Рельс: различия между версиями

Материал из WikiRail
Перейти к навигации Перейти к поиску
Строка 1: Строка 1:
 
РЕЛЬСЫ — стальные балки специального сечения, укладываемые на шпалы или другие опоры для образования, как правило, двухниточного пути, по которому перемещаются ж.-д. подвижной состав (в т. ч. городской - трамвай и метрополитен), специализированный состав в шахтах и карьерах, крановое оборудование. Иногда используется один рельс (например, в монорельсовых дорогах, для перемещения кран-балки). Рельсы соединяют между собой в стыках специальными скреплениями или сваркой (бесстыковой путь).
 
РЕЛЬСЫ — стальные балки специального сечения, укладываемые на шпалы или другие опоры для образования, как правило, двухниточного пути, по которому перемещаются ж.-д. подвижной состав (в т. ч. городской - трамвай и метрополитен), специализированный состав в шахтах и карьерах, крановое оборудование. Иногда используется один рельс (например, в монорельсовых дорогах, для перемещения кран-балки). Рельсы соединяют между собой в стыках специальными скреплениями или сваркой (бесстыковой путь).
Рельсы являются основным элементом верхнего строения пути, предназначены непосредственно воспринимать и передавать нагрузки от колес подвижного состава на подрельсовые опоры, направлять колеса подвижного состава, а также служат электрическими проводниками на участках с автоблокировкой и электротягой.  
+
Рельсы являются основным элементом верхнего строения пути, предназначены непосредственно воспринимать и передавать нагрузки от колес подвижного состава на подрельсовые опоры, направлять колеса подвижного состава, а также служат электрическими проводниками на участках с автоблокировкой и электротягой.  
Они должны быть достаточно прочными (сталь), иметь большие моменты инерции и сопротивления, чтобы возникающие в них напряжения изгиба и кручения не превышали  
+
Они должны быть достаточно прочными (сталь), иметь большие моменты инерции и сопротивления, чтобы возникающие в них напряжения изгиба и кручения не превышали допустимые значения, долговечными (должны иметь высокую твердость, износостойкость и вязкость), обладать высокой контактно-усталостной выносливостью.  
допустимые значения, долговечными (должны иметь высокую твердость, износостойкость и вязкость), обладать высокой контактно-усталостной выносливостью.  
+
За историю существования железных дорог рельсы прошли долгую эволюцию от чугунных до железных и, наконец, стальных.  
За историю существования железных дорог рельсы прошли долгую эволюцию от чугунных до железных и, наконец, стальных.  
 
 
Форма рельсов также претерпевала изменения: известны уголковые, грибовидные, двухголовые, широкоподошвенные рельсы. На мировой сети ж. д. повсеместно применяются только широкоподошвенные рельсы. Профиль широкоподошвенных рельсов обеспечивает необходимое сопротивление их изгибу в вертикальном и горизонтальном направлениях, наибольший запас металла в головке на износ (в зоне контакта с колесами), наибольшее сопротивление скручиванию и опрокидыванию при передаче колесами рельсам поперечных горизонтальных сил. Форма головки, шейки, подошвы, радиусы сопряжения определяются условиями эксплуатации, в т. ч. уровнем осевых нагрузок, скоростями движения, грузонапряженностью, а также принятой технологией изготовления.  
 
