레일 결함 분류 및 표준
효과적인 레일 검사, 모니터링, 교체 및 일일 유지보수를 보장하기 위해 레일 손상은 경미한 결함, 심각한 결함, 레일 파손의 세 가지 범주로 분류됩니다.
- 사소한 결함:사소한 결함이 있는 레일은 약간의 손상을 입었지만 여전히 정상적인 작동에 충분한 강도를 유지합니다.
- 심각한 결함:심각한 결함이 있는 레일은 손상으로 인해 강도가 크게 감소되었으므로 서비스를 중단해야 합니다.
1. 레일 헤드 마모
레일 헤드가 마모됨에 따라 단면적이 감소합니다.- 이로 인해 강도와 굽힘 저항이 모두 감소합니다. 경미한 결함에 대한 안전 표준은 소량의 마모만 허용합니다. 이러한 보수적인 제한을 통해 레일을 계속 재사용하거나 전환(회전)할 수 있습니다.
반면, 심각한 결함에 대한 기준은 심한 마모 상황에서의 안전성에 중점을 두고 있습니다. 마모가 이 한도를 초과하면 레일은 더 이상 필요한 강도와 굽힘 저항을 보장할 수 없습니다. 또한 지나가는 바퀴가 조인트 바(물고기판)에 부딪힐 위험이 있습니다.
2. 레일 끝이나 주행 표면의 박리 및 치핑
이러한 유형의 손상은 휠-레일 접촉 피로와 동적 충격 하중으로 인해 발생합니다. 심한 박리 및 치핑으로 인해 표면이 불규칙해집니다. 이는 레일과 선로 구조 모두에 응력 조건을 악화시킵니다. 결과적으로, 구성 요소 손상, 침목 고장, 머드 펌핑-과 같은 선로 결함-이 빠르게 나타나고 발전할 수 있습니다.
또한 파편의 미세 균열이 안쪽으로 전파되어 잠재적으로 레일이 파손될 수 있습니다. 따라서 이러한 손상이 특정 임계값에 도달하면 레일은 심각한 결함으로 분류됩니다.
3. 레일 주행 표면의 바퀴 화상
바퀴 화상은 기관차의 부적절한 작동으로 인해 발생합니다. 기관차 바퀴가 미끄러지면 강렬한 마찰로 인해 레일 표면에 국부적인 고온이 발생합니다. 그런 다음 주변 온도에서 급속 냉각되어 레일 헤드에 부서지기 쉬운 마르텐사이트 구조가 형성됩니다.
이 야금학적 구조는 취성 균열에 매우 취약하여 심각한 박리 및 치핑을 유발합니다. 또한 이러한 표면 균열은 아래쪽으로 전파되어 가로 결함(내부 핵 결함)으로 발전할 수 있습니다.
4. 담근 레일
침하된 레일은 레일 헤드 마모와 레일 끝 변형으로 인해 발생합니다. 이러한 유형의 손상은 가벼운 레일 프로파일에서 더 흔합니다.
5. 레일 주름
레일 주름은 마모로 인해 레일 주행 표면의 주기적인 불규칙성을 나타냅니다. 파장이 30~80mm인 주름은 짧은-피치 주름(리플링)으로 분류됩니다. 80mm를 초과하는 파장은 긴-피치 주름으로 분류됩니다.
주름의 원인은 복잡합니다. 이는 선로탄성 및 레일강의 항복강도와 밀접하게 연관되어 있습니다. 주름이 심해지면 휠-레일 상호 작용력과 트랙 진동이 강화됩니다. 이는 선로 구조에 더 큰 손상을 초래합니다. 이는 유지 관리 작업량을 증가시키고 유지 관리를 매우 어렵게 만듭니다.
현재 주름으로 인한 레일 교체에 대한 정확한 경험 기반 임계값이 없기 때문에{0}}일반적으로 적시에 레일 연삭을 위해 연삭 트레인을 사용하거나 레일을 교체합니다.
열차 속도가 높을수록 레일 표면 불규칙성에 대한 민감도가 크게 높아집니다. 사소한 불규칙성이라도 휠에 레일에 큰 충격을 가해 균열이나 갑작스러운 파손이 발생할 수 있습니다.
6. 레일 표면 균열
레일 표면 균열은 두 가지 유형으로 분류됩니다. 비-접촉 표면 균열: 여기에는 볼트-구멍 균열, 레일 헤드 아래의 수평 균열(머리 아래에서 녹이 흘러나오는 것은 산화로 인한 수평 균열의 징후임), 수평 웹 균열, 수직 또는 수평 분할 헤드, 베이스 균열이 포함됩니다. 이러한 균열은 일반적으로 레일 제조 중 비금속 개재물이나 가공 중 발생한 결함(예: 버, 날카로운 노치 및 흠집)으로 인해 시작됩니다. 굽힘 및 동적 충격 하중 하에서 이러한 균열이 전파됩니다. 이러한 균열은 종종 레일 파손 또는 레일 헤드 파손(헤드 쉐딩)으로 이어집니다. 결과적으로 이러한 균열이 있는 레일은 심각한 결함으로 분류되므로 즉시 해결해야 합니다.
롤링 접촉 피로(RCF) 균열: 이는 헤드 체크(물고기-비늘 균열) 및 게이지 모서리의 경사 균열과 같이 주행 표면에서 발생합니다. 일반적으로 이러한 균열은 열차 이동 방향에 대해 10~15도 각도로 전파됩니다. 일반적으로 깊이는 2~5mm이지만 심한 경우 8~10mm에 이릅니다. 이러한 균열은 쉽게 레일 쉘링이나 칩핑으로 이어질 수 있으며, 극단적인 경우 레일 전체가 파손될 수 있습니다.
7. 내부 레일 균열
내부 레일 균열은 -사용 하중 하에서 시작되고 전파되는 표면 아래 결함입니다. 여기에는 피로 원인인 비{2}}금속 개재물(반짝이는 "백색 핵" 또는 수소 플레이크, 내부 세로 균열 등)에서 발생하는 균열이 포함됩니다. 또한 헤드 체킹이나 피로 원인으로 작용하는 경사 균열(종종 산화된 "검은색 핵" 또는 세부 균열이라고도 함)과 같은 표면 피로 결함에서 안쪽으로 전파되는 균열도 포함됩니다.
8. 레일 변형
레일 변형은 제조 과정에서 롤링 방향을 따라 늘어나는 비금속 개재물이 트랙 서비스 중에 균열을 일으킬 때 발생합니다. 그러면 이러한 균열이 확장되어 레일이 뒤틀리거나 부풀어오르거나 국부적으로 뒤틀려지게 됩니다. 이 상태는 레일의 구조적 강도가 심각하게 손상되어 즉각적인 교체가 필요함을 나타냅니다.
9. 레일 부식
레일 부식은 레일 금속의 단면적을 감소시켜 전체 강도를 저하시킵니다.- 또한 부식 구멍 내의 미세 균열은 피로 균열 전파의 시작 지점 역할을 하는 경우가 많습니다. 레일 부식은 염분-알칼리 공격을 받기 쉬운 터널과 지역에서 주로 발생합니다.
철도 결함을 이해하고 엄격한 검사 표준을 준수하는 것은 철도 네트워크의 안전성, 안정성 및 수명을 보장하는 데 중요한 단계입니다. 선로 고장 예방은 올바른 재료를 선택하고 처음부터 엄격한 품질 관리를 유지하는 것에서부터 시작됩니다.
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