Een geavanceerde aanpak om door slijtage beschadigde rails op afgelegen locaties te repareren

Er is aangetoond dat een geavanceerde benadering om door slijtage beschadigde rails op afgelegen locaties te repareren met behulp van een reparatietechnologie levensvatbaar is voor grootschalig gebruik met behulp van neutronenverstrooiingsexperimenten.

Onderzoekers van Monash University en ANSTO werkten samen met ingenieurs van het Institute of Railway Technology (IRT), het belangrijkste onderzoekscentrum voor spoor- en voertuigspoorwegen in Australië, en Hardchrome Engineering, een soeverein zwaar productiebedrijf om een ​​betrouwbare en efficiënte lasergebaseerde spoorreparatietechnologie te ontwikkelen.

Het team gebruikte een nucleaire techniek in het Australische centrum voor neutronenverstrooiing van ANSTO op het Kowari-instrument om een ​​reparatietechniek voor laserbekleding te evalueren, een gevestigde methode om hoogwaardige componenten in andere industrieën op zware rails te repareren.

De methode zou de levensduur van rails kunnen verlengen en de onderhoudstijd en -kosten kunnen verminderen, aangezien het repareren van rails de voorkeur verdient boven het vervangen ervan.

Industriepartner Hardchrome, een projectpartner van ARC Linkage, heeft uitgebreide ervaring en expertise in het gebruik van lasercladtechnologie voor productie en reparaties in de mijnbouwsector.

Reparaties aan zware rails vormen echter een grote uitdaging voor de fabrikanten, aangezien ze niet kunnen worden uitgevoerd in de gecontroleerde omgeving van de fabriek, maar eerder in de afgelegen gebieden van de Australische outback moeten worden uitgevoerd.

In onderzoek gepubliceerd in het Journal of Materials Processing Technology concluderen ze dat geavanceerde lasertechnologie kan worden gebruikt op zware rails en dat schadelijke spanningen kunnen worden verminderd of verminderd in kritieke gebieden van de reparatie.

Bij lasercladden worden reparaties uitgevoerd door het beschadigde railoppervlak te coaten met een roestvrijstalen of kobaltlegering in enkele of dubbele lagen met behulp van een lasertechnologie.

“Laserbekleding kan deze nuttige materialen op beschadigde gebieden afzetten, maar kan ook restspanningen introduceren of herverdelen”, legt Taposh Roy, Monash Ph.D. afgestudeerd, momenteel een Project Engineer Melbourne Metro Trains.

Onderzoekers gebruikten neutronenverstrooiing op de Kowari-rekscanner op een volledige spoorstaafkop om restspanningen te meten die werden gecreëerd door de warmte die door de laser werd gegenereerd tijdens het bekledingsproces.

Als onderdeel hiervan ontwikkelde het team een ​​nieuwe procedure om restspanningen in dikke delen van volledig beklede rails te evalueren.

“Alleen neutronen kunnen door het diepe oppervlak van het railmateriaal dringen en de volledige triaxiale spanningsverdeling op niet-destructieve wijze meten met weinig voorbereiding”, zei Roy.

Om metingen in kleine meetvolumes op een grote padlengte door het staal te verkrijgen, maakten ze blinde gaten in het monster. Door te meten in het midden van de twee gaten, werd ook een verstoring van lokale spanningen vermeden.

“We ontdekten dat de toepassing van een warmtebehandeling na de bekleding de restspanningen van het oppervlak en de ondergrond van de beklede rails aanzienlijk verminderde,” zei Roy.

De methode lijkt superieur te zijn aan conventionele op booglassen gebaseerde bekledingsmethoden, de meest gebruikelijke techniek om slijtageschade in rails te herstellen.

“Deze succesvolle interne reparatieproeven zijn zeer bemoedigend om de toepassing van deze technologie verder te onderzoeken als een draagbare en gemobiliseerde eenheid, die kan worden ingezet om de problemen met het spooronderhoud in afgelegen gebieden van Australië aan te pakken”, aldus Prof Anna Paradowska, Industry Engagement. Manager, Australian Centre for Neutron Scattering en Conjoint Professor The University of Sydney.