Défauts des rails et leur classification. Structure de désignation des défauts de rail

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Il existe un assez grand nombre de défauts de rail divers. Ils surviennent tous pour des raisons différentes. Au total, il existe quatre principaux types de carences, à cause desquelles une panne se produit. La mauvaise technologie de fabrication et de soudage des chenilles est la première cause d'usure. La deuxième raison est que le contenu du chemin est trop faible. Le matériau a un paramètre tel que la résistance à la fatigue de contact, et si ce paramètre n'est pas suffisamment élevé, les rails deviennent également inutilisables. La dernière raison de l'échec de ces installations est l'impact du matériel roulant qui les traverse.

Causes de panne

Pendant l'exploitation, les défauts de rail et leur occurrence probable sont calculés en fonction de plusieurs faits. Premièrement, un facteur important est la quantité de tonnage qui a transité le long du segment de la route. Deuxièmement, la charge sur l'essieu du matériel roulant joue un rôle. La vitesse des trains peut également affecter l'état des rails. La pratique et l'observation montrent quependant la saison chaude, c'est-à-dire au printemps et en été, le nombre de pistes cassées diminue. En automne, cet indicateur augmente légèrement et en hiver, il augmente de 2 à 3 fois par rapport à la saison chaude. Il y a une explication à cela et cela réside dans le fait qu'à basse température, le métal se caractérise par une fragilité accrue. En d'autres termes, sa résistance aux chocs est réduite au minimum. Le plus grand pourcentage de pannes de voie dues à des défauts de rail se produit en mars, si l'on parle de la partie européenne du pays, et également en avril, si cela concerne les régions orientales et sibériennes.

Les détecteurs de défauts sont utilisés pour détecter de tels problèmes. 96,5% de tous les problèmes identifiés peuvent être identifiés à l'aide d'appareils amovibles ou portables. 2% supplémentaires sont détectés à l'aide de détecteurs de défauts de voiture et 1% supplémentaires à l'aide d'autres modèles de cet appareil. Il est très important de noter qu'il existe une classification des défauts de rail et leur description à l'aide de numéros. Cela a été fait afin de pouvoir effectuer une comptabilisation statique des rails.

Classement

Tous les dommages, ruptures ou défauts dans les sections de voie sont indiqués à l'aide d'un système de numérotation unifié. Les deux premiers chiffres sont les principaux et le troisième est l'auxiliaire. Le premier chiffre indique le type de défaut ou d'endommagement du rail. De plus, il indique également la localisation du problème sur le tronçon ferroviaire. Le deuxième chiffre décrit le type de défaut ou décrit le dommage, en tenant compte de la raison pour laquelle ilest apparu. Le troisième chiffre auxiliaire indique l'emplacement du défaut ou du dommage sur la longueur du rail. Plus en détail, les défauts de rail et leur classification sont décrits par des nombres de 1 à 9 pour le premier caractère.

• Si le premier chiffre est 1, cela signifie qu'il y a eu un écaillage et un pelage du métal sur la surface de roulement du champignon du rail.
• Si le nombre est 2, cela signifie que des fissures transversales dans le champignon du rail ont été trouvées sur le tronçon de voie.
• Le chiffre 3 indique également la présence de fissures dans le champignon du rail, mais de type longitudinal.
• Le chiffre 4 indique que des changements plastiques se sont produits, c'est-à-dire écrasement, usure verticale, latérale ou inégale de la tête.
• 5 sont des dommages aux rails et des défauts affectant le manche.
• 6 est une défaillance ou un endommagement de la semelle des rails.
• 7 - il s'agit d'une déformation assez forte, car ce chiffre indique l'apparition de plis sur toute la section de la voie ferrée.
• Si des ruptures se produisent dans le plan vertical et horizontal, le chiffre 8 est attribué à la place du premier.
• Tous les autres défauts de rail, dommages, etc. qui n'entrent dans aucune des catégories ci-dessus sont indiqués par le chiffre 9.

Déterminer la signification des nombres

Le deuxième des chiffres principaux du code de défaut de rail a également de nombreuses valeurs, plus précisément de 0 à 9.

