Per què és important la concordança de qualificacions i les diferències mecàniques entre les qualificacions
La peixera, també anomenada barra d'articulació, està cargolada als dos extrems del carril en una unió i transfereix el moment de flexió i la força de cisalla d'un carril a l'altre. Com que la junta és el punt més feble de la via, la peixera ha de portar una part definida de la càrrega del carril, i aquesta part depèn directament del grau de resistència del material de la peixera. Si el grau és inferior a les exigències de càrrega, la peixera es deforma plàsticament, s'esquerda i, finalment, perd la seva retenció als extrems del rail, per la qual cosa el grau de resistència del material de la peixera ha de coincidir amb la capacitat de càrrega-de la junta del rail.
Els dos graus més utilitzats per a les peixes difereixen en la resistència a la fluència, la resistència a la tracció, la duresa i el contingut d'aliatge. Aquestes diferències determinen la càrrega que pot suportar l'articulació i la vida a fatiga de la peixera sota càrregues alternes de les rodes.
| Propietat | 8.8 Grau | 10.9 Grau |
|---|---|---|
| Força de rendiment | Major o igual a 640MPa | Superior o igual a 900 MPa |
| Resistència a la tracció | Superior o igual a 800 MPa | Superior o igual a 1000 MPa |
| Duresa Rockwell | Major o igual a HRC28 | Major o igual a HRC35 |
| Contingut de carboni | 0.25%-0.35% | 0.35%-0.45% |
| Contingut de crom | Cap especificat | 1.0%-1.5% |
| Aplicació típica | Carrils GB de 60 kg/m en línies normals | Transport pesat-i carrils estàndard exteriors |
| Capacitat de suport de la junta | Al voltant del 80% del ferrocarril | Al voltant del 90% del ferrocarril |
Coincidència de la pendent amb la línia i la càrrega per eix
El grau 8,8 és adequat per a línies de velocitat-ordinàries col·locades amb rails GB de 60 kg/m, on la capacitat de suport de la junta arriba al voltant del 80% del rail i la càrrega de trànsit es manté dins del rang elàstic del material. Els rails de transport pesat-exteriors requereixen el grau 10,9 perquè la resistència a la fluència del carril és d'almenys 900 MPa, la càrrega per eix és de 30 tones o més i la força de tall a l'articulació és aproximadament 2,5 vegades la de les línies de velocitat-ordinàries. El grau 8,8 amb una resistència a la fluència de 640MPa desenvolupa ràpidament una deformació plàstica sota aquesta força de cisalla, es perd l'adhesió entre la peixera i el rail i la concentració d'estrès es torna severa. El grau 10,9, amb una resistència elàstica aproximadament 1,4 vegades superior a la del grau 8,8, manté l'amplitud de la tensió conjunta dins del 70% del límit elàstic i ofereix aproximadament el doble de la vida útil a la fatiga, cosa que garanteix una estabilitat a llarg termini en línies de transport pesat.
Què passa quan la peixera és més feble que el rail
Quan la força de la peixera és inferior a la del rail, la peixateria es converteix en l'enllaç feble de l'articulació. L'estrès es concentra a la peixera mentre es redueix l'estrès del carril, invertint el repartiment de càrrega previst. Per exemple, si la força de la peixera és un 20% inferior a la del rail, l'amplitud de l'estrès a la peixera pot arribar a 1,5 vegades la del rail i les esquerdes de fatiga apareixen aviat. La propagació de l'esquerda condueix a la fractura de la peixateria, l'articulació perd la seva restricció i la desalineació i el desplaçament segueixen. La concentració d'esforços també accelera la fallada de cisalla dels cargols de la junta, perjudicant encara més la integritat de la junta. Per tant, la resistència de la peixera ha de ser igual o superior a la resistència del rail, de manera que la distribució de l'esforç de la junta es mantingui uniforme.
-Detecció al lloc del grau de resistència de la peixera
La nota es pot verificar in situ de tres maneres. En primer lloc, un provador de duresa portàtil mesura la duresa Rockwell: el grau 8,8 llegeix almenys HRC28 i el grau 10,9 almenys HRC35. En segon lloc, es prenen mostres per a una prova de tracció per mesurar la resistència a la fluència i la resistència a la tracció, i els valors es comparen amb els límits de grau. En tercer lloc, un espectròmetre verifica la composició del material: el grau 10,9 té un contingut de carboni del 0,35% al 0,45% i un contingut de crom de l'1,0% al 1,5%, mentre que el grau 8,8 té un contingut de carboni del 0,25% al 0,35% i sense crom especificat. La superfície d'una peixera correctament subministrada porta una marca de grau de resistència; Els productes sense marca s'han de sotmetre a proves completes abans del seu ús per evitar una mala aplicació.
Equilibrar el cost i la seguretat en la selecció de grau
Les línies interiors de-velocitat normal amb rails GB poden utilitzar el grau 8,8, que costa aproximadament un 30% menys que el grau 10,9 i satisfà la demanda de rodaments amb una millor relació cost-rendiment. Les línies de transport d'alta-velocitat i pesats-amb carrils estàndard exteriors han d'utilitzar el grau 10,9; el cost del material augmenta aproximadament un 20%, però s'evita la fallada de la junta i es redueix{10}}el cost de manteniment a llarg termini. Les línies temporals poden utilitzar un nivell més baix segons la classe de càrrega real, mentre que les línies destinades a un funcionament a llarg termini-s'han de seleccionar al nivell més alt que veuran. El nucli de la balança és la concordança precisa amb la càrrega de la línia i el nivell del ferrocarril, evitant tant una sobreespecificació que augmenta el cost com una subespecificació que crea un risc de seguretat.
Preguntes freqüents
Es pot utilitzar una peixera de grau 8,8-en una línia de transport pesat?
No. La força de tall a l'articulació és aproximadament 2,5 vegades la de les línies de velocitat-ordinàries, i el rendiment de 8,8 graus a 640 MPa, molt per sota del rendiment de 900 MPa del carril de transport pesat-. La deformació plàstica i la fractura per fatiga seguirien ràpidament.
Com es realitza el control de duresa al camp?
Un provador de duresa Rockwell portàtil es pressiona contra una àrea plana i neta de la peixera. La lectura es compara amb el límit de qualificació: almenys HRC28 per a la nota 8,8 i almenys HRC35 per a la nota 10,9.
Per què el grau 10.9 conté crom?
El crom millora la tempabilitat i la resistència a la corrosió i admet la major resistència del grau. Una lectura de l'espectròmetre d'1,0%-1,5% de crom és una de les comprovacions de composició que confirma el grau 10,9.
Quina és la conseqüència de la concentració d'estrès articular en una peça feble?
L'estrès es concentra a la peça, les esquerdes de fatiga s'inicien i es propaguen, la peça es fractura, l'articulació perd la contenció i la desalineació i la fallada de cisalla del cargol segueixen. L'articulació pot fallar sobtadament sota trànsit.
Sempre és millor una peixera amb un grau superior?
No automàticament. Un grau superior costa més i pot ser menys dúctil si no es tracta adequadament tèrmicament. El grau ha de coincidir amb el carril i la càrrega de la línia de manera que el cost, la resistència i la duresa estiguin equilibrats.
Què s'ha de fer amb les peixes que no porten cap nota?
Les peixes no marcades no s'han d'instal·lar a les juntes de càrrega-. S'han de posar en quarantena i sotmetre's a proves de duresa, tracció i composició, i només restablir-los si els resultats coincideixen amb el grau requerit.