Применение цветных металлов на железной дороге

Рельсовый лом и прочие отходы ж/д транспорта составляют обособленную категорию вторичного сырья черных металлов. Это сказывается как на цене железнодорожного металлолома, так и на высокой ответственности при его приемке.

Основные типы ж/д лома

Весь железнодорожный металлолом можно разделить на три категории:

Рельсовый лом

• вагонные конструкции, включая колесные пары;

Колесные пары

Прочий жд лом – это могут быть элементы крепления, рессоры, костыли и т.д.

К последней группе можно отнести изношенные подшипники, металлические канаты, любые металлические узлы списанного ж/д оборудования.

Типичный железнодорожный лом, кроме грейфера, пожалуй

Рельсовый лом является наиболее дорогой категорией металлолома и принимается аналогично соответствующим категориям металлолома марок 3А и 5А:

• 3АР – габаритные отходы, ограниченные максимальными размерами 1500 мм в длину и 500/500 мм в сечении. Также в эту категорию входят различные элементы верхнего строения пути. Габаритными отходами считаются составляющие колесных пар – диски и оси.

• 5АР – негабаритные железнодорожные отходы черных металлов.

Несмотря на название категории, 5АР также предъявляет определенные ограничительные лимиты по длине рельс, определяемые их типом.

• Так пределы длины негабаритного лома рельс типов до Р-38 установлены: от полутора метров до 12,5 м.

• Для марок от Р-43 длина сдаваемых конструкций должна быть практически в два раза меньше, не превышая шести метров.

Технические требования при приемке категорий 3АР и 5АР устанавливают, что не допускаются непрямые рельсовые конструкции, то есть: погнутые, сваренные различным способом. Поверхность вторичных рельс должна быть свободна от посторонних предметов.

Иначе такой лом могут принять дешевле, например, как категорию 3А или 5А. Необходимо открепить все компоненты верхнего строения пути. Убрать крепежные элементы и контактные провода.

Дополнительно, рельсовую поверхность необходимо очистить до металла при наличие на ней загрязнений, следов мазута.

Вагоны, а также их составляющие

Категорию негабаритного ж/д лома дополняют стрелочные переводы, тележки, вагоны. Подвижной состав допускает три варианта сдачи на металлолом:

• на своем ходу (многие пункты приемки оборудованы ж/д путями с тупиком);

• вызов специалистов из металлоприемки;

• демонтаж собственными усилиями, требует специальных навыком и оборудования – смотрите статью Резка вагона.

При сдаче лома своим ходом, необходимо учитывать, что каждый тип вагонов обладает конкретным весом, величина колеблется в интервале: 23 – 27 тонн для грузовых и 46 – 52 – пассажирских. Терять даже одну тонну черного металлолома – убыточно, а взвесить железнодорожный вагон не представляется возможным.

Старый купейный вагон на металлолом

Однако еще более существенные потери кроются в другом. Каждый тип вагона имеет определенное количество колесных пар. Обычно от двух до дюжины. Средний вес одной колесной пары около двух тон. Таким образом, если забыть на чем вагон приехал в пункт приема металла можно потерять более десятка тонн металлолома.

Индивидуальная ответственность

Следующим важным аспектом сдачи железнодорожного лома является требование письменного подтверждения факта его списания. Любой нормальный пункт приемки металлолома, потребует специальные сопровождающие документы от лица, сдающего вторичное сырье. Во многих случаях сдача ж/д лома допускается только его владельцам или официальными представителями.

Частые проверки милиции металлоприемок связаны именно со сдачей железнодорожного лома

При сдаче железнодорожного лома, приемщик с высокой вероятностью пожелает записать ваши паспортные данные, поскольку кража ж/д имущества попадает под уголовную ответственность. Поэтому подготовить к сдаче необходимо не только металлолом, но и документы на него.

Видео – демонтаж ж/д лома

Представляем книгу "Паровозы промышленного транспорта", Ф.И. Бойко

Условия размещения статей в рубрикаторе здесь  

Краткие сведения о материалах

В паровозостроении применяются чугун, сталь, медь и ее сплавы, олово, свинец, сурьма, алюминий и их сплавы, асбест и другие материалы. Чугун. Сплав железа с углеродом (при содержании углерода более 1,7%), а также с небольшими примесями кремния, марганца, серы и фосфора называется чугуном. Для отливки деталей паровозов применяется серый чугун.

Серый чугун содержит значительное количество выделенного углерода, располагающегося равномерно по всей массе чугуна в виде графита. Механические качества серого чугуна в основном зависят от формы, количества, величины и распределения графитных включений. Серый чугун сравнительно мягок, легко плавится и в изломе имеет серую поверхность с крупнозернистым строением.

Технические условия на отливки из серого чугуна установлены ГОСТ 1412-54, в котором механические свойства определяются пределом прочности при изгибе и твердостью по Бринелю.

Стандартные марки серого чугуна обозначаются СЧ (серый чугун); к этим буквам добавляются два двузначных числа: первое число — предел прочности при растяжении, второе — предел прочности при изгибе (табл. 1).

