Чим просочуються шпали. Все про залізничні шпали
Деревина має багато властивостей, що дають їй перевагу перед іншими матеріалами. У Росії діє ряд підприємств із заготівлі шпалопропитних виробів. При використанні деревини як матеріалу для виробництва шпал, необхідно відзначити її відносно невисоку ціну, достатню міцність, високі властивості, що амортизують, можливість застосування простих кріпильних деталей для з'єднання дерев'яних шпалз іншими елементами залізничної колії.
Істотним недоліком антисептованої деревини є її здатність руйнуватися під впливом біологічних факторів. Захист деревини від гниття відбувається за допомогою її просочення антисептиками, тобто обробки різними речовинами, згубними для організмів, які руйнують деревину. Залежно від призначення дерев'яних деталей та умов їх експлуатації застосовують різні антисептики та способи обробки. Забарвлення дерев'яної деталі, наприклад оліфою, це найпростіший вид антисептування. Але зрозуміло, що на дерев'яну деталь, що лежить, наприклад, у провітрюваному місці під навісом, і лежить у постійно вологому ґрунті, впливають різні біологічні фактори. ГОСТ 20022.2 встановлює класифікацію деревини за: «стійкістю до гниття та просочування захисними засобами; швидкості розконсервування та вразливості об'єктів захисту».
Шпали віднесені до 12-13 (з 18 можливих) класу умов служби. Вирішальне значення для ефективного захисту деревини від гниття має антисептик і глибина, на яку він проникає в глиб деревини.
"Шпалопропитний завод "Тула" використовує, найчастіше, мабуть, найпотужніший з існуючих антисептиків - кам'яновугільна олія. Цей антисептик історично застосовується для просочення дерев'яних шпал. Кам'яновугільну олію іноді називають "креозот".
У цій статті не хотілося б говорити про коректність вживання назви «креозот» по відношенню до кам'яновугільного масла, оскільки спочатку – «креозот» – деревний дьоготь, до речі, теж прекрасний антисептик. Можливо, тому ці речовини часто ототожнюють.
Кам'яновугільна олія- продукт, що отримується при виробництві коксівного вугілля, являє собою маслянисту рідину зі специфічним запахом, частіше чорного, іноді темно - коричневого кольору. Цей продукт складається з різних речовин, в основному фенолів. Деякі її компоненти мають температуру плавлення +5 град. Цельсія. Тому його необхідно розігрівати в процесі виконання просочувальних робіт. Кам'яновугільна олія віднесена до речовин першої групи небезпеки. При роботі з цим продуктом необхідно дотримуватися особливої обережності. Саме його нешкідливість для ссавців та згубність для найпростіших організмів робить кам'яновугільне масло прекрасним антисептиком. Кам'яновугільна олія практично не вимивається з деревини, нейтрально до металів. Для багатьох найпростіших, що руйнують деревину, згубний сам запах кам'яновугільної олії.
ТОВ «Шпалопропитний завод "Тула"» за заявкою споживачів може використовувати й інші антисептики, наприклад ЖТК - продукт, що отримується при перегонці нафти. Але через його порівняно високу ціну, гірші антисептичні властивості, порівняно з кам'яновугільною олією, шпали просочені ЖТК не знайшли широкого попиту у споживачів нашої продукції. Більш перспективним, порівняно з ЖТК, антисептиком для просочення шпал є препарат «Ултан» - вітчизняний аналог антисептика, що застосовується в країнах ЄС для дерев'яних деталей, що працюють у складних умовах.
Просочена «Ултаном» деревина, після деякого часу після просочення, нешкідлива для ссавців, але згубна для найпростіших організмів, при прояві ними ознак життєдіяльності всередині деревини. Оскільки «Ултан» – речовина на водній основі, вона легше проникає у деревину. Після просочення «Ултаном» деревина набуває болотно-зеленого кольору. Поверхня придатна для фарбування.
Спеціально для нашого виробництва технологію просочення препаратом «Ултан» розроблено на Кафедрі ботаніки та захисту лісу Уральського Державного лісотехнічного університету, під керівництвом професора, академіка РАЄН, д.б.н. Д.А. Бєлєнкова.
Наш автоклав являє собою горизонтальний, сталевий, товстостінний циліндр діаметром 1420мм. Цей автоклав змонтований у 1947 році на виробничому майданчику, де ми виробляємо просочення. А вивезений він був після Великої Вітчизняної війни. Німеччини, так що можна сказати – історична батьківщина нашого виробництва – Німеччина.