• Si le deuxième chiffre est 0, cela signifie que le défaut est dû au fait qu'il y a eu des écarts par rapport à la technologie lors de la création de cette section du chemin de ferproduction.
• Le chiffre 1 indique que la qualité métallurgique de l'acier utilisé pour produire les rails était insuffisante. Il est également possible que la résistance de l'acier soit inférieure à ce qui est nécessaire pour un fonctionnement normal.
• 2 - indique que des erreurs ont été commises lors du traitement des extrémités, à cause desquelles la section du chemin a échoué. En outre, il inclut également certains des inconvénients qui surviennent lors du traitement des profils de rail.
• 3 - ce sont des défauts dans les rails de la voie ferrée, qui sont dus au fait que les exigences des instructions pour l'entretien actuel de l'objet ont été violées. Il comprend également les dommages causés par le fait que les principes de la technologie de traitement des trous de boulons dans une fonderie n'ont pas été respectés.
• Si le deuxième chiffre est 4, cela signifie que des problèmes avec les rails sont survenus en raison de l'impact spécifique sur eux du matériel roulant, par exemple, en raison d'un glissement. Cela inclut également les dommages qui se produisent en raison du fait que le matériel roulant ne passe pas les contrôles appropriés ou que les modes de conduite sont violés.
• Le chiffre 5 comprend tous les dommages causés par tout impact mécanique de l'extérieur, par exemple, heurter un outil, heurter un rail contre un rail, etc.
• Les défauts de soudage à rampe commune sont causés par des irrégularités dans le fonctionnement de la machine à souder. Ils se produisent dans les joints soudés et sont numérotés 6.
• 7 - problèmes liés au fonctionnement des rails au niveau des articulations.
• 8 - ce sont des défauts qui surviennent en raison du revêtement des rails, ainsi queen raison d'une mauvaise soudure des joints de rail.
• Tous les problèmes causés par la corrosion sont numérotés 9.

Il est à noter que la rupture d'un tronçon de voie due à une rupture de rails est la conséquence de l'impact de plusieurs causes à la fois. Le plus souvent, il s'avère que le manque d'entretien de la voie ferrée accélère considérablement le développement des défauts qui se sont produits lors de l'assemblage ou du soudage de la structure. De ce fait, il devient difficile de déterminer la cause, puisqu'il faut trouver exactement la source principale de la panne. Les défauts dans les rails de la voie ferrée, ou plutôt, leur numérotation a également un troisième chiffre.

• 0 indique que le problème est présent sur toute la longueur du rail.
• 1 signifie que le problème se situe au niveau de l'articulation, à plusieurs endroits. Peut-être que le joint boulonné est cassé, situé à une distance d'au moins 750 mm de l'extrémité du rail. Si nous parlons d'un joint soudé, alors à une distance de 200 mm symétriquement 100 mm de chaque côté de l'axe de la soudure.
• 2 indique que les problèmes se situent quelque part à l'extérieur de l'articulation. S'il s'agit d'un assemblage boulonné, il faut alors regarder à une distance de 440 mm symétriquement 220 mm de chaque côté de l'axe de la soudure dans le patin du rail.

Les défauts de soudure des rails et autres dommages sont également divisés en quatre catégories, en fonction de leur degré de développement. Il existe un degré de DP, D1, D2 et D3. Les plus dangereux sont DP. Cette désignation indique que les dommages ont atteint des valeurs ou des tailles critiques. De telles zones devraientêtre remplacé en premier. Les défauts classés D1 et D2 seront corrigés conformément à la procédure établie, qui tient compte de l'intensité du problème. Les rails présentant des défauts liés à la catégorie D3 ne sont remplacés que si le responsable de la distance de voie en décide ainsi. La décision est prise sur la base des données transmises par le contremaître après une inspection programmée et en tenant compte du degré d'évolution du défaut. En conséquence, il s'avère que les codes de défaut de rail se composent de trois chiffres, ainsi qu'une indication du degré de leur développement sur la section.

Détection des défauts

La détection des défauts est une procédure d'identification des défauts dans la structure de la voie ferrée à l'aide de dispositifs spéciaux de détection des défauts. Il convient de noter que les rails passent plusieurs fois par cette procédure. La première détection des défauts est effectuée à l'usine de laminage des rails, lorsqu'il est nécessaire d'évaluer la qualité du travail fini. Le prochain processus de vérification se déroule déjà dans des conditions opérationnelles, c'est-à-dire en cours de route. De plus, la vérification est effectuée dans des ateliers de soudage de rails, où le processus de soudage non seulement de nouveaux, mais également de réparation ou de soudage d'anciennes structures est effectué.

La procédure de détection des défauts vise principalement à identifier les défauts de rail dangereux qui se trouvent à l'intérieur de la structure, c'est-à-dire qu'ils n'ont pas encore de défauts à l'extérieur. Cela permet de remplacer la structure endommagée en temps opportun.

