ແຜ່ນເຫຼັກກຳມະນີໃດທີ່ຕອບສະຫນອງມາດຕະຖານວິສະວະກໍາລົດໄຟ?

ຊັ້ນເຫຼັກກາກບອນຫຼັກທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງໂຄງສ້າງລົດໄຟ

ASTM A572, EN S355JR, ແລະ IS 2062 E350: ມາດຕະຖານການປະຕິບັດສໍາລັບຍານພາຫະນະທີ່ເຄື່ອນທີ່ ແລະ ໂຄງລ່າງເສັ້ນທາງລົດໄຟ

ແຜ່ນເຫຼັກກາກບອນຕາມມາດຕະຖານ ASTM A572 Grade 50, EN S355JR ແລະ IS 2062 E350 ໄດ້ກາຍເປັນວັດສະດຸມາດຕະຖານສຳລັບການກໍ່ສ້າງລົດໄຟທົ່ວໂລກ ເນື່ອງຈາກພວກມັນສາມາດຮັກສາຄວາມສົມດຸນທີ່ເໝາະສົມລະຫວ່າງຄວາມແຂງ, ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການເຊື່ອມ. ເຫຼັກເຫຼົ່ານີ້ທັງໝົດຕອບສະໜອງຕາມຂໍ້ກຳນົດຂັ້ນຕ່ຳຂອງຄວາມເຂັ້ມຂອງການຍືດຕົວ (yield strength) ຢ່າງໜ້ອຍ 345-355 MPa, ເຊິ່ງໝາຍຄວາມວ່າພວກມັນສາມາດຢືນຢູ່ໄດ້ດີໃນສະພາບການສັ່ນສະເທືອນຈາກຂົວເຊັ່ນ ສັ່ນໄປມານັບລ້ານຄັ້ງ ຫຼື ຮັບກັບແຮງດຶງທີ່ໃຫຍ່ຫຼວງຈາກລົດໄຟທີ່ສາມາດເກີນ 200 kilonewtons. ແບບພັດທະນາ EN S355JR ໂດດເດັ່ນເປັນພິເສດໃນການຕ້ານການຜຸພັງ ແລະ ຄວາມເສຍຫາຍຈາກສະພາບອາກາດ, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບຊິ້ນສ່ວນທີ່ຕັ້ງຢູ່ນອກຕາມເສັ້ນທາງ. ການທົດສອບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຊິ້ນສ່ວນເຫຼົ່ານີ້ຈະສູນເສຍຄວາມໜາໜ້ອຍກວ່າ 0.1 ມິນລີມີເຕີຕໍ່ປີ ເຖິງແມ່ນຢູ່ໃນສະພາບແບບຊຸ່ມ, ຕາມການສຶກສາທີ່ຜ່ານມາຈາກວາລະສານ Infrastructure Materials Review ປີກາຍ. ສຳລັບລົດໄຟອິນເດຍໂດຍສະເພາະ, ແບບພັດທະນາ IS 2062 E350 ໄດ້ຖືກພິສູດວ່າມີຄຸນຄ່າເນື່ອງຈາກຄວາມສາມາດໃນການຍືດໂດຍບໍ່ແຕກ, ຮັກສາຄວາມສົມບູນຂອງວັດສະດຸໄດ້ໂດຍບໍ່ຂຶ້ນກັບການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ ຈາກກາງຄືນທີ່ແຊ່ແຂງໃນພາກໃຕ້ ໄປຫາມື້ທີ່ຮ້ອນຈັດຈ້າໃນພາກເໜືອທີ່ອຸນຫະພູມສາມາດຂຶ້ນໄປເຖິງ 50 ອົງສາເຊວໄຊ. ປະມານ 87% ຂອງລົດຂົນສົ່ງສິນຄ້າທີ່ສ້າງຫຼັງປີ 2020 ໄດ້ນຳໃຊ້ແຜ່ນມາດຕະຖານເຫຼົ່ານີ້, ແລະ ຂໍ້ມູນຈາກອຸດສາຫະກໍາຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າວິທີການນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການຂັດຂ້ອງທີ່ເກີດຈາກການເມື່ອຍຂອງໂລຫະລົງປະມານ 42% ເມື່ອທຽບກັບວິທີການເກົ່າກ່ອນໜ້າທີ່ບໍ່ໄດ້ປະຕິບັດຕາມຂໍ້ກຳນົດທີ່ເຂັ້ມງວດ.

