כיצד מרותכים מסילות ללא תפרים?

בבסיס ריתוך ווהאן של מחסן התחזוקה של ווהאן, Wuhan Railway Bureau Group Co., Ltd., כל מסילת פלדה עוברת שינוי מדהים. מסילות של מאה-מטרים המועברות ממפעלי פלדה נתונות ל-17 תהליכים קפדניים-כולל ריתוך, כרסום גס, נורמליזציה, כרסום מדויק וזיהוי פגמים-לפני שהם בסופו של דבר מחשלים למסילות ללא תפרים באורך 500-מטר.

 

ריתוך מסילות ללא תפרים, למרות שהן לכאורה פשוטות, מייצג חתירה קיצונית של דיוק, חוזק ובטיחות.

מתחילת השנה הזו, בסיס ריתוך המסילות של ווהאן של מחסן התחזוקה ההנדסית של ווהאן השלים למעלה מ-600 קילומטרים של ריתוך מסילות חלק עבור פרויקטים הכוללים את קטע ווהאן-Yiyang של רכבת המהירה-Yangtze River ו-Xiangyang-JingzhouSpeed{4}Rayway. קיבולת הריתוך השנתית גדלה מ-1,500 ל-1,800 ק"מ, עם שילוב עמוק של ציוד אינטליגנטי ומערכות דיגיטליות המניעות זינוקים בו-זמניים ביעילות הייצור ובאיכות המוצר.

 

דיוק הריתוך מגיע ל'רמת מילימטר'

בדיוק כפי שלכל אדם יש תעודת זהות ייחודית, כל רכבת נושאת 'ברקוד זהות' ייחודי משלה. קוד QR זה, המוטבע בקצה המסילה, מתאר את כל ההיסטוריה שלה. לפני הריתוך, הצוות סורק את הברקוד כדי להזין פרטים, ומשלים את 'תהליך הרישום' של המסילה. כלי בדיקה מיוחדים בוחנים בקפידה את צורת הפרופיל של המסילה ואיכות פני השטח, ומבטיחים שכל המפרטים עומדים בתקנים לפני תחילת הריתוך.

לפני הריתוך, יש לנקות היטב את קצוות המסילה. מכונה אוטומטית להסרת אבנית מטפלת בקפידה בראש המסילה, רגלית המסילה ופני הקצה, כאשר עומק הסרת האבנית נשלט בקפדנות בתוך 0.2 מילימטרים - בערך בעובי של שני גיליונות נייר סטנדרטי למדפסת. עומק רדוד מדי פוגע באיכות הריתוך, בעוד עומק מוגזם פוגע בגוף המסילה.

ריתוך מהווה את השלב הקריטי ביותר בכל התהליך. לפני מיקום המסילות במכונת ריתוך קת הבזק הקבועה, יש ליישר את הקצוות של שתי המסילות במדויק, עם סטיות אנכיות ואופקיות שאינן עולות על 0.2 מילימטר. Xu Tengfei, מנהל עבודה במדור ריתוך מסילות, מסביר כי מסילות ללא תפרים חייבות לעמוד בכוחות צנטריפוגליים עצומים במהלך-פניות במהירות גבוהה ולסבול מאות טונות של מתח תרמי כתוצאה מתנודות טמפרטורה עונתיות. כל פגם קטן בנקודת ריתוך יכול להיות מוגבר ללא הגבלת זמן במהלך פעולה ממושכת. לאחר יישור הקצה, עשרות אלפי אמפר של זרם עוברים דרך המפרק, ומחממים באופן מיידי את קצות המסילה ליותר מ-1000 מעלות צלזיוס. לחץ עצום לאחר מכן דוחס בכוח את המתכת המותכת. למרות שכל תהליך הריתוך אורך כשתי דקות בלבד, הוא כולל שבעה שלבים מבוקרים במדויק כולל חימום מוקדם, שריפה וחישול.

שיתוף פעולה אנושי-מכונות מגביר את היעילות ב-15.4%

לאחר הריתוך, חרוזי ריתוך בולטים נשארים במפרק המסילה, מה שמצריך עיבוד נוסף. בתוך אזור השחזה המדויק, רובוטי השחזה האוטומטיים לחלוטין משכללים את ראשי הריתוך בקפדנות. מונחות על ידי מערכות לייזר, זרועות רובוטיות מבצעות תנועות מדויקות, ומייצרות אשדות של ניצוצות זהובים כאשר גלגלי השחזה מתקשרים עם חרוזי הריתוך. "המטרה שלנו היא להשיג אפס חומר ריתוך עודף, להבטיח שהפרופיל הגיאומטרי של ראש הריתוך תואם בצורה מושלמת את המסילה המקורית", מסביר -טכנאי האתר Yu Runze. מערכת השחזה החכמה משתמשת בסריקת לייזר תלת-ממדית כדי לזהות אוטומטית קווי מתאר ריתוך, התאמה דינמית של נתיבי השחזה כדי למנוע השחזה-יתר תוך הקפדה על החמצת אזורים. בעבר, משימה זו הסתמכה לחלוטין על פעולת גלגל שחיקה ידנית, המאופיינת בעוצמת עבודה גבוהה, תנאי עבודה גרועים ובקרת איכות לא עקבית. כיום, השילוב של 'מכונות כרסום CNC ורובוטי שחיקה אוטומטיים לחלוטין' מאפשר שיתוף פעולה אנושי-במכונה, ומגביר את היעילות ב-15.4%.

שלושה בדיקות קפדניות לפני אישור

מסילות מרותכות עוברות בדיקה קפדנית. בתחנת זיהוי הפגמים, הטכנאי Tu Aibing סורק בקפדנות את משטח ראש הריתוך בעזרת בדיקה קולית, עיניים נעוצות בתנודות צורת הגל של המסך. "אנו אוכפים תקן בלתי מתפשר: כל צורת גל מעידה על דחייה", קובע טו. בדיקות אולטרסאונד מגלות פגמים פנימיים בלתי נראים לעין בלתי מזוינת. שילוב של בדיקה אוטומטית עם אימות ידני מבטיח אפס נזק פנימי או פגמים נסתרים בכל מפרק מרותך. לאחר עמידה במבחן זה, המפרקים יעברו את מבחן הפטיש הנוקשה יותר. פטיש ברזל טון אחד פוגע במפרק המרותך מגובה של 5.2 מטרים. "זה מדמה את תנאי הלחץ הקיצוניים ביותר במהלך מעבר ברכבת", מסביר מהנדס האיכות לי ווי. "ראשי ריתוך חייבים לעמוד בשלוש פגיעות חזקות רצופות ללא שברים כדי לזכות ב"תעודת ההסמכה של המפעל", הסביר מהנדס האיכות לי ווי.

בסעיף הגימור, בודקי האיכות עורכים בדיקות אחרונות באמצעות מדדי יישור אלקטרוניים. כאן, כל ראש ריתוך חייב לעבור שלושה שלבים קריטיים: בדיקה ויזואלית, זיהוי פגמים מיוחדים ואימות מוצר מוגמר. "הקמנו מערכת בקרה תלת-שכבתית-שחולשת על בדיקה עצמית- ובדיקות הדדיות בתחנות עבודה, בדיקה{5}}מחדשת ודגימה בסדנאות-כדי להבטיח 100% תאימות של מפרקים מרותכים", אמר ג'אנג האנפאנג, מנהל סדנת ריתוך זה של מתקן הרכבת.