Таблица 1. Марки и механические свойства серого чугуна

Из чугуна марки СЧ 00 изготовляют кронштейны, опоры, стойки, фланцы и неответственные детали; из чугуна марок СЧ 12-28 и СЧ 15-32 — башмаки для тормозных колодок, подбуксовые коробки, колосники, дымовые трубы, конусы и мелкие отливки; из чугуна марок СЧ 18-36, СЧ 21-40, СЧ 24-44 — паровозные цилиндры и их крышки, втулки золотниковые и поршневые, барабаны для поршневых и золотниковых колец, насосные детали, буксовые накладки и другие. В последнее время в паровозостроении начали применять ковкие, модифицированные и легированные чугуны, у которых механические и физические свойства выше, чем у обыкновенного серого чугуна. Сталь. Сталь отличается от чугуна меньшим содержанием углерода (не более 1,7%) и некоторых других примесей. Сталь получают из чугуна путем выжигания примесей в бессемеровских, томасовских и мартеновских печах. Твердость стали зависит от содержания в ней углерода: чем больше углерода, тем она тверже, и наоборот. Стали, содержащие до 0,2% углерода, применяют для сварки; эти стали вязки, обладают небольшой твердостью и прочностью и хорошо свариваются. Стали с содержанием 0,10 — 0,30% углерода применяют для изготовления цементуемых деталей, которые должны обладать вязкой сердцевиной, но твердой поверхностью. Стали с 0,35-0,55% углерода прочные, вязкие и хорошо воспринимают закалку; их применяют для изготовления деталей машин, работающих под нагрузкой. Сталь с 0,6-0,8% углерода применяют для изготовления инструмента. Сталь с 1,0-1,7% углерода очень тверда после закалки; из нее изготовляют инструмент для обработки металлов. Существующие сорта стали делятся на две основные группы: углеродистые и легированные или специальные. Механические свойства углеродистых сталей зависят главным образом от процентного содержания в них углерода. Углеродистые стали, в свою очередь, делят на конструкционные, из которых изготовляют части машин, и инструментальные — для изготовления инструмента. Излом углеродистой стали — зернистый, светлосерого цвета, причем, чем меньше в стали углерода, тем зерно ее крупнее, а цвет излома светлее. У стали с большим содержанием углерода зерно мельче, а цвет излома темнее. Если кусок стали прижать к вращающемуся наждачному кругу, то по длине, форме и цвету искр можно судить о сорте стали: мягкие стали, с малым содержанием углерода, дают пучок соломенно-желтых искр; чем больше в стали углерода, тем пучок искр ярче (фиг. 1). Углеродистая горячекатанная сталь обыкновенного качества изготовляется на металлургических заводах по ГОСТ 380-50. В зависимости от механических свойств и химического состава сталь делится на марки: Ст. 0, Ст. 1, Ст. 2 и т. д. до Ст. 7 (табл. 2).

Стали всех марок, кроме марки Ст. О, маркируют окраской торцов или концов и клеймят. Для окраски установлены следующие цвета: Ст. 1 — белый и черный, Ст. 2 — желтый, Ст. 3 — красный, qt 4 __ черный, Ст. 5 — зеленый, Ст. 6 — синий, Ст. 7 — красный и коричневый.

Таблица 2. Состав и свойства мартеновской стали

Паровозные детали изготовляют из углеродистой конструкционной стали следующих марок: Ст.

О — буферные стержни, рессорные прокладки, подбуксовые сварные коробки, укрепляющие кольца бандажей, планки ползунов, шайбы, шплинты и другие менее ответственные детали; Ст. 1 -топочные связи; Ст.

2 — валики ползунов и дышел, втулки дышловых валиков, кулисы и их камни, валики и втулки кулисного механизма, ножи и валики рессорного подвешивания, заклепки, котельные листы, связи, шпильки, болты и т. д.

Ст. 3 — рычажные передачи тормоза, тормозные винты, болты, связи, листовые паровозные рамы, рессорные хомуты валики

Рис. 1. Технологическая проба на искру: 1 — мягкая сталь; 2 — сталь средней твердости; 3 — твердая конструкционная сталь; 4 — твердая инструментальная сталь; 5 — быстрорежущая сталь; 6 — специальная марганцовистая сталь.

Таблица 3 Состав и свойства котельной и топочной стали

Ст. 4 — рессорные подвески, стяжки, тяговые крюки, мелкие поковки; Ст. 5 — золотниковые штоки, параллели и их болты, клинья ползунов, золотниковые диски, маятники, золотниковые и эксцентриковые тяги, буксовые клинья, болты междурамных скреплений; Ст.

5 (с предъявлением дополнительных требований) -дышла, поршневые скалки, пальцы кривошипов, контркривошипы. В паровозостроении дополнительно применяется топочная сталь (Ст.

ЗТ), из которой изготовляют детали паровозной топки, подвергающиеся непосредственному Действию пламени или горячих газов, и котельная сталь (Ст. ЗК), из которой изготовляются остальные ответственные части паровозного котла. Листовая сталь этих марок изготовляется по ГОСТ 399-41 (табл.

3) и отличается от обычной углеродистой стали марки Ст. 3 несколько повышенной пластичностью, а Ст. 3Т — пониженной чувствительностью к старению.

i В результате добавления к стали присадочных (легирующих) элементов — хрома, вольфрама, молибдена, никеля, ванадия — эти стали называются хромистыми, никелевыми, нержавеющими, быстрорежущими и т. д. Сталь в отличие от чугуна хорошо куется, прокатывается, штампуется и поддается закалке. Для лучшей обрабатываемости сталь отжигают.

Читать предыдущую страницу  Читать книгу сначала  Читать следующую страницу

• Советуем прочитать книги про железнодорожный транспорт:
• Паровозы промышленного назначения
• Какие бывают загрязнения на железнодорожных транспортных средствах и как их отмыть
• Тепловозы промышленного назначения, устройство и ремонт
• Мойка и уборка вагонов, химия для ЛКП, наружная мойка железнодорожных вагонов и вагонов метро
• Как устроен и работает электровоз, тяговый подвижной состав

Применение алюминиевых сплавов в строительстве и транспорте

• Глава 3
• ПРИМЕНЕНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ И АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ
• 1. АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

В последнее десятилетие расширилась область применения алюминиевых сплавов в железнодорожном транспорте.