ເປັນຫຍັງຈຶ່ງຕ້ອງການຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງການຍືດຢ່າງໜ້ອຍ 350 MPa ແລະ ຄວາມແຂງແຮງຕໍ່ການກະທົບ -20°C ຕາມມາດຖານ Charpy ສຳລັບແຜ່ນເຫຼັກກົ່າງໃນການນຳໃຊ້ລົດໄຟ

ສຳລັບເຫຼັກກ້າໂຄງສ້າງທີ່ໃຊ້ໃນລະບົບລົດໄຟ, ບໍ່ມີຂໍ້ຍົກເວັ້ນໃນການຮຽກຮ້ອງຕ້ອງການຂັ້ນຕ່ຳຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງໃນການຢືດຕົວປະມານ 350 MPa ແລະ ຄວາມທົນທານຕໍ່ການກະແຈກກະຈາຍຕາມແບບ Charpy V-notch ທີ່ -20 ອົງສາເຊີເຊຍຍຕ້ອງຢູ່ທີ່ຢ່າງໜ້ອຍ 27 ໂຈວ. ຂໍ້ກຳນົດເຫຼົ່ານີ້ມີຄວາມສຳຄັນເພາະພວກມັນຊ່ວຍປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເຫຼັກກ້າເກີດການເບີກຕົວຖາວອນໃນສະພາບການຮັບແຮງກະທົບຢ່າງຮຸນແຮງ, ລວມທັງການຮັບນ້ຳໜັກລ້ອຂອງລົດໄຟທີ່ມີນ້ຳໜັກເຖິງ 300 ໂຕນຕໍ່ລ້ອໃນແຕ່ລະມື້. ແລະ ຢ່າລືມຜົນກະທົບຈາກສະພາບອາກາດເຢັນ. ເຫຼັກກ້າຕ້ອງທົນທານຕໍ່ການກະແຈກກະຈາຍທີ່ເກີດຂຶ້ນທັນທີໂດຍບໍ່ແຕກຫັກ, ນັ້ນແມ່ນເຫດຜົນທີ່ມີການກຳນົດຂໍ້ກຳນົດການຕ້ານການກະແຈກກະຈາຍໃນອຸນຫະພູມຕຳ່. ເປັນຫຍັງ? ເພາະວ່າການແຕກເປັນແບບເປື່ອຍ (brittle fractures) ເປັນສາເຫດຂອງບັນຫາປະມານ 78 ເປີເຊັນໃນອຸບັດຕິເຫດລົດໄຟທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນພື້ນທີ່ທີ່ມີອາກາດເຢັນຕາມຂໍ້ມູນຈາກ NTSB ໃນປີກາຍນີ້. ເມື່ອລົດໄຟໃຊ້ເບຼກສຸກເສີນ, ແຮງກະທົບທີ່ຂໍ້ຕໍ່ລະຫວ່າງລ່ວງເດີນໄຟອາດຈະເພີ່ມຂຶ້ນເຖິງສາມເທົ່າຂອງທີ່ຖືກອອກແບບໄວ້. ແຜ່ນທີ່ບໍ່ໄດ້ຕາມມາດຕະຖານເຫຼົ່ານີ້ຈະເລີ່ມມີຮອຍແຕກນ້ອຍໆທີ່ກະຈາຍໄປຢ່າງໄວວາ, ບາງຄັ້ງອາດເຖິງຄວາມໄວປະມານ 15 ແມັດຕໍ່ວິນາທີ. ການເຊື່ອມກໍ່ມີຄວາມສ່ຽງເຊັ່ນດຽວກັນ ເນື່ອງຈາກການຮ້ອນທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນຂະບວນການເຊື່ອມອາດຈະເຮັດໃຫ້ຄວາມທົນທານຂອງວັດສະດຸພື້ນຖານຫຼຸດລົງເຖິງ 30% ເກືອບ. ສະນັ້ນ, ການມີຜົນການທົດສອບ Charpy ແບບເຂັ້ມແຂງແຕ່ເລີ່ມຕົ້ນຈຶ່ງເປັນສິ່ງສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບຊິ້ນສ່ວນທີ່ຖ້າຂາດເຂີນແລ້ວຈະເກີດຜົນກະທົບຢ່າງຮ້າຍແຮງ, ເຊັ່ນ: ໂຄງລ້ອ (bogie frames) ຫຼື ລະບົບເຊື່ອມຕໍ່. ຂໍ້ກຳນົດທັງໝົດເຫຼົ່ານີ້ເຮັດວຽກຮ່ວມກັນເພື່ອຮັກສາອັດຕາການຢືດຕົວກ່ອນການແຕກໃຫ້ຢູ່ເທິງ 18% ໃນໄລຍະຫຼາຍປີຂອງການຮັບແຮງກະທົບຊ້ຳໆ, ເຮັດໃຫ້ໂຄງລ່າງຂອງລະບົບລົດໄຟສາມາດໃຊ້ງານໄດ້ຫຼາຍກວ່າສີ່ທົດສະວັດກ່ອນທີ່ຈະຕ້ອງໄດ້ປ່ຽນແທນ.

