V železničnom systéme sú koľajnice kľúčovou infraštruktúrou, aby sa zabezpečila bezpečná a hladká prevádzka vlakov. Keďže železničná doprava sa neustále vyvíja smerom k vysokej rýchlosti a vysokému zaťaženiu, na výkon koľajníc sa kladú prísnejšie požiadavky. Ako časť, ktorá priamo kontaktuje koleso, je koľajnica vystavená obrovskému tlaku, trenia a nárazu a je náchylná na opotrebenie, drvenie a únavové trhliny. Aby sa účinne zlepšila komplexná výkonnosť železničnej hlavy, vznikla technológia ochladzovania hlavy koľajnice a stala sa nevyhnutným kľúčovým spojením v modernej železničnej výrobe.
I. Dôležitosť ochladzovania konca železnice
Cieľom ochladzovania konca koľajnice je výrazne zlepšiť organizačnú štruktúru a výkon železničnej hlavy prostredníctvom špecifického procesu tepelného spracovania. Po ochladení sa tvrdosť a sila hlavy koľajnice výrazne zlepší a odolnosť proti opotrebovaniu a odporu únavy sa výrazne zvýši, čím sa účinne predĺžilo servisnú životnosť koľajnice, znižuje náklady na údržbu železníc a zlepšila bezpečnosť a spoľahlivosť železničnej dopravy.
Pri ťažkej železničnej preprave, kvôli veľkej hmotnosti nápravy vlaku, je ložisková kapacita koľajnice extrémne vysoká. Hlavy koľajníc s nekvalitnými koľajnicami sú náchylné na silné opotrebenie a drvenie v krátkom čase, čo ovplyvňuje nielen bezpečnosť jazdy, ale vyžaduje si aj častú výmenu koľajníc, čo vedie k výraznému zvýšeniu prevádzkových nákladov. Po použití technológie ochladzovania hlavy koľajnice sa výrazne vylepšuje odolnosť proti opotrebovaniu a odporu únavy železničnej hlavy a môže odolávať dlhodobému a častému valcovaniu vlakom s vysokým obsahom, čo výrazne predlžuje služobnú životnosť koľajníc.
2. Princíp procesu ochladzovania hlavy železnice
Zhasenie konca hlavy je založené hlavne na princípe kovového tepelného spracovania. Rýchlo vykurovaním a ochladením špecifickej oblasti železničnej hlavy sa jej organizačná štruktúra transformuje, aby sa získal požadovaný výkon. V súčasnosti bežne používané metódy zahrievania zahŕňajú indukčné zahrievanie a ohrievanie plameňa. Indukčné zahrievanie používa princíp elektromagnetickej indukcie. Keď striedavý prúd prechádza induktorom, na povrchu koľajnice sa vytvorí indukovaný prúd. Vďaka efektu pokožky sa prúd koncentruje hlavne v tenkej vrstve na povrchu koľajnice, čo spôsobuje, že povrch hlavy koľajnice sa rýchlo zahriaje na teplotu austenitizácie (zvyčajne 850-950).
Vykurovanie plameňa je priamo zahrievanie hlavy koľajnice spaľovaním horľavých plynov (ako je acetylén, propán atď.) Na vytvorenie plameňov s vysokým teplotou. Vyhrievaná koľajnica sa musí rýchlo ochladiť, aby sa dosiahla transformácia austenitu na posilnenie fáz, ako je martenzit alebo bainit. Chladiace médium zvyčajne obsahuje vodu, stlačený vzduch, vodnú hmlu atď. Rôzne chladiace médiá a rýchlosť chladenia budú mať významný vplyv na štruktúru a výkonnosť zhasnutia. Napríklad voda má rýchlejšiu rýchlosť chladenia, ktorá môže získať martenzitovú štruktúru s vyššou tvrdosťou, ale je ľahké spôsobiť väčšie vnútorné napätie v koľajnici a dokonca aj praskliny; Komprimovaný vzduch má relatívne pomalú rýchlosť ochladzovania, ktorá môže získať bainitovú štruktúru s lepšou húževnatosťou, ale zlepšenie tvrdosti je relatívne obmedzené; Chladenie vodnej hmly má výhody chladenia vody a vzduchu a do určitej miery môže vyrovnať tvrdosť a húževnatosť.
3. Procesný tok ochladzovania konca hlavy koľajnice
Tok procesu ochladzovania konca hlavy koľajnice vo všeobecnosti obsahuje nasledujúce hlavné kroky:
Predbežné ošetrenie železnice:Pred ochladzovaním sa musí povrch koľajnice vyčistiť, aby sa odstránili nečistoty, ako je olej a hrdza, aby sa zabezpečila rovnomernosť vykurovania a ochladenie kvality. Zároveň sú koľajnice narovnané, aby sa zabezpečila ich stabilita počas procesu ochladzovania.
Kúrenie:Podľa vybranej metódy vykurovania sa koniec hlavy koľajnice zahrieva na príslušnú austenitizujúcu teplotu a udržiava sa na určité časové obdobie, aby sa úplne austenitizovala štruktúra. Počas vykurovacieho procesu je potrebné presne regulovať teplotu zahrievania, čas vykurovania a oblasť vykurovania, aby sa zabezpečilo, že koľajnica získa rovnomernú austenitovú štruktúru.
Chladenie:Po dokončení kúrenia je koniec hlavy koľajnice rýchlo ponorený do chladiaceho média na chladenie. Proces chladenia si tiež vyžaduje prísnu kontrolu rýchlosti chladenia a času chladenia, aby sa získala ideálna štruktúra a výkonnosť ochladzovania.
Temperovanie (voliteľné): Pre niektoré koľajnice s vyššími požiadavkami na húževnatosť sa po ochladení vyžaduje zmierňovacie ošetrenie. Temperovanie môže eliminovať ochladenie vnútorného napätia, upraviť rovnováhu medzi tvrdosťou a húževnatosťou a ďalej zlepšiť komplexný výkon koľajnice. Teplota a čas temperovania sú primerane vybrané podľa materiálu a výkonnostných požiadaviek koľajnice.