У 2003 році проведено заміну периферійного обладнання автоклаву, здійснено капітальний ремонт інших виробничих фондів на шпалопросочній ділянці. Ми використовуємо спосіб просочення – «вакуум – тиск – вакуум». При цьому способі в автоклаві, який завантажені попередньо підсушені шпали, спочатку створюється розрядження за рахунок роботи вакуумного насоса. Розрядження необхідне для того, щоб внутрішній тиск, який присутній усередині шпал, виштовхнув з пор деревини вологу, що залишилася, і частина повітря. Далі, минаючи атмосферний тиск, автоклав закачується розігрітий антисептик. Коли в автоклаві тиск зрівнюється з атмосферним, антисептик ніби всмоктується у шпалу. Тиск 7кг/см2, який після цього створюється в автоклаві додатково вдавлює антисептик у шпалу. Наступний вакуум виштовхує зайвий антисептик з деревини з метою зменшення впливу просоченої шпали на навколишнє середовище, у процесі її зберігання та експлуатації.
Цикл просочення партії з 32 шпал тип-2 триває на нашому виробництві 1 годину 45 хвилин:
15 хв - прогрів шпал та первинний вакуум,
3 хв - закачування кам'яновугільного масла або препарату «Ултан»,
35 хв - надлишковий тиск розігрітого кам'яновугільного масла (при просоченні препаратом «Ултан» розігрів не проводиться),
3 хв - відкачування антисептика,
7 хв – вторинний вакуум.
Далі шпали обтікають і автоклав розвантажується. При такому просоченні кам'яновугільна олія проникає на 2-25 мм. всередину шпали, залежно від зони деревини (ядро або заболонь), її породи (твердості). Контроль якості просочення відбувається вибірково, на шпалах, по зовнішньому виглядувідрізняються від інших у гірший бік.
Спосіб просочення, що застосовується на нашому шпалопросочувальному заводі, відповідає ГОСТ 20022.5-93, про що є відповідний сертифікат. Параметри захищеності шпал після просочення відповідають ГОСТ 200022.0-93 для необхідного для шпал 12-13 класу умов служби.
Таким чином, застосована і на "Шпалопросочному заводі "Тула" технологія, деревина та антисептики забезпечують термін служби, укладеної належним чином у залізничну колію, шпали строком близько 15 років.
ШПАЛИ, Рейкові опори ж.-д. шляхи, що укладаються впоперек шляху, перпендикулярно до його поздовжньої осі. Завдяки тому, що шпали підводиться під обидві рейки колії, виходить міцний, жорсткий зв'язок між рейками (фіг. 1). Шпали, іменовані також поперечками, роблять з різних матеріалів: дерева, металу та залізобетону. В даний час особливо широке, повсюдне поширення набули шпали з дерева.
Дерев'яні шпалидля ж. д. являють собою відрізки стовбура дерева (тюльки) з двома паралельно спиляними або обтесаними гранями; ці грані називаються постільними ( верхня та нижня постіль шпали). Залежно від способу виготовлення шпали поділяються на: 1) пластинні (одержувані з половини шпальної тюльки, розпиляної вздовж);
Залежно від розмірів, довжини та поперечного перерізу шпали діляться на сім типів: 0; I; II; III; IV; V та VI. Шпали типів 0, I, III та V виготовляються як брускові, типів II, IV та VI – як пластинні (фіг. 2).
Дерев'яні шпали роблять із дуба, сосни, бука, ялини, кедра, модрини, ялиці та інших деревних порід. З вказаних порід деревина дуба має найбільшу твердість і найбільшу довговічність навіть не в просоченому антисептиками стані. Проте застосування дубових шпал обмежено як у нас, так і за кордоном тим, що дубових лісів порівняно мало. Недоліком дубових шпал є їхня здатність розтріскуватися, а також їхня кривизна. Особливо широке поширення, як у нас, так і за кордоном, мають соснові шпали. Деревина сосни хоча і не має такої твердості, як дуб, зате відрізняється прямотою, не має здатності розтріскуватися, значно дешевше дуба і прекрасно приймає речовини, що просочують. Деревина бука в непросоченому стані дуже недовговічна. Середня тривалість служби у нас непросочених шпал дубових 8-10 років, соснових 4-5 років, ялинових 3-4 р., букових 3 г. Виходять шпали з ладу з двох причин: від гниття та від механічного зношування. Основною причиною гниття є гриби. У дубовій шпалі, ураженій грибом Daedalea quercina, з'являються тріщини вздовж серцевинних шляхів. Цей гриб викликає сильне та швидке руйнування. Гриби, що викликають фарбування деревини - синьову (яка з'являється в заболоні у вигляді суцільного кільця або у вигляді окремих плям), завдають шкоди дуже незначною. На технічні якості деревини, як фортеця, синьова вплив майже не надає. Гриби м. б. убиті різними отруйними речовинами і не тільки такими сильними, як сулема, але й такими, як, наприклад, дубильні речовини (таннін); тому такі листяні породи, в деревині яких містяться дубильні речовини, здатні чинити опір розвитку грибів. Смола хвойних дерев також перешкоджає розвитку грибів. Деякі фахівці вважають, що такий сприятливий вплив смоли пояснюється не її токсичною дією (отруйністю), а механічною: смола перешкоджає проникненню гриба в деревину.
