Рельсы – это металлические балки, изготовленные из углеродистой стали. Конструкция укладывается на специализированные шпалы. Рельсы применяются для построения железнодорожных путей. Они изготавливаются в соответствии с ГОСТ для каждого вида.
Главная функция конструкции – направление колес железнодорожного транспорта. Рельсы принимают на себя нагрузку и распределяют ее на нижние элементы пути. В зонах, где необходима электрическая тяга, они играют роль проводника тока. В местах с автоблокировкой рельсы служат проводником.
Материал изготовления
Самый распространенный материал для изготовления металлоконструкции – углеродистая сталь. Качество металла зависит от его химического строения, микро- и макроструктуры. Наличие углерода в рельсе повышает ее надежность и увеличивает срок эксплуатации, но чрезмерное содержание углерода в металлоконструкции, наоборот, повышает хрупкость рельсы. Поэтому при добавлении этого элемента следует позаботиться о максимальной прочности и надежности стали.
Можно дополнительно улучшить качество углеродистой стали. Например, обработать ее марганцем. Это увеличит эксплуатационный срок рельсов, сделает их более вязкими и устойчивыми к механическим повреждениям. Кремний повысит твердость материала и его устойчивость к износу. Для улучшения качественных характеристик стали можно также использовать титан, цирконий и ванадий.
Нельзя добавлять серу или фосфор, так как они делают сталь хрупкой и ломкой. Рельсы, изготовленные из этих веществ, подвержены трещинам и разломам.
Для микроструктуры материала используют перлит, который по форме напоминает пластины с ферритом. Однородный состав стали получается при ее обработке в условиях высокой температуры. Такой метод повышает жесткость, вязкость, стойкость к износу, надежность и эксплуатационный срок металла. Макроструктура должна быть однородной, без лишних элементов.
Физические характеристики рельсов
За все время существования рельсов их делали разной формы: двухголовые, в виде гриба, угловые и другие.
Современные рельсы делают широкоподошвенными. Конструкция состоит из головки, подошвы и шейки, которая соединяет две другие части. Центральную часть делают выпуклой, чтобы она могла принимать на себя нагрузку с колес железнодорожного транспорта. Места соединений имеют плавную форму. Чтобы снять напряжение с шейки, ее делают кривой. Чем шире подошва рельсов, тем больше ее боковая устойчивость.
Для Российской Федерации рельсы принято делать стандартной длины:
Конструкции меньшей длины делают для неровных участков железной дороги. Чем длиннее рельс, тем меньше ее износ и сопротивление железнодорожного транспорта.
Рассчитывая мощность материала, учитывают его удельный вес на 1 метр рельс.
Шпалы – это важный крепежный элемент в конструкции. Их производят из дерева, железобетона, пластика и стали.
Рассчитывая стоимость конструкции, учитывают ее удельный вес, ширину, длину, твердость и устойчивость к износу.
Требования к рельсам
Типы рельсов
Классификация рельсов зависит от загруженности линий и средней скорости транспорта, передвигающегося по ним. Например, массивный рельс большого веса снижает затраты на обслуживание линии (за счет увеличения ее эксплуатационного срока) и благотворно влияет на износостойкость шпал.
Выделяют следующие виды рельсов:
Выделяют и другие виды рельс. Их классифицируют по:
От данных характеристик зависит цена на рельсы.
Условные обозначения
Каждый рельс обязательно маркируют. Маркировка состоит из букв и цифр, каждая из которых обозначает ту или иную характеристику конструкции. Например:
Месяц изготовления обозначается римскими цифрами, год – арабскими. Маркировку наносят несмываемой краской голубого, фисташкового, желтого или белого цвета.
Приобрести рельсы любого вида можно в ООО «Череповецком заводе металлоконструкций». Мы работаем более 55 лет и за это время заслужили безупречную репутацию. Для производства конструкций используем исключительно качественные материалы, которые обрабатываем в собственных цехах.
В команде Череповецкого завода работают 120 опытных специалистов, которые с ответственностью подходят к своему делу. Мы изготавливаем детали на современном оборудовании, что позволяет гарантировать высокое качество и надежность изделий. В процессе работы мы строго соблюдаем все государственные стандарты.
