कौन सी कार्बन स्टील प्लेट रेलवे इंजीनियरिंग विशिष्टताओं को पूरा करती हैं?

रेलवे संरचनात्मक अखंडता के लिए प्रमुख कार्बन स्टील प्लेट ग्रेड

ASTM A572, EN S355JR, और IS 2062 E350: रोलिंग स्टॉक और ट्रैक बुनियादी ढांचे के लिए प्रदर्शन मानक

ASTM A572 ग्रेड 50, EN S355JR और IS 2062 E350 मानकों के अनुसार बने कार्बन स्टील प्लेट्स दुनिया भर में रेलवे निर्माण कार्य के लिए मानक सामग्री बन गए हैं क्योंकि वे ताकत, लचीलेपन और उन्हें आपस में वेल्ड करने की उत्तम क्षमता के बीच सही संतुलन बनाए रखते हैं। इन सभी स्टील्स की न्यूनतम 345-355 MPa यील्ड सामर्थ्य की आधारभूत आवश्यकता पूरी होती है, जिसका अर्थ है कि वे लाखों बार कंपन करने वाले पुलों या 200 किलोन्यूटन से अधिक खींचाव बल वाली रेलगाड़ियों जैसी स्थितियों में भी अच्छा प्रदर्शन करते हैं। EN S355JR संस्करण विशेष रूप से जंग और मौसमी क्षति के प्रति प्रतिरोध के मामले में उल्लेखनीय है, जो रेल पटरियों के किनारे बाहर रहने वाले घटकों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। हाल ही में इंफ्रास्ट्रक्चर मैटीरियल्स रिव्यू द्वारा प्रकाशित अध्ययनों के अनुसार, इन घटकों की मोटाई नमी वाली स्थितियों में भी प्रति वर्ष 0.1 मिलीमीटर से कम की दर से कम होती है। विशेष रूप से भारतीय रेलवे के लिए, IS 2062 E350 ग्रेड अपने टूटे बिना फैलने की क्षमता के कारण मूल्यवान साबित हुआ है, जो दक्षिण में ठंडी रातों से लेकर उत्तरी क्षेत्रों में 50 डिग्री सेल्सियस तक पहुँचने वाली तपिश वाले दिनों तक के तापमान परिवर्तन के बावजूद सामग्री की अखंडता बनाए रखता है। 2020 के बाद बनाई गई लगभग 87% मालगाड़ियों में इन मानकीकृत प्लेट्स को शामिल किया गया है, और उद्योग के आंकड़े यह दर्शाते हैं कि यह दृष्टिकोण पुराने तरीकों की तुलना में धातु की थकान के कारण होने वाली खराबियों को लगभग 42% तक कम कर देता है, जो सख्त विनिर्देशों का पालन नहीं करते थे।

रेल अनुप्रयोगों में कार्बन स्टील प्लेट के लिए न्यूनतम यील्ड स्ट्रेंथ 350 MPa और -20°C चार्पी इम्पैक्ट टफनेस अनिवार्य क्यों हैं

रेलवे प्रणालियों में उपयोग होने वाली संरचनात्मक कार्बन स्टील प्लेट्स के लिए, लगभग 350 MPa की न्यूनतम यील्ड सामर्थ्य और -20 डिग्री सेल्सियस पर चार्पी V-नॉच कठोरता कम से कम 27 जूल होने की आवश्यकता में समझौता नहीं किया जा सकता। ये विनिर्देश महत्वपूर्ण हैं क्योंकि ये अत्यधिक तनाव की स्थिति, जिसमें प्रतिदिन पटरियों पर आने वाले 300 टन धुरी भार भी शामिल हैं, के तहत स्टील के स्थायी रूप से विकृत होने से रोकते हैं। और ठंडे मौसम के प्रभावों को भी नजरअंदाज नहीं किया जा सकता। स्टील को बिना टूटे अचानक के झटकों का सामना करने में सक्षम होना चाहिए, जिसीलिए शून्य से नीचे के प्रभाव प्रतिरोध की आवश्यकता होती है। क्यों? क्योंकि NTSB के पिछले वर्ष के आंकड़ों के अनुसार ठंडे जलवायु वाले क्षेत्रों में होने वाले लगभग 78 प्रतिशत रेल दुर्घटनाओं में भंगुर तिरछेपन समस्याएं पैदा करते हैं। जब ट्रेनें आपातकालीन ब्रेक लगाती हैं, तो पटरी के जोड़ों पर बल तीन गुना तक बढ़ सकते हैं जितने के लिए वे डिज़ाइन किए गए होते हैं। मानकों को पूरा न करने वाली प्लेट्स में छोटे-छोटे दरारें विकसित होने लगती हैं जो अविश्वसनीय रूप से तेजी से फैलती हैं, कभी-कभी लगभग 15 मीटर प्रति सेकंड की गति तक पहुंच जाती हैं। वेल्डिंग प्रक्रियाएं भी जोखिम पैदा करती हैं क्योंकि वेल्डिंग के दौरान ऊष्मा उपचार आधार सामग्री की कठोरता को लगभग 30% तक कम कर सकता है। इसीलिए उन भागों के लिए मजबूत प्रारंभिक चार्पी परीक्षण परिणाम बिल्कुल महत्वपूर्ण होते हैं जिनके विफल होने से आपदा हो सकती है, जैसे बोगी फ्रेम या कपलिंग तंत्र। ये सभी विनिर्देश मिलकर कई वर्षों तक दोहराए जाने वाले तनाव चक्रों के दौरान भंगुरता विस्तार दर को 18% से ऊपर बनाए रखते हैं, जिससे रेल बुनियादी ढांचे को प्रतिस्थापन की आवश्यकता होने से पहले चार दशक से अधिक समय तक चलने में सक्षमता मिलती है।

