Прымяненне лазернага выдалення ржавчыны ў тэхнічным абслугоўванні рэйкавых транспартных сістэм

I. Увядзенне

Абсталяванне ралікавага транспарту — у тым ліку метрапалітэны, высакахуткасныя чыгункі, лёгкія чыгункі, трамваі і цягнікі — працуе ў складаных навакольных умовах. Металічныя кампаненты часта падвяргаюцца ўздзеянню дажджу, вільготнасці, пылу і салёных апрысканняў, што прыводзіць да карозіі і акіслення паверхні. Ржавчына не толькі пашкоджвае зовнешні выгляд рухомага складу, але і зніжае міцнасць матэрыялаў, павялічвае страты на тэрціе, стварае рызыкі для бяспекі і павышае кошт тэхнічнага абслугоўвання.

Традыцыйныя метады выдалення ржавчыны, такія як шліфаванне, пясчанае абстрэлванне і хімічнае травленне, засноўваюцца на выкарыстанні спажывацельскіх матэрыялаў, ручнай працы або хімічных рэчываў і часта выклікаюць забруджванне навакольнага асяроддзя, рызыкі для бяспекі і недастатковую дакладнасць. З укараненнем тэхналогіі лазернай чысткі лазернае выдаленне ржавчыны паказвае значныя перавагі і ўсё больш ужываецца ў тэхнічным абслугоўванні сістэм ралікавага транспарту.

II. Прынцып дзеяння лазернага выдалення ржавчыны

Лазернае выдаленне ржавчыны выкарыстоўвае лазерны прамень з высокай шчыльнасцю энергіі, які апрамяняе металічную паверхню. Слоі ржавчыны, аксідны слой ці пакрыццё паглынаюць лазерную энергію, што прыводзіць да мігатнага выпарвання, цеплавога ўдару ці фатахімічнага абляцыі, у выніку чаго забруджвальны слой выдаляецца з падкладкі. У той жа час металічная падкладка адбівае большасць лазернай энергіі і таму падвяргаецца мінімальнаму ўздзеянню.

Пашыраныя тыпы абсталявання ўключаюць:

Імпульсныя сістэмы лазернай чысткі — дакладны кантроль цеплавога ўздзеяння, прыдатныя для кампанентаў высокай кошту ці павышанай дакладнасці

Сістэмы лазернай чысткі з непарыўным выдзяленнем магутнасці (CW) — вышэйшая прадукцыйнасць, прыдатныя для апрацоўкі вялікіх плошчаў

III. Тыпавыя сцэнарыі прымянення ў тэхнічным абслугоўванні чыгуначнага транспарту

Лазернае выдаленне ржавчыны выкарыстоўваецца ў наступных сцэнарыях тэхнічнага абслугоўвання:

1. Апрацоўка знешняй паверхні рухомага складу

Сталёвыя карпусы вагонаў і знешнія абалонкі, якія падвяргаюцца ўздзеянню навакольнага асяроддзя, з цягам часу падвяргаюцца карозіі. Лазерная чыстка выкарыстоўваецца перад паўторным фарбаваннем ці рэканструкцыяй і забяспечвае:

Абарона цэласнасці падкладкі

Палепшаная прыліпальнасць пакрыцця

Адсутнасць забруджвання абразіўным пылом

2. Вагонныя і хадавыя часткі

Крытычныя кампаненты, такія як вагонныя тэлесікі, рамы, тормазныя балкі і крыветкі асёвых скрынак, чулівыя да пашкоджанняў паверхні. Механічная шліфоўка можа выклікаць мікра-пашкоджанні, у той час як лазерная чыстка падыходзіць для:

Лакалізаванага выдалення ржавіны

Выдалення алею і пакрыцця

Папярэдняй апрацоўкі паверхні для інспекцыі

3. Тэхнічнае абслугоўванне рэльсаў і крэпяжных элементаў

Рэльсы і сістэмы крэплення падвяргаюцца карозіі ў тунэлях, на прыбярэжных лініях і ў вільготных навакольных умовах. Лазерную чыстку можна выкарыстоўваць для:

Кліпсы і болты для рэйк

Кантактныя паверхні

Падрыхтоўка паверхні да зваркі

4. Зварны шов і апрацоўка кантактных электрычных паверхняў

Карозія ўплывае на якасць зварных злучэнняў і электрычную праваднасць у крытычных месцах, такіх як:

Зварныя злучэнні рэйк

Кантактныя паверхні цягавых прыстасаванняў

Электрычныя клемы і злучальнікі

Лазерная чыстка падыходзіць для выдалення аксідаў перад зваркай, нанясеннем пакрыцця або праверкай праваднасці.