Форма рельсов также претерпевала изменения: известны уголковые, грибовидные, двухголовые, широкоподошвенные рельсы. На мировой сети ж. д. повсеместно применяются только широкоподошвенные рельсы. Профиль широкоподошвенных рельсов обеспечивает необходимое сопротивление их изгибу в вертикальном и горизонтальном направлениях, наибольший запас металла в головке на износ (в зоне контакта с колесами), наибольшее сопротивление скручиванию и опрокидыванию при передаче колесами рельсам поперечных горизонтальных сил. Форма головки, шейки, подошвы, радиусы сопряжения определяются условиями эксплуатации, в т. ч. уровнем осевых нагрузок, скоростями движения, грузонапряженностью, а также принятой технологией изготовления.  
При схожей форме широкоподошвенных рельсов их мощность определяется массой одного погонного метра и качеством рельсовой стали. На ж. д. США, Канады, где типовые грузовые вагоны имеют осевые нагрузки 30-35 тс/ось, масса большинства укладываемых в путь рельсов составляет 65,53-69,40 кг/м. На ж. д. Западной Европы при вагонных нагрузках 22,5—25,0 тс/ось на боль-  
+
При схожей форме широкоподошвенных рельсов их мощность определяется массой одного погонного метра и качеством рельсовой стали. На ж. д. США, Канады, где типовые грузовые вагоны имеют осевые нагрузки 30-35 тс/ось, масса большинства укладываемых в путь рельсов составляет 65,53-69,40 кг/м. На ж. д.  
 +
Западной Европы при вагонных нагрузках 22,5—25,0 тс/ось на боль-  
 
шинстве магистральных линий применяется рельс ЩС60 массой 60,34 кг/м. В качестве основного рельса на дорогах России при небольших допускаемых осевых нагрузках вагонов 23,5-24 тс/ось, учитывая, что большая часть протяженности ж.-д. сети эксплуатируется в суровых климатических условиях, принят типовой рельс Р65 (масса 64,72 кг/м).  
 
шинстве магистральных линий применяется рельс ЩС60 массой 60,34 кг/м. В качестве основного рельса на дорогах России при небольших допускаемых осевых нагрузках вагонов 23,5-24 тс/ось, учитывая, что большая часть протяженности ж.-д. сети эксплуатируется в суровых климатических условиях, принят типовой рельс Р65 (масса 64,72 кг/м).  
Рельсы стандартной длины, выпускаемые для укладки в звеньевой путь, около своих концов имеют на шейке обычно по три отверстия для обеспечения стыкования с помощью «клинчатых» накладок, охватывающих смежные рельсы с двух сторон и соединенных между собой стыковыми болтами. Для возможности удлинения (при нагревании) или укорочения (при понижении температуры относительно укладки) рельса диаметры стыковых болтов делаются меньше диаметров отверстий в рельсах, что позволяет изменять величину стыкового зазора обычно от нуля до 21-23 мм. Зазоры  
+
Рельсы стандартной длины, выпускаемые для укладки в звеньевой путь, около своих концов имеют на шейке обычно по три отверстия для обеспечения стыкования с помощью «клинчатых» накладок, охватывающих смежные рельсы с двух сторон и соединенных между собой стыковыми болтами. Для возможности удлинения (при нагревании) или укорочения (при понижении температуры относительно укладки) рельса диаметры стыковых болтов делаются меньше диаметров отверстий в рельсах, что позволяет изменять величину стыкового зазора обычно от нуля до 21-23 мм. Зазоры  
 
больших размеров приводят к резкому увеличению воздействия колес подвижного состава. Стыковые накладки, стянутые болтами, создают значительное сопротивление перемещению рельса, достигающее по одной рельсовой нити 200-250 кН. Для его преодоления и начала перемещения концов рельсов (с со- ответствующим изменением величины стыкового зазора) необходимо нагревание (или охлаждение) рельса на 10—12 °С. Стыки являются «слабым» местом ж.-д. пути, т. к. помимо необходимости в добавоч- ных элементах (накладках, болтах, гайках и др.) в зоне стыка имеется добавочное динамическое воздействие на путь подвижного состава. В целях уменьшения числа стыков на протяжении всей истории существования ж. д. (и одновременного совершенствования завод-  
 
больших размеров приводят к резкому увеличению воздействия колес подвижного состава. Стыковые накладки, стянутые болтами, создают значительное сопротивление перемещению рельса, достигающее по одной рельсовой нити 200-250 кН. Для его преодоления и начала перемещения концов рельсов (с со- ответствующим изменением величины стыкового зазора) необходимо нагревание (или охлаждение) рельса на 10—12 °С. Стыки являются «слабым» местом ж.-д. пути, т. к. помимо необходимости в добавоч- ных элементах (накладках, болтах, гайках и др.) в зоне стыка имеется добавочное динамическое воздействие на путь подвижного состава. В целях уменьшения числа стыков на протяжении всей истории существования ж. д. (и одновременного совершенствования завод-  
 