ຂໍ້ກຳນົດຄວາມສອດຄ່ອງຕາມມາດຕະຖານລົດໄຟຫຼັກໆ

UIC 864-2 ແລະ AREMA Chapter 30: ການທົດສອບດ້ວຍຄື້ນເສີຍງ, ຄວາມອົດທົນຕໍ່ມິຕິ, ແລະ ຂໍ້ກຳນົດການເຊື່ອມສໍາລັບແຜ່ນເຫຼັກກົ່າງຄາບອນ

ຜ້າເຫຼັກກາກບອນທີ່ໃຊ້ໃນໂຄງສ້າງພື້ນຖານດ້ານລົດໄຟຕ້ອງເຂົ້າຕາມມາດຕະຖານທີ່ແຕກຕ່າງກັນໄປຕາມແຕ່ລະພື້ນທີ່. ໃນທະວີບຢູໂຣບ, ຕ້ອງປະຕິບັດຕາມມາດຕະຖານ UIC 864-2 ສ່ວນໂຄງການໃນອາເມລິກາເຫນືອຕ້ອງປະຕິບັດຕາມຄຳແນະນຳຂອງ AREMA Chapter 30. ລະບຽບເຫຼົ່ານີ້ກຳນົດໃຫ້ຕ້ອງມີການທົດສອບດ້ວຍຄື້ນອຸນສາຫະພາບ (ultrasonic testing) ຢ່າງລະອຽດສຳລັບຜ້າເຫຼັກທີ່ມີຄວາມໜາ. ການທົດສອບ UT ນີ້ໄດ້ຖືກພິສູດວ່າມີປະສິດທິຜົນໃນການຄົ້ນຫາບັນຫາທີ່ເກີດຂຶ້ນພາຍໃຕ້ຜິວ, ໂດຍການສຶກສາຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າມັນສາມາດຈັບບັນຫາໄດ້ປະມານ 99.7% ຕາມມາດຕະຖານ ASTM E2375-2023. ຄວາມເປັນຮາບພຽງກໍສຳຄັນຄືກັນ. ມາດຕະຖານ EN 10029:2021 ກຳນົດຂອບເຂດຢ່າງເຂັ້ມງວດກ່ຽວກັບຄວາມເບີກເບອນຂອງຜ້າເຫຼັກ, ບໍ່ເກີນ 3 ມິລີມີເຕີຕໍ່ແຕ່ລະເມັດ. ໃນເງື່ອນໄຂການເຊື່ອມ, ກໍມີການກຳນົດອີກອັນໜຶ່ງທີ່ສຳຄັນ. ຄ່າສຳປະສິດກາກບອນ (Carbon equivalent) ບໍ່ຄວນເກີນ 0.45% ເພື່ອປ້ອງກັນບັນຫາການແຕກເປັນເວລາເຢັນລະຫວ່າງການດຳເນີນງານການເຊື່ອມ. ສິ່ງນີ້ກາຍເປັນສິ່ງທີ່ສຳຄັນເປັນພິເສດໃນຈຸດທີ່ມີຄວາມເຄັ່ງຕຶງຕາມລະບົບລົດໄຟ ເຊັ່ນ: ຈຸດຕໍ່ທາງລົດໄຟທີ່ລົດໄຟມັກຈະຂ້າມຜ່ານ ຫຼື ໂຄງສ້າງຂອງຂົວທີ່ຮັບນ້ຳໜັກຫຼາຍ.

