Laseriga roostet eemaldamise rakendamine raudtee- ja trammiliikluse hoolduses

I. Sissejuhatus

Raudteeliikluse seadmed – sealhulgas metroosüsteemid, kiirraudtee, kerge raudtee, trammid ja lokomotiivid – töötavad keerukates keskkondades. Metallkomponendid on sageli välja seatud vihmale, niiskusele, tolule ja soolasisalduvatele tingimustele, mis põhjustab korrosiooni ja pinnakihis oksüdatsiooni. Roostesilmu ei mõjuta mitte ainult rongikoostise välimust, vaid vähendab ka materjali tugevust, suurendab hõõrdumiskadusid, loob ohutusriske ja tõstatab hoolduskulusid.

Traditsioonilised rooste eemaldamise meetodid, nagu pindade lihvmine, liivapuhastus ja keemiline hapendamine, toetuvad tarbimismaterjalidele, füüsilisele tööjõule või keemilistele ainetele ning põhjustavad sageli keskkonnasaastat, ohutusriski ja piisamatut täpsust. Laserpuhastustehnoloogia täielikuks küpsemisega on laseriga rooste eemaldamine näidanud olulisi eeliseid ning seda kasutatakse järjest laiemalt raudteeliikluse hoolduses.

II. Laseriga rooste eemaldamise tööpõhimõte

Laserrooste eemaldamine kasutab metallpinnale suunatud kõrgenergiatihedusega laserkiirt. Roostetki, oksiidikiht või kattekiht neelab laserenergia, mis põhjustab kohe aurustumise, soojusshokki või fotokeemilist ablatiivset eemaldamist, mille tulemusena eemaldatakse saastumiskiht alusmaterjalilt. Samas peegeldab metallaluskiht enamiku laserenergiast ja jääb seega minimaalselt mõjutatuks.

Levinud seadmete tüübid hõlmavad:

Pulsilaseri puhastussüsteemid — täpne soojuskontroll, sobivad kõrgväärtuslikele või täppistäpsusega komponentidele

Pidevlainelised (CW) laserpuhastussüsteemid — suurem läbitung, sobivad suurte pindade töötlemiseks

III. Tüüpilised rakendusstseenid raudtee liikluse hoolduses

Laserrooste eemaldamist kasutatakse järgmistes hooldusskenaariumides:

1. Rulliva sõiduki välimise pinnatöötlus

Rongi terasest keha ja väliskate, mis on keskkonnatingimustele välja pandud, korrodeeruvad aeglaselt. Laserpuhastust kasutatakse värvimise või renoveerimise eel, tagades:

Alusmaterjali terviklikkuse kaitse

Parandatud katte haardumine

Null abrasive tolmu kontaminatsioon

2. Ratastik ja alamkonstruktsiooni komponendid

Kriitilised komponendid, nagu ratastikud, raamid, piduripulgad ja teljerõngaste kaaned, on tundlikud pinnakahjustuste suhtes. Mekaaniline lihvimine võib tekitada mikroskopeerilisi sirgeid, samas kui laserpuhastus sobib:

Kohalik ravi eemaldamine

Õli ja katte eemaldamine

Pinnakirjeldus inspektsiooniks ettevalmistamiseks

3. Raudtee ja kinnitussüsteemide hooldus

Raudteed ja kinnitussüsteemid kannatavad korrosiooni all tunnelites, rannikuliinidel ja niisketes keskkondades. Laserpuhastust saab kasutada:

Raudtee kinnituskliibid ja mutrid

Kontaktalad

Eelkeevituslik pinnatöötlemine

4. Keetmisõmblus ja elektrilise kontakti töötlemine

Korrosioon mõjutab keevitusühenduste kvaliteeti ja elektrijuhtivust kriitilistes piirkondades, näiteks:

Raudtee keevitusühendused

Tõmbekontaktide liidesealad

Elektrilised terminalid ja ühendajad

Laserpuhastus on sobilik oksiidide eemaldamiseks enne keevitust, katte paigaldamist või juhtivuse kontrolli.

IV. Eelised traditsiooniliste protsesside ees

Laserroostu eemaldamisel on järgmised eelised võrreldes liivapihustamisega, mehaanilise puhastamisega ja keemilise hapendamisega:

(1) Alusmaterjali kahjustumatu säilitamine

Laserpuhastus põhineb selektiivsel neeldumisel ning säilitab pinnakujutise, mistõttu sobib täppiskomponentide puhastamiseks.

(2) Tarbimismaterjalita ja null keemiline saastumine

Töötamiseks on vajalik ainult elektritootmine, mis vastab raudteevaldkonna keskkonnasäästu ja heitkoguste vähendamise standarditele.

(3) Kõrge automaatse integreeritavuse tase

Laser süsteeme saab integreerida järgmiste süsteemidega:

Tööstusrobotid

Automaatsete inspektsioonijoontega

Hooldusjuhtimissüsteemidega (MES)

säilitamaks ühtlust ja suurendamaks läbilaskevõimet.

(4) Kehtib keerukate ja kohalike struktuuride puhul

Sobib kasutamiseks järgmiste puhul:

Sügavad kaugused

Aukud

Mitte-tasased pinnad

mida on raske puhastada keemiliselt või mehaaniliselt.

(5) Vähendatud täiendava töötlemise kulud

Puhtad ja ühtlaselt puhastatud pinnad parandavad katte toimivust ja korrosioonikaitset, pikendades hooldusvahesid ning vähendades elutsükli kuluid.

V. Probleemid ja arengusuunad

Ometi jäävad mitmed probleemid alles:

1. Kõrgem algne investeering

Laserisüsteemid maksavad rohkem kui puhastusmasinad või lihvijad, kuigi pikaajalised kasutuskulud on väiksemad.

2. Suurte pindade efektiivsuse piirangud

Täispõhja rooste eemaldamine nõuab:

Kõrgvõimsaid pidevate lainepikkustega (CW) laserseadmeid

Robotiga abistatud liikumismarsruudi optimeerimist

3. Töötajate koolitusnõuded

Laserseadmed nõuavad standardset ohutus- ja kasutuskoolitust.

Tulevased arengusuunad hõlmavad:

Kõrgvõimsaid pidevaid puhastuslahendusi

Masinvaatlusel põhinev pinna tuvastus

Automaatsed puhastusrobotid depoodide jaoks

Adaptiivne kiirtejuhtimine ja pinna identifitseerimine

Vi. Joupp

Laseriga rooste eemaldamine on puhas, tõhus ja kontrollitav pinna töötlemise tehnoloogia, mis muutub raudteeühenduste hoolduses oluliseks tööriistaks. See lahendab keskkonna- ja turvalisusküsimusi ning parandab täpsust, vähendab tööjõukulu ja pikendab hooldusperioode. Seadmete hindade languse ja automaatika kasvuga oodatakse laserpuhastuse laiemat rakendamist raudteeühenduste sektoris, kus sellel on tugev turupotentsiaal ja insenerlik väärtus.