Types de problèmes

Actuellement, toutes sortes de défauts, les moyens de les éliminer, les raisons de leur apparition,les moyens de leur détermination, etc., sont présentés dans la "Documentation réglementaire et technique NTD/TsP 2002". En outre, il convient de noter qu'il existe également une documentation expérimentale, ainsi que la classification des défauts ferroviaires NTD / TsP 1-93, selon laquelle toutes les sections problématiques de la voie ferrée sont divisées en gravement défectueuses (OD) et défectueuses (D). C'est la catégorie de défauts D à l'aide de NTD / CPU 2002 qui est divisée en un grand nombre de types, en fonction de la cause de l'occurrence, du degré de distribution et de l'emplacement sur la route.

Les rails gravement défectueux sont ceux qui menacent directement le mouvement du train, car sous l'influence d'un défaut, ils peuvent s'effondrer sous les roues du train ou faire sortir le matériel roulant de la Piste. Si une telle section est trouvée, elle doit être immédiatement remplacée soit par une nouvelle, soit par une ancienne issue d'un stock kilométrique. Si de nouveaux défauts dans les rails de chemin de fer sont découverts avant l'expiration de la période de garantie pour leur utilisation, ou si un tonnage inférieur à celui indiqué dans la documentation est passé, une plainte est alors déposée contre l'usine métallurgique où ils ont été fabriqués. Si le défaut a été détecté au niveau du joint soudé également en avance sur le calendrier, la plainte est alors soumise à l'usine de soudage de rails.

Les rails défectueux comprennent les sections de la voie qui, en raison de la longue durée de vie, ont commencé à devenir inutilisables. La formation de défauts dans ces zones est attendue. Cependant, ils doivent encore assurer le passage en toute sécurité du matériel roulant. Bien qu'enDans certains cas, une limite de vitesse est introduite lors du passage d'un tel segment du chemin. La nouvelle édition des défauts de rail et leur classification est présentée précisément dans le document normatif et technique NTD/CPU 2002. Les valeurs de code des problèmes possibles ont été présentées ci-dessus.

Séparation en zones fortement défectueuses et défectueuses

La documentation indique la vitesse à laquelle le train est autorisé à se déplacer le long d'une section particulière de la voie. Si le degré de développement du défaut appartient au groupe DP, la vitesse de déplacement ne dépasse pas 40 km / h jusqu'au moment de l'élimination. La catégorie D1 autorise une vitesse maximale de 70 km / h, D2 - maximale de 100 km / h. Les défauts appartenant au groupe D3 ne créent pas de restriction sur la vitesse de déplacement du matériel roulant.

De plus, un délai est fixé pour le remplacement de chaque groupe de rails défectueux. Si aucun remplacement n'a lieu dans le délai imparti, la catégorie est remplacée par une catégorie supérieure. En d'autres termes, DP3 va à D2, D2 à D1, D1 à DP. Naturellement, à chaque transition, les délais de remplacement deviennent plus stricts et la limite de vitesse de déplacement augmente également, conformément aux normes établies.

Les défauts des rails et leur nouvelle classification selon NTD/CPU définissent également des problèmes qui transforment une section de voie en un état de voies gravement défectueuses ou simplement défectueuses. À OD appartiennent des problèmes tels que:

• L'apparition de fissures transversales, longitudinales ou latérales dans le champignon des rails. Le plus souvent, les pannes appartiennent aux deuxième et troisième groupes, et leurs codes sont 20, 21, 24, 25.
• Fissuration dans les trous de boulon aveccode 53, ainsi que des fissures dans le col du rail, quelle que soit leur taille, ainsi qu'avec les codes 50, 55, 59 et 56.1.
• Apparition de corrosion ou d'usure locale des rails avec des fissures de code 69 dues à la fatigue due à la corrosion, à l'écaillage de la semelle des rails avec les codes 60, 64, 65, 66, ainsi qu'à des ruptures transversales de rails.

L'apparition de l'un de ces nouveaux défauts conduit au fait que même une nouvelle section de la voie ferrée entre dans un état de ML et doit être remplacée de toute urgence. Il existe plusieurs signes par lesquels les rails défectueux sont identifiés dans les voies de réception et de départ. Ceux-ci incluent:

• dépassant le code réduit normalisé 41+44, le code latéral 44 ou l'usure verticale du champignon;
• éclats de métal, si la profondeur n'excède pas 3 mm et la longueur est de 25 mm;
• présence de patinage des roues du matériel roulant, usure ondulante.

