Hoe worden naadloze rails gelast?

Op de Wuhan Welding Base van het Wuhan Maintenance Depot, Wuhan Railway Bureau Group Co., Ltd., ondergaat elke stalen rail een opmerkelijke transformatie. Honderd{3}}meter rails die vanuit staalfabrieken worden getransporteerd, worden onderworpen aan 17 nauwgezette processen-waaronder lassen, ruwfrezen, normaliseren, precisiefrezen en foutdetectie- voordat ze uiteindelijk worden gesmeed tot 500-meter lange naadloze rails.

 

Het lassen van naadloze rails, hoewel schijnbaar eenvoudig, vertegenwoordigt een extreem streven naar precisie, kracht en veiligheid.

Sinds begin dit jaar heeft de Wuhan Rail Welding Base van het Wuhan Engineering Maintenance Depot meer dan 600 kilometer naadloos raillassen voltooid voor projecten zoals het Wuhan-Yiyang-gedeelte van de Yangtze River High-Speed ​​Railway en de Xiangyang-Jingzhou High-Speed ​​Railway. De jaarlijkse lascapaciteit is toegenomen van 1.500 naar 1.800 kilometer, waarbij de diepe integratie van intelligente apparatuur en digitale systemen gelijktijdige sprongen in productie-efficiëntie en productkwaliteit mogelijk maakt.

 

Lasprecisie bereikt 'millimeterniveau'

Net zoals ieder mens over een unieke identiteitskaart beschikt, zo heeft ook elke rail zijn eigen kenmerkende 'identiteitsbarcode'. Deze QR-code, afgedrukt op het uiteinde van de spoorstaaf, beschrijft de hele geschiedenis ervan. Voorafgaand aan het lassen scant het personeel de barcode om details in te voeren, waarmee het 'registratieproces' van het spoor wordt voltooid. Gespecialiseerde inspectietools onderzoeken vervolgens nauwgezet de profielvorm en de oppervlaktekwaliteit van de rail, zodat alle specificaties aan de normen voldoen voordat met het lassen wordt begonnen.

Voorafgaand aan het lassen moeten de railuiteinden grondig worden gereinigd. Een automatische ontkalkingsmachine behandelt de railkop, railvoet en eindvlakken nauwgezet, waarbij de ontkalkingsdiepte strikt wordt gecontroleerd binnen 0,2 millimeter – ongeveer de dikte van twee vellen standaard printerpapier. Een te geringe diepte brengt de laskwaliteit in gevaar, terwijl een te grote diepte het raillichaam beschadigt.

Lassen vormt de meest kritische fase van het hele proces. Voordat de rails op de vaste stomplasmachine worden geplaatst, moeten de uiteinden van beide rails nauwkeurig uitgelijnd zijn, met een verticale en horizontale afwijking van maximaal 0,2 millimeter. Xu Tengfei, voorman van de raillasafdeling, legt uit dat naadloze rails enorme centrifugaalkrachten moeten kunnen weerstaan ​​tijdens het nemen van bochten met hoge- snelheid en honderden tonnen thermische spanning moeten doorstaan ​​als gevolg van seizoensgebonden temperatuurschommelingen. Elk klein foutje op een laspunt kan tijdens langdurig gebruik voor onbepaalde tijd worden versterkt. Na het uitlijnen van de uiteinden gaan er tienduizenden ampère stroom door de verbinding, waardoor de railuiteinden onmiddellijk worden verwarmd tot meer dan 1000 graden Celsius. Een enorme druk comprimeert vervolgens het gesmolten metaal met geweld. Hoewel het hele lasproces slechts ongeveer twee minuten duurt, omvat het zeven nauwkeurig gecontroleerde fasen, waaronder voorverwarmen, doorbranden en smeden.

Samenwerking tussen mens-machines verhoogt de efficiëntie met 15,4%

Na het lassen blijven uitstekende lasrupsen achter op de railverbinding, waardoor verdere verwerking noodzakelijk is. Binnen de precisieslijpzone verfijnen volautomatische slijprobots de laskoppen minutieus. Geleid door lasersystemen voeren robotarmen nauwkeurige bewegingen uit en genereren cascades van gouden vonken wanneer slijpstenen in contact komen met de lasrupsen. 'Ons doel is om geen overtollig lasmateriaal te gebruiken, zodat het geometrische profiel van de laskop perfect aansluit bij de originele rail', legt technicus Yu Runze ter plaatse uit. Het intelligente slijpsysteem maakt gebruik van 3D-laserscannen om automatisch lascontouren te identificeren, waarbij de slijppaden dynamisch worden aangepast om over-slijpen te voorkomen en ervoor te zorgen dat er geen gebieden worden gemist. Voorheen was deze taak volledig afhankelijk van handmatige bediening van de slijpschijf, gekenmerkt door hoge arbeidsintensiteit, slechte werkomstandigheden en inconsistente kwaliteitscontrole. Tegenwoordig maakt de integratie van 'CNC-freesmachines en volledig geautomatiseerde slijprobots' menselijke-machine-samenwerking mogelijk, waardoor de efficiëntie met 15,4% wordt verhoogd.

Drie strenge tests vóór goedkeuring

Gelaste rails ondergaan een strenge inspectie. Bij het foutdetectiestation scant technicus Tu Aibing nauwgezet het oppervlak van de laskop met een ultrasone sonde, terwijl zijn ogen gericht zijn op de golfvormschommelingen op het scherm. 'We hanteren een compromisloze standaard: elke golfvorm duidt op afwijzing', zegt Tu. Ultrasoon onderzoek brengt interne gebreken aan het licht die onzichtbaar zijn voor het blote oog. De combinatie van geautomatiseerde inspectie met handmatige verificatie zorgt ervoor dat er geen interne schade of verborgen gebreken in elke lasverbinding aanwezig zijn. Als ze deze test doorstaan, doorstaan ​​de verbindingen vervolgens de strengere valhamertest. Een ijzeren hamer van één{6}}ton slaat op de lasverbinding vanaf een hoogte van 5,2 meter. 'Hiermee worden de meest extreme stressomstandigheden tijdens treinpassage gesimuleerd', legt kwaliteitsingenieur Li Wei uit. 'Laskoppen moeten drie opeenvolgende krachtige schokken zonder breuk kunnen doorstaan ​​om hun 'fabriekskwalificatiecertificaat' te behalen', legt kwaliteitsingenieur Li Wei uit.

In het afwerkingsgedeelte voeren kwaliteitsinspecteurs de eindcontroles uit met behulp van elektronische meetlinialen. Hier moet elke laskop drie kritische fasen doorlopen: visuele inspectie, gespecialiseerde foutdetectie en verificatie van het eindproduct. 'We hebben een drie-gelaagd controlesysteem- opgezet dat bestaat uit zelf-inspectie en wederzijdse controles op werkstations, sectieher-herinspectie en monstername in de werkplaats-om institutioneel 100% naleving van de lasverbindingen te garanderen', aldus Zhang Hanfang, directeur van de Rail Welding Workshop bij deze faciliteit.