تقنية تخفيف الضغط والتخلص من التوتر-وضمان أداء التثبيت طويل الأمد للمشابك المرنة
ما هي آلية توليد تخفيف التوتر في القضبان المرنة؟
آلية توليد استرخاء الإجهاد للقضبان المرنة هي ذلكتحت تأثير الإجهاد المستمر-على المدى الطويل، تخضع البنية الدقيقة داخل القضبان المرنة لتغيرات بطيئة، مما يؤدي إلى التوهين التدريجي للإجهاد المرن. بعد التثبيت، يكون الشريط المرن في حالة من التشوه المرن المستمر، مع وجود ضغط متبقي مرتفع في الداخل. في ظل التأثيرات المزدوجة لحمل اهتزاز القطار وتغيرات درجة الحرارة المحيطة، ستخضع الحبوب المجهرية لحركة انزلاق وخلع بطيئة. تعمل هذه الحركة المجهرية على تحويل التشوه المرن للشريط المرن تدريجيًا إلى تشوه بلاستيكي، وينخفض الضغط المرن وفقًا لذلك، والذي يتجلى في التوهين المستمر لقوة التثبيت. يرتبط معدل استرخاء الإجهاد ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحرارة: فكل زيادة بمقدار 10 درجات في درجة الحرارة، يزيد معدل الاسترخاء بمقدار 1-2 مرة، وبالتالي فإن مشكلة استرخاء الشريط المرن تكون أكثر وضوحًا في المناطق ذات درجة الحرارة المرتفعة. بالإضافة إلى ذلك، فإن عناصر الشوائب (مثل الكبريت والفوسفور) في مادة القضيب المرنة ستسرع من انزلاق الحبوب وتزيد من معدل الاسترخاء، وهو أيضًا سبب مهم لارتفاع معدل الاسترخاء للقضبان المرنة المصنوعة من الفولاذ الزنبركي العادي. عندما يتطور تخفيف الضغط إلى حد معين، ستكون قوة التثبيت للشريط المرن أقل من قيمة التصميم، والتي لا يمكن أن تقيد السكة بشكل فعال وتتسبب في مخاطر محتملة على سلامة الخط.
ما هي مقاييس تحسين صيغة المواد الأساسية لتثبيط استرخاء الإجهاد في القضبان المرنة؟
التدابير الأمثل صيغة المواد الأساسية لتثبيط استرخاء الإجهاد من القضبان المرنةباستخدام فولاذ زنبركي منخفض السبائك- والتحكم بدقة في محتوى عناصر السبائكلتحسين الأداء المضاد-للارتخاء للمادة. تختار المادة الأساسية سبائك فولاذ زنبركية منخفضة -60Si2CrVA. بالمقارنة مع الفولاذ العادي 60Si2Mn، تضيف هذه المادة عناصر سبائك الكروم (Cr) والفاناديوم (V). يمكن أن يقوم الكروم بتنقية الحبوب، وتحسين قوة الخضوع وصلابة المادة، وتقليل احتمالية انزلاق الحبوب؛ يمكن للفاناديوم أن يشكل كربيدات مستقرة، وحدودًا حبيبية، ويعيق حركة الخلع، ويقلل بشكل كبير من معدل استرخاء الإجهاد. يجب التحكم بدقة في محتوى عناصر السبائك: محتوى الكروم 0.9%-1.2%، محتوى الفاناديوم 0.15%-0.25%، محتوى السيليكون 1.4%-1.6%. سيؤدي المحتوى العالي من السبائك بشكل مفرط إلى زيادة هشاشة المادة، في حين أن المحتوى المنخفض بشكل مفرط لا يمكن أن يحقق التأثير المثالي المضاد للاسترخاء. وفي الوقت نفسه، يجب التحكم بشكل صارم في محتوى عناصر الشوائب مثل الكبريت والفوسفور: محتوى الكبريت أقل من أو يساوي 0.02%، محتوى الفوسفور أقل من أو يساوي 0.025%، لتجنب عناصر الشوائب التي تلحق الضرر باستقرار بنية الحبوب. يمكن للشريط المرن المصنوع من المادة المحسنة التحكم في معدل تخفيف الضغط لمدة 1000 ساعة أقل من 3%، وهو أقل بكثير من 10% من المواد العادية.
ما هي النقاط الرئيسية لعملية المعالجة الحرارية لتثبيط استرخاء الإجهاد للقضبان المرنة؟
تعتمد النقاط الرئيسية لعملية المعالجة الحرارية لتثبيط استرخاء الإجهاد للقضبان المرنة على عملية -ثلاث مراحلالتبريد + المعالجة المتوسطة - لتلطيف درجة الحرارة + معالجة التثبيتللسيطرة بدقة على البنية المجهرية. تعتمد عملية التسقية التبريد بالزيت: قم بتسخين الشريط المرن إلى 860-880 درجة، وأبقه دافئًا لمدة 30-40 دقيقة، وأوستنيت المادة بالكامل ثم قم بتبريدها بسرعة للحصول على بنية مارتنسيت موحدة. يجب أن تصل الصلابة بعد التبريد إلى HRC58-62، مما يضع الأساس لأداء مضاد-للارتخاء. تعمل عملية التقسية بدرجة الحرارة المتوسطة على تسخين الشريط المرن إلى 420-440 درجة، وتبقيه دافئًا لمدة 2-3 ساعات، وتحول بنية المارتينسيت إلى تروستايت مقسى، والذي يتمتع بقوة عالية وصلابة عالية ويمكنه مقاومة استرخاء الضغط بشكل فعال. سوف تؤدي درجة الحرارة المرتفعة بشكل مفرط إلى تقليل الصلابة، في حين أن درجة الحرارة المنخفضة بشكل مفرط ستؤدي إلى عدم كفاية الصلابة والكسر الهش. يعد علاج التثبيت هو الخطوة الأساسية لمنع استرخاء الإجهاد: تسخين الشريط المرن إلى 150-180 درجة، وإبقائه دافئًا لمدة 10-12 ساعة، ومحاكاة حالة الإجهاد للخدمة طويلة الأجل، وتعزيز الإطلاق المبكر للإجهاد الداخلي المتبقي، وتقليل استرخاء الضغط أثناء الخدمة. يمكن للقضيب المرن المعالج بالمعالجة الحرارية ثلاثية المراحل تحسين الأداء المضاد للاسترخاء بأكثر من 50% والحفاظ على قوة التثبيت المستقرة لفترة طويلة.