Il convient également d'ajouter que le plus grand pourcentage de la transition des rails normaux vers la catégorie défectueuse se produit en raison du manque de résistance à la fatigue de contact du matériau. Ces problèmes de défauts dans les rails et les éléments d'aiguillage, qui sont également installés sur des rails, sont classés dans les codes 11 et 21. La cause est également assez souvent le problème 44, ce qui signifie une usure latérale importante du champignon du rail. Il y a assez souvent de la corrosion de la semelle du rail - 69.

Défauts et causes particulièrement dangereux

Tout d'abord, lors de la vérification des rails, il est nécessaire de faire attention aux pannes causées par"fatigue" du métal. Ils sont considérés comme les plus dangereux. Plus en détail, cela ressemble à ceci. La roue du train est en contact avec le rail sur une surface assez réduite lors du déplacement. C'est à travers cette petite zone que l'énorme quantité de tension créée par un train en mouvement est transmise. Ce sont ces contraintes de contact, surtout si elles se produisent à proximité immédiate du champignon du rail, qui provoquent son écaillage ou conduisent à un écaillage du métal. Plus les roues traversent cette zone, plus le métal "se fatigue". C'est pour cette raison que les défauts 11.1-2 sont provoqués par un problème tel qu'une faible résistance de contact du matériau. Pour éviter ce problème, ou du moins pour que les rails supportent plus de mouvements, il est nécessaire d'augmenter la résistance de la matière première.

Le délaminage ou l'écaillage du métal peut également être causé par la présence de déliés, de couchers de soleil ou de captivité, qui peuvent apparaître à la surface des rails lors du roulage.

Les groupes de défauts de rail tels que 20.1-2 et 21.1-2 sont considérés comme très dangereux. Quant au deuxième groupe de défauts, ils apparaissent assez souvent sous la forme de fissures internes dans la tête ou de fissures externes qui apparaissent dans la zone du filet dans la tête. Si un tel problème survient, le rail peut ensuite se briser sous le poids d'un train en mouvement en plusieurs petits morceaux. Naturellement, cela entraînera un accident et, très probablement, le train sortira de la voie. Quant aux problèmes avec le code 20.1-2, ilssurgissent dans la tête elle-même, et la raison principale de leur apparition est les lacunes de la technologie de fabrication.

Défauts ferroviaires dus à une mauvaise inspection

Il convient de noter que le 23 octobre 2014, la classification des défauts de rail 2499 NTD / CPU a été approuvée. Ce document est entré en vigueur le 1er septembre 2015 et le document lui-même contient 140 pages. Par ailleurs, une nouvelle instruction relative à l'entretien des voies 2288 a également été adoptée. Ce document est entré en vigueur le 2017-03-01.

Des défauts tels que 11.1-2 et 21.1-2 sont aussi assez souvent dus au fait que les contremaîtres surveillent mal l'état des rails. Si, au cours de la première période de fonctionnement, une sous-pente de rail incorrecte se produit, la contrainte principale se déplacera du centre de la section vers le bord où se trouve la tête, ce qui, bien sûr, entraînera son usure rapide. La fréquence d'apparition de défauts augmente également de manière significative en cas de violation du lissé des filets de rail. En outre, il est important de noter que le processus de croissance de l'apparition de ces problèmes est fortement associé non seulement à un mauvais entretien des voies, mais également à des violations dans la prise en charge de la partie roulante du train lui-même. Si des copeaux, des curseurs et d'autres défauts apparaissent sur les roues de la voiture, cela affecte grandement la résistance à la fatigue du métal et son développement.

Outre la tête, des problèmes surviennent souvent dans le col des rails - des fissures dans la zone des trous de boulons, le principal problème. Le plus souvent, une fissure prend naissance dans le contour d'un assemblage boulonné, puis part à une pente de 45 degrés par rapport à l'horizon. Un moyen efficace de lutter contre ces fissuresest le contenu qualitatif des joints. En d'autres termes, il est nécessaire de serrer les boulons aussi fort que possible, pour éviter l'affaissement des rails ou leur affaissement. Des fissures dans le col apparaissent également souvent aux endroits où le champignon du rail passe dans la semelle. La principale raison de l'apparition d'un tel défaut est une sous-pente de rail mal sélectionnée.