В связи с все более возрастающими требованиями к эксплуатации подвижного состава — повышением скорости движения поездов и нагрузкой на ось, созданием большегрузных составов, увеличением объема перевозок сыпучих и агрессивных минеральных удобрений — применение алюминиевых сплавов в качестве основного конструкционного материала для несущих конструкций вагонов становится все более актуальным.

Замена стальной конструкции железнодорожного вагона конструкцией из алюминиевых сплавов позволяет снизить массу тары вагона (до 15 %), повысить грузоподъемность и скорость движения, снизить износ рельсов и расход электроэнергии или топлива на тягу поездов (в среднем на 10 %), сократить затраты на текущий и капитальный ремонт вагонов (до 18 %).

За рубежом накоплен довольно широкий опыт строительства и эксплуатации подвижного состава из алюминиевых сплавов.

Современный вагон должен быть оснащен новыми техническими средствами, обеспечивающими безопасность движения и высокий уровень комфорта для пассажиров, что увеличивает его общую массу.

Применение легких сплавов в пассажирском вагоностроении позволяет решить проблему осевых нагрузок. Особенно выгодно применение алюминиевого подвижного состава на железных дорогах, проходящих по пересеченной местности, что позволяет снизить расход энергии или топлива.

Снижение массы вагона позволяет получить более высокие характеристики ускорения и замедления.

Наиболее широкое применение алюминиевые сплавы получили при строительстве новых пассажирских вагонов в ФРГ, Швейцарии, Японии, Англии, Франции. Фирмой «Messerschmidt Bolkow Blow» (ФРГ) спроектировано и изготовлено 11 прототипов новых пассажирских вагонов «Bwnrzb 731» с алюминиевыми кузовами. Масса вагонов этого типа 29,63 т, т. е.

на 3,72 т меньше массы вагона типа «Bwnrzb 726» с кузовом облегченной конструкции (из нержавеющей стали). Для несущих элементов конструкции применен высокопрочный сплав марки А1—Zn—Mg36, для наружной обшивки торцовых стенок и крыши — сплав А1—Mg—Мп26, а для несущих элементов каркаса—марки А1—Mg—Si0,5.

Кузов вагона собирается из прессованных профилей и имеет замкнутую несущую сварную конструкцию.

Для железных дорог ФРГ построен высокоскоростной моторвагонный электропоезд серии ЕТ 403 с максимальной скоростью дви

жения 200 км/ч. Каркас его выполнен из высококачественных алюминиевых сплавов. Состав эксплуатируется на линии Бремен— Ганновер—Вюнцбург—Мюнхен.

При проектировании и изготовлении новых вагонов электропоездов в ФРГ особое внимание уделялось применению сварных конструкций и широкому использованию в качестве несущих и отделочных элементов профилей из алюминиевых сплавов А1—Zn—MgF36 и А1—Mg—Мп—F26. Масса кузова головного вагона 6,27 т, а прицепного 4,65 т.

На железных дорогах Швейцарии широко используются новые четырехосные пассажирские вагоны типа Bt-4, кузова которых выполнены из алюминиевых сплавов методом сварки. Наиболее нагруженные узлы и детали кузова выполнены из сплава А1—Mg—Si41.

Для настила пола использован гофрированный лист из сплава А1— Мп толщиной 1,2 мм. Обшивка боковых стенок выполнена из листов сплаваА1—Mg3—18толщиной 2 мм, а обшивка торцевых стенок — из листов сплава А1—Mg—Si61 толщиной 3 мм.

Конструкция крыши состоит из дуг замкнутого сечения, обшитых гофрированными листами толщиной 1,5 мм из сплава А1—Mg3—18.

В Японии из-за сравнительно большой стоимости алюминиевых сплавов вагоны из них применяют лишь тогда, когда уменьшение массы имеет очень важное значение: для высокоскоростного подвижного состава (со скоростью движения 260 км/ч); при необходимости уменьшения поперечных сил, воздействующих на путь с большим радиусом кривизны при движении с высокой скоростью, и для вагонов междугородных электропоездов, когда необходимы частые остановки и разгоны с высоким ускорением.

Во Франции применяют четырехвагонные секции типа MS79 с кузовами из алюминиевых прессованных панелей для электропоездов со скоростью 140 км/ч.

В Англии эксплуатируются моторвагонные высокоскоростные электропоезда серии APT—Р из алюминиевых сплавов. Применение этих сплавов позволяет снизить массу вагонов на 40 % по сравнению со стальными.

Масса кузова промежуточного прицепного вагона без оборудования составляет 4,7 т.

Скорости движения таких поездов должны достигать 300 км/ч, а пассажирские скоростные поезда серии APT—Е рассчитаны на максимальную скорость 250 км/ч.

Применение алюминиевых сплавов в грузовом вагоностроении определяется возможностью снижения массы, повышения грузоподъемности и резкого увеличения коррозионной стойкости вагонов.

Большой опыт по изготовлению и эксплуатации алюминиевых вагонов имеет Швейцария. Более 3000 грузовых вагонов с раздвижными боковыми стенками и алюминиевыми кузовами эксплуатируются на дорогах страны. Обшивка их выполнена из гофрированных листов. Из сплавов алюминия изготавливают управляемые вручную откидные, поворотные и раздвижные элементы конструкций вагона.

