Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

НАУКА


Версия для печати
Обсудить в форуме

Качественная сварка - обеспечение безопасности движения поездов

Пока не будет уделяться должного внимания вопросам технологии и особенно проблемам, связанным со сварочными процессами, сварные швы будут являться основным местом зарождения и развития трещин в конструкциях при эксплуатации на сети железных дорог России. Эту тему поднимает заведующий кафедрой "Технология сварки, материаловедение, износостойкость деталей машин" (ТСМИ) Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ), доктор технических наук профессор Н.Н. Воронин.

Качественная сварка - обеспечение  безопасности движения поездов
Качественная сварка - обеспечение  безопасности движения поездов
В настоящее время существует около 80 различных видов сварки. Каждый из них имеет определенную область применения, свои преимущества и недостатки. Поэтому отдать предпочтение одному из видов не представляется возможным, хотя некоторые из них являются достаточно универсальными и позволяют получить высокое качество сварного соединения при изготовлении различных конструкций из ряда материалов. Разработка новых способов и модернизация существующих вызваны необходимостью решения конкретных проблем, связанных с конструктивными особенностями соединяемых деталей, технологией получения качественного сварного соединения, экономическими возможностями и т.п.

Сварные швы в вагонах, локомотивах, рельсах и машинах различного назначения, применяемых на транспорте, являются наиболее повреждаемыми местами в процессе эксплуатации. Это связано с характерными особенностями сварных соединений. В сварном шве и околошовной зоне после сварки изменяются механические свойства, образуются остаточные растягивающие напряжения на уровне предела текучести материала, а сам сварной шов, кроме того, является концентратором напряжений.

В ряде случаев при выборе того или иного способа сварки руководствуются лишь его производительностью и стоимостью выполняемых работ, что приводит к появлению в ответственных конструкциях сварных соединений низкого качества. На получение качественного сварного соединения большое влияние оказывает свариваемость материала, из которого изготовлены соединяемые детали. Свариваемость - комплексная характеристика металла, характеризующая его реакцию на физико-химическое воздействие процесса сварки и способность образовывать сварное соединение, отвечающее заданным эксплуатационным требованиям.

Большинство конструкций подвижного состава изготавливаются из хорошо или удовлетворительно сваривающихся материалов. Однако есть и такие конструкции, которые по условиям работы требуют применения высокопрочных материалов, имеющих плохую свариваемость, но должны подвергаться сварке или наплавке. Например, рабочие поверхности колес вагонов и бандажей колес локомотивов подвергаются при износе наплавочно-восстановительным работам, для получения бесстыкового пути применяется сварка рельсов и т.п.

Если для деталей из хорошо сваривающихся материалов качественное сварное соединение получается при любом способе сварки, то для деталей из удовлетворительно сваривающихся материалов требуется усложнение технологии или применение специального способа, как правило, более сложного и дорогого. Еще большие проблемы возникают при сварке деталей из плохо сваривающихся материалов. Для получения качественного сварного соединения таких материалов необходимо существенно усложнить технологию сварки и строго ее соблюдать. К сожалению не все об этом знают и, принимая решение о внедрении сварной конструкции в производство, часто не уделяют достаточного внимания технологии ее изготовления и ремонта.

Рельсовая сталь содержит большое количество углерода и относится к группе плохо сваривающихся материалов, которые при сварке склонны к образованию трещин. Трещины в таких конструктивных элементах как рельсы недопустимы, т.к. являясь концентраторами напряжений, могут в любой момент привести к разрушению стыка и крушению. В настоящее время стыковая сварка рельсов осуществляется двумя видами: стыковая контактная сварка и сварка алюминотермитным способом. Стыковая контактная сварка достаточно хорошо зарекомендовала себя при получении длинных рельсовых плетей в стационарных условиях и на перегонах. Следует отметить, что при проведении ремонтных работ рельсового пути данным способом необходимы дорогостоящие путевые рельсосварочные машины, продолжительные окна для их доставки на место сварки и последующей эвакуации, кроме того, требуется достаточно большая бригада рабочих. Дефицит рабочего времени в ряде случаев заставляет нарушать технологический процесс, что приводит к получению сварного стыка невысокого качества.

Одним из существенных недостатков стыковой контактной сварки является невозможность сварки стыков в районе стрелочных переводов. В настоящее время для сварки таких стыков безальтернативной и обеспечивающей хорошее качество сварного шва является алюминотермитная сварка. Следует отметить, что в странах западной Европы и Америке этот способ завоевал очень большую популярность - им сваривают стыки не только в районе стрелочных переводов, но и на перегонах основного пути.