ских технологий) во всех странах проводилось увеличение длины стандартных рельсов. Например, на дороге Санкт-Петербург-Москва при ее постройке в 1851 г. были уложены рельсы длиной 5,49 м; в 1892 г. в России стандартным стал рельс длиной 10,67 м, затем - 12,5 м; позже - 25 м. В Германии и Австрии от стандартной длины рельса 15 м перешли к длинам 30 и 60 м. В Англии, Италии, Франции, Швейцарии в дополнение к стандартной длине рельса 18 м введена длина 36 м. В США вместо стандартной длины 11,89 м стали применять рельсы удвоенной длины 23,78 м. Переход от звеньевого к бесстыковому пути проходил с постепенным удлинением сварных рельсовых плетей. На дорогах России (и в ряде зарубежных стран) еще большая часть бесстыкового пути представляет собой сварные плети длиной 250-800 м, между которыми уложены 3—4 уравнительных рельса длиной по 12,5 м. Следующим этапом совер- шенствования этой конструкции является ликвидация уравнительных рельсов с удлинением сварных плетей до размеров блок-участка B,5—3 км), где на первом этапе приходилось  
 
ских технологий) во всех странах проводилось увеличение длины стандартных рельсов. Например, на дороге Санкт-Петербург-Москва при ее постройке в 1851 г. были уложены рельсы длиной 5,49 м; в 1892 г. в России стандартным стал рельс длиной 10,67 м, затем - 12,5 м; позже - 25 м. В Германии и Австрии от стандартной длины рельса 15 м перешли к длинам 30 и 60 м. В Англии, Италии, Франции, Швейцарии в дополнение к стандартной длине рельса 18 м введена длина 36 м. В США вместо стандартной длины 11,89 м стали применять рельсы удвоенной длины 23,78 м. Переход от звеньевого к бесстыковому пути проходил с постепенным удлинением сварных рельсовых плетей. На дорогах России (и в ряде зарубежных стран) еще большая часть бесстыкового пути представляет собой сварные плети длиной 250-800 м, между которыми уложены 3—4 уравнительных рельса длиной по 12,5 м. Следующим этапом совер- шенствования этой конструкции является ликвидация уравнительных рельсов с удлинением сварных плетей до размеров блок-участка B,5—3 км), где на первом этапе приходилось  
 
укладывать 4 уравнительных рельса с изолирующим стыком посередине участка.  
 
укладывать 4 уравнительных рельса с изолирующим стыком посередине участка.  
В последнее время широко внедряется бесстыковой путь, не имеющий уравнительных рельсов. Существуют два основных варианта такой конструкции. В первой, получившей наибольшее распространение на ж. д., рельсовые плети длиной, равной длине блок-участка, соединяются между собой мощными электроизолирующими стыковыми накладками. Вторая конструкция основана на применении непрерывных сварных плетей протяженностью от станции до станции (обычно со сваркой стыков в зоне стрелочных переводов и главного пути в пределах станции). В последнем случае на границах блок-участков применяется т. н. тональная блокировка, учитывающая различные частоты сигнального тока в смежных сварных плетях.  
+
В последнее время широко внедряется бесстыковой путь, не имеющий уравнительных рельсов. Существуют два основных варианта такой конструкции. В первой, получившей наибольшее распространение на ж. д., рельсовые плети длиной, равной длине блок-участка, соединяются между собой мощными электроизолирующими стыковыми накладками. Вторая конструкция основана на применении непрерывных сварных плетей протяженностью от станции до станции (обычно со сваркой стыков в зоне стрелочных переводов и главного пути в пределах станции). В последнем случае на границах блок-участков применяется т. н. тональная блокировка, учитывающая различные частоты сигнального тока в смежных сварных плетях.  
 