Каждому клиенту наш завод предлагает:
Помимо продажи металлоконструкций, мы осуществляем диагностику оборудования, проектирование технических документов, доставку готовой продукции заказчику.
Оформить заказ можно онлайн или по телефону 8-(800)-222-04-45.
На какие группы подразделяются рельсы и в чем их различия
Рельсы относятся к числу важнейших и наиболее дорогостоящих элементов железнодорожного пути. Максимально возможное продление срока их службы, оптимизация расходов по текущему содержанию и замене рельсов являются ключевыми составляющими стратегии обеспечения работоспособности инфраструктуры.
Рельсы изготавливаются в соответствии с ГОСТ Р 51685-2013 «Рельсы железнодорожные. Общие технические условия» (EN 13674-1:2011, NEQ), а также техническими условиями, согласованными ОАО «РЖД».
Рисунок 1.1 Рельсы железнодорожные
Рисунок 1.1 Рельсы железнодорожные
Классификация рельсов для железных дорог РФ
Рисунок 1.2 Основные размеры поперечного сечения рельса
Рисунок 1.2 Основные размеры поперечного сечения рельса
Таблица 1.1 Основные размеры поперечного сечения рельсов (в миллиметрах)
Размер поперечного сечения
Обозначение
Значение размера для типа рельса
Р50
Р65
Р65K
Р75
Высота рельса
H
152,00
180,00
181,00
192,00
Высота шейки
h
83,00
105,00
105,00
104,4
Ширина головки
b
72
75
75
75
Ширина головки поверху на уровне 13 мм от поверхности катания, мм
69,6
72,2
72,2
71,3
Ширина подошвы
B
132,00
150,00
150,00
150,00
Толщина шейки
e
16,00
18,00
18,00
20,00
Высота пера подошвы
m
10,50
11,2
11,2
13,5
Нормы по отклонению формы поверхности катания от номинальной не распространяются на рельсы типа Р65К.
Рисунок 1.3 Рельс типа Р50
Рисунок 1.3 Рельс типа Р50
Рисунок 1.4 Рельс типа Р65
Рисунок 1.4 Рельс типа Р65
Рисунок 1.5 Рельс типа Р65К
Рисунок 1.5 Рельс типа Р65К
Рисунок 1.6 Рельс типа Р75
Рисунок 1.6 Рельс типа Р75
Срок службы железнодорожных рельсов зависит от качества рельсовой стали и качества изготовления рельсов, а также от эксплуатационных характеристик пути (плана и профиля пути), осевой нагрузки, типа обращающегося подвижного состава, скоростей движения поездов, климатических условий.
Срок службы рельсов определяется уровнем одиночного их изъятия. В соответствии с Положением о системе ведения путевого хозяйства ОАО «РЖД» срок службы термоупрочненных рельсов типа Р65 должен быть не менее 100% от нормативного срока (не менее 700 млн т брутто для бесстыкового пути, не менее 600 млн т брутто – для звеньевого пути). Срок службы рельсов категории «В» (ДТ350СС) должен составлять не менее 1100 млн т брутто.
Маркировка рельсов
Интерактивная схема 1.1 Маркировка рельса
Обозначение предприятия-изготовителя (начальная буква названия завода: К – Кузнецкий металлургический комбинат, Т – Нижнетагильский металлургический комбинат и т.д.)
Месяц – римскими цифрами
Год изготовления рельсов (последние две цифры)
Обозначение головного конца стрелкой (острие стрелки указывает на передний конец рельса по ходу прокатки)
Дополнительная маркировка: не более четырех знаков в виде выпуклых точек
На средней части шейки с одной стороны каждого рельса выкатывают выпуклую маркировку.
Маркировку выкатывают с периодичностью не более 4 м по длине рельсов. На рельсах с болтовыми отверстиями маркировка не должна располагаться на расстоянии менее 0,6 м от торцов рельса. Маркировочные знаки должны быть высотой от 20 до 25 мм и выступать на расстояние от 0,6 до 1,3 мм с плавным переходом к поверхности шейки. Допускается дополнительно выкатывать не более четырех знаков в виде выпуклых точек диаметром от 2 до 3 мм высотой около 1 мм и выпуклых линий длиной до 80 мм.
