Çelik Rayın Kalite Standartları Nelerdir? (Mekanik, Kimyasal, NDT)

Çelik ray demiryolu altyapısının omurgasıdır. Ağır yükleri, yüksek hızları ve uzun hizmet ömrünü desteklemesi gerekir, bu nedenle diğer haddelenmiş çelik ürünlerden daha sıkı kalite gereksinimlerine göre üretilir. Bir ray standardı üç şey yapar: mekanik özellikleri sabitler, kimyasal bileşimi sınırlar ve rayın tüm uzunluğu boyunca sağlam olduğunu kanıtlayan-tahribatsız testleri belirler.

Mekanik Özellik Gereksinimleri

Çekme mukavemeti.Yüksek-karbonlu ray çeliği minimum gerilme mukavemeti ile belirtilir. R260 veya U71Mn gibi temel kaliteler en az 880 MPa gerektirir; birinci sınıf kaliteler 980 ila 1280 MPa'ya tırmanıyor. Çekme mukavemeti başlık numarasıdır çünkü rayın aks yükleri altında bükülme kapasitesini belirler.

Sertlik.Genellikle HB (Brinell) olarak bildirilen sertlik, aşınma direncini öngörür. Standart kaliteler 240 ila 280 HB civarında, baş-sertleştirilmiş kaliteler ise 350 ila 400 HB civarındadır. Bazı spesifikasyonlarda minimum yerine bir sertlik bandı belirtilir, çünkü kırılgan mikro yapıya sahip çok sert bir kafa, yumuşak olan kadar tehlikelidir.

Dayanıklılık.Charpy V-çentik darbe testleri, soğuk havalarda ve darbe altında gevrek kırılmaya karşı koruma sağlar. Avrupa demiryolu uygulaması, enine test parçaları üzerinde ortalama en az 27 J'lik bir darbe enerjisi gerektirir; böylece ray, düz bir tekerleğe çarptığında veya kışın taşıma sırasında çatlamaz. Test sıcaklığı standartta tanımlanmıştır; en soğuk görevler için beynitik veya düşük-sıcaklık-tokluk dereceleri belirtilir.

Süneklik.Minimum uzama değerleri çeliğin kırılmadan önce bir miktar esnemesini sağlar, ani kırılma yerine uyarı verir ve ray imalatında kullanılan bükme ve düzeltme işlemlerine olanak sağlar.

Kimyasal Bileşim Sınırları

Kompozisyon, ray çeliğinin sıradan yapısal çelikten en farklı olduğu noktadır. Karbon, dayanıklılık ve aşınma için artırılır (çoğu kalitede yaklaşık yüzde 0,60 ila 0,85), manganez dayanıklılık ve sertleşebilirlik açısından kontrol edilir ve birinci sınıf kalitelerde krom, vanadyum veya molibden eklenir. Safsızlıklar sert bir şekilde kapatılır: fosfor ve kükürt genellikle maksimum yüzde 0,030 ila 0,040 arasında bulunur ve hidrojen ve oksijen, çeliği iç kusurlardan uzak tutmak için kontrol edilir. Her ısı analiz ediliyor ve sonuçlar değirmen sertifikasına kaydediliyor.

Dahili Bütünlük Testi

Bir ray her türlü boyutsal ve mekanik kontrolü karşılayabilir ve eğer iç büzülme, kalıntılar veya hidrojen pulları içeriyorsa yine de başarısız olabilir. Bu nedenle ray standartları tam-uzunlukta ultrasonik test ve yüzey girdap-akımı testini gerektirir. Ultrasonik ışın, tanımlanmış bir boyutun üzerindeki dahili kusurlar için tüm kesiti-tarar ve girdap-akımı probları yüzeydeki çatlakları ve binmeleri bulur. Bu testler ve numuneler üzerindeki çekme, sertlik ve darbe testleri, fabrikadaki kabul prosedürünün temelini oluşturur.

Dünya Çapında Common Rail Çelik Sınıfları

Alıcıların Neleri Kontrol Etmesi Gerekir?

Ray satın alırken pratik kontrol listesi şu şekildedir: sözleşmede belirtilen tam standart ve kalite; standart çizime göre doğrulanan kesit boyutları; ısı numarası, bileşim ve mekanik sonuçlarla birlikte verilen değirmen sertifikası; ve sertlik veya açıkça belirtilen diğer ek gereklilikler. İzlenebilir belgeleri olmayan raylar reddedilmelidir çünkü güvenlik durumu çelik kadar kağıt izine de bağlıdır.

Sıkça Sorulan Sorular

S: Demiryolu raylarının hangi çekme dayanımına ihtiyacı vardır?

R260, U71Mn ve 900A gibi temel kaliteler en az 880 MPa gerektirir. Ağır nakliye ve yüksek hızlı hatlarda kullanılan kafa-sertleştirilmiş ve beynitik raylar için daha yüksek kaliteler 980 MPa'ya (U75V) ve 1.175 ila 1280 MPa'ya kadar çıkar.

S: Ray sertliği nasıl belirlenir?

Genellikle ray kafasındaki HB'de (Brinell). Standart kaliteler 240 ila 280 HB civarındadır; kafa-sertleştirilmiş raylar yaklaşık 350 ila 400 HB'ye ulaşır. Bazı sözleşmeler bir sertlik aralığı belirler ve her teslimat partisinde doğrulama yapılmasını gerektirir.

S: Charpy darbe testi ne içindir?

Çentikli bir numunenin vurulduğunda emdiği enerjiyi ölçer ve çeliğin kırılgan kırılmaya karşı direncini gösterir. Ray standartları, soğuk havalarda ve darbe altında çatlamaya karşı koruma sağlamak için genellikle 27 J olan minimum ortalama değerleri gerektirir.

S: Demiryolu standartları neden fosfor ve sülfürü sınırlıyor?

Fosfor ve kükürt sünekliği, tokluğu ve kaynaklanabilirliği azaltır ve ayrışmaya ve sıcak çatlamaya neden olabilir. Bunları yaklaşık yüzde 0,035'in altında tutmak, ray çeliğinin sürekli rayda kaynaklanmasını güvenli kılan şeyin bir parçasıdır.

S: Ultrasonik test raylarda ne bulur?

Ultrasonik test, yüzeyden görünmeyen büzülme boşlukları, kalıntılar ve hidrojen pulları gibi dahili kusurları tespit eder. Çoğu demiryolu standardında tam-uzunlukta ultrasonik tarama zorunludur çünkü bu tür kusurlar, yorulma altında kırık raylara dönüşebilir.

S: Ağır nakliye için her zaman daha yüksek bir çelik kalitesi gerekli midir?

Otomatik olarak değil ama genellikle. Ağır taşıma hem aşınmayı hem de yorulma talebini artırır, bu nedenle R350HT, U78CrV veya AREMA IH gibi kafa-sertleştirilmiş veya mikroalaşımlı kaliteler yüksek-tonajlı koridorlar için normdur. Hafif trafik için temel sınıf daha ekonomiktir ve tamamen güvenlidir.