Для запобігання шпал від гниття зазвичай застосовують просочення їх різними антисептиками. Для отримання найкращих результатів просочення необхідно вибрати антисептик, визначити необхідну кількість антисептика та виробити метод його застосування. Усі антисептики можна розділити на дві групи: 1) антисептики мінерального походження (нейтральні солі кислот соляної, сірчаної, фтористоводневої та ін), а саме сулема (HgCl 2), фтористий натр (NaF), мідний купорос (CuSО 4 5H 2 Про) хлористий цинк (ZnCl 2); 2) антисептики органічні (різні олії, приготовані зі смол, одержуваних із сухої перегонки кам'яного вугілля, дерева та ін), а саме: креозот (креозотова олія кам'яного вугілля, бурого вугілля або деревної смоли), гудрон, асфальт та ін. час вживають комбіновані антисептики (суміші деяких солей з органічними препаратами), наприклад, суміш натрію фтористого в кількості близько 90% з різними органічними речовинами, які сприяють більш міцному утримання фтористого натрію в деревині; іншим прикладом може бути суміш креозоту (25%) з сирою нафтою (75%). Останнім часом стали застосовувати емульсії - суміші води з якоюсь нерозчинною в ній рідиною, що знаходиться в дрібнороздробленому стані. Крапельки емульгованої олії д. б. таких розмірів, щоб проходити в пори деревини шпали, що просочується. Розміри крапельок не перевищують 1 мкм. Як приклад дається склад емульсії - креозонафт: 2% кам'яновугільного креозотового масла, 2% нафтенових кислот, 0,5% аміаку (25%-ного), 95,5% води. Перелічені антисептики можна характеризувати т. о.: сулема дуже отруйна і небезпечна робітників; тепер не вживається. Мідний купорос шкідливо діє на металеві частини, має слабкі антисептичні властивості. Хлористий цинк має слабкі антисептичні властивості. Фтористий натрій – чудовий антисептик, особливо у вигляді комбінованих антисептиків. Зважаючи на наявність багатих родовищ фтористих матеріалів у Туркестані та Забайкальській області, цей антисептик має отримати у нас велике поширення. Креозот – найкращий антисептик для консервування дерева. Водою з деревини не вилуговується і діє шкідливо на металеві частини. Комбіновані антисептики дають чудові результати (4,5 кг суміші фтористого натрію достатньо на 1 м3 дерева). Прекрасні результати дають і емульсії.
При виборі антисептика найкращим рішенням вважатимуться таке, у якому термін служби шпали, що залежить від ступеня її загнивання, був однаковий з терміном, що залежить від механічного зносу, т. е., інакше кажучи, слід вибрати такий антисептик, який зробив би шпалу здатної прослужити якраз стільки років, через скільки вона буде вилучена зі шляху внаслідок механічного зношування. Так, у нас до реконструкції нашого шляху при дуже швидкому механічному зносі шпал (приблизно близько 10 років) вибір падав на дешевий антисептик - хлористий цинк, при просоченні яким термін служби шпали в залежності від гниття також сягав років до 8 або 10. В даний час , коли за планом реконструкції нашого шляху припущено оберігати шпали від зазначеного вище швидкого механічного зношування шляхом збільшення площі підкладок під рейкою та іншими способами, пропитка вводиться креозотом. Термін служби соснової шпали, просоченої креозотом, дорівнює 15-20 років, просоченої хлористим цинком – близько 10 років та не просоченої – близько 5 років.
