Vysoká spolehlivost je klíčovým požadavkem na komponenty kolejového svršku. Bezpečnost a trvanlivost vozovky je možné zaručit pouze tehdy, je-li každá kovová konstrukce v perfektním stavu. V tomto článku si povíme o faktorech, které mají negativní vliv na I-nosníky. Budeme se zabývat různými typy vad kolejnic, důvody jejich vzniku, stupněm závažnosti a dopadem na železniční dopravu.
Příčiny vad
- Volba materiálů pro pokládku železniční trati je nevhodná pro provozní podmínky.
- Počáteční špatná kvalita instalace železniční trati.
- Špatná údržba železničních tratí.
- Postupné zhoršování kontaktní únavové pevnosti.
- Negativní dopad kolejových vozidel.
- Náhlé změny teploty.
Riziko výskytu každého z těchto problémů se posuzuje na základě přepravované tonáže na konkrétním úseku trati, zatížení náprav a rychlosti lokomotiv, železničních vozů a podvozků.
Svou roli hrají i sezónní změny: v zimě se počet poškození může ve srovnání s letním obdobím dvakrát až třikrát zvýšit v důsledku zvýšené křehkosti kovu a snížení jeho rázové houževnatosti při nízkých teplotách.
Všechny problémy však lze včas identifikovat s pomocí pravidelných odborných kontrol prováděných pomocí specializovaného vybavení a nástrojů.
Klasifikace vad železničních kolejnic
Vady kolejnic jsou klasifikovány podle jednotného digitálního systému v souladu s normou NTD/CP-2-2002. Tento systém používá třímístný kód: první číslice označuje vadu, druhá – důvod jejího výskytu, třetí – místo výskytu. První dvě číslice v kódu jsou od poslední odděleny tečkou.
Popis významu první číslice kódu:
 |
1 – odlupování nebo odštípnutí kovu na hlavě kolejnice; |
 |
2 – přítomnost příčných trhlin; |
 |
3 – přítomnost podélných trhlin nebo zlomů; |
 |
4 – deformace, opotřebení a další plastické změny horní části; |
 |
5 – poškození krčku kolejnice; |
 |
6 – vady podkladu kolejnice; |
 |
7 – trhliny v celém průřezu kolejnice; |
 |
8 – podobné vady v horizontální nebo vertikální rovině; |
 |
9 – další vady, které nezapadají do výše uvedených kategorií. |
Význam druhé číslice kódu udává:
0 – odchylky od technologických norem během instalace;
1 – nedostatečná kvalita použité oceli;
2 – chyby při zpracování konců nebo profilů;
3 – problémy související s nesprávnou údržbou nebo prováděním technických prací;
4 – nadměrný mechanický dopad vozidel;
5 – příčný lom způsobený nárazovým zatížením;
6 – porušení svařovací technologie;
8 – chyby v procesu svařování spojovacích prvků;
9 – další technické nedostatky.
Třetí číslice kódu, která je doplňková, také poskytuje důležité informace o distribuci vady:
0 – vady jsou rozloženy po celé délce;
1 – lokalizované defekty, nejčastěji v kloubech;
2 – specifické problémy omezené na určité oblasti.
Klasifikace dále umožňuje kategorizaci podle stupně závažnosti v souladu s normami NTD/CP 1-93 a NTD/CP-2-2002:
DP (akutně vadné kolejnice) – kritický stav konstrukce, který vyžaduje okamžitou výměnu;
D1, D2 – závady vyžadující plánované opravy;
D3 – minimální poškození, jehož opravu lze odložit.
Každá kategorie definuje maximální povolenou rychlost na daném úseku:
D3 – bez omezení.
Čím závažnější je problém, tím dříve je třeba kovové konstrukce opravit nebo vyměnit.
Produkty spadající do kategorie OD zahrnují válcované výrobky s následujícími kódy vad:
20, 21, 24, 25 — přítomnost trhlin na hlavě kolejnice;
50, 53, 55, 56, 59 — vady v krčku kolejnice;
60, 64, 65, 66 – poškození podrážky, včetně poškození korozí a příčných zlomenin.