BS EN 10025-2 ເທິຍບົນ. DIN 17100: ຂໍ້ກໍານົດການຢືດຕົວແລະຄຸນສົມບັດຕາມທິດລວງລັດ (Z) ທີ່ແຕກຕ່າງກັນສໍາລັບແຜ່ນເຫຼັກກາກບອນຂອງ bogie ແລະ underframe

ຂໍ້ກໍານົດວັດສະດຸແຕກຕ່າງກັນຢ່າງມີນັຍສໍາຄັນລະຫວ່າງມາດຕະຖານເອີຣົບ:

• BS EN 10025-2 ອະນຸຍາດໃຫ້ມີການຢືດຕົວຕໍ່າສຸດ 22% ສໍາລັບ S355JR, ຊ່ວຍສະໜັບສະໜູນການຜະລິດ bogie assemblies ຢ່າງມີປະສິດທິພາບດ້ານຕົ້ນທຶນ ແລະ ສອດຄ່ອງກັບມາດຕະຖານການປະຕິບັດງານ UIC
• DIN 17100 ຕ້ອງການການຢືດຕົວຕໍ່າສຸດ 24% ບວກ ໃບຢັ້ງຢືນ Z25—ຮັບປະກັນການຫຼຸດພື້ນທີ່ 25% ໃນການທົດສອບການຢືດຕາມທິດລວງລັດ—ສໍາລັບຊິ້ນສ່ວນ underframe

ຄວາມແຕກຕ່າງດັ່ງກ່າວພື້ນຖານມາຈາກສິ່ງທີ່ແຕ່ລະພາກພື້ນຖືວ່າສຳຄັນທີ່ສຸດສຳລັບຄວາມປອດໄພ. ຄົນເຢຍລະມັນມັກຈະໃຫ້ຄວາມສຳຄັນກັບວິທີການທີ່ວັດສະດຸຕ້ານທານຕໍ່ຄວາມເຄັ່ງຕຶງຊ້ຳໆໄລຍະຍາວ, ເຊິ່ງສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຊັດເຈນໃນການຄົ້ນຄວ້າຂອງ DB AG ຈາກປີກາຍກ່ຽວກັບຄວາມເມື່ອຍຂອງວັດສະດຸ. ອີກຝ່າຍໜຶ່ງຂອງທະເລ, ມາດຕະຖານຂອງອັງກິດກໍຄືການຮັບປະກັນວ່າຊິ້ນສ່ວນຕ່າງໆສາມາດເຮັດວຽກຮ່ວມກັນໄດ້ຢ່າງລຽບລຽງໃນລະບົບຕ່າງໆ. ໃນໂຄງການຂຸມຂະແໜງຂັ້ນພື້ນຖານທີ່ມີຄວາມສຳຄັນ, ຜູ້ຜະລິດຊັ້ນນຳຈະເລືອກໃຊ້ມາດຕະຖານ DIN Z-property. ການເລືອກນີ້ມີເຫດຜົນເພາະການທົດສອບໂດຍ TÜV Rheinland ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຈານທີ່ໄດ້ຮັບການຢັ້ງຢືນນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດຄວາມສ່ຽງທີ່ຊັ້ນວັດສະດຸຈະແຍກອອກມາເກືອບສອງສ່ວນສາມຂອງຈານປົກກະຕິທີ່ຍັງບໍ່ໄດ້ຮັບການຢັ້ງຢືນ.