ما هي المتطلبات المختلفة للأداء المضاد-للارتخاء للأشرطة المرنة لأنواع الخطوط المختلفة؟
يتم تحديد المتطلبات المختلفة للأداء المضاد-للاسترخاء للأشرطة المرنة لأنواع الخطوط المختلفة بشكل أساسي وفقًا لثلاثة مؤشرات أساسية:إجمالي وزن المرور السنوي وسرعة التشغيل ودرجة الحرارة المحيطة. تتمتع-السكك الحديدية عالية السرعة بسرعة تشغيل عالية للقطار وتردد اهتزاز عالي، لذا فهي تتمتع بأعلى المتطلبات للأداء المضاد-للارتخاء للقضبان المرنة: معدل تخفيف الضغط لمدة 10-سنوات أقل من أو يساوي 5%، وتوهين قوة التثبيت أقل من أو يساوي 10%. يجب استخدام القضبان المرنة المصنوعة من مادة 60Si2CrVA والمعالجة بالتثبيت للتكيف مع بيئة الخدمة ذات الاهتزازات عالية التردد-. تتميز خطوط السكك الحديدية الثقيلة- بحمل كبير على محور القطار ومتطلبات عالية لقوة التثبيت: معدل تخفيف الضغط لمدة 15-عام أقل من أو يساوي 8%، وتوهين قوة التثبيت أقل من أو يساوي 15%. يجب أن تكون قوة التثبيت الأولية للقضبان المرنة أكبر من أو تساوي 12 كيلو نيوتن، ويمكن أن تكون المادة 60Si2CrVA أو 55SiCr لضمان قدرتها على تحمل أحمال تأثير النقل الثقيلة. تتمتع السكك الحديدية ذات السرعة العادية بوزن مرور إجمالي سنوي منخفض، وبالتالي فإن متطلبات الأداء المضاد للاسترخاء للقضبان المرنة تكون فضفاضة نسبيًا: معدل تخفيف الضغط لمدة 20 عامًا أقل من أو يساوي 10٪، وتوهين قوة التثبيت أقل من أو يساوي 20٪. يمكن اختيار القضبان المرنة المصنوعة من مادة 60Si2Mn لتحقيق التوازن بين الأداء والاقتصاد. تتمتع خطوط مترو الأنفاق للنقل بالسكك الحديدية في المناطق الحضرية بدرجة حرارة ثابتة ولكن يتم تشغيلها وتوقفها بشكل متكرر وأوقات اهتزاز عديدة: معدل تخفيف الضغط لمدة 15 عامًا أقل من أو يساوي 7٪. يجب استخدام القضبان المرنة المعالجة بالتثبيت لتجنب الاسترخاء المتسارع الناتج عن الاهتزازات المتكررة.
ما هي طرق الكشف ومعايير القبول لأداء تخفيف الضغط للقضبان المرنة؟
تستخدم طريقة الكشف عن أداء استرخاء الإجهاد للقضبان المرنة بشكل أساسي أآلة اختبار الاسترخاء والضغطوفقًا لمعيار GB/T 10120-2013، ويجب أن تتوافق معايير القبول مع معايير TB/T 3013-2015 الخاصة بالقضبان المرنة للسكك الحديدية. أثناء الكشف، قم بتثبيت الشريط المرن على أداة تثبيت خاصة، وقم بتطبيق ضغط ثابت يعادل قوة التثبيت الأولية، واضبط درجة حرارة الاختبار على 120 درجة (درجة حرارة الشيخوخة المتسارعة)، واختبر لمدة 1000 ساعة، وسجل قيمة الإجهاد في نقاط زمنية مختلفة، وحساب معدل استرخاء الإجهاد. ينص معيار القبول على أن يكون معدل تخفيف الضغط لمدة 1000-ساعة للقضبان المرنة للسكك الحديدية عالية السرعة-أقل من أو يساوي 3%، وللسكك الحديدية الثقيلة أقل من أو يساوي 5%، وللسكك الحديدية ذات السرعة العادية أقل من أو يساوي 8%. في الوقت نفسه، يجب إجراء اختبار قوة التثبيت في درجة الحرارة العادية: يجب أن تصل قوة التثبيت الأولية للشريط المرن إلى 100%-110% من قيمة التصميم، وبعد اختبار الاسترخاء لمدة 1000 ساعة، يجب أن يكون معدل الاحتفاظ بقوة التثبيت أكبر من أو يساوي 90%. نسبة أخذ العينات للكشف هي 10 أشرطة مرنة لكل دفعة. إذا كان الشخص غير مؤهل، فسيتم إجراء أخذ عينات مزدوجة؛ إذا كانت لا تزال غير مؤهلة، فسيتم الحكم على مجموعة القضبان المرنة بأنها غير مؤهلة. بالإضافة إلى ذلك، يجب إجراء اختبار أداء الكلال: بعد اهتزازات 2×10⁷، يجب ألا يكون للقضيب المرن أي كسر أو تشوه، ويجب أن يكون معدل الاحتفاظ بقوة التثبيت أكبر من أو يساوي 85%.