Как называется четвёртая категория дефектов?

Особо опасные дефекты рельсов и причины их возникновения

Спровоцированы частыми контактами с колесами подвижного состава. На малой площади сталь получает значительное напряжение, которое и приводит к появлению сколов и других повреждений, связанных с усталостью металла.

Еще одним фактором риска становятся закаты, волосовины и подобный им брак, допущенный при производстве профилей. Серьезнейшую угрозу несут и внутренние/наружные трещины в области выкружки головки (21. 1-2), они приводят к изломам и авариям.

Высокая надежность – одно из главных требований, предъявляемых к элементам верхнего строения пути, а она возможна лишь тогда, когда каждая металлоконструкция находится в отличном состоянии. Поэтому предлагаем рассмотреть факторы, которые негативно влияют на двутавры, взглянем на каждый вид дефекта рельсов в отдельности. Вы узнаете, как они возникают, насколько серьезными бывают, каким образом влияют на движение.

Причины выхода из строя
Классификация дефектов рельсов
Определение изъянов железнодорожного полотна
Расположение основных дефектов рельсов и их наименование
Особо опасные дефекты рельсов и причины их возникновения
Неисправности железной дороги из-за плохого осмотра
Дефекты рельсов: сводные таблицы

Причины выхода из строя

Рельсы являются основным и наиболее дорогостоящим элементом верхнего строения пути. В процессе эксплуатации железнодорожного пути в них, под воздействием подвижного состава, природных и других факторов образуется брак и повреждения в большей или меньшей степени, угрожающие безопасности движения поездов.

Основных факторов шесть:

Несоответствие выбора материалов для укладки условиям эксплуатации.
Изначально плохое качество монтажа ЖД-линии.
Халатное обслуживание железнодорожного полотна.
Постепенное снижение контактно-усталостной прочности.
Негативное воздействие перемещающихся подвижных составов.
Резкие перепады температур.

Вероятность появления каждого момента вычисляют, ориентируясь на тоннаж, загрузивший конкретный участок колеи, давление на оси транспорта, скорость движения локомотивов, дрезин, тележек. Значительное влияние оказывает сезонность: зимой количество повреждений увеличивается в 2-3 раза (если сравнивать с летом). Это объясняется повышением хрупкости и уменьшением ударной вязкости металла в условиях низких температур. Но все проблемы реально вовремя заметить с помощью надлежащего периодического осмотра с использованием специализированных средств и спецоборудования.

Берется ли в учет дефектный рельс выкрашивание металла вне зоны болтового и сварного стыка на поверхности катания головки рельса глубиной h=2,5 мм, шириной а=28 мм и протяженностью L=23 мм?

Места, в которых могут возникнуть проблемы, уже давно найдены, а причины их появления определены. Эта информация заносится в код (для емкости) и в сводную таблицу, которую вы найдете в конце обзора.

Сложные трещины

Каждая из них прогрессирует: начинается от расслоения верха, идет вниз или вверх, пока не располагается перпендикулярно к оси металлоконструкции. Отличается гладкой поверхностью, темной или светлой. Для обнаружения ее источника придется тщательно осмотреть излом. Опасна тем, что часто появляться в нескольких местах сразу и приводит к полному разрушению.

Горизонтальное расслоение

Постепенно появляется внутри головки, чаще всего – на расстоянии более 6,35 мм от поверхности катания и сопровождающаяся неровностями. Возникает из-за брака при изготовлении: из-за посторонних включений в толще металла, сегрегации или раскатанных пузырей.

Аналогичное, но уже вертикальное

Здесь проблема распространяется в другом направлении и обязательно проходит возле середины профиля. О наличии изъяна свидетельствует полоска ржавчины или трещина в нижней части шейки или, возможно, отколотые кусочки стали сбоку. Причина появления та же, что и в прошлом случае – нарушение технологии выпуска прокатного изделия.

Выкрашивание металла по поверхности катания

Металлоконструкция расплющивается по плоскости. Такое механическое повреждение обычно вызывается из-за неоднородности состава профиля: в его средней и верхней части разная концентрация углерода, фосфора, серы. В числе других факторов – газовые пузыри, выбоины, скольжение колес, плохое состояние стыков и их оснований, не туго затянутые болты и так далее.

Усадочные раковины

Представляют собой вертикальные расслоения, появляющиеся из-за неплотного соединения стенок в процессе прокатки. Об их наличии свидетельствует образование продольной черной полосы на поверхности катания с одновременным уширением верха. Со временем эта характерная группа дефектов рельсов перерастает в трещины, которые выходят наружу, часто внезапно. Тогда металлоконструкцию нужно срочно снимать с колеи, иначе велик риск, что она разрушится под проезжающим транспортом и спровоцирует аварию.