Рисунок 1.7 Выпуклая маркировка
Рисунок 1.7 Выпуклая маркировка
Маркировка, наносимая клеймовочной машиной
На средней части шейки каждого рельса со стороны, противоположной выпуклой маркировке (а на рельсах до 2010 года изготовления – на той же стороне), в горячем состоянии клеймовочной машиной наносят вдавленную маркировку:
Маркировку наносят на расстоянии более 1 м от торца рельса с периодичностью не более 12,5 м по длине рельсов (для рельсов длиной до 12,52 м – не менее чем в одном месте). Расстояние между знаками за исключением пробела должно быть от 20 до 40 мм.
Маркировочные знаки должны иметь высоту около 16 мм, глубину от 0,4 до 1,5 мм, угол наклона около 10° к вертикальной оси рельса. Знаки должны быть четкими, без острых очертаний контуров и вершин. Не допускается наносить и исправлять клеймением в холодном состоянии маркировочные знаки, нанесенные горячим клеймением. Дополнительно на объемно-закаленных рельсах по шейке нанесен знак «О».
Рельсы, соответствующие требованиям безопасности и прошедшие процедуру подтверждения соответствия, должны иметь маркировку единым знаком обращения продукции на рынке государств – членов Таможенного союза.
Маркировка единым знаком обращения осуществляется перед выпуском рельсов в обращение на рынке. Единый знак обращения наносится на каждый рельс в холодном состоянии любым способом, исключающим образование концентраторов напряжений на поверхности рельса и обеспечивающим четкое и ясное изображение в течение всего срока службы рельсов.
Эксплуатация рельсов, гарантии качества и надежности рельсов
Рельсы, уложенные в путь, должны безотказно работать в течение времени, определяемого количеством перевезенного по ним груза в соответствии с требованиями к качеству рельса.
В договор на поставку новых рельсов включаются условия гарантии их качества, которые являются определяющими при проведении претензионной работы. Порядок предъявления претензий (рекламаций) на рельсы определен «Условиями гарантии на железнодорожные рельсы и порядком рекламационно-претензионной работы по гарантийным случаям». Гарантии распространяются на рельсы, выпущенные до и после 1.10.2010 г.
Таблица 1.2 Гарантийная наработка различных типов и категорий железнодорожных рельсов, выпущенных после 1 октября 2010 г.
Тип рельсов
Категория рельсов
Норма гарантийной наработки, млн т брутто
В прямых участках пути и кривых R > 650 м
В кривых участках пути R Примечание
В – рельсы, термически упрочненные высшего качества ГОСТ Р 51685–2000,
Т1 – термически упрочненные рельсы, выпускаемые по ГОСТ Р 51685–2000,
СС – рельсы для скоростного совмещенного движения,
НЭ, НК – рельсы низкотемпературной надежности,
ИК – рельсы повышенной износостойкости и контактной выносливости.
ДТ350 – рельсы дифференцированно термоупрочненные ГОСТ Р 51685–2013, ГОСТ Р 51685–2000, ТУ 0921–276–01124323–2012 [8], ТУ 0921–231–01124323–2014
ДТ350СС – рельсы дифференцированно термоупрочненные для скоростного совмещенного движения ГОСТ Р 51685–2013, ГОСТ Р 51685–2000, ТУ 0921–276–01124323–2012 [8], ТУ 0921–231–01124323–2014
ДТ350НН – рельсы дифференцированно термоупрочненные низкотемпературной надежности ГОСТ Р 51685–2013, ГОСТ Р 51685–2000, ТУ 0921–276–01124323–2012
ДТ370ИК – рельсы дифференцированно термоупрочненные повышенной износостойкости и контактной выносливости ГОСТ Р 51685–2013, ГОСТ Р 51685–2000, ТУ 0921–276–01124323–2012.
Нормы гарантийной наработки для рельсов типа Р50 уменьшают на 25%.
Таблица 1.3 Гарантийная наработка различных типов и категорий железнодорожных рельсов, выпущенных до 1 октября 2010 г.