Quant à la semelle elle-même, ici le plus souvent il y a non seulement des fissures, mais aussi des crevaisons, des déliés. Tout cela conduit à une rupture des voies ferrées, à l'apparition de fissures longitudinales et accélère le processus de corrosion. La meilleure façon de traiter de nombreux défauts de semelle est d'installer un patin résilient qui est placé directement sous la semelle du rail.

Localisation des défauts et leurs noms

Actuellement, il existe des tableaux assez volumineux qui indiquent les principaux défauts de rail pouvant survenir. Ils indiquent également l'endroit où se produit tel ou tel dégât, le code problème est précisément indiqué. Ces tables ressemblent à ceci.

Description du problème	Localisation des dommages sur les rails	Code de défaut
En raison de la violation de la technologie de fabrication des rails, un problème tel que des fissures ou des éclats de métal sur la surface de roulement de la tête peut survenir	Dans et hors du joint	Selon le lieu, le code peut être respectivement 10.1 ou 10.2
Des fissures ou des éclats peuvent également se produire sur le côté de la tête ousur le filet. Ils surgissent de l'intérieur sous l'influence d'un grand nombre d'accumulations non métalliques	Dans et hors du joint	Comme dans le cas précédent, le code peut être 11.1 ou 11.2 selon la localisation du dommage
Des éclats de métal peuvent se produire sur la surface de la bande de roulement. La raison en est que l'effet dynamique dans les joints des boulons augmente	Dans la jonction	ce code de dommage est 13.1
Un écaillage du métal peut se produire sur la surface de roulement de la tête dans la zone du joint soudé après l'expiration du tonnage passé sous garantie	Défaut des soudures des rails	Code de défaut 16.3 et 16.4
Problème d'écaillage similaire, mais avant que le tonnage garanti n'ait été passé sur les rails	Joint de soudure	Défaut 17.3 et 17.4
Il est possible que des fissures transversales se produisent dans la tête sous l'influence des effets thermomécaniques du glissement ou du dérapage, par exemple	Se produit à la fois à l'intérieur et à l'extérieur de la couture	24.1 et 24.2
En raison d'une violation de la technologie de soudage ou d'une violation dans le traitement des soudures, des fissures transversales peuvent se produire dans la tête. Il est important d'ajouter que cela peut entraîner une défaillance du rail immédiatement après le dépassement du tonnage de garantie	Joint de soudure	26.3 et 26.4
Si le même problème se produit que dans le cas précédent, mais avant qu'il ne soit ignorétonnage garanti, alors le problème est transféré dans une autre catégorie	Le joint de soudure reste comme emplacement	Le code d'erreur passe à 27.3 et 27.4
Si la technologie de fabrication des rails est violée, des fissures longitudinales ou transversales peuvent se former dans les champignons des rails.	Cela se produit à la fois dans l'articulation et à l'extérieur de l'articulation	Code de dommage 30.1 ou 30.2

Détermination des défauts ferroviaires

Aujourd'hui, la seule méthode qui permet de détecter à un stade précoce de nouveaux défauts dans les rails de chemin de fer et de les prévenir est la méthode par ultrasons.

Cette méthode de test non destructif peut détecter les dommages dans les rails métalliques à l'aide d'impulsions ultrasonores. Cette méthode est utilisée dans de nombreuses industries où l'on travaille avec du métal, mais elle est plus populaire dans les gares, où il est très important de surveiller la qualité des voies. La détection des défauts par ultrasons permettra aux travailleurs d'identifier rapidement et avec précision les dommages cachés, sans influencer ni détruire l'objet d'étude.

Cette méthode de détection des défauts de rail présente plusieurs avantages indéniables.

Le premier, et le plus important, est l'absence de tout dommage ou de toute autre marque laissée sur l'éprouvette, c'est-à-dire de nouveaux défauts. Deuxièmement, le coût d'un tel équipement est assez faible et la fiabilité des données obtenues grâce à son utilisation est très élevée. De plus, il est suffisamment important queun tel appareil vous permet de rechercher de nouveaux défauts de rail à tout moment de l'année, ce qui est particulièrement important.

La méthode ultrasonique de détection des défauts vous permet de trouver le moindre dommage dans tous les produits métalliques et joints. Pour cette raison, ils sont également activement utilisés pour inspecter les aiguillages et les soudures structurelles. À l'aide d'un équipement à ultrasons, les dommages suivants peuvent être déterminés: l'apparition de violations de l'homogénéité de la structure; vérifier les endroits endommagés par la corrosion; vérifier si la composition chimique du rail correspond ou non à celle indiquée dans les documents.