Рельсы

Рельсы предназначены для движения подвижного состава железных дорог и метрополитена, трамвая, локомотивов, вагонеток рудничного транспорта и монорельсовых дорог крановых тележек, подъёмных кранов и др. передвижных, поворотных и вращающихся конструкций.

В России рельсы производят КМК и НТМК. ГОСТ Р 51685-2000 на рельсы железнодорожные предусматривает виды рельс Р43, Р50, Р65 и РП65 , по категориям качества предусматриваются рельсы

• В — термоупрочненные высшего качества;
• Т1 и Т2 — термоупрочненные;
• Н — нетермоупрочненные.

В новом ГОСТе введен специальный рельс Р65К для укладки в наружные рельсовые нити кривых участков пути. Основное их отличие заключается в очертаниях головки. Боковые грани ее в верхней части имеют уклон 3,5:10, что уменьшает интенсивность бокового износа рельсов. К рельсам предъявляется ряд требований:

• должна быть обеспечена прямолинейность в вертикальной и горизонтальной плоскостях;
• установлены допуски в размерах поперечного профиля;
• определен химический состав и твердость рельсовой стали;
• оговорены недопускаемые дефекты металлургического производства и неметаллические строчечные включения и др.

Готовые рельсы на заводе подлежат приемке, сплошному дефектоскопированию и клеймению.

На шейке вдоль оси каждого рельса (на той же стороне, где выкатаны выпуклые знаки) наносятся в горячем состоянии номер плавки в 2-б местах по длине рельса на расстоянии не менее 1,0 м от его концов (номер плавки рельсов 1 группы должен начинаться с буквы П); обозначение порядкового номера рельса.

Клейма, наносимые на шейку горячего рельса, должны быть высотой 12 мм и углублены в тело на 0,8…1,5 мм. Расстояние между знаками должно быть 20…40 мм.

По мере наработки тоннажа в процессе эксплуатации в рельсах накапливаются различные повреждения, деформации, дефекты и т. д.

В настоящее время рельсы и колеса для подвижного состава железнодорожного транспорта изготавливаются из высокоуглеродистых перлитных сталей одного и того же класса с близким химическим составом частично на одном и том же, или на близких друг к другу металлургических предприятиях. Подавляющее большинство рельсов в процессе эксплуатации выходят из строя преимущественно из-за износа, смятия и усталости.

В результате многолетней работы проводимой ОАО «РЖД» по отношению к металлургическим предприятиям производящим рельсы, качество последних неуклонно повышается. В последние годы практически завершена реконструкция сталеплавильного производства на Нижнетагильском металлургическом комбинате и активно проводится модернизация производства на Новокузнецком металлургическом комбинате. Это позволило обоим предприятиям начиная с 2000 года полностью перейти на выпуск рельсов нового поколения по качеству стали, которая имеет отличия от рельсовой стали конца 90-х годов по следующим показателям:

• выходу 1 сорта в длине 25 метров 96-97 % против 76-78 %;
• длине строчек неметаллических включений 0,5 мм против 4-6 мм;
• улучшению прямолинейности рельсов;
• резкому уменьшению содержания вредных примесей и кислорода.

13 лет работы по ГОСТ Р 51685-2000 показали, что оба металлургических комбината успешно освоили выпуск рельсов категории Т1, а так же промежуточных между Т1 и В рельсов повышенной прямолинейности для скоростного совмещенного движения (СС), низкотемпературной надежности (НК и НЭ), а так же повышенной износостойкости и контактной выносливости (ИЭ и ИК), выпускаемых по специальным техническим условиям.

Однако, несмотря на достигнутые успехи, сравнение качества российских рельсов производства НТМК и НКМК с зарубежными образцами, показывает лидерство зарубежных образцов. Проведенные исследования показали, что 80%-ный ресурс наиболее представительных партий отечественного производства был равен 500 млн т пропущенного груза брутто. В этих же условиях эксплуатации, рельсы производства Японии и Франции показали ресурс 1000 млн.т груза брутто.

Общая ежегодная потребность в рельсах для сети железных дорог РФ составляет по оценкам около 600 тысяч тонн, а ежегодная потребность в рельсах категории В составляет около 400 тысяч тонн. Потребность в железнодорожных рельсах длиной 25 м и более составляет 90 % от общего объема поставок. Реализация всех намеченных металлургами и железнодорожниками планов позволит довести ресурс рельсов до 1000—1500 млн.т груза в прямых и до 300—700 млн.т в кривых участках пути.