Тип рельсов
Категория рельсов
Норма гарантийной наработки, млн т брутто
На прямых и кривых R > 1000 м
На участках пути с кривыми радиусом
650 м Примечание
В – рельсы, термически упрочненные высшего качества ГОСТ Р 51685–2000,
В – рельсы, термически упрочненные высшего качества ГОСТ Р 51685–2000,
Т1, Т2 – термически упрочненные рельсы, выпускаемые по ГОСТ Р 51685–2000,
СС – рельсы для скоростного совмещенного движения,
НЭ, НК – рельсы низкотемпературной надежности,
ИК – рельсы повышенной износостойкости и контактной выносливости.
Нормы гарантийной наработки для рельсов типа Р50 уменьшают на 25%.
Гарантия безотказной работы сварных рельсовых соединений определяется количеством перевезенного по ним поездами груза брутто при условии содержания железнодорожного пути в исправном состоянии в соответствии с нормативными документами.
Эксплуатация рельсов в условиях скоростного и высокоскоростного движения
На участках со скоростями движения более 140 км/ч нормы износа рельсов и неровностей на поверхности их катания в эксплуатации не должны превышать значений, приведенных в таблице:
Таблица 1.4 Нормы износа рельсов
Характеристика износа, неровности
Размерность
Значение
допускаемые скорости, км/ч
141–200
201 и более
Приведенный износ
мм
8,0
7,0
Вертикальный износ
мм
6,0
6,0
Боковой износ
мм
6,0
4,0
Величина ступеньки в стыке
мм
1,0
1,0
Глубина волнообразной неровности
мм
1,0 (при длине неровности до 1 м)
1,0 (при длине неровности до 2 м)
Провисание концов, включая смятие и седловины
мм
1,0
1,0
Пробуксовка
мм
0,5
0,3
Выкрашивание
мм
0,5/1,5*
0,3/1,3*
* При длине (вдоль рельса) более 25 мм: в числителе – «широкий» дефект, ширина более 35 мм; в знаменателе – «узкий» дефект, ширина от 6 до 35 мм.
При длине менее 25 мм независимо от ширины и глубины дефекта ограничение скорости не требуется.
Для поддержания поверхности катания рельсов на участках скоростного и высокоскоростного движения в удовлетворительном состоянии необходимо проводить периодическую профильную шлифовку рельсов рельсошлифовальными поездами (РШП).
Рисунок 1.12 Рельсошлифовальный поезд
Рисунок 1.12 Рельсошлифовальный поезд
Шлифовка рельсов назначается при превышении средних значений глубин неровностей на поверхности катания головки на базе измерений 1,5 м, которые составляют: для скоростей движения 141–200 км/ч – 0,4 мм, для скоростей движения 201 км/ч и более – 0,3 мм, а также после каждой сплошной замены рельсов.
Таблица 1.5 Рекомендуемые значения глубин неровностей для назначения шлифовки
Характеристика неровности
Глубина неровности, мм, при скорости движения, v, км/ч
60 и менее
61–100
101–140
141–200
201 и более
Короткие
0,080
0,060
0,050
0,030
0,025
Средние и длинные
на базе 1 м
0,60
0,50
0,40
0,30
0,25
на базе 1,5 м
0,8
0,7
0,6
0,4
0,3
При этом неровности на поверхности катания головки рельса после шлифовки на базе измерений 1,5 м не должны превышать для скоростей движения 141–200 км/ч – 0,10 мм, для скоростей движения 201 км/ч и более – 0,08 мм.
Таблица 1.6 Регламентируемые значения глубины неровности на поверхности катания рельсов после шлифовки их в пути
Характеристика неровности
Глубина неровности, мм, при скорости движения, v, км/ч
60 и менее
61–100
101–140
141–200
201 и более
Короткие
0,025
0,025
0,025
0,020
0,020
Средние и длинные
на базе 1 м
0,20
0,15
0,10
0,08
0,06
на базе 1,5 м
0,30
0,20
0,15
0,10
0,08
На обработанной поверхности катания рельсов не должно быть трещин, задиров металла, продольных рисок, «прижогов» металла и других поверхностных дефектов.
Не допускается перекладка рельсов с боковым износом головки с одной нити на другую или из кривых участков пути в прямые.