Образование рельсовых плетей, равных длине блок-участка (или всего перегона), производится в следующей последовательности.  
 
Образование рельсовых плетей, равных длине блок-участка (или всего перегона), производится в следующей последовательности.  
 
На рельсосварочных предприятиях (РСП) из рельсов стандартной длины (не имеющих болтовых отверстий) с помощью электроконтактной или газопрессовой сварки формируют плети обычно длиной 800 м, которые на специальных поездах доставляют на перегонах к месту укладки. После раскладки согласно  
 
На рельсосварочных предприятиях (РСП) из рельсов стандартной длины (не имеющих болтовых отверстий) с помощью электроконтактной или газопрессовой сварки формируют плети обычно длиной 800 м, которые на специальных поездах доставляют на перегонах к месту укладки. После раскладки согласно  

Версия 11:29, 27 августа 2017

РЕЛЬСЫ — стальные балки специального сечения, укладываемые на шпалы или другие опоры для образования, как правило, двухниточного пути, по которому перемещаются ж.-д. подвижной состав (в т. ч. городской - трамвай и метрополитен), специализированный состав в шахтах и карьерах, крановое оборудование. Иногда используется один рельс (например, в монорельсовых дорогах, для перемещения кран-балки). Рельсы соединяют между собой в стыках специальными скреплениями или сваркой (бесстыковой путь).

Рельсы являются основным элементом верхнего строения пути, предназначены непосредственно воспринимать и передавать нагрузки от колес подвижного состава на подрельсовые опоры, направлять колеса подвижного состава, а также служат электрическими проводниками на участках с автоблокировкой и электротягой. 

Они должны быть достаточно прочными (сталь), иметь большие моменты инерции и сопротивления, чтобы возникающие в них напряжения изгиба и кручения не превышали допустимые значения, долговечными (должны иметь высокую твердость, износостойкость и вязкость), обладать высокой контактно-усталостной выносливостью.

За историю существования железных дорог рельсы прошли долгую эволюцию от чугунных до железных и, наконец, стальных. 

Форма рельсов также претерпевала изменения: известны уголковые, грибовидные, двухголовые, широкоподошвенные рельсы. На мировой сети ж. д. повсеместно применяются только широкоподошвенные рельсы. Профиль широкоподошвенных рельсов обеспечивает необходимое сопротивление их изгибу в вертикальном и горизонтальном направлениях, наибольший запас металла в головке на износ (в зоне контакта с колесами), наибольшее сопротивление скручиванию и опрокидыванию при передаче колесами рельсам поперечных горизонтальных сил. Форма головки, шейки, подошвы, радиусы сопряжения определяются условиями эксплуатации, в т. ч. уровнем осевых нагрузок, скоростями движения, грузонапряженностью, а также принятой технологией изготовления. При схожей форме широкоподошвенных рельсов их мощность определяется массой одного погонного метра и качеством рельсовой стали. На ж. д. США, Канады, где типовые грузовые вагоны имеют осевые нагрузки 30-35 тс/ось, масса большинства укладываемых в путь рельсов составляет 65,53-69,40 кг/м. На ж. д.

Западной Европы при вагонных нагрузках 22,5—25,0 тс/ось на боль- 

шинстве магистральных линий применяется рельс ЩС60 массой 60,34 кг/м. В качестве основного рельса на дорогах России при небольших допускаемых осевых нагрузках вагонов 23,5-24 тс/ось, учитывая, что большая часть протяженности ж.-д. сети эксплуатируется в суровых климатических условиях, принят типовой рельс Р65 (масса 64,72 кг/м).