Podle klasifikace vad železničních kolejnic zahrnuje skupina D:
- výrobky, na kterých byly zjištěny kovové odštěpky o délce až 25 mm a hloubce až 3 mm;
- prvky, jejichž parametry překračují stanovené normy pro ukazatele 41 a 44;
- kolejnice s vlnitým opotřebením a/nebo viditelnými známkami prokluzování.
Klasifikace vad kolejnic je založena na pravidelných kontrolách stavu trati a zprávách inspektorů.
Detekce vad železniční trati
K detekci vad v železniční trati se používá ultrazvuková metoda. Tato metoda, známá také jako ultrazvuková defektoskopie, umožňuje včasné odhalení jakýchkoli odchylek od norem a pomáhá předcházet destrukci kolejového svršku – TSS.
Ultrazvuková defektoskopie je nedestruktivní metoda testování, která má řadu významných výhod:
- Test nezanechává na kolejnicích žádné viditelné stopy.
- Tato metoda zaručuje vysokou spolehlivost výsledků.
- Detekci vad lze provádět kdykoli během roku a za jakéhokoli počasí.
- Pomocí ultrazvuku je možné odhalit drobná poškození a vady i v těžko dostupných místech, jako jsou spáry a výhybky.
Detekce chyb
Tento postup se provádí za účelem zjištění odchylek od stanovených standardů spolehlivosti pomocí specializovaných zařízení.
Nosníky ve tvaru I jsou této zkoušce podrobeny několikrát: nejprve ve výrobním závodě, bezprostředně po výrobě, poté během provozu jako součást železniční trati a nakonec v opravně po demontáži.
Pravidelná detekce vad umožňuje včasné odhalení problémů, prevenci dalšího poškození oceli a prodloužení životnosti kolejových výrobků a celé železniční trati jako celku.
Popis a umístění hlavních vad kolejnice
Problémové oblasti na kolejích a důvody jejich výskytu jsou dobře prostudovány a zdokumentovány.
Složité trhliny
Popis závady: Trhliny se vyvíjejí postupně, počínaje delaminací nahoře a dále se šíří nahoru nebo dolů, dokud nejsou kolmé k ose kovové konstrukce. Mohou mít hladký, tmavý nebo světlý povrch.
Pro nalezení zdroje trhliny je nutná důkladná kontrola místa zlomu. Tyto vady jsou obzvláště nebezpečné, protože se mohou vyskytovat současně na několika místech, což často vede k úplné destrukci konstrukce.
Metody detekce: vnější kontrola, detekce vad.
Nezbytná opravná opatření: Kolejnice je třeba vyměnit. Je také možné odstranit vadnou část a přivařit novou vložku.
Horizontální delaminace kovu
Popis závady: K tomuto poškození dochází uvnitř hlavy kolejnice, obvykle více než 6,35 mm od valivého povrchu, a je doprovázeno nerovnostmi. Delaminace je způsobena výrobními vadami, jako jsou vměstky v kovu, segregace materiálu nebo válcované vzduchové bubliny.
Metody detekce: vnější kontrola.
Nezbytná opravná opatření: Pečlivé sledování stavu kolejnic na hlavních tratích, kde hustota nákladní dopravy přesahuje miliony t-km/km hrubé a kde jsou zjištěny delaminace nebo odlupování o hloubce větší než 3 mm, umožňuje jejich klasifikaci jako vadné. Takové výrobky musí být vyměněny v souladu s plánem údržby.
Pokud je tonáž projíždějící po kolejích menší než záruka a hloubka vady dosáhne stanovených hodnot, pak se uplatňují reklamace vůči výrobci.
Vertikální delaminace
Popis závady: V tomto případě se vada šíří svisle, často blízko středu profilu. Přítomnost problému může být indikována rezavým pruhem nebo prasklinou ve spodní části krčku kolejnice, případně odlomenými kusy oceli po stranách. Příčinou může být také porušení technologického postupu během výroby.