Найбільш поширений спосіб просочення шляхом нагнітання антисептика під тиском. Просочення відбувається в просочувальних циліндрах із заліза або сталі, розрахованих на тиск 8 atm. Розміри циліндрів розраховані на розміщення у них 6 або 4 вагонеток; на вагонетку міститься 40 шпал. Сам процес просочення відбувається або способом повного поглинання або способом обмеженого поглинання. Спосіб повного поглинанняполягає в тому, що після завантаження циліндра вагонетками зі шпалами кришка циліндра закривається герметично і в циліндрі тримається вакуум не менше 15 хв. для поступового висмоктування повітря із деревини. Після цього циліндр заповнюють антисептичним розчином. Потім відбувається нагнітання розчину під тиском близько 8 atm протягом 30 хв. Через неекономічність способу повного поглинання в даний час набув широкого поширення (як у Європі, так і в Америці) спосіб Рюпінга - спосіб обмеженого поглинання, При якому тонким шаром антисептика обмазуються лише стінки клітин деревини та не заповнюються порожнечі в деревині, що має місце при повному поглинанні. Процес просочення: спочатку герметично закритий циліндр зі шпалами нагнітають повітря під тиском до 4 atm; такий тиск підтримується близько 10 хв.; потім циліндр наповнюють нагрітим розчином (креозот до 95°С); після цього розчин (креозот) нагнітають у шпали під тиском 5-8 atm протягом 30 хв., далі видаляють креозот, і в циліндрі проводиться розрідження до 65 см рт. ст. Вакуум підтримують протягом 15 хв. До кінця третьої операції повітря знаходиться в стислому стані та кількість розчину в шпалі 14-18 кг. Під час четвертої операції стиснене повітря виштовхує частину розчину (креозоту) назад і при цьому змащує розчин стінки клітин. Залишається у шпалі розчину близько 7 кг. Крім захисту шпали від гниття необхідно захистити її від механічного зносу. Сюди відносяться всі ті заходи, які спрямовані на те, щоб захистити шпалу від пошкодження її в тих місцях, де вона стикається з рейкою, або в тих місцях, куди забиваються милиці (або шурупи), а саме укладання підкладок, збільшення розмірів цих підкладок, найбільш міцне з'єднання підкладок зі шпалою, просвердлювання дірок перед забиванням милиць, застосування різноманітних втулок.
З технічної точки зору дерев'яна шпала безперечно є найкращою, що пояснюється гол. обр. тим, що вона відрізняється великою пружністю, завдяки якій шлях не дає жорстких ударів, властивих, наприклад, шляху на металевих шпалах; потім дерев'яна шпала відрізняється стійкістю (завдяки глибокому положенню опорної поверхні), зручною підбивкою та дешевизною. У СРСР металеві шпали зовсім не використовуються. На фіг. 3 дана металева шпала, що вживається в Німеччині, і на фіг. 4 – шпала конструкції Шейбе (Німеччина).
Шпала ця порожниста, з нижнім поздовжнім прорізом та клиноподібною нижньою поверхнею. Внутрішність її заповнюється щебенем. Завдяки нижньому прорізу поперечина еластична, пом'якшує удари рухомого складу. Незважаючи, однак, на всі переваги вказаної шпали, навіть на думку винахідника Шейбе, вона ніколи не витісняє дерев'яної шпали. Термін служби металевої шпали 20-25 років. Крім зазначених за кордоном, мають деяке поширення залізобетонні шпали. У СРСР залізобетонні шпали укладені лише як досвіду. Шпали складається з металевого каркасу, втопленого в бетон. Поперечний переріз має форму трапеції. Іноді перетин змінюється довжиною шпали. До переваг залізобетонних шпал треба віднести: можливість надати їй будь-яку форму і більшу стійкість завдяки її великій вазі (150 кг), до недоліків - можливість розтріскування під впливом динамічних ударів коліс рухомого складу. Довжина шпал різних типів - 2,50 та 2,10 м; розміри поперечного перерізу шпарутки (см) встановлюються згідно фіг. 2. Деревина шпал має бути здоровою. Шпали, що виготовляються з тонкомірних тюлек (діаметром 23-31 см), як правило б. з необтесаними та з неопиленими бічними сторонами. При виготовленні шпал з тюлек більш зазначеного діаметру допускається тирса або отеска бічних сторін, причому в цьому випадку у чистообрізних шпал (прямокутної форми) б. збережені розміри нижнього ліжка та товщини, а у шпал, заготовлених з обливинами, крім того і розмір верхнього ліжка. Розпилювання д. б. правильна, отеска - гладка і рівна, ліжка б. паралельні. Шпали повинні бути очищені від кори та лубу та торцьовані. Сучки б. обрізані чи обрубані у рівень із поверхнею шпали. Не допускається закладання пороків за допомогою вкладок і пробок, а також зачищення гнилі.
Шпали д. б. розсортовані за породами та за типами та для зберігання д. б. викладено на сухих піднесених місцях, очищених від тріски, будівельного сміття та трави влітку, а взимку – очищених від снігу до землі. Шпали повинні бути складені в клітини або штабелі на підкладках з окореної здорової деревини товщиною не менше 15 см, з прокладками між рядами та з проміжками в рядах між окремими шпалами не менше 5 см. Проміжки між штабелями б. не менше 1 м з розривом 4 м через кожні 5 штабелів. Облік шпал проводиться поштучно.