В Швейцарии изготавливают вагоны для железных дорог Марокко для перевозки фосфатов. В этих вагонах алюминиевые сплавы используют во всех конструктивных элементах, за исключением рам

тележек и колесных пар. Тара вагона 14,5 т. Для перевозки 3930 т фосфатов требуется 60 алюминиевых вагонов, а стальных 66.

На железных дорогах США, Канады, Австралии алюминиевые вагоны широко применяют для перевозки сыпучих грузов (уголь, сера, поташ, соль, кварц, песок, железная руда, цемент, зерно и пр.). Полезный объем вагона более 100 м3, грузоподъемность 100—200 т, уменьшение собственной массы вследствие применения алюминиевых сплавов составляет 5—10 т.

В Канаде используют специализированные вагоны для перевозки зерна из сплавов 5083 (А1—Mg—4,5 Мп) и 7004 (А1—Zn—Mg). Толщина листового металла в зоне буферных брусьев 12,7 мм, в остальных местах 6,3 мм. Грузоподъемность вагона 80 т, собственная масса 20 т.

В связи с развитием контейнерных перевозок на железных дорогах Японии эксплуатируется более 18000 двухосных крытых вагонов модели «Вашу — 80 000», изготовленных из алюминиевых сплавов, предназначенных для транспортировки грузов на поддонах.

Для транспортировки агрессивных жидких грузов, таких, как концентрированная азотная кислота, уксусная кислота, уксусный ангидрид и др., а также продуктов, требующих сохранности кондиции, применяют цистерны с котлами из алюминиевых сплавов.

Основными материалами для их постройки являются сплавы системы А1—Mg.

В 1975 г. для метрополитена Берлина (ГДР) начали выпускать вагоны, сварные кузова которых выполнены из самоупрочняющегося сплава А1—Zn5—Mgl. Листы обшивки выполнены из сплава А1— Mg—4,5 Мп.

Для метрополитена Брюсселя изготовляют вагоны из алюминиевых сплавов, которые примерно на 2 т легче стальных, а увеличение их стоимости окупится через 3—4 года в результате экономии расхода электроэнергии на тягу и сокращения работ по текущему содержанию пути и ремонту вагонов.

Лондонская транспортная служба на линиях метрополитенов имеет более тысячи вагонов из алюминиевых сплавов.

Для метрополитена Токио изготавливают вагоны без окраски. Масса таких вагонов на 4100 кг меньше массы стальных, экономия электроэнергии составляет 12,4 %.

В последние годы алюминиевые сплавы стали широко применять для вагонов французских метрополитенов. Каркас кузова таких вагонов изготовлен из сплава Duralinox A;Z5GT6 (7020А), обшивка боковых стенок и крыш — из сплава Duralinox А—G3 (5754Х). Масса кузова составляет 2750 кг, что на 42 % меньше, чем у аналогичного стального кузова (4350 кг).

1. Для метрополитена Парижа изготовлено более 1000 вагонов типа MF—77 из алюминиевых сплавов марок A-G3, A-G5 и A-Z5GT6.
2. Сравнение алюминиевых сплавов со сталью по массе, сопротивлению обычным эксплуатационным и ударным нагрузкам, устойчивости против вибрации, сопротивлению огню и коротким замыканиям, коррозионной и абразивной стойкости, условиям серийного производства и пригодности к ремонту показало, что при правильном под
3. ходе к рассматриваемым показателям алюминиевые сплавы либо находятся на уровне стали, либо превосходят ее.
4. В СССР в 70-е годы вагоностроительной промышленностью были изготовлены партии пассажирских вагонов для скоростных поездов РТ-200 и ЭР-200, в которых алюминиевые сплавы систем А1—Mg и А1—Zn—Mg использованы в качестве основного конструкционного материала для кузовов.

На Калининском вагоностроительном заводе для скоростного поезда «Русская тройка» типа РТ-200 построено несколько вагонов, которые могут эксплуатироваться в поездах со скоростью движения 200 км/ч.

Кузова этих вагонов изготовлены из алюминиевых сплавов 1915Т (каркас) и АМг6М (обшивка) и включают раму, две боковые стены, крышу, подвагонный кожух, тамбурные и концевые стены.

Для уменьшения аэродинамического сопротивления и улучшения внешнего вида боковые стены кузова наклонены к вертикальной оси вагона под углом 4°, подвагонное пространство на длине 8,3 м в средней части вагона перекрыто кожухом-обтекателем, который позволяет снизить ветровые боковые нагрузки на вагон, а также его центр тяжести и увеличить поперечную устойчивость.

Рама кузова на участке между шкворневыми балками не имеет хребтовой балки, но оснащена развитыми консолями, обеспечивающими передачу ударно-тяговых усилий на основные узлы кузова. Боковые обвязки имеют специальный профиль из сплава 1915 с толщиной стенки 8 мм.

Пол в средней части вагона гофрированный с трапециевидным профилем и толщиной листа 3 мм из сплава АМг6. Обшивка боковых стен выполнена из гофрированного листа сплава АМг6 толщиной 3 мм, а оконные стойки и обвязочные элементы кузова — из специальных штампованных профилей сплава 1915.

В конструкции кузова имеются элементы из углеродистой стали (шкворневые и консольные балки). Для предотвращения возникновения контактной коррозии стальные поверхности, сопрягаемые с алюминиевыми, оцинкованы и покрыты грунтовками BЛ-02 и ФЛ-ОЗк в два слоя.

Контактирующие алюминиевые поверхности оксидированы и также покрыты этими грунтовками.