ລົດໄຟອິນເດຍ—ການອະນຸມັດແລະຂໍ້ກຳນົດດ້ານເຕັກນິກ

IRS: M-1985 (Rev. 2023) ແລະ ການຢັ້ງຢືນ Z35: ເຫດຜົນທີ່ຄວາມຍືດຍຸ່ນຕາມທິດທາງຜ່ານຄວາມຫນາ (through-thickness ductility) ແມ່ນຂໍ້ກຳນົດທີ່ຕ້ອງມີສຳລັບແຜ່ນເຫຼັກກາກບອນທີ່ເຊື່ອມສຳລັບຕົວຖັງລຸ່ມ

ລົດໄຟອິນເດຍໄດ້ກໍານົດມາດຕະຖານ IRS: M-1985 (ຮຸ່ນປີ 2023) ສໍາລັບທຸກໆແຜ່ນເຫຼັກກົ້າຄາບອນໂຄງສ້າງທີ່ໃຊ້ໃນຂບວນລົດ, ເ´ຊິ່ງກໍານົດໃຫ້ຕ້ອງໄດ້ຮັບການຢັ້ງຢືນ Z35. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າວັດສະດຸດັ່ງກ່າວຈະຕ້ອງສະແດງໃຫ້ເຫັນການຫຼຸດພື້ນທີ່ຢ່າງໜ້ອຍ 35% ໃນຂະນະທີ່ກໍາລັງທົດສອບຄວາມເຂັ້ມແຂງຕໍ່ການດຶງຜ່ານຄວາມໜາຂອງວັດສະດຸ. ແມ່ນຫຍັງເປັນເຫດຜົນທີ່ເຮັດໃຫ້ເລື່ອງນີ້ສໍາຄັນ? ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວ, ຄວາມຍືດຍຸ່ນດັ່ງກ່າວຊ່ວຍປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເກີດເຫດການທີ່ເອີ້ນວ່າ "ການແຕກເປັນຊັ້ນ" (lamellar tearing) ໃນຂໍ້ຕໍ່ທີ່ເຊື່ອມໃນໂຄງລົດ. ຂໍ້ຕໍ່ເຫຼົ່ານີ້ຕ້ອງຮັບກັບສະພາບການໃຊ້ງານທີ່ໜັກໜ່ວງ, ໂດຍຕ້ອງຮັບກັບການກະທົບທີ່ມີແຮງຈາກ 7 ຫາ 10 G ໃນຂະນະທີ່ລົດໄຟເຊື່ອມຕໍ່ກັນ ຫຼື ວິ່ງຜ່ານລາງທີ່ບໍ່ສະເໝີ. ເມື່ອວັດສະດຸບໍ່ໄດ້ຕາມມາດຕະຖານ, ເຊິ່ງກໍຄື ເກີດເປັນແຕກນ້ອຍໆຂຶ້ນໃນຈຸດເຊື່ອມ ແລະ ສາມາດແຜ່ກະຈາຍໄປຢ່າງໄວວາພາຍໃຕ້ຄວາມເຄັ່ງຕຶງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ມາດຕະຖານ Z35 ຮັບປະກັນວ່າໂລຫະຈະຄອຍງໍ ແລະ ປ່ຽນຮູບກ່ອນທີ່ຈະແຕກຢ່າງສິ້ນເຊີງ, ເຊິ່ງໃຫ້ໂອກາດແກ່ຜູ້ກວດກາໃນການພົບເຫັນບັນຫາໃນຂະນະກວດກາຕາມປົກກະຕິ. ທຸກໆລໍ໊ຂອງແຜ່ນເຫຼັກກົ້າຄາບອນທີ່ສໍາຄັນຈະຖືກກວດກາໂດຍໃຊ້ການທົດສອບອັນຕຣາໂຊນິກ 100%, ແລະ ທຸກສິ່ງທີ່ບໍ່ຜ່ານການກວດກາຈະຖືກຕັດອອກໃນຂະນະກວດສອບ. ສິ່ງທີ່ເຄີຍຖືກເບິ່ງວ່າເປັນພຽງລາຍລະອຽດດ້ານວິຊາການອີກອັນໜຶ່ງ ດຽວນີ້ກາຍເປັນຈຸດສຳຄັນໃນການປຶກສາຫາລືດ້ານຄວາມປອດໄພ, ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ທຸກຢ່າງ ເລີ່ມຈາກການອອກແບບ, ການຊື້ຂາຍ ແລະ ການຄວບຄຸມຄຸນນະພາບໃນທົ່ວຂະແໜງການ.

