Tehnologia de evaluare a performanței de îmbătrânire a șinei și metoda de predicție a vieții
Care sunt parametrii de bază și metodele de testare pentru testele de îmbătrânire accelerată a plăcuțelor șinei?
Parametrii de bază pentru testele de îmbătrânire accelerată ale plăcuțelor șinei includ patru aspecte: temperatura, umiditatea, intensitatea UV și timpul de testare. Prin ajustarea acestor parametri, procesul de îmbătrânire în diferite medii climatice poate fi simulat. Temperatura este controlată între 60-80 de grade . Temperaturile mai ridicate au ca rezultat o îmbătrânire mai rapidă și timpi de testare mai scurti, dar temperaturile excesiv de ridicate pot modifica mecanismul de îmbătrânire al plăcuțelor, distorsionând rezultatele testului. Umiditatea este controlată între 80%-90%. Umiditatea ridicată accelerează îmbătrânirea hidrolitică a plăcuțelor, potrivite pentru simularea condițiilor de îmbătrânire în zone cu temperatură înaltă-și umiditate ridicată. Intensitatea UV este controlată între 0,7-1,0 W/m². Radiația UV este principalul factor care provoacă îmbătrânirea foto-oxidativă a plăcuțelor, potrivite pentru simularea condițiilor de îmbătrânire ale liniilor de cale ferată în aer liber. Metoda de testare folosește o cameră de testare a îmbătrânirii lămpii cu xenon. Probele de tampon sunt plasate în cameră, iar după stabilirea parametrilor de bază, testul se efectuează continuu timp de 1000-2000 de ore. Se prelevează periodic eșantioane pentru a testa modulul elastic, duritatea și rezistența la tracțiune ale eșantioanelor, iar datele privind modificarea performanței sunt înregistrate.
Care sunt indicatorii de evaluare și criteriile de judecată pentru performanța de îmbătrânire a plăcuțelor șinei?
Indicatorii de evaluare a performanței de îmbătrânire a plăcuțelor șinei includ patru indicatori de bază: rata de modificare a modulului elastic, rata de modificare a durității, rata de reținere a rezistenței la tracțiune și gradul de fisurare a suprafeței. Fiecare indicator are un standard clar de judecată. O rată de modificare a modulului elastic mai mică sau egală cu ±10% este considerată acceptabilă. O rată de modificare a modulului elastic excesiv de mare va duce la o scădere a performanței de amortizare a vibrațiilor a plăcuței, nerespectând cerințele de utilizare a șenilei. O rată de modificare a durității mai mică sau egală cu ±5% este considerată acceptabilă. Duritatea crescută duce la scăderea elasticității plăcuței, în timp ce duritatea scăzută duce la deformare excesivă. O rată de retenție a rezistenței la tracțiune mai mare sau egală cu 80% este considerată acceptabilă. O rată scăzută de retenție a rezistenței la tracțiune indică o degradare severă a proprietăților mecanice ale plăcuței, făcându-l predispus la rupere. Gradul de fisurare a suprafeței este judecat după lungimea și numărul fisurii. Fisurile mai mici sau egale cu 2 mm lungime și mai puțin sau egal cu 3 la număr sunt considerate acceptabile. Prea multe sau prea lungi fisuri vor duce la defectarea plăcuțelor. Evaluarea trebuie să ia în considerare în mod cuprinzător toți cei patru indicatori; numai atunci când toți indicatorii îndeplinesc standardele, performanța la îmbătrânire a tamponului poate fi considerată acceptabilă.
Care sunt diferențele dintre mecanismele de îmbătrânire ale plăcuțelor șinei din diferite materiale?