Рельсы: классификация, размеры и длина железнодорожных ЖД и других типов рельсов, сечение и разрезы, маркировка
Какие рельсы бывают: классификация
Также классифицируются по таким моментам, как категория качества, наличие (или отсутствие) болтовых соединений. Каждая из этих характеристик, в том числе и длина рельса железнодорожного пути в России будет более подробна рассмотрена ниже. Пока же отметим еще один важный показатель.
По виду исходных элементов для производства идет разделение на:
Различия по категории качества
Требования
Действующие стандарты
Похожие новости
Наличие болтовых соединений
Даже при обустройстве бесстыковой или звеньевой колеи не обойтись без участков, которые требуется скреплять специальными накладками и стягивать с помощью болтов и гаек.
Форма отверстий определяется технологией изготовления с особым расчетом, не нарушающим общую прочность металлоконструкции. По этим же соображениям их выполняют строго перпендикулярно по отношению к продольной плоскости. После чего зачищают, чтобы не было наплывов стали или заусенцев.
Внимание, расстояния между осями отверстий зависят от типа и, соответственно протяженности отрезка проката. В случае с Р-50 от торца отступают 66 мм, после чего делают первое просверливание, второе – на дистанции 150 мм, третье – уже через 140 мм. У Р-65 и Р-75 эти расстояния равны уже 96, 220 и 130 мм соответственно. А вот допуски везде идентичны и составляют плюс-минус 1 мм.
При этом концы обязаны быть отфрезерованы, перекос допустим, но не выше 1 мм в каком угодно направлении. По нижней кромке головки можно снять фаску, но не глубже 1-1,15 мм.
Условные обозначения на схемах и чертежах
Размеры и длины стандартных ЖД рельс
Мы включили в статью разные типы металлопроката, применяющиеся на путях сообщения и в отраслях промышленности. Каждая категория обладает своими характеристиками.
Важным показателем является вес металлоконструкции, ведь он отражает ее мощность и надежность. Чем сильнее действующие на опорный элемент нагрузки и чем выше скорость движения транспорта, тем большей должна быть масса направляющих. Рассчитывается данная характеристика в килограммах на погонный метр кубический и будет приведена в размерных таблицах ниже.
Отдельно ответим на вопрос, какой длины железнодорожные рельсы используются на ЖД путях в России по сравнению с другими государствами. Потому что она может значительно отличаться в зависимости от страны. Так, в Германии она достигает 60 м, с шагом в 15 м (то есть бывают модели и 30, и 45 м). В США еще более нестандартная градация – 11,89 и 23,96 м (сравнительно короткие конструкции), в Великобритании – 18 и 29 м, во Франции – от 18 до 36 м (еще встречаются 24-метровые, но редко).
Объясним, чем обусловлен такой разброс. Те, кто гонятся за экономией при проектировании и строительстве, выбирают и применяют как можно более крупные элементы. Такое решение позволяет минимизировать количество стыков и затратить меньше металла на прокладку линии (а также снизить уровень аэродинамического сопротивления при движении локомотивов и составов). А это имеет не только техническое, но и экономическое значение, поскольку позволяет снизить время в пути и скорость износа агрегатов локомотива и вагонов.
В нашей стране эти параметры – 12,5 или 25 м. Это дает возможность сочетать рациональность с надежностью и монтировать полотно, способное выдерживать значительные нагрузки и при этом не деформироваться при повышении температуры окружающей среды. Внимание, помимо стандарта, такие образцы могут быть еще и укороченными – на 40, 80 или даже 120 мм (при 12,5 м) и на 80 или 160 мм (при 25 м). Их применяют при обустройстве внутренних нитей криволинейных участков.
Крановые рельсы поставляются длиной 11 метров, узкоколейные р 18, р 24 — 8 метров. Ниже в таблице указаны размеры разных изделий не только по параметру L, но и по другим.