Рельсы стандартной длины, выпускаемые для укладки в звеньевой путь, около своих концов имеют на шейке обычно по три отверстия для обеспечения стыкования с помощью «клинчатых» накладок, охватывающих смежные рельсы с двух сторон и соединенных между собой стыковыми болтами. Для возможности удлинения (при нагревании) или укорочения (при понижении температуры относительно укладки) рельса диаметры стыковых болтов делаются меньше диаметров отверстий в рельсах, что позволяет изменять величину стыкового зазора обычно от нуля до 21-23 мм. Зазоры 

больших размеров приводят к резкому увеличению воздействия колес подвижного состава. Стыковые накладки, стянутые болтами, создают значительное сопротивление перемещению рельса, достигающее по одной рельсовой нити 200-250 кН. Для его преодоления и начала перемещения концов рельсов (с со- ответствующим изменением величины стыкового зазора) необходимо нагревание (или охлаждение) рельса на 10—12 °С. Стыки являются «слабым» местом ж.-д. пути, т. к. помимо необходимости в добавоч- ных элементах (накладках, болтах, гайках и др.) в зоне стыка имеется добавочное динамическое воздействие на путь подвижного состава. В целях уменьшения числа стыков на протяжении всей истории существования ж. д. (и одновременного совершенствования завод- ских технологий) во всех странах проводилось увеличение длины стандартных рельсов. Например, на дороге Санкт-Петербург-Москва при ее постройке в 1851 г. были уложены рельсы длиной 5,49 м; в 1892 г. в России стандартным стал рельс длиной 10,67 м, затем - 12,5 м; позже - 25 м. В Германии и Австрии от стандартной длины рельса 15 м перешли к длинам 30 и 60 м. В Англии, Италии, Франции, Швейцарии в дополнение к стандартной длине рельса 18 м введена длина 36 м. В США вместо стандартной длины 11,89 м стали применять рельсы удвоенной длины 23,78 м. Переход от звеньевого к бесстыковому пути проходил с постепенным удлинением сварных рельсовых плетей. На дорогах России (и в ряде зарубежных стран) еще большая часть бесстыкового пути представляет собой сварные плети длиной 250-800 м, между которыми уложены 3—4 уравнительных рельса длиной по 12,5 м. Следующим этапом совер- шенствования этой конструкции является ликвидация уравнительных рельсов с удлинением сварных плетей до размеров блок-участка B,5—3 км), где на первом этапе приходилось укладывать 4 уравнительных рельса с изолирующим стыком посередине участка.

В последнее время широко внедряется бесстыковой путь, не имеющий уравнительных рельсов. Существуют два основных варианта такой конструкции. В первой, получившей наибольшее распространение на ж. д., рельсовые плети длиной, равной длине блок-участка, соединяются между собой мощными электроизолирующими стыковыми накладками. Вторая конструкция основана на применении непрерывных сварных плетей протяженностью от станции до станции (обычно со сваркой стыков в зоне стрелочных переводов и главного пути в пределах станции). В последнем случае на границах блок-участков применяется т. н. тональная блокировка, учитывающая различные частоты сигнального тока в смежных сварных плетях. 

Образование рельсовых плетей, равных длине блок-участка (или всего перегона), производится в следующей последовательности. На рельсосварочных предприятиях (РСП) из рельсов стандартной длины (не имеющих болтовых отверстий) с помощью электроконтактной или газопрессовой сварки формируют плети обычно длиной 800 м, которые на специальных поездах доставляют на перегонах к месту укладки. После раскладки согласно проекту их сваривают с помощью передвижных сварочных агрегатов в непрерывные рельсовые нити заданной длины.

Стандартные рельсы, выпускаемые заводами, в зависимости от условий эксплуатации разделяются на две категории - рельсы обыч-ной длины (т. н. короткие) и удлиненные рельсы. Рельсы обычной длины, уложенные в путь, имеют по концам зазоры, размер которых достигает своего конструктивного максимума (например, 21 мм) только при самой низкой температуре зимой, а нулевых размеров - при самой высокой температуре летом. Под воздействием солнечных лучей максимальная температура рельса (t$ax) выше температуры окружающего воздуха (t£ax) на величину At =15-20 °С; при расчетах обычно принимают 