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Розміщено на http://www.allbest.ru/
Московський державний університетшляхів сполучення (МГУПС (МІІТ))
Інститут шляху, будівництва та споруд
Кафедра "Шлях та колійне господарство"
з дисципліни «Основи наукових досліджень»
"Обробка дерев'яних шпал"
Виконав: студенти групи СТП – 321:
Гріхова Христина
Ізгаршев Василь
Гриднєва Надія
Іонова Марія
Перевірив: Зайцев Андрій Олександрович
Москва 2013
Вступ
Поняття залізниця (устар. чавунка, залізянка) позначає обладнану рейками смугу землі чи поверхні штучної споруди(тунель, міст, естакада), що використовується для руху рейкових транспортних засобів. Залізниця може складатися з одного шляху або кількох. Залізниці бувають з електричною, дизельною, турбінною, паровою або комбінованою тягою. Особливий вид залізниць – зубчасті. Зазвичай залізниці обладнуються системою сигналізації, а залізниці електричної тязі - також контактної мережею. Розрізняють залізниці загального користування, промислові залізниці (під'їзні колії підприємств та організацій) та міські залізниці - метрополітен і трамвай.
Всім відомо, що залізниця складається з рейок та опор для них. Починаючи з самого початку залізничних колій і до теперішнього часу здебільшого використовуються шпали дерев'яні просочені. Виготовляють їх із таких дерев як сосна, ялиця, ялина, береза, модрина. Варто відзначити, хвойне дерево, стає непридатним швидше, ніж модрина. Для продовження часу працездатності шпали з дерева піддають різному виду обробки та просочення. На тривалість роботи впливають метеорологічні умови та механічні дії.
1. Основна частина
Шпали (нідерл. spalk - підпірка) - опори для рейок у вигляді брусів. У залізничному шляху зазвичай укладаються на баластовий шар верхньої будови колії та забезпечують незмінність взаємного розташування рейкових ниток, сприймають тиск безпосередньо від рейок або від проміжних скріплень і передають його на підшпальну основу (зазвичай - баластовий шар).
Шпали бувають:
· Дерев'яні
· Залізобетонні.
У рефераті розглядатимемо дерев'яні шпали.
Дерев'яні шпали
За формою поперечного перерізу дерев'яні шпали поділяються на три види: обрізні – рис. a, напівобрізні - б і необрізні - ст.
Шпали за їх призначенням поділяються на три типи:
I - для головних шляхів 1-го та 2-го класу (Класифікація шляхів та види ремонтів колії вказані відповідно до наказу МПС Росії від 16.08.94 № 12Ц.), а також для шляхів 3-го класу при вантажонапруженості понад 50 млн. т*км брутто/км на рік чи швидкості руху поїздів понад 100 км/год;
II - для головних шляхів 3-го та 4-го класу, під'їзних шляхів з інтенсивною роботою, прийомовідправних та сортувальних шляхів на станціях;
III – для будь-яких шляхів 5-го класу, у тому числі станційних, малодіяльних під'їзних та інших шляхів з маневрово-вивізним характером руху.
Розміри дерев'яних шпал встановлені для деревини з вологістю трохи більше 22 %. При більшій вологості деревини шпали повинні мати по товщині та ширині припуски на усихання для хвойних порід за ГОСТ 6782.1-75, а для листяних порід - за ГОСТ 6782.2-75.
Порода деревини для шпал може бути різна (наприклад, червоний клен або евкаліпт), в деяких країнах воліють дуб, а в деяких, в силу економічних причин, деревину хвойних порід, переважно сосну, хоча такі шпали більш схильні до зносу. Для запобігання гниття шпали просочують антисептиками, найчастіше креозотом.
Дерев'яні шпали мають багато переваг:
· Пружність,
· Легкість обробки,
· Високі діелектричні властивості,
· хороше зчеплення з щебеневим баластом,
· Мала чутливість до коливань температури.
Найважливішою властивістю є можливість розширення колії в кривих радіусом менше 350 м.
Термін служби дерев'яних шпал (залежно від типу деревини, зовнішніх умов та інтенсивності експлуатації) становить від 7 до 40 років.
Дерев'яні шпали в Росії виготовляють переважно із сосни, а також із ялини, ялиці, сибірського кедра, хоча раніше проводилися експерименти з виготовлення шпал із дуба, модрини.
Недоліки:
Порівняно невеликий термін служби;
Витрата дефіцитної стройової деревини.
Основні дефекти:
Поздовжні тріщини з оголеною непросоченою деревиною, розколи на торцях;
Зношення деревини під підкладками;
Виколи шматків деревини між тріщинами;
Поперечні злами;
Загнивання торців.
Основна проблема дерев'яних шпал - тенденція їх загнивання в місцях кріплення до них рейок, і проблема з подальшою утилізацією.