Расслоение шейки

Обычно проявляется на концах – идет от болтовых отверстий. Наиболее распространенная причина возникновения – плохое качество стали, но оно также может быть вызвано прожигом профиля, ударами костыльного молотка. О зарождении проблемы говорит ржавчина, которая постепенно распространяется вверх и вниз. Такие элементы ВСП нужно снимать немедленно по факту обнаружения изъяна.

Отделение головки от шейки

Достаточно распространенные для РЖД дефекты рельсов, укладываемых на переездах. Это места скопления влаги, провоцирующей коррозию в зонах выкружки, которая и оказывает самое разрушительное воздействие. Еще один момент – неправильная подуклонка, а значит, и неверное положение, и чрезмерные нагрузки. Это приводит к расколу.

Свежее поперечное разрушение

Опасно тем, что не показывает себя внешне. Оно проявляется внезапно, обычно на холоде или вследствие резкого перепада температур или удара.

Излом подошвы

Еще называются дугообразными, возникают из-за закатов стали и/или холодной плавки прокатных изделий. Представляют собой трещины, распространяющиеся к оси подошвы и вырастающие до длины в несколько дюймов или даже футов. Потом становятся криволинейными, выходят за край и провоцируют обламывание куска элемента ВСП.

Сплывы металла головки

Появляются из-за мягкости стали (если в ней мало углерода) или из-за неправильного ее нагревания при прокатке, а также из-за газовых пузырей и раковин или из-за скольжения колес, вызывающих истирание поверхности. В данном случае инструкция по дефектности рельсов не предполагает немедленную замену элемента ВСП.

Волнообразный износ

Развивается под действием нагрузок от подвижных частей транспорта. Проезжая, локомотив создает усиленные колебания, которые нагружают и нагревают места стыков. Если металл в этих зонах недостаточно прочен, под влиянием вибрации и температуры он постепенно разрушается. В его толще и на поверхности катания появляются светлые пятна, которые в какой-то момент просто выкрашиваются.

Влажные трещины

Усталостные нарушения могут перевести рельсы в классификацию дефектных. Это образующиеся на шлифованной поверхности концов проката и растущие в горизонтальных направлениях разрушения. Сталь оседает, сминается, возникает необходимость наплавки. Проявляются в виде ржавчины, выходящей вместе с водой. Согласно исследованиям, считается, что вырастают из царапин, нанесенных во время грубой фрезеровки или шлифовки.

Поврежденные прокатные изделия

Проблема возникает из-за того, что для укладки ЖД-полотна использовались элементы ВСП с вмятинами, выколами, расслоением подошвы и/или верхней части. Это как бывшие в эксплуатации профили, так и новые, но неаккуратно разгруженные. Можно привести примерно 21 рисунок дефекта рельса, вызванный различными факторами (и они представлены в таблице ниже). Сюда же нужно отнести такие моменты, как просевшие стыки при создании колеи, перегибы, ослабленные болты, возвышения отдельных участков пути, неровности земляной подушки и другие внешние причины.

Местные искривления

Носят локальный характер (отсюда и название категории). Могут проявляться из-за тяжелых локомотивов, движущихся с особенно высокой скоростью именно по этому участку, нерационально спроектированной транспортной линии и подобных нюансов. Представляют собой ряд крутых прогибов, коротких и расположенных на разном расстоянии, или же деформацию головки, вплоть до ее сплющивания, с отслоениями окалины и ржавчины.

«Седловина» (в результате пробуксовки локомотива)

Выкрашивание головки

Продольная трещина на стыке

Дефектоскопирование

Так называется процедура выявления отклонений от норм надежности, проводимая специальными приборами. Ее как минимум несколько раз проходят двутавровые профили: непосредственно на заводе, сразу после выпуска, в условиях эксплуатации, уже уложенные в ЖД-колею, и в мастерской, снятые с полотна. Ее проведение помогает своевременно выявить и предотвратить дальнейшее разрушение стали, продлить срок службы прокатных изделий и всего пути в целом.

Неисправности железной дороги из-за плохого осмотра

ЖД-колея зачастую содержится недостаточно хорошо (не по всем правилам инструкции НТД/ЦП). В результате этого появляется подуклон полотна, провоцирующий смещение напряжения и убыстряющий износ. Также нарушается плавность профилей.

Отдельная история – неправильный уход за колесами. Ползуны и щербины на подвижных частях тоже приводят к перераспределению нагрузок.

Если халатно относиться к местам стыков (допускать провисания, не до конца затягивать болты), в зоне технических отверстий почти наверняка возникнут разломы, а в области подошвы – волосовины и выколы.