tf3* = ^g1** + 20 °С. Длинными рель- сами принято называть такие, у которых летом при температуре t'p, меньшей чем t^ax, величина стыкового зазора становится равной нулю и торцы рельсов испытывают нажатие соседних рельсов, а зимой полное раскрытие зазора происходит, когда температура еще не достигает минимальной t™m. Так, отечественные стандартные рельсы типа Р65 длиной 25 м в районах с небольшими годовыми температурными амплитудами для рельсов (Ггод), например в районе Новороссийска (^ах = 59 °С, £™п = -24 "С, ГГОД = 83 °С), будут работать в пути как рельсы обычной длины, а в Сибири, ок. Читы а™ах = 59 °С, t™m = -52 °C, Ттл = 111 °С) эти же рельсы следует рассматривать как длинные. После смыкания зазора дальнейшее повы- шение температуры приводит к образованию в двух смежных рельсах больших продольных сил N" . Расчетами и экспериментами уста- новлены максимально допустимые величины Nmax , превышение которых может привести к потере устойчивости (выбросу) рельсо- шпальной решетки. Поэтому длинные рельсы (как и рельсы, сваренные в плети бесстыко- вого пути) при проектировании ж.-д. пути в конкретных условиях эксплуатации рассчи- тывают на прочность и устойчивость (см. так- же Бесстыковой путь). В процессе эксплуатации происходит сни- жение служебных свойств рельсов за счет из- носа головки (особенно в кривых малых ра- диусов и на тормозных участках); коррозии подошвы; возникновения поверхностных и внутренних дефектов в металле. Все это со- кращает максимально допустимую норматив- ную наработку пропускаемого по рельсам тон- нажа; на прямых участках ж. д. России и кривых радиусом более 1000 м тоннаж обыч- но колеблется в пределах 600-700 млн. т брут- то, в кривых участках пути радиусом 300- 1000 м тоннаж в 2-4 раза меньше. В целях поддержания служебных свойств рельсов на 226 требуемом (для данных условий эксплуата- ции) уровне, а также продления срока их службы в пути, разработаны и широко приме- няются следующие технические мероприятия. Периодическое выравнивание головки пу- тем шлифовки, фрезерования или строжки ее поверхности с ликвидацией т. н. волнооб- разного износа, который образуется при пе- риодическом максимальном и минимальном воздействии колес однотипного подвижного состава на одних и тех же коротких участках рельсовой колеи. Профильная шлифовка рельсов специаль- ными поездами, оборудованными вращающи- мися абразивными кругами, с формированием т. н. ремонтных профилей головки (в зави- симости от формы износа рельса) для вос- становления его первоначального проектного очертания, удаления металла в зоне выкружки головки, где имеются внутренние микротре- щины, выравнивания поверхности катания. Дозированная смазка (лубрикация) боко- вой рабочей грани наружных рельсов в кри- вых радиусом менее 500-600 м с применением лубрикаторов — стационарных, а также уста- новленных на локомотивах, дрезинах, ваго- нах. При очень обильной смазке боковой из- нос рельсов может быть сведен практически к нулю (что и имеет место на эксперимен- тальном замкнутом полигоне ВНИИЖТ, ст. Щербинка). В этом случае сроки службы рельсов в кривых Ж 500-600 м определя- ются их одиночным выходом по дефектам контактно-усталостного происхождения с об- разованием (после определенной наработки) трещин около рабочей выкружки головки, где металл под воздействием колес работает в зоне ограниченного предела выносливости. Экспе- риментально установлено, что при определен- ной (оптимальной) интенсивности износа го- ловки микротрещины не успевают появ- ляться, т. к. эта зона металла удаляется за счет истирания рельса проходящими колесами При этом максимум контактных напряжений по мере нарастания бокового износа переме- щается к середине головки, где усталостные процессы в металле еще только начинают раз- виваться. Для условий ж. д. России установ- лены следующие величины износа головки при R = 300-400 м - 0,05; # = 401-500 м - 