ຄຳຖາມທີ່ຖາມບໍ່ຍາກ

ເຫຼັກກາກບອນປະເພດໃດທີ່ຖືກນຳໃຊ້ສຳຄັນໃນການກໍ່ສ້າງລົດໄຟ?

ປະເພດທີ່ສຳຄັນລວມມີ ASTM A572 Grade 50, EN S355JR, ແລະ IS 2062 E350, ເຊິ່ງຮູ້ຈັກກັນດີໃນດ້ານຄວາມແຂງ, ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການເຊື່ອມ.

ເປັນຫຍັງຄວາມແຂງຕໍ່ການຢືດຕົວຈຶ່ງມີຄວາມສຳຄັນຕໍ່ການນຳໃຊ້ໃນລົດໄຟ?

ຄວາມແຂງຕໍ່ການຢືດຕົວປະມານ 350 MPa ຮັບປະກັນວ່າວັດສະດຸຈະຕ້ານການເສຍຮູບຖາວອນໃຕ້ຄວາມເຄັ່ງຕຶງສູງ, ເຊິ່ງມີຄວາມສຳຄັນຕໍ່ທາງລົດໄຟ ແລະ ລະບົບພື້ນຖານທີ່ຮັບນ້ຳໜັກຫຼາຍ.

ຄວາມສຳຄັນຂອງຄວາມແຂງຕໍ່ການກະເທືອນຕາມມາດຕະຖານ Charpy ສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນທາງລົດໄຟແມ່ນຫຍັງ?

ຄວາມແຂງຕໍ່ການກະເທືອນຕາມມາດຕະຖານ Charpy ທີ່ -20°C ຕ້ອງມີຢ່າງໜ້ອຍ 27 ໂຈວ, ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າເຫຼັກຈະຕ້ານການກະເທືອນໂດຍບໍ່ແຕກ, ເຊິ່ງມີຄວາມສຳຄັນໃນການປ້ອງກັນອຸບັດຕິເຫດລົດໄຟໃນເຂດທີ່ມີອາກາດເຢັນ.

ເຫຼັກກາກບອນຕ້ອງເຂົ້າຕາມມາດຕະຖານໃດແດ່?

ມາດຕະຖານເຊັ່ນ UIC 864-2 ໃນທະວີບເອີຣົບ ແລະ AREMA Chapter 30 ໃນອາເມລິກາເໜືອ ຕ້ອງການການທົດສອບດ້ວຍຄື້ນສຽງ (ultrasonic testing) ແລະ ຮັບປະກັນວ່າເຫຼັກຕ້ອງເຂົ້າຕາມຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຂະໜາດ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການເຊື່ອມ.