A cikk szerzője:

Dr. Horvát Ferenc főiskolai tanár
Széchenyi István Egyetem, Győr

Dr. Csizmazia Ferencné főiskolai docens
Széchenyi István Egyetem

A sínfej-hajszálrepedések műszaki és gazdasági alapú kezelése

A sínfej-hajszálrepedések (HC hibák) keletkezésének okaival, a hibák mérési és osztályozási módszereivel, a beavatkozások fajtáival és szük­ségességükkel a nemzetközi szakirodalom hosszú évek óta foglalkozik. Tapasztalatok, vizsgálati eredmények sora segíti a jelenség megértését, ugyan­akkor számos kérdés a mai napig is nyitott. A fejlett vasútvállalatok gyakorlata megegyezik abban, hogy a folyamatot rendszeres mérésekkel, az eredmények kiértékelésével kell ellenőrizni, és csak műszaki és gazdasági szempontból összehangolt beavatkozási stratégia alkalmazásával lehet megfelelően kezelni. A szerzők saját laborvizsgálati eredményeikre támaszkodva ismertetik a hajszálrepedések geometriáját, majd javaslatokat fogalmaznak meg a hazai hálózaton kialakult, meglehetősen súlyos helyzet kezelésére.

Bevezetés

A gördülési érintkezési fáradási hibák (RCF = Rol­­ling Contact Fatigue) egyik jellegzetes fajtája a sínfej-hajszálrepedés, az ún. Head Check (HC) hiba. A sínfejen, a nyomtávsaroknál – számos valószínűsít­hető ok következtében – egymáshoz nagyon közel (3–25 mm) elhelyezkedő, majdnem párhuzamos repedések sorozata alakul ki. Ezek a sín keresztmetszetébe egyre mélyebbre hatolva, eltérő felszín alatti formákban fejlődnek tovább. A folyamat előrehaladását először a sínfejen megjelenő kisebb kipattogzások mutatják, amelyek később jelentős mértékű kitöré­sekké fejlődnek, szélső esetben pedig a sín teljes keresztmetszetében bekövetkező síntörés(ek)hez vezet(het)nek. 

Ahhoz, hogy a sínfej-hajszálrepedések problémája kezelhető legyen, meg kell oldani a következőket: 

  • a hiba felismerése; 
  • a hiba tömeges mérése, a mért értékek digitális rögzítése és feldolgozása a hiba egy vagy több meghatározó jellemzőjének számszerűsítése alapján; 
  • mérethatárrendszer kidolgozása, a hibák minősítése;
  • a beavatkozás(ok) meghatározása;
  • ezek végrehajtása és hatásosságuk ellenőrzése. 

A beavatkozásokat az állapot függvényében kell megállapítani, s ezek a különböző mértékű sínfej-megmunkálási módoktól egészen a síncseréig terjednek. A sínfej-hajszálrepedési hibák kezelése azonban nem­csak közlekedésbiztonsági, hanem gaz­dasági kérdés is, mert a beavatkozások jelentős anyagi forrásokat kívánó eljárások.
Írásunk első része a HC repedések geometriájával foglalkozik, s laboratóriumi vizsgálatok eredményeit összegzi. A második részben a jelenlegi hazai állapotot kezelni képes stratégiához kívánunk javaslatokkal hozzájárulni. A leírtak alapjául a 2013–2014-ben a MÁV Zrt. részére készített K+F jelentésekben közöltek szolgáltak. (Írásunkban a sínfej megmunkálására mindig a sínköszörülés kifejezést használjuk, jóllehet tudjuk, hogy síncsiszolás, síngyalulás, sínmarás technológiák is léteznek.)

A HC repedések geometriája

A vizsgálatok számára 2013 őszén összesen 20 db, két helyszínen pályából kivett, 110–280 mm hosszúságú, teljes keresztmetszetű sínminta érkezett laboratóriumunkba. A Tatabánya állomás átmenő fővágányából (703+90 – 704+54 szelvények között) kivett minták adatai: 

  • 54 E1 sínrendszer, diósgyőri hengerlés (1988);
  • sín magassági kopása 4,5–6,0 mm;
  • R = 1000 m sugarú ív, külső sínszál;
  • HC hiba felfedezése: 2010. október;
  • pályában fekvés ideje 25 év;
  • hibák alakja S, hossza 4–36 mm;
  • hibák minősítése örvényáramos mérés alapján: 1. osztály, azaz 5 mm károsodási mélységet meghaladó állapot.
  • A Budaörs–Biatorbágy állomásközből (236+26 – 291+50 szelvények között) kivett minták adatai:
  • 60 E1 sínrendszer;
  •    – donawitzi hengerlés (2003–2004) 9 db minta,
  •    – katowicei hengerlés (2008) 1 minta,
  • R = 900–1000 m sugarú ív, külső sínszál;
  • HC hiba felfedezése: 2011;
  • pályában fekvés ideje 9-10 év (donawitzi sínek);
  • hibák alakja S, hossza 5–23 mm;
  • hibák minősítése örvényáramos mérés alapján: 
  •    – 1. és 2. osztály: katowicei és 2003. évi donawitzi sínek (2,71–5 mm, illetve >5 mm mélység),
  •    – 2. osztály: 2004. évi donawitzi sínek (2,71–5 mm mélység). 

Az 1. és a 2. ábra a két kivett sínminta HC hibákkal terhelt állapotát mutatja.

1. ábra. Sínminta Tatabánya állomás átmenő fővágányából

2. ábra. Sínminta Budaörs–Biatorbágy állomásközből

A beérkezett sínmintákból kimunkált próbatestek segítségével a repedések geometriáját a sínfej keresztmetszetében, a fej hosszmetszetében és térben is vizsgáltuk. 

A repedések geometriája a sínfej keresztmetszetében

Minden sínmintából a nyomtávsaroknál vékony szeletet munkáltunk ki, a 3. ábrán látható módon. A repedések jellemzőit csiszolással és polírozással előkészített, ma­ratlan, melegen bakelitbe beágyazott pró­badarabokon vizsgáltuk, Zeiss Axio Imager M1 mikroszkóppal, AxioVision 4.9 szoftverrel.

3. ábra. Kimunkált próbadarab csiszolat készítéséhez

4. ábra. Repedések futása a sínfej keresztmetszetében

A mikroszkópos vizsgálatok célja az volt, hogy az elkészített csiszolatokon a repedések egymástól való távolságát, hosszukat, behatolási mélységüket, behatolási irányuk változását, valamint tágasságukat számszakilag jellemezni tudjuk. A 4. ábra jellegzetes keresztmetszeti repedéseket mutat.

A cikk folytatódik, lapozás:1234567Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] Innotrack D4.5.5 – Guidelines for Ma­na­ge­ment of Rail Grinding. Integrated Project. Project No. TIP5_CT-2006-031415.
  • [2] T. Hempe – T. Siefer: Schienenschleifen als Bestandteil einer technisch-wirtschaftlichen Gleisinstandhaltung. ZEVrail, 2007. März.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2014 / 5. számában.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.
A hozzászólások megtekintéséhez vagy új hozzászólás írásához be kell jelentkeznie!
Sínek Világa A Magyar Államvasútak Zrt. pálya és hídszakmai folyóirata
http://www.sinekvilaga.hu | ©