0,04; R 2*500 м - 0,03. Если лубрикация от- сутствует, то интенсивность бокового износа в кривых указанных радиусов У&ж" > Y<x>io Де~ фекты контактно-усталостного происхожде- ния не появляются, но боковой износ головки быстро достигает разрешенного максимума. Профильная шлифовка и дозированная луб- рикация позволяют увеличить сроки службы рельсов в пути в 1,5-2 раза. Перекладка рельсов с заменой рабочего канта. Широко применяется в кривых ради- усом менее 500—550 м в тех случаях, когда интенсивность бокового износа наружного рельса УбоК больше (или равна) у^к- После взаимного смещения наружной и внутренней рельсовых нитей бывшие нерабочие канты (обычно имеющие небольшой износ) становят- ся после перекладки рабочими, что позволяет использовать обе стороны головки рельсов. В тех случаях, когда на внутренней рельсовой нити в кривой обнаружены дефекты или имеет место большое смятие головки, перекладка наружного рельса на место внутреннего про- изводится обычным порядком (со сменой ра- бочего канта), но внутренний рельс для пе- рекладки не используется (вместо него укла- дываются новые рельсы). Общие сроки службы рельсов определя- ются объемами пройденного тоннажа: по но- вым рельсам; по переложенным с заменой рабочего канта, а также сняты при капиталь- ном ремонте и переложенным на менее дея- тельные пути (т. н. старогодные рельсы, или рельсы второй укладки). Перед вторичным использованием снимаемые при капитальных ремонтах рельсы первой укладки направля- ются на рельсосварочные предприятия (РСП) для комплексного оздоровления. В РСП после рассортировки и дефектоскопирования, обрез- ки изгибных концов, сварки «коротышей» в рельсы стандартной длины производится об- работка головки (строжкой, фрезерованием, шлифовкой) с целью удаления неровностей и придания головке рельса проектного очер- тания. После обработки рельсы типа Р65 мо- гут укладываться отдельными звеньями или плетями длиной до 800 м на главных путях с грузонапряженностью, как правило, 15— 40 млн. т брутто и максимальными скоростя- ми не выше 100 км/ч. На скоростных линиях укладываются только новые рельсы, сварен- ные в плети бесстыкового пути. В процессе эксплуатации новых рельсов после наработки обычно 300-400 млн. т брут- то, если не проводилась периодическая про- фильная шлифовка, начинается одиночный выход рельсов по дефектам, появляющимся обычно в зоне стыков, местах некачественной сварки, за счет глубоких «пробуксовин» (при проскальзывании колес локомотивов на кру- тых подъемах); появляются также внутренние дефекты в головке при наличии в метал- ле скоплений неметаллических включений. Обычно к моменту назначения очередного ка- 15* питального ремонта пути со сплошной сменой рельсов (при наработке 650-750 млн. т брут- то) из 80 штук 25-метровых рельсов дефек- тоскопированием и другими техническими приемами на 1 км пути обнаруживаются 2-4 остродефектных рельса, имеющих неметалли- ческие включения, как правило, превышаю- щие разрешенные нормативы. Такие рельсы подлежат немедленной замене, т. к. возможен их сквозной излом под проходящим поездом. Дефект в головке рельса типовые дефекто- скопы (установленные на вагонах, дрезинах, съемных тележках) обычно обнаруживают, когда площадь внутренней трещины достигает не менее 9-12% от всей площади сечения го- ловки. Излом рельса под поездом может про- изойти, если площадь дефекта составляет при температуре рельса до минус 15-20 °С 25- 30% площади всей головки; при очень низких температурах (достигающих на дорогах Си- бири до -50 °С) излом возможен при меньшем (в 1,5-1,8 раза) размере дефекта. Контрольными измерениями на специаль- ных стендах установлено, что значительное число рельсов, удаленных из пути при их сплошной смене (после пропуска норматив- ного тоннажа), имеют в головке внутренние дефекты, но их площадь меньше разрешаю- щей способности типовых дефектов. Если эти рельсы (без сортировки и