Методы рельсовой дефектоскопии: учебное пособие [А. С. Катен-Ярцев] (doc) читать постранично, страница - 2

оперативно использовать его результаты.
1. ПРИЧИНЫ ЗАРОЖДЕНИЯ
И РАЗВИТИЯ ДЕФЕКТОВ РЕЛЬСОВ
Причины зарождения и развития дефектов в рельсах можно разбить на две группы: эксплуатационные, например, неудовлетворительное состояние пути и подвижного состава и заводские – из-за наличия дефектов, допущенных при изготовлении рельсов. Неудовлетворительное состояние пути и подвижного состава способствует ускорению выхода рельсов по заводским причинам. На участках с неудовлетворительным содержанием болтовых стыков воздействие поездной нагрузки в несколько раз больше, чем при удовлетворительном их состоянии. Количество изломов рельсов в стыках в значительной степени зависит от срока службы рельсов. В первые годы эксплуатации рельсов изломы в стыках встречаются редко. С увеличением срока службы этот дефект становится всё более распространенным и для старых рельсов – типичным. Резкое увеличение выхода рельса по дефектам стыков наблюдается весной – во время оттаивания балласта, а также осенью – в период замерзания балласта [12, 15, 16, 18, 21, 30, 39, 42].
На поверхности катания головки рельса наиболее распространены следующие дефекты:
 отслоение и выкрашивание металла по поверхности катания;
 выкрашивание на боковой выкружке головки рельса;
 выбоксовины и закалочные трещины в местах буксования колес;
 выкрашивание и отслоение металла на поверхности в закаленном слое головки рельса.
Отслоение и выкрашивание металла по поверхности катания появляются обычно при нарушении технологии изготовления рельсов. Такие повреждения хорошо выявляются при визуальном осмотре. Выкрашивание металла на боковой рабочей выкружке головки рельса происходит чаще всего из-за недостаточной контактной прочности рельса при загрязненности металла неметаллическими включениями. Одной из причин зарождения здесь микротрещин, кроме воздействия подвижного состава, могут быть удары при выгрузке рельсов и производстве путевых работ. Выбоксовины и закалочные трещины в местах буксования колес образуются на рельсах, расположенных перед входными сигналами на станционных путях, на тормозных участках пути. Выкрашивание и отслоение металла на поверхности металла в закаленном слое головки рельса возникают и развиваются из-за неудовлетворительного качества закалки рельсов. Аналогичные повреждения могут быть у концов рельсов из-за недоброкачественной наплавки.
Поперечные трещины усталости в головке рельса и изломы из-за них – наиболее опасный дефект контактно-усталостного происхождения. Он возникает и развивается внутри головки рельса. Существует две основные причины его зарождения и развития. Первая – наличие микроскопических надрывов (флокенов) внутри головки рельса, которые обычно располагаются на глубине не более 10 мм от поверхности катания рельса. Вторая причина – малоразвитые продольно-наклонные трещины. Они возникают при больших контактных напряжениях на поверхности катания головки рельса при воздействии подвижного состава по мере накопления циклов нагружения. Поперечные трещины в головке возникают также из-за различных механических повреждений: при проходе колес с большими ползунами, от удара по головке рельса путевым инструментом, рельса о рельс. На поверхности катания рельса появляются насечки, которые концентрируют напряжения и могут стать причиной образования трещин даже при нормальной нагрузке.
Вертикальные расслоения головки и шейки рельса – опасные дефекты. Основными причинами их являются остатки усадочной раковины в рельсе, неметаллические включения скопления примеси серы и фосфора. Развитие таких дефектов ускоряется при неудовлетворительном содержании пути. Горизонтальные расслоения головки рельса возникают и развиваются обычно в средней части по высоте головки в любом месте по длине рельса. Основная их причина – загрязнение металла неметаллическими включениями, газовые пузыри и флокены, вытянутые вдоль прокатки.
Большое распространение имеют дефекты из-за смятия головки. Смятие наблюдается как в стыках, так и по всей их длине. Наиболее часто сминается головка стыковой части рельсов. В результате сжатия рельсов на наружных боковых гранях образуются наплывы с равными отслоениями и трещинами. Такие наплывы не являются опасными дефектами, но под ними нередко скрываются опасные трещины в недеформированной части рельса. Смятие рельсов тесно связанно со сроком их службы.
В шейке рельса вне стыковой части косые или продольные трещины возникают и развиваются в местах маркировочных знаков или повреждений от ударов путевым инструментом.
Продольные трещины в местах перехода головки в шейку и шейки в подошву обычно очень тонкие и в начальной стадии развития представляют собой серию небольших надрывов. По мере развития надрывы соединяются и образуют под головкой длинную тонкую трещину, иногда заходящую в головку. Обычно эти трещины развиваются после многих лет службы рельсов. Это трещины