Metody detekce: vnější kontrola.
Nezbytná opravná opatření: Pečlivé sledování stavu kolejnic na hlavních tratích, kde hustota nákladní dopravy přesahuje miliony t-km/km hrubé a kde jsou zjištěny delaminace nebo odlupování o hloubce větší než 3 mm, umožňuje jejich klasifikaci jako vadné. Takové výrobky musí být vyměněny v souladu s plánem údržby.
Pokud je tonáž projíždějící po kolejích menší než záruka a hloubka vady dosáhne stanovených hodnot, pak se uplatňují reklamace vůči výrobci.
Odštěpky kovu na valivé ploše
Popis závady: Struktura je deformována v rovině, což obvykle vzniká v důsledku nerovnoměrného složení kovu ve střední a horní části profilu, kde se mohou měnit koncentrace uhlíku, fosforu a síry. Mezi další faktory, které přispívají k takovému poškození, patří plynové bubliny, výmoly, prokluzování kol, špatný stav spojů a jejich základů, nedostatečně utažené šrouby atd.
Metody detekce: vnější kontrola a ultrazvuková defektoskopie.
Nezbytná opravná opatření: Po úplném očištění kolejnice od dříve naneseného povrchového kovu je nutné provést její nový povrchový nátěr. Pokud délka odštípnuté povrchové vrstvy přesáhne 25 mm, kolejnice se považuje za vadnou a musí být vyměněna dle stanoveného plánu.
Smršťovací trhliny
Popis závady: Tyto vertikální delaminace vznikají v důsledku špatného spojení stěn během válcování. Jejich přítomnost je indikována výskytem podélného tmavého pruhu na válcované ploše, doprovázeného rozšířením v horní části.
Postupem času se z těchto vad mohou vyvinout praskliny, které sahají až na povrch.
Metody detekce: vnější kontrola a detekce vad.
Nezbytná opravná opatření: V takových případech musí být kovová konstrukce okamžitě demontována, protože existuje vysoké riziko jejího zničení vlivem projíždějících vozidel, což může vést k vážné nehodě.
Disekce v krční oblasti
Popis závady: Tato vada se nejčastěji vyskytuje na koncích kolejnice, počínaje otvory pro šrouby. Hlavní příčinou je nekvalitní ocel, ačkoli k poškození může dojít i v důsledku spálení profilu nebo úderů kladiva. Mezi první známky problému patří rez, která se časem šíří po kolejnici nahoru a dolů.
Metody detekce: vnější kontrola a detekce vad.
Nezbytná opravná opatření: Takové prvky kolejového svršku by měly být demontovány ihned po zjištění prvních známek závady.
Oddělení hlavy od krku
Popis závady: K tomuto poškození dochází na kolejích položených na přejezdech, kde problémy způsobuje hromadění vlhkosti, které podporuje korozi. Mezi další faktory, které situaci zhoršují, patří nesprávné převýšení, které má za následek nesprávné vyrovnání kolejnice, a nadměrné zatížení, které může vést k prasknutí.
Metody detekce: vnější kontrola, detekce vad.
Nezbytná opravná opatření: Takové prvky kolejového svršku by měly být okamžitě vyměněny.
Čerstvá příčná destrukce
Popis závady: Takové poškození je nebezpečné, protože se navenek neprojeví, dokud k němu nedojde náhle, často v důsledku extrémního chladu nebo náhlých změn teplot, nebo v důsledku nárazů.
Metody detekce: vnější kontrola, detekce vad.
Nezbytná opravná opatření: výměna kolejnic.
Zlomenina kolejnicové základny
Popis závady: Tato vada, známá také jako trhliny v oblouku, je trhlina, která vzniká v důsledku špatného válcování oceli nebo studených tavenin. Trhliny se mohou rozprostírat směrem k ose nástupiště a dorůstat délky několika stop. Postupem času se tyto trhliny zakřivují, vytvářejí mezery v kolejnici a mohou vést k jejímu selhání.
