[03-2000] Требования к металлургам

[Admin]

На экспериментальном кольце ВНИИЖТа (станция Щербинка Московской дороги) состоялось 116-заседание межведомственной рельсовой комиссии. В ее работе приняли участие представители МПС, ВНИИЖТа, ЦНИИчермета, УИМ, служб пути некоторых дорог, специалисты многих металлургических предприятий и других причастных организаций.

Собравшиеся обсудили вопросы, связанные, главным образом, с качеством рельсов и скреплений. По этому показателю отечественные рельсы, которые еще не так давно были одними из лучших в мире, в последние годы уступают зарубежным. Участники совещания подробно проанализировали причины создавшегося положения и наметили меры по повышению качества продукции.

Публикуем подборку материалов, подготовленных на основе наиболее содержательных докладов, сделанных на рельсовой комиссии, и принятые рекомендации.

Требования к металлургам

Устойчивая работа железнодорожного транспорта во многом зависит от качества и количества поставляемых рельсов. Поэтому главное требование МПС к металлургическим комбинатам — это неукоснительное выполнение ежемесячных заказов всех дорог. К сожалению, в 1999 г. с ритмичными поставками рельсов с обоих меткомбинатов дело обстояло неблагополучно.

На сети дорог продолжает оставаться высоким удельный выход рельсов из строя по контактноусталостным дефектам. В 1997—1998 гг. упомянутый показатель был на уровне 1974—1984 гг. В конце 80-х годов за счет широкого применения рельсов первой группы качества по ГОСТ 24180 он снизился с 10—11 шт/млрд. т до 5—6, т.е. в 2 раза. Однако в последующие годы в основном из-за снижения качества рельсов, в том числе и первой группы, количество их отказов вновь увеличилось до 9—12 шт/млрд. т. Доля контактно-усталостных отказов рельсов существенна как в звеньевом, так и в бесстыковом пути. Следовательно, важнейшая задача металлургов — повышение чистоты рельсовой стали, кардинальное улучшение технологии ее производства.

Качество рельсов, поставляемых Кузнецким и Нижнетагильским комбинатами, уступает лучшим зарубежным образцам и не отвечает условиям эксплуатации на Российских дорогах. Эта проблема особенно обострилась в последнее время, когда министерство путей сообщения на ряде направлений начало вводить скоростное движение пассажирских поездов. Такое положение сложилось потому, что в 80—90-х годах ведущие зарубежные фирмы провели коренную реконструкцию сталеплавильных и рельсопрокатных цехов, в то время как отечественные металлургические комбинаты последнюю реконструкцию рельсового производства сделали в 70—80-х годах. Она была связана с освоением объемной закалки рельсов на КМК и выпуском комплексно раскисленных рельсов первой группы на обоих меткомбинатах.

Для обеспечения необходимого сопротивления контактной усталости и боковому износу рельсы надо изготавливать из чистой стали (содержание кислорода в ней не должно превышать 0,02 %, алюминия — 0,005 %, серы и фосфора — 0,25 %) и подвергать термическому упрочнению на большую глубину. При этом содержание хрома в рельсовой стали должно составлять 0,4—0,6 %, твердость на глубине вплоть до 10—15 мм — НВ 370—390, временное сопротивление — превышать 130 кгс/мм2.

Для выполнения этих важнейших требований нужна коренная реконструкция по всему технологическому циклу производства рельсов на КМК и НТМК:

переход от мартеновских печей при выплавке рельсовой стали к кислородным конверторам или электропечам;

внедрение внепечного рафинирования на установках «печь—ковш», вакуумирования и непрерывной разливки;

реконструкция рельсопрокатного производства со строительством методических печей с шагающими балками для нагрева заготовок, установок для гидросбива окалины; оснащение прецизионными вальцетокарными станками, новыми роликоправильными машинами, установками для закалки рельсов с прокатного или отдельного нагрева с дифференцированным охлаждением головки и подошвы сжатым воздухом или потоками воды, новым механическим оборудованием для отделки торцов рельсов и упрочнения болтовых отверстий.

Некоторые эти работы уже начались (особенно на НТМК), но проводятся они медленно и далеки от завершения.

На КМК и НТМК требуется коренная реконструкция участков для сплошного неразрушающего контроля качества рельсов с целью выявления внутренних и внешних дефектов с помощью ультразвуковых и токовихревых установок, а также для проверки прямолинейности рельсов лазерным или другим аналогичным по своим возможностям методом. Пока что на комбинатах действует только ультразвуковой контроль в зоне проекции шейки, на КМК разработано оригинальное устройство «Элекон» для проверки прямолинейности.

Принимаемые министерством и железными дорогами меры по снижению интенсивности износа гребней колесных пар и бокового износа рельсов позволили в значительной степени уменьшить остроту этой проблемы. Износ гребней локомотивных колес на дорогах снижен в среднем в 3—5 раз, а по лимитирующим депо — в 5—10 раз. За 1997—1998 гг. число вагонов в текущем отцепочном ремонте, вызванном износом гребней, уменьшилось в 1,6 раза. Несмотря на то, что новые колеса не закупают, количество неисправных по колесным парам грузовых вагонов сократилось с 40 тыс. до 8,2 тыс.