Рельсы являются главнейшим элементом верхнего строения пути. Они предназначены:

• непосредственно воспринимать давление от колёс подвижного состава и передавать эти давления нижележащим элементам ВСП;
• направлять колеса подвижного состава при их движении;
• на участках с автоблокировкой служить проводником сигнального тока, а при электротяге обратного силового тока.

В настоящем стандарте применяют следующий термин с соответствующим определением: «Рельсы промышленные, имеющие потребительские качества, удовлетворяющие условиям эксплуатации на железнодорожных технологических путях предприятий и организаций различных отраслей народного хозяйства».

Стандартными и общепринятыми рельсами на всех дорогах мира являются рельсы широкоподошвенные.

Широкоподошвенный рельс состоит из трёх основных частей:

• головки
• подошвы
• шейки, соединяющей головку с подошвой.

Типы рельсов

Рельсы подразделяют:

• по типам:
  • Р43,
  • Р50,
  • Р65,
  • РП65 (для наружных нитей кривых участков пути),
• по категориям качества:
  • В — рельсы термоупрочненные высшего качества,
  • Т1, Т2 — рельсы термоупрочненные,
  • Н — рельсы нетермоупрочненные;
• по наличию болтовых отверстий:
  • с отверстиями на обоих концах,
  • без отверстий;
• по способу выплавки стали:
  • М — из мартеновской стали,
  • К — из конвертерной стали,
  • Э — из электростали;
• по виду исходных заготовок:
  • из слитков,
  • из непрерывно-литых заготовок (НЛЗ);
  • по способу противофлокенной обработки:
  • из вакуумированной стали, прошедшие контролируемое охлаждение,
  • прошедшие изотермическую выдержку.

для типа рельса   Р-43      Р-50      Р-65     РП-65     
Высота рельса      140       152       180       181	    
Высота шейки        71         83       105       105	     
Ширина головки    70         72         75         75	      
Ширина подошвы 114       132        150       150	     
Толщина шейки     14        16          18         18          

На сети дорог завершен переход к рельсам длиной 25 м не только прокатом новых на заводе, но и сваркой старогодных рельсов по длине 25 м. Рельсы прежней стандартной длины 12,5 м используют только как уравнительные на бесстыковом пути, при укладке стрелочных переводов и как инвентарные при сборке путевой решётки с железобетонными шпалами с последующей заменой их бесстыковыми рельсовыми плетями. Для укладки на внутренней нити кривых изготовляют укороченные рельсы длиной 24,84 и 24,92 м при 25-метровых рельсах и 12,42 и 12,46 12,5-метровых, а для бесстыкового пути — ещё и 12,38 м. Выпускаемые рельсы имеют круглые отверстия для болтов, такая форма выбрана по условиям увеличения прочности рельсов и упрощения технологии изготовления. Болтовые отверстия на концах рельсов просверливают перпендикулярно к вертикальной продольной плоскости рельсов; заусенцы и наплывы металла у болтовых отверстий и на торцах рельсов удаляют зачисткой. Предусмотрено снятие фаски глубиной 1…1,5 мм на кромках болтовых отверстий и по нижним кромкам головки рельсов. Концы рельсов должны быть отфрезерованы перпендикулярно продольной оси рельса; перекос торцов не должен быть более 1,0 мм при измерении в любом направлении. Расстояние от торца рельса до первого отверстия у рельсов Р65 равно 96 мм, между осями первого и второго отверстия — 220 мм и от оси второго до оси третьего — 130 мм; у рельсов Р50 эти расстояния составляют соответственно 66, 150 и 140 мм. Все эти расстояния имеют допуски +1 мм. Все новые рельсы маркируются на заводах, что обеспечивает контроль за качеством рельсов при их изготовлении и эксплуатации. Заводская маркировка рельсов делается постоянной (клеймение) и временной (красками).

На одной стороне, на средней линии шейки вдоль каждого рельса выкатываются выпуклые (не менее 1 мм) с плавным переходом к поверхности шейки цифры и буквы высотой от 30 до 40 мм в следующем порядке:

• обозначение предприятия-изготовителя (начальная буква названия завода):
  • К — Кузнецкий металлургический комбинат,
  • Т — Нижнетагильский металлургический комбинат;
• месяца — римскими цифрами и две последние цифры — года изготовления рельсов;
• типа рельсов;
• обозначение головного конца стрелкой.