प्रमुख रेलवे मानकों के अनुसार अनुपालन आवश्यकताएँ

UIC 864-2 और AREMA अध्याय 30: कार्बन स्टील प्लेट के लिए अल्ट्रासोनिक परीक्षण, आयामीय सहन और वेल्डेबिलिटी आवश्यकताएँ

रेल बुनियादी ढांचे में उपयोग किए जाने वाले संरचनात्मक कार्बन स्टील प्लेट्स को विभिन्न क्षेत्रों में विशिष्ट मानकों को पूरा करना चाहिए। यूरोप में, UIC 864-2 के अनुपालन की आवश्यकता होती है, जबकि उत्तर अमेरिकी परियोजनाएं AREMA अध्याय 30 दिशानिर्देशों का अनुसरण करती हैं। इन विनियमों में मोटे खंड वाली प्लेटों के लिए व्यापक अल्ट्रासोनिक परीक्षण की मांग की जाती है। UT प्रक्रिया लगभग सभी उपसतहीय समस्याओं को खोजने में प्रभावी साबित हुई है, जिसमें ASTM E2375-2023 मानकों के अनुसार यह लगभग 99.7% समस्याओं को पकड़ती है। समतलता का भी महत्व है। EN 10029:2021 मानक प्लेटों के समतलता से विचलन की सख्त सीमा निर्धारित करता है, जो प्रति मीटर 3 मिमी से अधिक नहीं हो सकती। वेल्डिंग गुणों के मामले में, एक और महत्वपूर्ण विनिर्देश है। वेल्डिंग ऑपरेशन के दौरान ठंडे दरारों को रोकने के लिए कार्बन समतुल्य मान 0.45% से अधिक नहीं हो सकता। यह रेलवे प्रणाली में तनाव वाले बिंदुओं पर विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो जाता है, जैसे कि ट्रैक जोड़ों पर जहां अक्सर ट्रेनें गुजरती हैं या भारी भार सहने वाले पुल के धरनों पर।

बोगी और अंडरफ्रेम कार्बन स्टील प्लेट के लिए BS EN 10025-2 बनाम DIN 17100: तन्यता विस्तार और मोटाई-दिशा (Z) गुणवत्ता आवश्यकताओं में अंतर

यूरोपीय मानकों के बीच सामग्री विनिर्देश सार्थक रूप से भिन्न होते हैं:

• BS EN 10025-2 s355JR के लिए न्यूनतम 22% तन्यता विस्तार की अनुमति देता है, जो UIC प्रदर्शन आधाररेखाओं के अनुरूप बोगी असेंबली के लागत-प्रभावी निर्माण को समर्थन देता है।
• DIN 17100 न्यूनतम 24% विस्तार की आवश्यकता होती है जमा अंडरफ्रेम घटकों के लिए मोटाई-दिशा में तन्य परीक्षण में क्षेत्र में 25% कमी सुनिश्चित करने वाला Z25 प्रमानन।

अंतर मूल रूप से यह बताता है कि प्रत्येक क्षेत्र सुरक्षा के लिए सबसे महत्वपूर्ण क्या मानता है। जर्मन आमतौर पर सामग्री के समय के साथ बार-बार तनाव के खिलाफ टिकाऊपन पर ध्यान केंद्रित करते हैं, जो पिछले साल DB AG द्वारा सामग्री की थकान पर शोध में स्पष्ट रूप से दिखाया गया था। दूसरी ओर, ब्रिटिश मानकों का उद्देश्य यह सुनिश्चित करना है कि विभिन्न घटक सिस्टम के माध्यम से बिना किसी रुकावट के एक साथ काम कर सकें। जब महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे की परियोजनाओं के लिए यह वास्तव में महत्वपूर्ण होता है, तो शीर्ष निर्माता DIN Z-गुणवत्ता मानक के साथ जाते हैं। यह विकल्प तब सार्थक होता है जब TÜV राइनलैंड द्वारा किए गए परीक्षण दिखाते हैं कि प्रमाणित प्लेटें प्रमाणन से न गुजरने वाली सामान्य प्लेटों की तुलना में परतों के अलग होने के जोखिम को लगभग दो तिहाई तक कम कर देती हैं।