Mecanismele de îmbătrânire ale plăcuțelor de șenile din diferite materiale diferă semnificativ. Principalele materiale sunt poliuretanul, cauciucul și cauciucul EPDM. Tampoanele din poliuretan îmbătrânesc în principal prin îmbătrânire hidrolitică și foto-imbatranire oxidativă. Îmbătrânirea hidrolitică se referă la ruperea lanțurilor moleculare din poliuretan sub influența apei, ceea ce duce la degradarea performanței. Îmbătrânirea foto-oxidativă se referă la degradarea oxidativă a lanțurilor moleculare de poliuretan sub radiație ultravioletă, care are ca rezultat pulverizarea și crăparea suprafeței. Tampoanele de cauciuc îmbătrânesc în principal prin îmbătrânirea termo-oxidativă și prin îmbătrânire prin oboseală. Îmbătrânirea termo-oxidativă se referă la reacția-de reticulare a lanțurilor moleculare de cauciuc la temperaturi ridicate și oxigen, determinând întărirea și fragilizarea cauciucului. Îmbătrânirea prin oboseală se referă la formarea de microfisuri în cauciuc sub încărcări repetate, care se propagă și duc la defectarea plăcuței. Tampoanele de cauciuc EPDM îmbătrânesc în principal prin îmbătrânirea foto-oxidativă. Deși structura lor moleculară este stabilă și prezintă o rezistență excelentă la hidroliză și la îmbătrânire termo-oxidativă, ele suferă în continuare degradare oxidativă sub radiația ultravioletă, ceea ce duce la scăderea performanței. Aceste mecanisme diferite de îmbătrânire determină mediul potrivit pentru tampoane: tampoanele din poliuretan sunt potrivite pentru zonele uscate, tampoanele de cauciuc sunt potrivite pentru zonele cu temperatură joasă-, iar tampoanele din cauciuc EPDM sunt potrivite pentru zonele exterioare cu temperatură-înaltă.
Care sunt metodele și valoarea aplicației de stabilire a unui model de predicție a duratei de viață a șinei?
Modelul de predicție a duratei de viață a șinei este stabilit folosind o metodă de „date de testare a îmbătrânirii accelerate + analiză de regresie liniară”. În primul rând, sunt efectuate teste de îmbătrânire accelerată pentru a obține date de performanță ale plăcuțelor la diferiți timpi de testare, cum ar fi modulul elastic și rezistența la tracțiune. Apoi, cu timpul de testare ca variabilă independentă și indicatorii de performanță ca variabilă dependentă, se efectuează o analiză de regresie liniară pentru a stabili o relație funcțională între indicatorii de performanță și timp. În continuare, pe baza relației de conversie dintre testele de îmbătrânire accelerată și mediile reale de service, timpul de testare accelerat este convertit în timpul de serviciu real folosind formula: accelerație reală, unde K este factorul de accelerație, determinat pe baza unor parametri precum temperatura și umiditatea. În cele din urmă, durata de viață reală a plăcuței este calculată pe baza pragului de defecțiune al indicatorilor de performanță. Valoarea de aplicare a modelului de predicție a vieții este semnificativă. Poate ghida planul de operare și întreținere al liniei, poate formula planuri de înlocuire a plăcuțelor în avans și poate evita defecțiunile liniei cauzate de defecțiunea plăcuțelor; în același timp, poate optimiza selecția și proiectarea materialelor pentru plăcuțe, poate îmbunătăți durata de viață a plăcuțelor și poate reduce costurile de operare și întreținere.
Care sunt strategiile de înlocuire și punctele cheie de construcție pentru plăcuțele de șine învechite?
Strategia de înlocuire a plăcuțelor de șine învechite adoptă o combinație de „înlocuire preventivă + înlocuire bazată pe stare-”. Înlocuirea preventivă se referă la înlocuirea plăcuțelor înainte ca acestea să atingă durata de viață proiectată, în general cu șase luni înainte, pe baza unui model de predicție a duratei de viață, pentru a evita degradarea bruscă a performanței în etapele ulterioare de funcționare. Înlocuirea bazată pe-condiție implică înlocuirea la timp a plăcuțelor cu performanță grav degradată prin inspecții regulate. Indicatorii de inspecție includ modulul de elasticitate, duritatea și fisurarea suprafeței; înlocuirea este necesară dacă vreun indicator nu respectă standardul. Punctele cheie ale construcției includ trei aspecte principale: în primul rând, înainte de construcție, resturile și petele de ulei de pe suprafața traversei trebuie curățate pentru a asigura o potrivire strânsă între noul tampon și dormitor; în al doilea rând, instrumentele specializate trebuie utilizate în timpul înlocuirii pentru a evita deteriorarea șinelor și elementelor de fixare; și în al treilea rând, după înlocuire, preîncărcarea elementelor de fixare trebuie ajustată pentru a se asigura că îndeplinește cerințele căii. După construcție, trebuie efectuat un test de netezime a pistei, iar pista poate fi pusă în funcțiune numai după trecerea testului.