد.

همچنین سرعت معدن کاوی ارتباط مستقیمی با کیفیت شبکه ریلی درون معدن دارند.

ریل معدنی

از دسته ریل های پرکاربرد در صنایع معدنی و حمل و نقل ریل معدنی است. راه اهن R  معرف استاندارد ریل معدنی می‌باشد.

ریل جرثقیلی

یکی از انواع پرمصرف ریل در صنعت ریل جرثقیلی می باشد.

استاندارد ریل های جرثقیلی

• استانداردهای KP
• استانداردهای MRS
• استانداردهای CR

این نوع از ریل معمولا با استاندارد A انجام می شود اما استانداردهای دیگری از جمله KP – QU – CR – MRS نیز شامل می شود.

ریل جرثقیلی خود به دو دسته ی

• ریل جرثقیلی ساده
• ریل جرثقیلی زنجیری

تبدیل می شود.

ریل راه آهن

راه اهن و معدنی S  که نشان دهنده استاندارد مخصوصی می‌باشد از دسته ریل های پرکاربرد در صنایع معدنی و حمل و نقل می‌باشد.

استاندارد ریل راه آهن

• استانداردهای UIC
• استانداردهای JIS
• استانداردهای R
• استانداردهای S
• استانداردهای QU
• استانداردهای A

مشخصات فنی ریل راه آهن

از نظر ظاهری ریل راه آهن از مقطع فولادی نورد شده تشکیل شده است.

ریل راه آهن به صورت دو خط موازی کنار یکدیگر قرار گرفته و بعد روی شاسی به صورت ثابت با پیچ و مهره متصل می شود.

ریل راه آهن باید به گونه ای ساخته شود تا بتواند نیروی وارد شده خارجی را در سرتاسر آن تقسیم کند چون همانگونه که می دانید وظیفه ی ریل راه اهن تحمل بار وسیله نقلیه و هدایت صحیح آن می باشد.

اگر این کار به درستی انجام نشود با فشار بیشتر وارد شده به بعضی نقاط باعث شکست ریل و در نهایت منحرف شدن قطار شود.

برای اینکه نیروی وارد شده به صورت مساوی تقسیم شود برای اتصال ریل و راه آهن از بست و پابند استفاده می شود.

از نظر فنی این کار بسیار اهمیت دارد چون باعث کاهش اصطکاک بین وسیله نقلیه می شود. بنابراین ریل ها در اثر نیروی قطار شکسته نمی شوند.

این کار از نظر فنی بسیار مهم است، زیرا باعث کاهش اصطکاک بین وسیله نقلیه و ریل راه اهن خواهد شد. در نتیجه مانعی در برابر حرکت ایجاد نشده و ریل ‌ها نیز در اثر نیروی قطار نمی ‌شکنند.

برای ساخت ریل راه آهن سایر مشخصات فنی از جمله میزان سایش و خوردگی، کاربرد، تنش ‌های دینامیکی  و سایر نیروهای موجود باید درنظر گرفته شود.  

بسیار اهمیت دارد که فرآیند تولید ریل بسیار دقیق باشد و عملیات متالوژی ثانویه در کوره پاتیلی و گاز زدایی به درستی انجام شود.

ریل های تولید شده باید به لحاظ فنی طبق استانداردهای قابل قبول باشد، برای این کار لازم است ریل های تولیدی از نظر شیمیایی، ابعاد، عیوب ظاهری سطوح شمش و تست ‌های دیگر کاملاً بررسی شود.

اگر همه این موارد ذکر شده در ساخت ریل رعایت شوند ریلی باکیفیت تولید خواهد شد.

فرآیند ساخت ریل راه آهن

ساخت ریل باید توسط مهندسین ناظر مجرب انجام شود چون مراحل پیچیده زیادی دارد.

در اینجا می خواهیم فرآیند ساخت ریل راه آهن استاندارد EN 13674 – ۱ را شرح دهیم. بنابراین با آهن ملل همراه باشید.

• نیتروژن ذوب

میزان نیتروژن ذوب معمولا در تولید میله های فولادی کمتر از ۱۲۰ ppm اما در ریل راه آهن نباید از ۹۰ ppm بیشتر باشد.

• هیدروژن ذوب

میزان هیدروژن باید کمتر از ۲/۵ ppm باشد.

میزان هیدروژن اهمیت زیادی دارد به همین علت مجددا مقدار آن در مرحله ی آخر ریخته گری اندازه گیری می شود.

• میزان اکسیژن ذوب

طبق استاندارد برای ساخت ریل میزان اکسیژن ذوب ۲۰ ppm می باشد.

• سولفور پرینت

تست سولفور پرینت برای مقایسه ی استانداردهای مشخص با اندازه گیری میزان پراکندگی و توزیع ترکیبات گوگردی مورد استفاده قرار می گیرد.

• آزمون سختی

لازم است حتما بعد از تولید، آنالیز شیمیایی برای مشخص شدن این پارامتر انجام شود چون میزان سختی و استحکام ریل راه آهن اهمیت والایی دارد.

• عمق دکربوره

باید بعد از ساخت عمق دکربوره کنترل شود چون معیاری برای سختی سنجی ریل فولادی می باشد.

• ناخالصی‌های اکسیدی

میزان ناخالصی ‌های اکسیدی در ریل ‌های تولید شده بسیار اهمیت دارد و باید دقیقاً طبق استاندارد باشند. استاندارد قابل قبول برای ناخالصی ‌های اکسیدی به شکل زیر است:

K3<10   برای حداقل ۹۵ درصد نمونه ‌ها
K3<20   برای حداکثر ۵ درصد نمونه ‌ها

آنالیز ریل راه آهن

ریل های فولادی علاوه بر ریل راه اهن و انتقال قطارهای باربری و مسافربری یا مترو کاربرد دیگری نیز دارند.

لازم است بدانید که فولادهای CK45 و CK55 مقاومت بالایی در برابر اصطکاک و سایش دارند.

از این دو فولاد ذکر شده علاوه بر ریل راه اهن برای نگه داری و مسیر حرکت جرثقیل های معلق، مسیر واگن ‌های معدنی، مسیر باز و بسته شدن درب ‌های صنعتی و انواع گاراژها نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

برای ساخت ریل های فولادی معمولا از فولادهای CK45 و CK55 استفاده می شود که حاوی

• ۰٫۴۵ درصد کربن
• ۰٫۲۵ درصد سلیسیم
• ۰٫۶۵ درصد منگنز

هستند.

برای تسمه ها و چهار پهلوهای ریل از فولاد ST52 و ST37 مورد استفاده قرار می گیرد.