Проектно-конструкторское бюро по инфраструктуре РЖД ПКБ И завершило очередной этап исследований работоспособности рельсов в различных эксплуатационных условиях. Результаты исследования продемонстрировали рост количества контактно-усталостных и коррозионных дефектов и вызываемых ими изломов. Ученые предлагают рассмотреть вопрос об эффективности применения рельсов тяжелых типов.

Исследование работоспособности рельсов различных типов проводилось Проектно-конструкторским бюро по инфраструктуре по заказу Центральной дирекции инфраструктуры для выработки рекомендаций по повышению работоспособности рельсов, применяемых на сети.

Как рассказал "Гудку" начальник отдела рельсов ПКБ И Анатолий Абдурашитов, в последние годы на сети отмечено изменение долей выхода рельсов по различным группам дефектов. Так, с 2005 по 2017 год доля поверхностных дефектов выросла в 3,3 раза – с 13 до 43%, в то время как доля внутренних контактно-усталостных дефектов снизилась с 25 до 9%. Причиной этого является улучшение качества изготовления рельсовой стали, произошедшее в период с начала 2000-х годов и рост грузонапряженности и веса поездов на сети.

Одновременно в связи с переходом на бесстыковой путь отмечается падение доли изъятий по дефектам стыков и рост доли сварных дефектов рельсов.

За 2018 год было зарегистрировано всего 129 изломов рельсов (в 2017 году их было 131). Около 73% изломов (94 случая) приходится на рельсы ОТ350 (наиболее распространенные на сети) и 27% – на рельсы ДТ350. При этом основной причиной изломов (42 случая) стали коррозионно-усталостные дефекты в подошве рельса. 32 излома произошли в результате наличия дефектов сварных стыков, 24 – из-за дефектов усталостного характера в головке рельса, 16 – из-за механических повреждений, 9 стали результатами дефектов болтовых стыков и 6 изломов не имели видимых пороков.

Основными средствами снижения числа дефектов и изломов исследователи ПКБ И считают повышение качества рельсов и улучшение условий их эксплуатации. По их мнению, в связи с ростом грузонапряженности на сети необходимо внедрение рельсов с эксплуатационным ресурсом до 2,5 млрд тонн брутто.

Однако исследователи отмечают, что рельсы Р65 с таким ресурсом будут иметь недостаточный запас металла в головке. Дело в том, что основным способом восстановления работоспособности рельсов является их периодическое шлифование. Оно проводится после пропуска рельсами 85 млн тонн брутто, а при более высоких скоростях движения поездов – чаще. Максимальная высота головки рельса Р65 составляет 45 мм. При каждой шлифовке с поверхности головки рельса снимается от 0,8 до 1,2 мм стали. В результате рельсы с ресурсом 700 млн тонн брутто после 8 необходимых шлифовок теряют за весь срок службы от 6,4 до 9,6 мм стали с поверхности головки рельса. Для устранения поверхностных дефектов рельсов с ресурсом 1,5 млрд тонн брутто требуется уже 16 шлифовок, что в два раза (до 12,8–19,2 мм) увеличивает съем металла с головки рельса.

Рельсам Р65 с эксплуатационным ресурсом в 2,5 млрд тонн брутто потребуется 30 таких шлифовок с одним или двумя средними ремонтами со сплошной сменой рельсов после каждой 10-й или каждой 15-й шлифовки. Съем металла при этом может достигать, при одном среднем ремонте со сплошной сменой рельсов, 18 мм. Выход из этой ситуации ученые видят в применении рельсов более тяжелого типа, чем Р65, таких как Р75, высота головки которых на 10 мм больше, чем у Р65, что позволяет им вынести большее количество шлифовок.

Результаты исследования были представлены на прошедшей в конце мая международной научно-практической конференции "Перспективные направления развития рельсовой индустрии. Технологии производства и эксплуатации".