Алюминотермитная сварка рельсов имеет ряд преимуществ перед стыковой контактной сваркой при использовании путевых рельсосварочных машин: она не требует сложного дорогостоящего оборудования, большого количества рабочих, продолжительных перерывов в движении поездов. Заварку стыка рельсов выполняет бригада из трех человек, обучение которых осуществляется в короткие сроки. Однако, как и при любом виде сварки, технология алюминотермитной сварки должна строго соблюдаться. Это связано с тем, что локальный неравномерный разогрев металла до высоких температур приводит к образованию в месте нагрева значительных остаточных напряжений, являющихся основной причиной зарождения и развития трещин. Для повышения трещиностойкости в технологическом процессе сварки рельсов предусмотрены специальные операции, позволяющие понизить уровень остаточных напряжений, повысить прочность сварного стыка и его работоспособность. В нашей стране за последние 50 лет исследования в этом направлении практически не проводились, что привело к значительному отставанию от зарубежных стран. Экспериментально подобранные параметры сварочного процесса нуждаются в серьезном теоретическом обосновании и, возможно, в некоторой корректировке технологии с целью получения стопроцентного качества сварного шва.

Для разработки технологических процессов и осуществления контроля над ее выполнением необходимы специалисты, знающие процессы, происходящие при сварке и в период эксплуатации сварных конструкций.

В настоящее время все отрасли промышленности, в том числе железнодорожный транспорт, испытывают недостаток в данных специалистах. В связи с этим в 1989 году в МИИТе была начата подготовка специалистов по специальности 12.06.00 "Оборудование и технология повышения износостойкости и восстановление деталей машин и аппаратов".

Специалисты данной специальности получают фундаментальную подготовку в области теории сварочных процессов, трения, изнашивания и смазки, свойств конструкционных материалов и методов их повышения. Изучают теоретические и технологические основы современных способов упрочнения поверхностей и применяемое для этих целей оборудование. Будущие специалисты получают необходимые знания в области технологии производства и ремонта сварных конструкций железнодорожной техники, обеспечения их надежности и долговечности на необходимом уровне. В этих курсах достаточно глубоко рассматриваются теоретические основы технологических методов производства и ремонта конструкций железнодорожной техники, обеспечения надежности и долговечности, применение концентрированных источников энергии и компьютерного моделирования процессов.

Инженеры специальности 12.06.00 работают на заводах, в депо, НИИ и проектно-конструкторских организациях МПС России. Они могут работать в должностях инженеров по сварке в технологических отделах заводов, мастеров и контрольных мастеров, инженеров-механиков в проектных технологических и конструкторских бюро, инженеров-инструкторов по сварке в службах пути, мастеров и старших мастеров на рельсосварочных поездах, а также на любых руководящих должностях в случае проявления соответствующих способностей. Так, например, недавний выпускник (окончил МИИТ в 2002 г.), проявив себя, возглавил цех по сварке рельсов и успешно справляется со своими обязанностями.

В связи с острой необходимостью сварки рельсов и нехваткой рабочих по данной специальности в последние годы кафедры "Технология сварки, материаловедение, износостойкость деталей машин" и "Путь и путевое хозяйство" МИИТа совместно с ЗАО "СНАГА" проводят подготовку и переподготовку рабочих по специальности "Технология и оборудование для сварки рельсов алюминотермитным способом". За время обучения слушатели знакомятся не только с основными технологическими вопросами, техникой безопасности, правилами работы на путях, но и получают необходимую практическую подготовку по данной специальности. На заключительном этапе подготовки обучающиеся проходят стажировку на одном из участков дороги, направившей их на обучение, под непосредственным наблюдением инструктора (представителя ЗАО "СНАГА"). Такой метод позволяет не только получить теоретические знания и начальные практические навыки, но также закрепить их непосредственно на рабочем месте. В настоящее время на большинстве дорог подготовлены бригады из таких специалистов.

За период совместной работы между ЗАО "СНАГА" и кафедрой ТСМИ сложились хорошие партнерские взаимоотношения, при которых каждый в меру своих сил помогает другому. Помимо обучения кафедра ТСМИ по поручению ЗАО "СНАГА" проводит необходимые научные исследования, подключив к этому направлению аспирантов и студентов-дипломников. ЗАО "СНАГА", в свою очередь, помогает в проведении необходимых экспериментов и оснащении кафедры натурными образцами сваренных стыков рельсов и наглядными пособиями. Такой контакт оказался достаточно успешным - имеются совместные публикации и доклады на конференциях по данному направлению.

© Евразия Вести VI 2003







VI 2003

Евразия Вести VI 2003

Безопасность движения поездов

Управление безопасностью требует новых подходов

Идентификацию берет на себя автоматика

Сохранность гарантирует электроника "Ространс"

И дольше века длится путь

Расширить полигон применения алюминотермитной сварки

Железнодорожные рельсы в пути

"ВИГОР" - признанный лидер средств технической диагностики

Ставка на электронику

"ЭПОТОС 1" завоевывает рынки

"ИНТЕРСИТИ" обеспечивает безопасность

Пожары лучше тушить... газом

"ЭСТРА" решает задачи при чрезвычайных ситуациях

Siemens TS RA - безопасность, надежность, качество

Обеспечение условий и охраны труда при реформировании на железнодорожном транспорте

Человеческий фактор и безопасность

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2016 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести