О рельсах и их производстве

Всё о рельсах и их производстве

Железная дорога и железнодорожный транспорт стали неотъемлемой частью нашей жизни. Стальные вагоны перевозят пассажиров и груз по всему миру уже с 1825 года, а в России первые пути появились в 1837 году. Но транспортировка была бы невозможна без одной важной составляющей железной дороги – рельсов!

Рельса – это специальная балка из стали, которую укладывают на опоры, в результате чего появляется путь для передвижного состава пассажирского или грузового типа. Но рельсы используются не только для прокладывания дорог поездам, трамваям и в метро.

Рельсовая укладка так же используется в шахтах, карьерах и применяется для кранового оборудования. Даже в кинематографе используются облегченные специальные рельсы для передвижения съёмочного оборудования!

Процесс изготовления и материалы

Изготавливается данное металлоизделие из углеродистой стали. Именно такой вид сплава выбран неспроста: углерод в составе значительно повышает прочность, твёрдость и износостойкость металлопроката, делая его надёжным и долговечным. Без таких характеристик в данной области невозможно обойтись, так как рельсам приходится регулярно выдерживать колоссальные нагрузки, создаваемые многотонными передвижными составами.

Помимо углерода в сплаве присутствуют:

Марганец – направлен на придание ещё большей твердости, в отличие от углерода, за концентрацией которого нужно тщательно следить, он не повышает хрупкость стали, а напротив способствует повышению её вязкости, что позволяет рельсе выдерживать механические нагрузки;
Кремний так же направлен на увеличение крепкости и устойчивости к износу;
Мышьяк аналогичен кремниевой легирующей добавке, однако его высокая концентрация может уменьшить ударную вязкость;
Ванадий, титан и цирконий металлические легирующие добавки к сплаву, которые выступают в роли улучшителей структуры всего сплава. Титан так же повышает устойчивость к коррозионным процессам и делает сталь менее восприимчивой к негативным факторам окружающей среды.

Но стоит помнить и о вредных примесях, за содержанием которых тщательно следят специалисты, внимательно изучая составы всего используемого в производстве сырья:

Фосфор делает рельсы более хрупки при пониженных температурах;
Сера провоцирует трещины в процессе механического воздействия и активного трения о поверхность балки.

Однако важно знать, что не только благодаря составу стального сплава рельса становится такой устойчивой и надёжной – огромную роль играет правильная обработка изделия.

Структура стальной рельсы представляет собой перлит, являющийся эвтектоидной смесью двух фаз с ферритными вкраплениями. Необходимые твёрдость, сопротивляемость изнашиванию при нагрузках и оптимальная вязкость создаются в процессе закалки при повышенных температурах. Благодаря этому достигается однородная структура изделия.

Структура, назначение, виды

Как ни странно, но профильный вид рельсов не был таким, каким бы привыкли видеть его сейчас, в самом начале зарождения железнодорожной индустрии. Первыми видами были:

Грибовидные;
В виде уголка;
С двумя головками;
С широкими подошвами и некоторые другие.

Сам рельс состоит из головки, подошвы и шейки, последний элемент соединяет между собой первые два. Поверхность головки, по которой как раз происходит прокат состава, делается несколько выпуклой. Это делается для равномерной передачи давления, создающегося при нагрузке от проезжающего состава.

Сегодня также используются различные и эффективные виды рельсов, к ним относятся:

Тип	Характеристика
Ж/Д с узкой колеей	Ими укладываются шахтовые и ж/д пути узкой колеи.
Для рудников, для проводников шахт	Звеньевые бесстыковые дороги с широкими колеями, а также для изготовления стрелочных переводов (СП).
Для промышленных предприятий	Широкие колеи и стрелочные переводы на промышленных предприятиях.
Крановые	Подкрановые пути.
Для железных дорог	Звеньевые и бесстыковые пути с широкой колеей, также для СП.
Рамные	Для соединений и пересечений ж/д путей.
Контруголок (охранные рельсы)	Верхние конструкции путей.
Остряковые	Задействуются в изготовлении конструкций верхнего строения железных дорог, СП промышленных предприятий и круговых рельс опорно-поворотных механизмов у экскаваторов.
Желобчатые (трамвайные)	Трамвайные пути.
Усовиковые	Крестовины с непрерывной поверхностью наката.