На шейке вдоль оси каждого рельса (на той же стороне, где вы катаны выпуклые знаки) наносятся в горячем состоянии номер планки в 2—б местах по длине рельса на расстоянии не менее 1,0 м от его концов (номер плавки рельсов 1 группы должен начинаться с буквы П); обозначение порядкового номера рельса. Клейма, наносимые на шейку горячего рельса, должны быть вы сотой 12 мм и углублены в тело на 0,8…1,5 мм. Расстояние между знаками должно быть 20…40 мм. По окончании отделки рельсов на один торец рельса клеймением наносят:

• на торце головки инспекторские клейма — для рельсов I сорта один керн, один знак «Ключ и молоток», один знак «Серп и молот»;
• для рельсов II сорта два керна, два знака «Ключ и молоток»;
• на торце в нижней четверти шейки рельса — знак о закалке рельса К (если закалены только концы рельса) или З (если рельс закален по всей длине);
• на торце выше знака о закалке на шейке наносятся знаки головных и донных рельсов — I (рельс прокатан из головной части слитка) или Х (рельс прокатан из донной части слитка);
• на торец подошвы рельса — номер плавки, повторяя номер плавки, указанный на шейке вдоль рельса.

Для указания особенностей каждого рельса делают дополнительную маркировку рельсов красками. На принятые рельсы 1 сорта наносится маркировка обводкой приёмочных клейм по контуру головки несмываемой краской: голубого цвета у рельсов группы 1; белого цвета у рельсов группы II. Рельсы I класса обозначаются в верхней четверти рельса поперечной полосой фисташкового цвета, II класса — поперечной желтой полосой. На рельсах дополнительно указывается закалка. Вдоль «сырого» рельса на головке на расстоянии около 0,5 м от торца наносится полоса шириной около 20 мм голубого (рельсы I группы) или белого (рельсы II группы) цвета. Закалённый рельс обозначается вдоль рельса на расстоянии около 1 м от торца на шейке поперечной полосой шириной около 20 мм фисташкового цвета, а также вдавленным кольцом диаметром 15.. .20 мм на шейке с обозначением номера плавки. Рельсы I сорта в торце имеют закрашенную половину шейки и нижнюю часть подошвы красным («сырой» рельс) или зеленым («закаленный» рельс). На обоих торцах головки рельсов, не соответствующих требованиям стандарта, выбивается по три керна, а торцы их закрашиваются тёмно-синей несмываемой краской.

Маркировка снимаемых с пути старогодных рельсов делается белой краской на шейке рельса, обращенной внутрь колеи, на расстоянии около 1 м от левого стыка или торца (при нахождении человека внутри колеи лицом к маркируемому рельсу). Зимой может производиться временная маркировка мелом с последующим её возобновлением масляной краской. Маркировка состоит из знаков, определяющих группу годности рельсов. Рельсы I группы отмечаются одной вертикальной линией, группы II двумя линиями, III группы — тремя линиями, группы IV — тремя косыми крестами. На рельсах, подлежащих ремонту перед повторной укладкой в путь, дополнительно ставится знак тире и буква Р.

Примеры условного обозначения рельсов:

• типа Р43, категории Т1 из стали марки М76Т, длиной 12,5 м и 25м с тремя болтовыми отверстиями на обоих концах рельса:
  • Рельс Р43-Т1-М76Т-25-3/2 ГОСТ Р 7173-54
• типа Р50, категории Т1 из стали марки М76Т, длиной 12,5 м и 25м с тремя болтовыми отверстиями на обоих концах рельса:
  • Рельс Р50-Т1-М76Ц-25-3/2 ГОСТ Р 7174-75
• типа Р65, категории Т1, из стали марки М76Ф, длиной 12,5 м и 25м с тремя болтовыми отверстиями на обоих концах рельса и без болтовых отверстий:
  • Рельс Р65-Т1-М76-25Ф-25-3/2 ГОСТ Р 51685-2000
• типа РП65, категории В, из стали марки М76Ф длиной 12,5 м и 25м с тремя болтовыми отверстиями на обоих концах рельса и без болтовых отверстий:
  • Рельс РП65-В-М76Ф-25-3/2 ГОСТ Р 51685-2000

Рельсы изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке. Рельсы изготовляют из спокойной стали мартеновского, конверторного или электропечного производства.
 

 

Рельс типа Р-50
 

 

Рельс типа Р-65

 

Рельс типа РП-65