Таблицы размеров
Железнодорожные узкоколейные
Марка
ГОСТ
Площадь сечения, см²
Закалка
Размеры, мм
Масса 1 п.м., кг
L
H
A
B
S
Р5
19240-73
5,91
H
6,5
52
38
20
4,5
4,61
Р8
6368-82
10,76
H
6
65
54
25
7
8,61
Р11
14,28
H
7
80,5
66
32
7
11,80
Р18
6368-82 ДСТУ 3799-98
22,88
H
8
90
80
40
10
18,52
Р24
6368-82 ДСТУ 3799-98
31,79
H
8
107
92
51
10,5
24,90
Р33
ТУ 14-2Р-383-2004
42,758
Н
8
128
110
60
12
33,48
Р38
30165-94
49,063
Н
12,5
135
114
68
13
38,416
Р43
30165-94
57,0
Н
12,5
140
114
70
14,5
44,653
Р50/Рп50
Р 51685-2000 / Р 51045-97
65,99
Н и Т1
12,5 и 25
152
132
72
16
51,67
Р65/Рп65
Р 51685-2000 / Р 51045-97
82,65
Н и Т1
12,5 и 25
180
150
75
18
64,88
Р75
Р 51685-2000 / Р 51045-97
95,04
Н и Т1
12,5 и 25
192
150
75
20
74,41
Где Н – высота полная. А– размер подошвы рельса. В – размер головки сверху. S – толщина шейки.
Крановые
Масса
ГОСТ
Площадь сечения, см²
Масса 1 п.м., кг
Размеры
H
A
B
S
КР70
4121-76
60,47
52,50
120
120
70
21
4121-96
58,72
46,10
КР80
4121-76, ТУ 14-2Р393-2005
81,84
64,24
130
130
80
32
4121-96
76,19
59,05
КР100
4121-76, ТУ 14-2Р393-2005
113,44
89,05
150
150
100
38
4121-96
105,85
84,00
КР120
4121-76, ТУ 14-2Р393-2005
150,69
118,29
170
170
120
44
4121-96
144,54
113,47
КР140
4121-96
180,51
141,70
170
170
140
58
Поставляются длиной: мерные 11 м, не мерные от 4,1, до 11 м.
Узкой колеи (производитель Китай)
Марка
Сталь
Вес 1 п.м., кг
Геометрия, мм
Временное сопротивление H/мм²
Твердость НВ, МПа
B
H
C
S
9KG
Q235
9,20
33
68
63
6,0
535
142
12KG
Q235
12,187
35
68
66
8,0
533
141
Маркировка
Шифр плавки включает:
Можно дополнительно маркировать образцы разной длины, изготовляемых для стрелочных переводов и других целей. Форму, цвет и место нанесения устанавливают в договоре между заказчиком и исполнителем.
Далее представлены рисунки и таблица.
Рисунок 1. Основная маркировка, выполняемая во время прокатки и клеймением в горячем и холодном состоянии.
Эскиз
Описание
Головка на торце, по контуру, обведена голубым (для I группы) или белым (для II группы); выбит один керн – первого сорта незакаленный.
Голубая или белая полоса сверху; вдавленная буква к – первого сорта с закаленными концами (на остальном протяжении не закален).
Верх по контуру обведен светло-зеленым; на шейке на расстоянии около 1 м от края такая же полоса; вдавленная буква з – первого сорта, прокален на всем протяжении по параметрам закалки первого класса.
Головка обведена желтым; на расстоянии около 1 м от края светло-зеленая полоса; буква з – первого сорта, закален по всей длине по параметрам закалки второго класса.
Торцевая часть верха обведена желтой краской; на шейке на расстоянии около 1 м от конца рельсы так же желтым написан шифр из одной буквы и цифр – опытный, характеристика его дана в документах.
Один край подошвы окрашен голубым или белым – имеет одинарное укорочение: 40 мм для 12,5-метровых и 80 мм для 25-метровых.
Оба края подошвы окрашены голубым или белым – имеет двойное укорочение: 80 мм для 2,5-метровых и 160 мм для 25-метровых.
Верх подошвы на конце окрашен желтым – сталь, из которой изготовлен прокат, содержит углерод выше среднего процента по стандарту.
Подошва и половина шейки окрашены красной или зеленой краской и выбиты два керна – второго сорта; при красной окраске – незакаленный, при зеленой – закаленный.
Весь торец окрашен синим цветом, на обоих по три керна – забракован, к укладке в пути мпс не пригоден.
Теперь, когда известно, какая длина ЖД-рельсы и что за характеристики у каждого типа, какие есть требования, можно переходить непосредственно к проектированию. А все комплектующие для строительства по привлекательным ценам вы найдете в каталоге компании «ПромПутьСнабжение».
