Авария в Хэтфилде, произошедшая в Великобритании в 2000 году, стала тревожным сигналом для железнодорожных администраций всего мира. Было доказано, что сход с рельсов скоростного пассажирского поезда с гибелью пассажиров был вызван усталостью контактного рельса (RCF), когда крошечные трещины в головке рельса распространялись вниз, в тело рельса, и в конечном итоге приводили к разрыву.

Согласно статистике, подготовленной Федеральным управлением железных дорог США, в период с 1995 по 2002 год RCF был сильно замешан в 122 сходах с рельсов и, возможно, стал одним из факторов, способствовавших еще 160 инцидентам.

Благодаря подобной статистике, RCF широко признается как проблема, которую необходимо решать железнодорожным администрациям. Ничего не делать - не вариант: Великобритания прекратила операции по шлифовке рельсов за несколько лет до аварии, и теперь признано, что это не было мудрым решением. Шлифовка счищает верхнюю поверхность рельса, устраняя трещины до того, как они получат возможность распространиться вниз по полотну, и тем самым предотвращая разрушение рельса.

Исследование, проведенное Европейской комиссией, показывает, что управление RCF является дорогостоящим мероприятием. Ежегодно на европейской железнодорожной сети на решение этой проблемы выделяется 300 миллионов евро. В эту сумму входят работы по осмотру, шлифовке рельсов, замене рельсов и ремонту сварных швов, а также негативные последствия в виде задержек поездов и сходов с рельсов, когда они все же происходят.

Очевидно, что эта проблема заслуживает внимания руководства, и железнодорожные администрации должны быть в курсе новейших технологий, если они хотят минимизировать затраты на RCF.

Управление RCF

В исследовании, проведенном для Национального исследовательского совета Канады, Эрик Магель, Питер Сроба, Кевин Соули и Джо Калоусек утверждают, что “на RCF влияют многие факторы”, среди которых твердость рельсов, детальные профили колес и рельсов, поперечная и продольная динамика колесной пары. Но они утверждают, что “RCF особенно чувствителен к профилям колес и рельсов, и неподходящие или неконтролируемые профили могут полностью скрыть влияние металлургии”.”

Исследователи добавляют, что в Великобритании, по общему опыту, высокопрочные стали более склонны к образованию RCF - “этот вывод можно объяснить использованием рельсового профиля с высокой нагрузкой и неспособностью твердых сталей изнашиваться или переходить в форму с более низкой нагрузкой”. Британский опыт показывает, что если рельс изначально отшлифован до формы с меньшим напряжением, то он гораздо более устойчив к RCF, чем более мягкие стали. Это подчеркивает важность первоначальной шлифовки рельсов.

Канадские исследователи объясняют значение ‘волшебного коэффициента износа’ - процесса удаления нужного количества поверхности рельса для предотвращения распространения трещин. “На путях с RCF естественная скорость износа должна быть дополнена шлифованием для достижения ”волшебной скорости износа", - говорят они. Магический коэффициент износа обычно выше в кривых, чем на прямых путях, а опыт Северной Америки на линиях тяжелого тоннажа показывает, что для достижения магического коэффициента износа нижний рельс в кривых должен быть тщательно обработан шлифованием.

Speno на переднем крае инноваций

Несколько лет назад компания Speno International начала изучать возможность обнаружения поверхностных усталостных трещин во время шлифования. В результате совместной разработки с Deutsche Bahn AG была создана система регистрации, способная измерять плотность дефектов и глубину повреждений.

После интенсивных испытаний прототипа устройства на трассе шесть шлифовальных станков Speno были оснащены разработанным компанией сканером для шлифования Headcheck. Система позволяет операторам проверять уменьшение усталостных дефектов во время каждого прохода шлифования и документировать достигнутый результат в отношении удаления металла с усталостной поверхности рельса. Система поступила в коммерческую эксплуатацию на несколько европейских железных дорог, в том числе в Австрии, Франции, Нидерландах и Польше.

Появление сканера для шлифования Headcheck является последним в длинном списке инноваций компании Speno. В 1980-х годах компания представила шлифовальный поезд с дистанционно управляемыми наклонными шлифовальными двигателями. За ним последовали первый станок для шлифования переключателей, первое бортовое оборудование для измерения поперечного сечения рельсов и внедрение систем сбора пыли.

Компания Speno работает с руководителями железнодорожной инфраструктуры над способами устранения специфических дефектов рельсов и проблем, возникающих в результате интенсивного железнодорожного движения. Компания участвует в европейском исследовательском проекте ‘Innotrack’, который объединяет опыт и ноу-хау нескольких железнодорожных организаций и промышленности.

Компания Speno возглавляет рабочий проект 4.5 ‘Техническое обслуживание рельсов’ в рамках программы Innotrack. Для руководителей инфраструктуры готовится информация о том, как разработать соответствующую стратегию технического обслуживания, направленную на борьбу с усталостью контактов подвижного состава, включая предлагаемые целевые профили рельсов.

Компания Speno проектирует, строит и эксплуатирует рельсошлифовальные поезда на протяжении последних 40 лет. Компания утверждает, что 30 рельсошлифовальных агрегатов, эксплуатируемых в Европе в 2009 году, представляют собой самый большой парк шлифовальных поездов под одной крышей. “Многолетний опыт проектирования, производства и эксплуатации шлифовальных поездов обеспечивает отличную производительность, сочетающую высокую производительность за смену и стабильно контролируемое качество изо дня в день”, - говорит Speno.

Компания Speno признает, что рутинная шлифовальная работа сегодня включает в себя:

• Первоначальное шлифование новых рельсов, циклическое профилактическое и корректирующее шлифование
• Применение специальных профилей для снижения износа рельсов, уменьшения усталости углов колеи и улучшения ходовых качеств, включая расширение колеи
• Противошумная шлифовка для минимизации шума, создаваемого железнодорожным транспортом

В настоящее время на высокоскоростных линиях применяется однопроходное шлифование с использованием мощных станков. “Опытный и знающий персонал очень важен”, - говорит Спено. В компании говорят, что задача состоит не только в том, чтобы снять определенное количество металла за один проход, но и в том, чтобы обеспечить минимальную скорость съема металла.

Новая фрезерная машина Linsinger для ЛРТ

На сектор легкорельсового транспорта нацелен также рельсофрезерный поезд SF 01 F австрийской компании Linsinger. Впервые он был выпущен год назад, в начале 2008 года, и компания утверждает, что он достиг очень хороших результатов на легкорельсовых системах в Азии.

Концепция профилирования рельса с помощью фрезерования за один проход уже хорошо известна по более ранним станкам Linsinger, и SF 01 F развивает этот опыт. Linsinger утверждает, что его технология фрезерования рельсов сочетает в себе фрезерование и шлифование рельсов за одну операцию с высокой степенью точности и производительности, добавляя, что системы легкорельсового транспорта могут достичь значительного снижения эксплуатационных расходов при использовании этой технологии.

Linsinger с гордостью отмечает, что преимущества SF 01 F заключаются в следующем:

• Однопроходная обработка всей поверхности рельса
• Экологически чистые: без выбросов, без пыли, без грязи
• Отсутствие летящих искр, отсутствие риска возгорания
• Безопасная и плавная работа
• Сухая обработка
• Очень высокая производительность
• Контролируемая скорость съема металла
• Любой требуемый профиль рельса с высоким качеством поверхности
• Снижение шума подвижного состава
• Низкие эксплуатационные расходы