Дерев'яні шпали виготовляються згідно з ГОСТ 78-2004.
· Шпала 1 типу, просочена - використовується для головних шляхів
· Шпала 2 типу, просочена - використовується для під'їзних та станційних шляхів
1.1 Просочення дерев'яних шпал
Раніше для тески шпал застосовувалася сокира-дексель (тісло). Просочення шпал здійснюється кам'яновугільними маслами, креозотом, або антисептиками ЖТК для просочення залізничних шпал. Нині у Росії просочення здійснюється методом «вакуум-тиск-вакуум», цей метод нормований ГОСТ.
Шпала до просочення
Автоклав
Просочена шпала
вагон, завантажений просоченою шпалою
Для просочення шпал виробники використовують комплекс обладнання: автоклави, сушильні камери, котли-пароутворювачі та ін.
Просочення деревини методом «вакуум-тиск-вакуум» забезпечує найбільш глибоке проникнення захисного засобу і застосовується для просочення деревини, що експлуатуються у важких умовах: шпал, опор ЛЕП зв'язку, паль, мостів та ін. Деревина повинна бути сухою або підсушеною безпосередньо перед просоченням ж автоклаві.
Метод ВДВ (вакуум-тиск-вакуум) складається з трьох операцій:
1) початковий вакуум, при якому у деревини створюється розрідження.
2) Рідинний тиск вищий за атмосферний. У деревину під тиском вводять антисептик.
3) Кінцевий вакуум, призначений при просоченні маслами для зниження початкового поглинання, а при просочуванні водорозчинними антисептиками - для підсушування поверхні деревини.
Максимальних результатів буде досягнуто в тому випадку, якщо антисептик характеризується:
· Висока токсичність для дереворуйнівних грибів і комах;
· Високим ступенем вбирання деревиною;
· незмінністю складу та стійкістю антисептичних властивостей, відсутністю летючості та вилуговуваності водою з деревини;
· здатністю залишати незмінними властивості деревини та не піддавати корозії деталі конструкцій, що мають безпосередній дотик із просоченими шпалами;
· Безпекою для здоров'я людей та тварин;
· Доступністю і дешевизною продукту.
Етапи просочення дерев'яних шпал:
Відповідно до ГОСТ 78-2004, перед укладанням в дорогу шпали повинні бути просочені захисними засобами.
Протягом багатьох десятиліть на мережі залізниць використовують дерев'яні шпали, просочені кам'яновугільною олією (креозотом).
Кам'яновугільна олія - в'язка масляниста рідина коричневого кольору, одержувана на коксохімічних виробництвах із кам'яновугільних смол. Має різкий характерний запах.
Технологічний процес просочення залізничних шпал відбувається за такою схемою:
2. Створення вакууму для відкачування з пір деревини зайвої вологи.
3. Подача до автоклаву антисептика під тиском для проникнення креозоту вглиб деревини.
4. Відкачування антисептика з автоклаву та створення вакууму для видалення зайвого креозоту з деревини.
5. Вивантаження вагонеток із просоченими шпалами та контроль якості просочення.
Протягом усіх етапів просочення шпал фахівцями ведеться контроль за дотриманням норм технології. Всі дані щодо вимірювання параметрів процесу заносяться в "Журнал просочення".
За вимогами ГОСТ 20022.0-93 просочені шпали повинні відповідати таким вимогам:
Глибина просочення 2-5 мм в залежності від просочення зон і породи деревини.
Розрізняють зони, що легко просочуються і важко просочуються в деревині. Ядро відноситься до зони, що важко просочується, а заболонь - до зони, що легко просочується. Відповідно, глибина просочення шпал, виготовлених з ядрової частини колоди, повинна бути не менше 2 мм, а шпал, виготовлених із заболонної частини – на 5 мм.
На практиці, на кожній дерев'яній шпалі присутні ділянки як ядра, так і заболоні. І глибина просочення на різних ділянках шпал може відрізнятись.
Крім того, різна деревина просочується по-різному. Наприклад, просочити сосну значно легше, ніж модрину.
У промислових обсягах виміри глибини просочення виробляються вибірково – кілька шпал із партії. Відповідність просочення ГОСТ визначається загальним поглинанням антисептика. За існуючими нормативами загальне поглинання антисептика має бути 70-100 кг на 1 куб. м деревини.
Останнім часом багато підприємств використовують шпали, просочені антисептиком "Елемсепт". Таке просочення має деякі переваги - деревина суха, не забруднює одяг робітників і кузов машини, глибина просочення, а значить і термін служби шпал значно краща.
1.2 Застосовувані антисептики
залізнична шпала рейковий просочення
Антисептики для просочення дерев'яних шпал бувають масляними та водорозчинними.