Коды дефектов рельсов

В зависимости от места расположения, вида и причин возникновения повреждения унифицированы согласно НТД/ЦП-2-2002 и сведены в каталог дефектов рельсов, где они пронумерованы двузначным основным числом и третьей вспомогательной цифрой, отделяемой точкой.

Структура кодового обозначения следующая:

Первая цифра обозначает вид повреждения и место его появления (шейка, головка, подошва):

Отслойка металла в результате движения головки по ЖД полотну;
Появление поперечных трещин;
Трещины по горизонтали или вертикали, продольные;
Амортизация головки;
Неисправности в шейке;
Неисправности подошвы;
Изгиб сечения всего профиля;
Изгиб рельса;
Другие поломки.

Следующая цифра определяет вторую группу дефектов и информирует о ключевой причине их появления:

Неточностей и просчетов в технологии изготовления;
Отсутствии необходимой прочности металла;
Просчетов во время конструкции;
Недостатков содержания пути;
Результатов влияния на рельсы локомотивов;
Результата механических ударов инструментами;
Ошибок во время сварочных работ;
Неточностей метода закалки;
Нарушений технологии плавки металла;
Коррозии металла.

Последняя, третья цифра, определяет место расположения изъяна:

В месте стыка;
Вне стыка;
В месте сварки рельсов.

Если третья цифра отсутствует, значит, повреждение может находиться на любом отрезке рельса.

Классификация дефектов рельсов

В результате движения поездов, неблагоприятных климатических и погодных условий, недобросовестного обслуживания железной дороги возникают повреждения в рельсах, требующие замены или ремонта.

Классификация дефектов рельсов служит для статистического учета, определения их стойкости и надежности во время эксплуатации.

Основные виды повреждений, деформаций и дефектов:

Поперечные, сложные, поверхностные трещины;
Горизонтальное отслоение головки;
Вертикальное отслоение головки;
Изломы от боксовин;
Усадка раковины;
Сбитая головка;
Излом рельса, выколы подошвы;
Внутренние усталостные дефекты;
Истирания, наплывы, смятие;
Коррозия металла.

Повреждения подразделяются также на:

Остродефектные — требуют срочной замены. В исключительных случаях при трещинах без полного излома поезда могут двигаться, но со скоростью до 15 км/ч;
Дефектные – свойства которых ниже допустимого уровня, но еще обеспечивают пропуск транспорта с ограниченной скоростью.

96% повреждений выявляется схемными или переносными дефектоскопами.

Сводные таблицы

Взяты из НТД/ЦП-2-2002

Изъян Место Код Рисунок Смятие головки в зоне сварного стыкаВ сварном стыке46. 1 Деформация верхней части в виде седловины в зоне болтовых отверстийВ сопряжении47. 1 Короткие (3,25 см) волнообразные неровности на головке – рифлиПо всей длине49. 0 Расслоение шейкиВ стыкеВне его50. 150. 2 Продольные трещины и выколы из-за них в местах перехода верха в основаниеВ месте соединенияВне его52. 152. 2 Разломы в стойке от отверстийВ сопряженииВне его53. 153. 2 Расколы в средней части от маркировки, ударов, механических повреждений и выколы из-за нихВ стыкеВне его55. 155. 2 Трещины в шейке в зоне сваркиСоединение56. 1 Коррозия стойкиПо всей длине рельса59. 0 Волосовины в подошве, разрушения из-за нихВ месте сопряжения двутавровВне его60. 160. 2 Поперечные коррозионно-усталостные трещины в основанииВ соединенииВне его61. 161. 2 Местные выработки нижней части при контакте с креплениямиВ сопряженииВне его65. 165. 2 Расколы основания из-за ударовВ месте соединенияВне его65. 165. 2 Разрушения в подошве в зоне сваркиВ стыкеВне его66. 2 Коррозия основанияПо всей длине рельса69. 0 Поперечные изломы из-за усталостных трещин. Причина – металлургические нарушенияПри стыковке двутавровВне его70. 170. 2 Разломы направляющих из-за разрушений проката поперек. Причина – контактная усталостьВ соединенииВне его71. 171. 2 Изломы профилей из-за трещин от отверстийВ стыкеВне его74. 174. 2 Разрушения проката поперек. Причина – разломы из-за буксования, юза, прохода колес с ползунами или выбоинамиСопряжение рельсовВне его74. 174. 2 Поперечные сломы элементов из-за ударов и других поврежденийВ соединенииВне его76. 175

Теперь, когда вы знаете дефекты сварки рельсов и их классификацию, новую или Б/У металлоконструкцию выбрать будет еще проще. И заказать нужное прокатное изделие, по выгодной цене в любом объеме, вы всегда сможете в компании «ПромПутьСнабжение» – обращайтесь.