Внутренняя поверхность кузова неокрашена, для снижения шума в вагоне использованы пакеты со стекловолокном, которые уложены на пол кузова, а в боковые стены и крышу — блоки теплоизоляционного материала ПСБ—С.

На Рижском вагоностроительном заводе изготовлена партия вагонов, предназначенная для междугородних пассажирских перевозок со скоростью до 200 км/ч. Из этих вагонов сформирован скоростной состав, эксплуатируемый по маршруту Москва—Ленинград.

При разработке конструкции вагона необходимо было снизить массу каждого моторного вагона до 60 т. Применение алюминиевых сплавов в конструкции кузова вагона ЭР—200 позволило уменьшить его массу более чем на 30 % по сравнению со стальным кузовом тех же размеров. Вагоны длиной 26 м изготовлены из алюминиевых сплавов 1915 и АМг6 (рис. 3.1, 3.2).

Металлы в производстве железнодорожных вагонов

• редакционная статья
• Категории: применение металлопродукции
• Для того чтобы современные вагоны отвечали высокому технологическому уровню и надежности, при их изготовлении требуется употреблять экономичные прогрессивные конструкционные материалы, которые обладают гарантированным комплексом требуемых физико-химических свойств, как в исходном состоянии, так и в сварных соединениях.

До конца 50-х гг. прошлого столетия в вагоностроении в основном в качестве главного конструкционного материала применялась углеродистая сталь марок ст3, 15, 20. Она была достаточно технологичной в производстве и позволяла использовать различные приемы резки, сварки, гибки, штамповки и т.д.

Однако повышение требований по эксплуатации, безопасности и надежности поездов, увеличение интенсивности использования подвижных составов, стремление к увеличению межремонтных сроков заставили принять меры и провести комплексные мероприятия по повышению качества металла, используемого в основных несущих элементах конструкции вагонов.

Примерно с 60-х гг. широко начали применять низколегированную или близкую ей по составу сталь вместо углеродистой.

  Это позволило заводам-производителям более экономно использовать имеющиеся у них в распоряжении материалы (было сэкономлено более  2 млн.т. металлопроката).

Сталь, упрочненная легирующими компонентами, позволила выпускать более надежные и прочные вагоны, и при этом ещё способствовала улучшению такого важного показателя как коэффициент тары.

В ходе исследований было доказано, что использовании стали с содержанием 2-5% легирующих элементов экономически выгодно, так как она обладает более высоким временным сопротивлением разрыву и текучести, не так склонна к механическому старению, как углеродистая сталь, и отвечает требованиям по ударной вязкости при температурах меньше 0 градусов Цельсия, чувствительности к концентраторам напряжений, износостойкости, свариваемости и хладноломкости. Но в связи с тем, что применение этих сталей уже не может обеспечивать повышение грузоподъемности грузовых вагонов без увеличения их массы, разрабатывались новые требования к использованию горячекатаных профилей класса прочности 390-420 МПа и высоко жестких профилей прочности 450 МПа.

В 21 веке в странах СНГ при выборе материала в вагоностроительстве все больше стали  обращать внимание на коррозионностойкие нержавеющие, двухслойные стали и алюминиевые сплавы. Более широко стали применяться низколегированные стали класса прочности 450-500 МПа и композиционные материалы.

   Использование специально подобранных сортов стали и применение современных технологий, таких точечная сварка, специальные методы штамповки стоек боковых стенок, лазерная сварка листов наружной обшивки помогают облегчить конструкции вагонов.

Для производителей облегченных конструкций сталь является удобным материалом, потому что стоит относительно недорого, обладает хорошей прочностью и пластичностью, имеет высокий модуль упругости, хорошо подвергается обработке и свариванию, ремонтопригодна, сохраняет хорошие показатели экологичности и возможность утилизации,  имеет значительный потенциал для создания облегченных конструкций.

Нержавеющая сталь широко применяется в строительстве вагонов, обладающих повышенными параметрами безопасности особенно в случаях столкновения.

Металлоконструкции вагона из нержавеющей стали поглощают энергию в 2,5 раза большую, чем конструкции из обычной стали за счет лучшей способности к деформации и большей жесткости. Срок службы при этом составляет 30-40 лет, каждые 5 лет проводится техническое обслуживание и каждые 15 лет – капитальный ремонт.

Несмотря на то, что металлоконструкции из нержавеющей стали более дорогостоящие, чем из углеродистой, их применение считается экономически оправданным.

Поскольку кузова грузовых вагонов для перевозки угля и железной руды испытывают значительные  ударные нагрузки и подвержены износу, для повышения жизненного цикла используют вагоны из нержавеющей стали ферритного класса, которые обладают увеличенным жизненным циклом.

Механические свойства металла, из которого они сделаны, позволяют при производстве уменьшить массу вагона на несколько тонн за счет меньшей толщины обшивки стенок и днищ примерно в 2 раза (от 8-10 мм до 5мм). Общие затраты на обслуживание этих вагонов, срок службы которых составляет примерно 30 лет, уменьшатся на треть, считают австралийские специалисты.

Однако, в 80-гг. прошлого столетия наметилась тенденция замены стали алюминиевыми сплавами и полимерами, армированными стекловолокном.  Потребовались десятилетия, чтобы производители оценили экономическую эффективность алюминия в изготовлении конструкций для железнодорожного транспорта.

В наши дни алюминий является одним из основных конструкционных материалов в производстве пассажирских и грузовых вагонов и имеет хорошие перспективы в будущем.

В производстве используются различные вариации алюминиевых сплавов – дуралюмины (наиболее прочные сплавы), магналии (сплавы с большим содержанием магния), силумины (с большим содержанием кремния, название образовано от латинского названия кремния – силициум).