Продукти сухої перегонки кам'яного вугілля та деревини називаються олійними антисептиками. Їх використовують у натуральному вигляді або змішують з іншими оліями та розчинниками. Найбільш використовуваними є кам'яновугільні та сланцеві просочувальні олії. Кам'яновугільні створюються в процесі фракційної розгонки кам'яновугільної смоли, а сланцеві – при термічній переробці горючих сланців.
Сьогодні найкращим з масляних антисептиків вважають кам'яновугільну просочувальну олію, яка широко застосовується в нашій країні, Європі та США. Воно створюється у процесі перегонки кам'яновугільної смоли і майже повністю складається з нейтральних вуглеводнів із домішкою фенолів, нафталіну, антрацену.
До недоліків кам'яновугільної маси відноситься дуже різкий запах, горючість і неможливість подальшого фарбування деревини після просочення.
Для процесу просочення часто використовують суміш креозоту з мазутом за технологією обмеженого поглинання.
Залежно від властивостей деревини та інших параметрів водні антисептики використовуються у вигляді розчинів різних концентрацій та у твердому вигляді для самостійного одержання розчину.
З водорозчинних антисептиків найбільше часто застосовуються мінеральні солі: мідний купорос, сулема, тріоліт, хлористий цинк, динітрофенол, фтористий або кремнефтористий натрій.
Недоліки водорозчинних антисептиків - нестійкість до вимивання водою з деревини, що призводить до суттєвого скорочення терміну служби просоченої деревини, а також висока токсичність.
Технічні вимоги до просочених дерев'яних шпал, перекладних та мостових брусів.
Дерев'яні шпали, перекладні та мостові бруси до укладання в дорогу повинні бути просочені на заводах маслянистими захисними засобами за ГОСТ 20022.5-93 або іншими антисептиками, встановленими МПС Росії. Укладання непросочених дерев'яних шпал, перекладних та мостових брусів у дорогу не допускається.
Отвори під милиці та шурупи, просвердлені у вже просочених дерев'яних шпалах, перевідних та мостових брусах, повинні бути змащені маслянистими захисними антисептичними засобами за ГОСТ 20022.5-93.
Якість просочування дерев'яних шпал, перекладних та мостових брусів маслянистими захисними антисептичними засобами регламентовано ГОСТ 20022.5-93 "Захист деревини. Автоклавне просочування маслянистими захисними засобами" та "Технологічними процесами просочування деревини на шпалопросочувальних заводах".
Механічна обробка дерев'яних шпал, перекладних та мостових брусів має проводитися до просочення. Допускається механічна обробка дерев'яних шпал, перекладних і мостових брусів після просочення з подальшим триразовим нанесенням маслянистого захисного антисептичного засобу на непросочені, що оголилися, поверхні деревини.
Глибина просочування дерев'яних шпал, перекладних та мостових брусів повинна відповідати вимогам ГОСТ 20022.0-93 та "Технологічним процесам просочування деревини на шпалопросочувальних заводах".
Глибина просочення соснових і кедрових лісоматеріалів по заболоні має бути менше 85 % її ширини, а, по оголеної ядерної деревині - щонайменше 5 мм. Заболонь шириною до 20 мм має бути просочена повністю.
Глибина просочення ялинових, ялицевих та модринових лісоматеріалів по заболоні не повинна бути менше 5 мм, а по оголеній ядерній деревині - не менше 2 мм.
Глибина просочення наколотих соснових, ялинових та ялицевих шпал у зоні розташування сіток наколів має бути не менше 60 мм, наколотих шпал листяних порід дерев – не менше 50 мм.
Глибину просочення визначають відбором проб пустотілим бурим внутрішнім діаметром 5 мм. Місця взяття проб не повинні мати тріщин, сучків та отворів.
Від кожного відібраного виробу відбирають проби на відстані:
· 0,8 м від торця – для не наколотих дерев'яних шпал, перекладних та мостових брусів;
· 0,9 м від торця та 60 мм від нижньої пласті – для наколотих шпал.
Глибина просочення дерев'яних шпал, перекладних і мостових брусів відповідає вимогам стандарту, якщо нс менше 90 % проб, відібраних не менше ніж у 10 шпал або брусів, партії, що перевіряється, відповідає вимогам.2.6.5 цієї Інструкції.
Термін служби дерев'яних просочених антисептиками шпал нині не перевищує 18 років. Великі витрати деревини та пошуки більш тривалих термінів служби шпал призвели до створення залізобетонних шпал.
Недоліком залізобетонних шпал є їхня велика жорсткість, яку доводиться знижувати укладанням пружних прокладок між верхньою поверхнею шпали і металевою підкладкою або рейкою. До інших недоліків залізобетонних шпал належить електропровідність, слабка опірність бетону виколам і розтягуванню неармованих частин.