IV. Перавагі ў параўнанні з традыцыйнымі працэсамі

У параўнанні з пясчаным дробленнем, механічным шліфаваннем і хімічным травленнем лазернае выдаленне ржавчыны мае наступныя перавагі:

(1) Адсутнасць пашкоджанняў падкладкі

Лазерная чыстка аснована на селектыўным паглынанні, што забяспечвае захаванне геаметрыі паверхні і робіць яе прыдатнай для выкарыстання ў дакладных кампанентах.

(2) Адсутнасць спажывацельскіх матэрыялаў і поўнае адсутнасць хімічнага забруджвання

Для эксплуатацыі патрабуецца толькі электрычная энергія, што адпавядае стандартам у галіне аховы навакольнага асяроддзя і зніжэння эмісій у чыгуначнай прамысловасці.

(3) Высокая сумяшчальнасць з сістэмамі аўтаматызацыі

Лазерныя сістэмы можна інтэграваць з:

Прамысловыя робаты

Аўтаматызаванымі лініямі інспекцыі

Сістэмамі кіравання тэхнічным абслугоўваннем (MES)

для павышэння аднастайнай якасці і прадукцыйнасці.

(4) Прымяняецца да складаных і лакалізаваных канструкцый

Падыходзіць для апрацоўкі:

Глыбокіх пустот

Пазікаў

Няплоскіх паверхняў

якія цяжка паддаюцца хімічнай або механічнай ачыстцы.

(5) Зменшаныя выдаткі на паўторную апрацоўку

Чыстыя і аднародныя паверхні палепшаюць эфектыўнасць пакрыццяў і каразійную абарону, падоўжваюць інтэрвалы тэхнічнага абслугоўвання і зменшваюць выдаткі на ўвесь перыяд эксплуатацыі.

V. Выклікі і тэндэнцыі развіцця

Нягледзячы на свае перавагі, застаюцца некалькі выклікаў:

1. Вышэйшы пачатковы ўклад

Лазерныя сістэмы коштуюць больш, чым шліфавальныя ці абстрэльныя сістэмы, хаця доўгатэрміновыя эксплуатацыйныя выдаткі ніжэйшыя.

2. Абмежаванні эфектыўнасці пры апрацоўцы вялікіх плошчаў

Выдаленне ржавчыны з усяго кузава патрабуе:

Канфігурацый лазераў з непарыўным выдзяленнем магутнасці

Аптымізацыі планавання траекторыі руху з дапамогай робата

3. Патрэбы ў навучанні аператараў

Лазернае абсталяванне патрабуе стандартизаванага навучання па пытаннях бяспекі і эксплуатацыі.

Будучыя тэндэнцыі развіцця ўключаюць:

Рашэнні для высокамагутнай непарыўнай чысткі

Распазнаванне паверхні на аснове машыннага бачання

Аўтаматызаваныя робаты для чысткі ў дэпо

Адаптыўнае кіраванне лазерным праменным пучком і ідэнтыфікацыя паверхні

VI. Вывады

Лазернае выдаленне ржавчыны — гэта чыстая, эфектыўная і кантралюемая тэхналогія апрацоўкі паверхні, якая становіцца важным інструментам у тэхнічным абслугоўванні чыгуначнага транспарту. Яна вырашае праблемы аховы навакольнага асяроддзя і бяспекі, адначасова павышаючы дакладнасць, зніжаючы працоўныя выдаткі і падоўжваючы інтэрвалы між тэхнічнымі абслугоўваннямі. З паніжэннем кошту абсталявання і павелічэннем ступені аўтаматызацыі лазерная чыстка будзе ўсё шырэй ужывацца ў сферы чыгуначнага транспарту, што засведчвае яе вялікі рынакавы потэнцыял і інжынерную каштоўнасць.