भारतीय रेलवे—विशिष्ट मंजूरियाँ और तकनीकी आदेश

आईआरएस: एम-1985 (संशोधन 2023) और Z35 प्रमाणन: वेल्डेड कार्बन स्टील प्लेट अंडरफ्रेम के लिए थ्रू-थिकनेस लचीलापन क्यों अनिवार्य है

भारतीय रेलवे ने रोलिंग स्टॉक में उपयोग किए जाने वाले सभी संरचनात्मक कार्बन स्टील प्लेट्स के लिए आईआरएस: एम-1985 (2023 संस्करण) लागू किया है, जिसमें जेड35 प्रमाणन आवश्यक है। इसका मतलब यह है कि मटीरियल को मोटाई के अनुदैर्ध्य तन्य शक्ति परीक्षण के दौरान कम से कम 35% क्षेत्र में कमी दिखानी होगी। इसका महत्व क्यों है? खैर, इस तरह की तन्यता वेल्डेड अंडरफ्रेम जोड़ों में 'परतदार फाड़' (लैमेलर टियरिंग) जैसी समस्या को रोकने में मदद करती है। ये जोड़ काफी कठिन परिस्थितियों का सामना करते हैं, जहाँ ट्रेनों के जुड़ने या अनियमित पटरियों पर चलने पर 7 से 10 G-बल तक के प्रभाव का सामना करना पड़ता है। जब मटीरियल इन मानकों को पूरा नहीं करता है, तो छोटे-छोटे दरार वेल्ड बिंदुओं पर बनने लगते हैं और लगातार तनाव के तहत तेजी से फैल सकते हैं। जेड35 मानक यह सुनिश्चित करता है कि कोई भी धातु पूरी तरह टूटने से पहले मुड़े और विकृत हो, जिससे निरीक्षकों को नियमित रखरखाव जाँच के दौरान समस्याओं को पहचानने का मौका मिले। महत्वपूर्ण कार्बन स्टील प्लेट्स के हर बैच की 100% अल्ट्रासोनिक परीक्षण के जरिए जाँच की जाती है, और ऑडिट के दौरान जो कुछ भी मानक पास नहीं करता, उसे खारिज कर दिया जाता है। जो कभी सिर्फ एक तकनीकी विवरण माना जाता था, वह अब सुरक्षा चर्चाओं में मुख्य भूमिका निभा रहा है, जो डिजाइन से लेकर खरीद तक और गुणवत्ता नियंत्रण के सभी पहलुओं को प्रभावित कर रहा है।

सामान्य प्रश्न

रेलवे निर्माण में उपयोग होने वाले प्रमुख कार्बन स्टील प्लेट ग्रेड क्या हैं?

प्रमुख ग्रेड ASTM A572 ग्रेड 50, EN S355JR और IS 2062 E350 शामिल हैं, जो अपनी ताकत, लचीलेपन और वेल्डेबिलिटी के संतुलन के लिए जाने जाते हैं।

रेलवे अनुप्रयोगों के लिए यील्ड स्ट्रेंथ क्यों महत्वपूर्ण है?

लगभग 350 MPa की यील्ड स्ट्रेंथ यह सुनिश्चित करती है कि भारी भार वहन करने वाले रेलवे ट्रैक और बुनियादी ढांचे में चरम तनाव के तहत सामग्री स्थायी विरूपण का प्रतिरोध करे।

रेल अनुप्रयोगों के लिए चार्पी इम्पैक्ट टफनेस का क्या महत्व है?

चार्पी इम्पैक्ट टफनेस -20°C पर कम से कम 27 जूल होनी चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि स्टील टूटे बिना झटकों का प्रतिरोध कर सके, जो ठंडे जलवायु वाले क्षेत्रों में रेल दुर्घटनाओं को रोकने के लिए महत्वपूर्ण है।

कार्बन स्टील प्लेट्स को किन मानकों का पालन करना चाहिए?

यूरोप में UIC 864-2 और उत्तरी अमेरिका में AREMA अध्याय 30 जैसे मानक अल्ट्रासोनिक परीक्षण की मांग करते हैं और यह सुनिश्चित करते हैं कि प्लेट्स आकार सहनशीलता और वेल्डेबिलिटी आवश्यकताओं को पूरा करें।