Выход рельсов по боковому износу на 1 млрд. т пропущенного груза стал меньше в 1998 г. по сравнению с 1995 г. в 3 раза. По состоянию на 01.01.99 в пути находилось 252 км рельсов со сверхнормативным боковым износом, что в 5,2 раза ниже, чем на 01.01.95. На 19 % меньше заменили остряков и рамных рельсов стрелочных переводов из-за бокового износа. Вместе с тем удельное изъятие рельсов типа Р65, связанное с боковым износом, в 1998 г. составило 8,8 шт/млрд. т, что в 9—15 раз больше, чем в 1976—1986 гг. Следовательно, повышение износостойкости рельсов продолжает оставаться одной из основных задач. Для ее решения МПС расширяет применение лубрика-ции рельсов и колес. Во ВНИИЖТе выполняются исследования по снижению износа рельсов периодическими шлифовками головок в кривых. Что касается металлургов, то они должны увеличить поставки рельсов из заэвтектоидной стали с твердостью головки 370—388 НВ, в том числе типа Р65К, повысить среднюю твердость головки рельсов и исключить выход рельсов второго класса из-за ее низкого значения.

Анализ данных об изъятии рельсов показывает, что примерно 20 % их отказов в звеньевом пути и около 15 % в бесстыковом происходит по трем дефектам: 17, 52 и 53. При этом средняя наработка таких рельсов равна 200—300 млн. т груза. В большинстве случаев причиной образования трещин и выколов металла являются отступления в устройстве фасок на болтовых отверстиях и торцах рельсов. Ускоренному развитию указанных дефектов способствуют нарушения при сборке и содержании стыков — просадки, зазоры, плохое закрепление накладок, несвоевременная замена выходящих из строя элементов скреплений на пристыковых шпалах. Для снижения отказов по перечисленным дефектам металлурги обязаны существенно улучшить качество отделки концевых участков рельсов. А МПС для улучшения содержания стыков будет принимать соответствующие меры, в том числе вводить более жесткие штрафные санкции за отступления в состоянии стыков.

Постановлением расширенной коллегии МПС от 16.03.99 предусмотрен прирост бесстыкового пути в 1999—2005 гг. по 2,4 тыс. км ежегодно. Надежность бесстыкового пути выше, чем звеньевого. Прогрессивная конструкция лучше обеспечивает безопасность движения и повышение скоростей, прежде всего, пассажирских и ускоренных грузовых поездов при одновременном снижении эксплуатационных расходов. Число уравнительных пролетов намечено сокращать за счет удлинения плетей и установки изолирующих стыков из высокопрочных стеклопластиковых накладок. Но и в этом случае количество сварных стыков будет увеличиваться. Поэтому важно улучшать надежность таких стыков и прямолинейность головки рельсов в зоне сварки.

В настоящее время средний тоннаж отказов сварных стыков в бесстыковом пути составляет около 270 млн. т для рельсов НТМК и 180 млн. т — для рельсов КМК. Доля отказов рельсов по дефектам сварки соответственно составляет в среднем около 20 и 30 %. Для повышения надежности и прямолинейности сварных стыков в РСП необходимо внедрить современное сварочное и отделочное оборудование, включая измерительные системы. Принимаются меры по созданию отечественных и приобретению зарубежных машин типа «Страйт» для выправки рельсов в зоне стыков. Но задача не может быть решена, если металлурги будут продолжать поставлять рельсы с недопустимыми концевыми неровностями, особенно с «понурыми» концами.

Почти все рельсы типа Р65, изготовленные на КМК и НТМК, по величине неровностей на поверхности катания не отвечают требованиям ГОСТ (0,5 мм на 1 м). Эти неровности достигают от 0,6 до 1 мм на 1 м. Силы динамического взаимодействия пути и подвижного состава при таких рельсах в 2—3 раза выше, чем при рельсах зарубежного производства.

Во время эксплуатации пути такие неровности растут, причем тем быстрее, чем больше их первоначальная глубина. Для улучшения геометрического качества рельсов на дорогах работает шесть рельсошлифовальных поездов фирмы «Спено», в дальнейшем планируется и совместное с этой фирмой производство указанных поездов на Калужском заводе «Ремпутьмаш».

Однако одних только усилий МПС для упорядочения геометрического качество рельсов явно недостаточно. За один проход РШП снимает слой металла от 0,15 до 0,2 мм, и для ликвидации коротких неровностей необходимо 5—7 проходов. У новых рельсов Р65 (КМК и НТМК) наиболее часто встречаются неровности (до 50 % от общего их числа) длиной от 2,8 до 3,2 м, которые практически не удаляются при шлифовании, потому что длина рабочей базы шлифовальной тележки меньше длины волны. Достичь хорошего геометрического качества рельсов, а, следовательно, в 1,5—2,0 раза продлить их долговечность можно только совместными усилиями металлургов и железнодорожников.

На наших дорогах уже давно применяется шлифовка рельсов рельсошлифовальными вагонами с брусковыми неподвижными абразивами. Съем ими металла в вертикальной плоскости незначительный. За весь срок службы рельсов высота их головки в результате шлифовки уменьшается не более чем на 1,0—1,5 мм. Ранее почти не применялся комплексный ремонт старогодных рельсов в стационарных условиях с использованием профильной строжки, шлифовки или фрезеровки их головки. Несмотря на то, что высота рельса Р65 меньше на 4—6 мм, чем у аналогичных по погонной массе зарубежных рельсов, хватало запаса металла головки (высоты головки) на смятие, износ, шлифовку, ремонт и последующую эксплуатацию после ремонта.

В современных условиях интенсивно внедряется многократная профильная шлифовка рельсов в пути с целью доведения их срока службы при первой укладке до 1,2—1,5 млрд. т, РСП оснащаются продольно-строгальными, шлифовальными и фрезерными станками для профильной обработки старогодных рельсов. Поэтому недостаточная высота головки не позволит полностью реализовать ресурс работоспособности рельса Р65. От металлургов требуется организация выпуска рельсов типа Р65Ш с. увеличенной на 2—4 мм высотой головки.

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Путь и путевое хозяйство".

Перенес: Admin