профильной обра- ботки головки в РСП) уложить в путь на менее деятельной линии, то под воздействием колес подвижного состава происходит даль- нейшее развитие внутренних дефектов и уже после пропуска тоннажа 50-100 млн. т брутто часть из них может быть обнаружена. В ре- зультате потребуется одиночное изъятие зна- чительного числа рельсов, ставших остроде- фектными. В этой связи в РСП при обработке головки рельса ей придается т. н. ремонтный профиль, при котором колеса проходящих по- ездов будут взаимодействовать с той поверх- ностью рельса, где металл не потерял уста- лостную прочность. Качество рельсовой стали определяется ее химическим составом, а также микро- и мак- роструктурой. С увеличением содержания в стали углерода повышается общая прочность рельсов при изгибе, твердость и износостой- кость. Марганец увеличивает твердость, из- носостойкость и вязкость рельсовой стали, а кремний - твердость и износостойкость. Фос- фор и сера - вредные примеси. При низких температурах рельсы с большим содержанием фосфора становятся хрупкими, а серы - крас- ноломкими (образуются трещины при прокате рельсов). Мышьяк несколько повышает ус- талостную прочность и ударную вязкость рельсов при незначительном снижении твер- дости и износостойкости. Ванадий, титан, цир- коний - микролегирующие и модифицирую- щие добавки, улучшающие структуру и ка- чество стали. Сталь для рельсов должна иметь чистое, однородное, плотное мелкозернистое строе- ние; ее выплавляют мартеновским и кисло- родно-конвертерным способом. Мартенов- скую сталь варят в печах (вместимостью 180— 500 т) в течение нескольких часов, а кисло- родно-конвертерную — в конвертерах (вме- стимостью 100-300 т) в течение нескольких десятков минут. Применяется объемная за- калка всего рельса в масле, а также поверх- ностная закалка головки токами высокой ча- стоты с охлаждением воздушной и водовоз- душной смесью. Требования к рельсам регламентированы Государственными стандартами, в которых приводятся геометрические размеры рельсов, допуски и другие показатели. Так, для оте- чественных рельсов значения временного со- противления на растяжение должны быть не менее: 1170 МПа (объемнозакаленные рельсы первого класса), 1100 МПа (второго класса) и 860-900 МПа (незакаленные рельсы). Объ- емнозакаленные рельсы имеют срок службы в 1,3—1,5 раза выше, чем обычные. Условия эксплуатации рельсов на дорогах Сибири и Дальнего Востока существенно сложнее, чем в Европейской части России. Для этих дорог созданы и внедряются рельсы повышенного качества низкотемпературной надежности типа Р65. Это объемнозакаленные рельсы I группы, изготовляемые из вана- дий-ниобий-боросодержащей стали с исполь- зованием для легирования азотированных ферросплавов. Для этих рельсов используется электросталь, производимая в дуговых печах. При температуре -60 °С рельсы из электро- стали выдерживают ударные нагрузки, вдвое большие, чем рельсы из мартеновской стали. В настоящее время в России и за рубежом ведутся разработки рельсов, не имеющих ме- таллических включений, с низким уровнем остаточных напряжений (после проката и правки на заводе) и прочностными характе- ристиками, исключающими появление дефек- тов контактно-усталостного происхождения. Все рельсы заводского производства имеют маркировку, выкатанную (выпуклую) на шей- ке по длине рельса (примерно через 2—3 м), в которой указан завод-изготовитель, месяц и год прокатки, тип рельса, а также поряд- ковый номер рельса от головной части слитка. На торце рельса ставят клейма ОТК, инс- пектора-приемщика и номер плавки стали, по- 228 зволяющий установить, к какой группе (по качеству стали) относится рельс. Помимо ос- новной заводской маркировки, указывающей соответствие рельсов требованиям стандартов, производится дополнительная маркировка, выполненная краской, отмечающая особенно- сти каждого отдельного рельса (в т. ч. уко- рочение, сорт И Т. Д.).