Силумины обладают лучшими среди всех алюминиевых сплавов литейными качествами. Их применяют там, где необходимо изготовить тонкостенные или сложные по форме детали. Их коррозионная стойкость больше чем у дуралюминов и меньше чем у магналиев. Кроме вагоностроения их применяют в авиастроении, автомобилестроении и производстве сельскохозяйственных машин.

При производстве металлических изделий, использующихся под воздействием высоких температур и требующих повышенной стойкости против окисления, используют сплавы из окисленного алюминиевого порошка.  При температуре 200-400 градусов Цельсия  прочностные свойства этого сплава превосходят дуралюмины и магналии.

Было замечено, что вагоны из вышеперечисленных сплавов  обладает большей грузоподъемностью. Их меньшая масса  помогает экономить электроэнергию, использовать большее количество вагонов в составе, и, следовательно, увеличивать вместительность состава.

Опыт использования транспортных средств из данных материалов показал:

• Большую легкость вагона
• Ресурс – 30 лет
• Невысокие эксплуатационные затраты
• Стоимость жизненного цикла алюминиевых вагонов как у вагонов из конструкционной стали
• Сниженные расходы на эксплуатацию
• Конструкция может позволить полностью автоматизировать технологический процесс
• Невысокая трудоемкость изготовления
• Срок окупаемости 3-4 года.

На рисунках изображены крытый вагон из алюминиевых сплавов 60-х гг. 20 века, и цельнометаллический вагон дальнего следования.

Рис.1  Крытый вагон из алюминиевых сплавов

Рис.2 Цельнометаллический вагон дальнего следования

        В наше время также набирает популярность композитные материалы – материалы, полученные путем соединения в их объеме химически разнородных компонентов с четкой границей раздела между ними (стеклопластики, биметаллы, железобетон и др.

) Использование этих материалов обусловлено стремлением производителей улучшать характеристики используемых изделий и открывать инновационные возможности для разработки новых конструкций и технологических процессов.

  Данные материалы при низкой плотности ещё прочнее, чем сталь и легче сплавов из алюминия.

Они также помогают повышать надежность и долговечность машин и механизмов, приборов, и заметно снижать материалоемкость производства.

Железнодорожная отрасль заинтересована в композиционных материалах, потому что рассматривает эти легкие, и прочные материалы как замену стали и алюминия в изготовлении кузовов вагонов.

Их применение способствует еще большему облегчению конструкции вагона, сокращению расходов на их обслуживание в расчете на весь срок службы и удешевлению подвижного состава, а это немаловажные факторы при производстве данного вида транспорта.

Применяются они в основном для элементов, от которых требуется долговечность и износостойкость – раздвижные и распашные двери, внутренние перегородки, фрикционные планки, вкладыши подпятников, элементы настила пола и др.  Благодаря своих качествам они хорошо подходят для торцевых дверей в вагонах для перевозки автомобилей, боковых стенок и панелей крыш.

Что касается конкретно раздвижных и распашных дверей, то эти материалы широко популярны в производстве потому, что могут возвращать исходную форму после деформирования, следовательно, в случае повреждения двери отпадает необходимость снимать вагон с рейса для ремонта. В связи с этим среди многих зарубежных компаний стала популярной замена обычных дверей дверями из композитных материалов в ходе модернизации их железнодорожного транспорта.

Александр Рыбаков

Источники использованные при написании статьи:

Цыган Б.Г. , Цыган А.Б. «Вагоностроительные конструкции:изготовление,модернизация,ремонт»

>

Применение сталей и сплавов на железнодорожном транспорте

Определение 1

Рельсы – это стальные балки специального сечения, которые укладываются на шпалах и других опорах с целью образования пути для передвижения железнодорожного транспорта.

К рельсовой стали предъявляются высокие требования. Требуемые параметр рельсовой стали достигаются за счет правильного подобранного химического состава. Современная рельсовая сталь — это группа сплавов, процесс изготовления каждого из которых отличается. Существуют два варианта производства рельсовой стали.

Один из вариантов предполагает использование ферромарганца, а второй — ферросилиция. В некоторых случаях в качестве могут быть использованы алюминиевые окислители. Базовым компонентом рельсовой стали является углерод. Его содержание может составлять от 0,71 до 0,82 %. Данный элемент необходим для связывания молекул железа и увеличения прочности.

Содержание марганца в рельсовой стали колеблется от 0,25 до 1,05 %. Основная задача марганца — улучшение ударной вязкости. Его наличие также способствует повышению сопротивляемости износу и твердости. Основное преимущество марганца относительно углерода заключается в том, что положительные эффекты достигаются без потери пластичности.

Объем кремния в рельсовой стали составляет от 0,18 до 0,4 %. Он способствует оптимизации кристаллической решетки за счет устранения кислорода.

Доля ванадия около 0,012 %. Данный элемент позволяет достичь контактной прочности. Он сразу вступает в реакцию с углеродом, образуя прочную химическую связь. В рельсовой стали может содержаться от 0,03 до 0,07 % азота, но он является вредной примесью.

Ключевая характеристика рельсовой стали — особенная стойкость к циклически прилагаемым нагрузкам. Абсолютный предел прочности у разных марок рельсовой стали составляет от 800 мегапаскалей до 1 гигпаскаля. Однако, первые признаки нарушения могут быть обнаружены при нагрузках от 600 до 810 мегапаскалей.

Структура современных рельсовых сплавов идеально отвечает требованиям защиты от ударных нагрузок, при соударении вязкость составляет 2,5 килограмма на кубический сантиметр.