Также на нашем сайте можно почитать про то, из какой стали делают ж/д металлопрокат, а также — про основы проектирования железных дорог.

Определение изъянов железнодорожного полотна

Для этого нужно пользоваться ультразвуковым способом – он позволяет выявлять все несоответствия нормам на ранних стадиях и помогает предотвратить разрушение ВСП.

метод обеспечивает неразрушающий контроль, УЗ-дефектоскопия (так он называется по-научному) популярна в силу нескольких своих преимуществ:
после проверки не остается никаких следов;
обходится сравнительно дешево, а достоверность полученных данных высока;
проводится в любое время года, в каких угодно погодных условиях;
находятся даже малейшие дефекты и повреждения рельсов, в том числе и в местах стыков, и на стрелочных переводах.

Изломы и прочие изъяны получают цифровое обозначение по унифицированной системе. Согласно НТД/ЦП-2-2002, в ней 3 числа, причем первое говорит о виде негативного фактора, второе – объясняет его появление, третье – указывает на расположение. Первые две цифры кода отделяются от третьей точкой.

1 – отслоение и/или выкрашивание металла на головке прокатного изделия;

2 – наличие поперечных трещин;

3 – присутствие продольных заломов;

4 – смятие, износ верхней части (боковой, вертикальный, неравномерный) и/или другие пластические изменения;

5 – повреждение шейки;

6 – выход из строя подошвы;

7 – растрескивание по сечению проложенного ЖД-полотна;

8 – то же, что и в предыдущем случае, но уже в горизонтальной и/или вертикальной плоскости;

9 – все остальное, не подпадающее под описанные категории.

Это первая цифра кодового классификатора дефектов рельсов, а что же обозначает вторая? Она говорит о следующем:

0 – допущены отклонения от технологии укладки железной дороги;

1 – недостаточное качество (в частности, прочность) стали, использованной для выпуска металлоконструкции;

2 – совершены ошибки при обработке торцов и/или профилей, повлекшие преждевременный выход двутавровой направляющей из строя;

3 – сложности, появившиеся вследствие неверного содержания ЖД-объекта, а также из-за неправильного исполнения технических отверстий;

4 – проблемы возникли в силу чрезмерного воздействия транспорта на верхнее строение пути (например, после того как локомотив забуксовал) или из-за того, что подвижный состав не соответствовал требованиям к эксплуатации;

5 – произошел поперечный излом рельса, вызванный ударом инструмента, падением или другими видами механических воздействий;

6 – допущено нарушение технологии сварки;

7 – есть изъяны в стыках;

8 – совершена наплавка и/или неправильно выполнена приварка соединительных элементов;

9 – остальные недочеты, не подпадающие ни под одну из ранее представленных категорий.

Трехзначный код дефектов рельсов содержит еще одну цифру, и если предыдущие две были основными, то эта является дополнительной, но тоже несет следующую важную информацию:

0 – по всей длине есть отклонения от нормы;

1 – проблемы только в нескольких местах, чаще всего на стыках (допустим, на боковом, расположенном хотя бы на 750 мм от торца, или на сварном);

2 – вопрос в какой-то другой части прокатного изделия, обычно на подошве, в зоне от 220 до 440 мм по обе стороны от оси.

Также есть деление на категории – по степени развития:

Они регламентированы НТД/ЦП 1-93 и НТД/ЦП-2-2002, то есть нормативно-технической документацией, определяющей типы повреждений, причины их возникновения, средства диагностики и методы устранения:

ДП или ОД (остро дефектные рельсы)– ситуация критическая, срочно нужно проводить замену. Уже несут непосредственную угрозу безопасности движения транспорта. Могут спровоцировать сход локомотива или вагона с пути или разрушение линии под колесами подвижного состава. Нужна срочная замена элементов – на новые или с резерва;
Д1, Д2 – требуется устранение дефектов в порядке планового обслуживания ЖД-полотна с учетом прогнозируемой интенсивности развития размеров повреждения;
Д3 – изъяны пока небольшие, с выполнением ремонта можно повременить.

Указанные ранее документы также регламентируют максимальную скорость движения по проблемному ЖД-полотну разных групп:

ДП – до 40 км/ч,
Д1 – до 70,
Д2 – до 100,
Д3 – без ограничений.

Чем существеннее сложность, тем быстрее нужно ремонтировать или менять металлоконструкцию.

В категорию ОД входят прокатные изделия со следующими кодами:

20, 21, 24, 25 – трещины в головке;
50, 53, 55, 56, 59 – повреждения в шейке;
60, 64, 65, 66 – выколы подошвы, коррозионная усталость, поперечные изломы.