Metody detekce: vnější kontrola, detekce vad.
Nezbytná opravná opatření: výměna kolejnic.
Drcení kovových hlav kolejnic
Popis závady: K tomuto poškození dochází v důsledku měkkosti oceli nebo nesprávného ohřevu během válcování, dále v důsledku vnitřních plynových bublin a dutin nebo v důsledku oděru povrchu koly.
Metody detekce: vnější kontrola.
Nezbytná opravná opatření: Pokyn týkající se vadných kolejnic nevyžaduje okamžitou výměnu prvku.
Vlnové oblečení
Popis závady: K poškození dochází vlivem dopravy. Lokomotivy vytvářejí intenzivní vibrace, které zahřívají oblasti spojů. Pokud kov v těchto oblastech není dostatečně pevný, může se vlivem zatížení a teploty postupně zhoršovat a na povrchu se vytvářejí světlé skvrny, které časem blednou.
Metody detekce: vnější kontrola a diagnostika pomocí měřicích přístrojů.
Nezbytná opravná opatření: V tomto případě musí být hlava opracována na brusné soupravě pro kolejnice. Pokud to není možné, prvky VSP se plánovaně vyměňují.
Mokré trhliny
Popis závady:poškození, které může kolejnice klasifikovat jako vadné. Objevují se na povrchu konce válcovaného výrobku a zvětšují se v horizontálním směru. Ocel se usazuje a deformuje, což vyžaduje svařování. Trhliny se objevují ve formě rzi. Příčinou jejich vzniku jsou škrábance vzniklé při hrubém frézování nebo broušení.
Metody detekce: vnější kontrola.
Nezbytná opravná opatření: V tomto případě je nutná okamžitá výměna kolejnice.
Poškozené válcované výrobky
Popis závady: problémy, které vznikají v důsledku použití prvků s promáčklinami, rýhami, delaminací podrážky a/nebo svršku. Může se jednat jak o použité profily, tak o nové, ale poškozené v důsledku nesprávného vyložení.
Metody detekce: vnější kontrola a detekce vad.
Nezbytná opravná opatření: výměna kolejnice nebo vadného kusu.
Místní jiskry
Tento typ závady, jak název napovídá, se vyskytuje na specifických místech. Může být způsoben lokomotivami jedoucími vysokou rychlostí na určitém úseku, špatným návrhem trati nebo jinými faktory.
Lokální zakřivení se vyznačuje řadou krátkých ohybů, které jsou od sebe vzdáleny, nebo deformací hlavy kolejnice, včetně jejího zploštění, s odlupováním okují a rzi.
Metody detekce: vnější kontrola a diagnostika pomocí měřicích přístrojů.
Nezbytná opravná opatření: výměna kolejnic s velkými ohyby a narovnání prvků s drobnými zakřiveními.
Kritické závady kolejnic a jejich příčiny
Takové poškození je často způsobeno nárazem kol kolejových vozidel. V důsledku toho je ocel vystavena intenzivnímu namáhání v malých oblastech. To vede k odštípnutí a dalším typům únavového poškození.
Mezi další rizikové faktory patří vady, které vznikají během výrobního procesu. Obzvláště nebezpečné jsou vnitřní a vnější trhliny v oblasti zkosení hlavy kolejnice, které mohou vést k zlomům a nehodám.
Vadná železniční trať kvůli špatné údržbě
Železniční tratě často nejsou řádně udržovány. To vede ke zvýšenému opotřebení konstrukcí. Špatná údržba navíc ovlivňuje i hladkost profilu trati.
Samostatným problémem je nesprávná údržba kol kolejových vozidel. K nesprávnému rozložení zatížení vedou také kluzné části a odštěpky na nich.
Ve společnosti “VSP74” si můžete objednat údržbu a opravy železničních tratí. Garantujeme vysoce kvalitní služby a dostupné ceny. U nás si můžete být jisti včasným odhalením závad a jejich odstraněním pro zajištění bezpečnosti železničního provozu.