Пути могут достигать нескольких сотен километров, поэтому особое значение имеет такой показатель, как коэффициент температурного расширения, согласно ГОСТ данный показатель для рельсовых сплавов составляет около 0,00001118. К нормируемым показателям также относятся:

• предел текучести,
• сокращение или удлинение длины в относительном исчислении,
• временное сопротивление,

Все вышеперечисленные свойства определяются целевой категорией рельсов.

Другие области применения сталей и сплавов на железнодорожном транспорте

В современном вагоностроении низколегированные стали используются в виде специальных гнутых профилей, стандартного проката и листов для изготовления котлов цистерн, а также элементов кузовов и рам вагонов.

Данные стали обладают большой коррозионной стойкостью, хорошей свариваемостью и достаточно высокой прочностью.

Котлы цистерн, которые предназначены для перевозки ядохимикатов, кислот и прочих агрессивных сред изготавливаются из двухслойных и коррозионностойких сталей.

Хром — основной легирующий элемент коррозионностойких сталей. Его содержание не должно быть меньше 13 %. Помимо хрома в с коррозионностойкую сталь вводится никель. Легированные стали могут быть использованы при производстве следующих изделий и оборудования:

• клапаны двигателей тепловозов,
• рессоры тележек локомотивов и вагонов,
• цилиндрические пружины,
• шатуны,
• коленчатые валы компрессоров тепловозов,
• литые детали тележек грузовых вагонов,
• автосцепные устройства,
• шестерни тяговых зубчатых передач электровозов,
• венцы тяговых зубчатых передач,
• моторвагонные секции,
• маятниковые подвески,
• кольца и ролики подшипников буксовых узлов и узлов локомотивов и вагонов,
• ударные розетки,
• центрирующие балочки,
• крестовины стрелочных переводов,
• горловины фрикционных поглощающих аппаратов,
• некоторые детали электровозов

Определение 2

Чугун – это сплав железа с углеродом и некоторым количеством фосфора, кремния, серы, марганца и других элементов.

Подавляющее большинство получаемого чугуна используется для передела в сталь. Литейный чугун и ферросплавы являются специальными чугунами с повышенным содержанием титана, кремния, никеля, хрома, алюминия, ванадия. Ферросплавы используются для легирования и раскисления сталей.

Литейный чугун активно используется на железнодорожном транспорте.

Серый чугун марок СЧ 25 и СЧ 20 используется в производстве картеров дизельного оборудования рефрижераторных вагонов, головок цилиндров, блоков цилиндров.

Серый чугун обладает малой усадкой и высокой жидкотекучестью, но при этом хрупкий и не может быть использован при изготовлении деталей, которые подвергаются ударным нагрузкам.

Области применения цветных металлов и сплавов. Купить цветные металлы сегодня. Лучшая цена на цветные металлы от поставщика –.компании «Ауремо» / Auremo

Огромное разнообразие изделий и уникальные характеристики цветных металлов и сплавов способствуют всё более широкому их применению. А усовершенствование современных технологий способствует быстрому развитию отрасли цветного металлопроката и повышает качество предлагаемой на рынке продукции. Значение применения цветных металлов в промышленности сложно переоценить.

Применение

Элементы из алюминия, вольфрама, магния, меди, молибдена уже давно стали неотъемлемой частью сферы космических исследований, высокотехнологичной электроники, военно-промышленного комплекса.

Более того, они в огромном количестве используются также в производстве нержавеющих сталей и сталей, специального назначения выступая в качестве легирующих элементов.Например, применение цветного проката в машиностроении предполагает как легирование стальных сплавов, так и использование сплавов титана, алюминия, магния и меди.

Они являются наиболее популярными в данной отрасли, благодаря таким качествам как:•пластичность;•коррозионная устойчивость;•высокая удельная прочность;•износостойкость.

Цветные сплавы силимин, дуралюмин, латунь, бронза нашли свое применение в автомобилестроении, авиастроении, производстве предметов широкого потребления, пищевой промышленности.

И это еще далеко не полный список потребителей цветного металлопроката.

Так, применение цветного проката в электротехнике (никель, кобальт, медь) выступает обязательным условием для создания надежных и продуктивных электросхем, различных установок и устройств.

Ещё одной областью применения цветных металлов в народном хозяйстве являются припои и антифрикционные бабиты.

Поставщик

Поставщик «Ауремо» предлагает купить цветной металл оптом или в рассрочку. Большой выбор полуфабрикатов на складе поставщика. Оптимальная цена цветного металла от поставщика. Вся продукция сертифицирована. Курьерская служба доставит заказ в кратчайший срок. Купить цветные сплавы сегодня. Лучшая цена цветных металлов от поставщика.

Купить, выгодная цена от «Ауремо»

Поставщик «Ауремо» является признанным экспертом на рынке металлопроката. Благодаря представительствам в Восточной Европе, мы имеем возможность оперативного взаимодействия с торговыми партнёрами. Опыт компании «Ауремо» позволит Вам купить цветные металлы и сплавы по оптимальной цене.

У нас легко приобрести цветные металлы. В ассортименте бронзовые сплавы, алюминиевый прокат, нихром, фехраль. Компания «Ауремо» — надёжный поставщик цветных металлов приглашает всех желающих к партнёрскому сотрудничеству. У нас наилучшее соотношение цена-качество.

Купить цветные металлы, цена постоянным клиентам льготная.

Цветные металлы: особенности применения и обработки

На сегодняшний день цветные металлы имеют огромное значение для производства любого типа техники. Металл является химически простым веществом, обладающим такими характеристиками, как ковкость, теплопроводность, электропроводность; внешне отличается особым блеском. Существует несколько классификаций металлов, основными группами металлов являются следующие:

• Черные металлы (железо и его сплавы);
• Цветные металлы (все остальные металлы и сплавы, за исключением железа);
• Благородные или драгоценные металлы (серебро, золото, платина и остальные металлы платиновой группы);
• Легкие металлы (имеющие низкую плотность);
• Тяжелые металлы (цветные металлы, обладающие плотностью выше, чем железо).

Цветные металлы — техническое название всех металлов и их сплавов (кроме железа и его сплавов, называемых черными металлами). Термин в русском языке соответствует термину в европейских языках. Во многих других языках цветные металлы называются термином

В науке принята условная классификация цветных металлов, по которой они разделены по различным признакам, характерным для той или иной группы:

• легкие металлы (алюминий, титан, магний),
• тяжелые цветные металлы (медь, свинец, цинк, олово, никель),
• благородные металлы (в т. ч. платиновые металлы),
• тугоплавкие металлы,
• рассеянные металлы,
• редкоземельные металлы,
• радиоактивные металлы.

Цветные металлы весьма востребованы в нашей стране, их производство широко распространено во всех регионах.

Цветная металлургия — отрасль металлургии, которая включает добычу, обогащение руд цветных металлов и выплавку цветных металлов и их сплавов. Различают металлургию легких металлов и металлургию тяжелых металлов.

На территории России сформировано несколько основных баз цветной металлургии. Различия их в специализации объясняются несхожестью географии легких металлов (алюминиевая, титано-магниевая промышленность) и тяжелых металлов (медная, свинцово-цинковая, оловянная, никель-кобальтовая промышленности).

Основные цветные металлы

Алюминий

Алюминий — это цветной металл, который обладает высокой электропроводностью, хорошей пластичностью, но имеет низкие механические свойства. Различают алюминий первичный и вторичный.

Медь

Медь — это металл, который является наиболее распространенным среди цветных, обладающим высокой пластичностью, электропроводностью и теплопроводностью. Медь хорошо сплавляется со многими металлами, образуя сплавы, которые широко используются в машиностроении.

Цинк

Цинк — это цветной металл, который при обыкновенной температуре хрупок, но при нагреве до 100-150 градусов хорошо куется и прокатывается. Цинк устойчив против коррозии, однако разрушается под действием кислот и щелочей. Температура плавления — 419 градусов.

Применение цветных металлов

В современной технике объем применения цветных металлов и сплавов на их основе непрерывно растет. В связи с бурным развитием авиастроения, ракетной и атомной техники, химической промышленности в качестве конструкционных материалов в настоящее время стали применять такие металлы (и сплавы на их основе), как титан, цирконий, никель, молибден и даже ниобий, гафний и др.

Области применения отдельных цветных металлов и сплавов на их основе весьма разнообразны.

Медь и ее сплавы широко используют в химическом машиностроении, для изготовления трубопроводов самого различного назначения, емкостей, различных сосудов в криогенной технике и т. п.

Алюминий и его сплавы применяют для изготовления различных емкостей в химической и пищевой промышленности. Сплавы на основе алюминия широко применяют для самолетов, ракет, судов, в строительстве и т. п. в связи с их сравнительно высокой прочностью при малой плотности, высокой коррозионной стойкостью в некоторых агрессивных средах и высокими механическими свойствами при низких температурах.

Особенности цветных металлов

1. Некоторые металлы (медь, магний, алюминий) обладают сравнительно высокими теплопроводностью и удельной теплоемкостью, что способствует быстрому охлаждению места сварки, требует применения более мощных источников теплоты при сварке, а в ряде случаев предварительного подогрева детали.

2. Для некоторых металлов (медь, алюминий, магний) и их сплавов наблюдается довольно резкое снижение механических свойств при нагреве, в результате чего в этом интервале температур металл легко разрушается от ударов, либо сварочная ванна даже проваливается под действием собственного веса (алюминий, бронза).

3. Все цветные сплавы при нагреве в значительно больших объемах, чем черные металлы, растворяют газы окружающей атмосферы и химически взаимодействуют со всеми газами, кроме инертных.

Особенно активные в этом смысле более тугоплавкие и химически более активные металлы: титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден.

Эту группу металлов часто выделяют в группу тугоплавких, химически активных металлов.

Особенности обработки цветных металлов

Цветные металлы прочны и долговечны, способны переносить высокие температуры. Недостаток только один — способность корродировать и разрушаться под воздействием кислорода .

Одним из самых эффективных методов защиты цветного металла от атмосферной коррозии считается нанесение защитных лакокрасочных материалов. Существуют три группы средств для защиты металлических поверхностей: грунтовки, краски и универсальные препараты «три в одном».

Грунтовка — незаменимое средство борьбы с атмосферным окислением, одно- или двухслойное грунтование производится перед окрашиванием, помимо защитных свойств сообщая финишному покрытию лучшую адгезию к основанию.

При выборе состава важно знать, что для разных металлов используются разные грунтовки

Для алюминиевых оснований используют специальные грунтовки на цинковой основе либо уретановые краски.

Медь, латунь и бронзу обычно не красят — эти металлы поставляются на рынок с заводской обработкой, защищающей поверхность и подчеркивающей ее красоту.

Если же целостность такого «фирменного» покрытия со временем нарушается , его лучше полностью удалить с помощью растворителя , после чего основание следует отполировать и покрыть эпоксидным или полиуретановым лаком.

Другие статьи по сходной тематике