Дерев'яна шпала втричі легша за свою конкурентку, що полегшує роботу з нею в умовах мінімальної механізації. Також треба відзначити, що дерев'яна шпала значно нижча за ціною, ніж залізобетонна.
Зі сказаного вище можна зробити висновок, що дерев'яні просочені шпали ще довгий час будуть незамінні в будівництві залізничних колій, особливо там, де до них не пред'являється особливих вимог, а надійність, ціна і простота укладання є головним вирішальним аргументом при виборі.
Розміщено на Allbest.ru
...Подібні документи
Оптимальна та мінімально допустима ширина колії. Підвищення зовнішньої рейки в кривій. Число та порядок укладання укорочених рейок. Довжина і центральний кут горизонтальної стружки дотепника стрілки. Передній та задній вильоти хрестовини. Розкладка шпал.
курсова робота , доданий 04.02.2013
Вибір будови шляху. Схема кріплення шпал у ланці, з'єднання рейкової колії. Структура управління колійним господарством. Догляд за земляним полотном. Розрахунок одиночного стрілочного перекладу. Способи ремонту шляху, потреба в інструменті та машинах.
курсова робота , доданий 19.01.2015
Визначення підвищення зовнішньої рейкової нитки, ширини її колії в круговій кривій при різних видах вписування рухомого складу, розбивних параметрів перехідної кривої, кількості та порядку укладання укорочених рейок на внутрішній рейковій нитці.
контрольна робота , доданий 12.03.2011
Класифікація кар'єрних залізничних колій за призначенням та місцем розташування у кар'єрі. Концепція плану та профілю шляху. Роздільні пункти (пост, роз'їзд, станція), їх значення для безпеки руху. Влаштування рейкової колії та стрілочних перекладів.
реферат, доданий 14.04.2009
Вивчення технологічного процесу посиленого капітального ремонту колії на нових рейках із укладанням залізобетонних шпал. Розгляд вимог безпеки до організації робіт із застосуванням колійних механізмів, ручного та механізованого інструменту.
курсова робота , доданий 28.12.2011
Історія дослідження залізниць у світі: причини їх появи; перші досліди. Становлення залізниць у Європі, Америці, Росії. Розвиток прогресивних видів тяги у XX столітті. Обсяг залізничних перевезень, формування єдиних національних ринків.
реферат, доданий 19.10.2012
Загальні відомості про залізничну колію. Влаштування рейкової колії, стрілочні переклади. Споруди та пристрої електропостачання. Загальні відомості про рухомий тяговий склад. Класифікація та основні типи вагонів. Пасажирські та вантажні станції.
курс лекцій, доданий 16.02.2013
Сутність розробки конструкції віброплити, вибір параметрів вібропідбивки шпал, компонування дебалансів. Організація виконання робіт у "вікно" при капітальному ремонтішляхи. Застосування та розрахунок економічної ефективності модернізації машини ВПО3-3000.
дипломна робота , доданий 27.08.2010
Використання залізничного транспорту на кар'єрах країни. Класифікація кар'єрних залізничних колій, відмінності за умов експлуатації. Тимчасові (пересувні) та постійні (стаціонарні) шляхи. Влаштування рейкової колії та стрілочних перекладів.
реферат, доданий 11.04.2009
Розрахунок одиночного звичайного стрілочного перекладу. Параметри стрілки та "жорсткої" хрестовини. Технологічний процес зміни рамної рейки з дотепником і черевиками стрілочного перекладу. Процес укладання перекладу на дерев'яних брусах краном УК-25СП.
Дерев'яні шпалипрактично не змінили свою форму за останні 140 років. На перших залізницяхукладали просочені шпали, деревина яких виходила з ладу через 8 – 12 років. Слід зазначити, що при будівництві дороги С.-Петербург - Москва шпали просочували під тиском. В даний час на всіх дорогах світу в дорогу укладаються дерев'яні шпали, просочені антисептиком, що підвищує термін їхньої служби не менше ніж у 2 рази.
У ході розвитку та модернізації світ освоїв виробництво залізобетонних та металевих шпал, термін служби яких сягає 50-60 років. Однак про цю категорію шпал ми детально поговоримо в наступних статтях. Отже, призначення шпал – опора для рейок у вигляді брусів.Дерев'яні шпали мають багато переваг: пружність, легкість обробки, високі діелектричні властивості, хороше зчеплення з щебеневим баластом, мала чутливість до коливань температури. Найважливішим властивістю є можливість розширення рейкової колії в кривих радіусом менше 350 м-коду.
В залежності від призначення дерев'яні шпали виготовляються трьох типів, що відрізняються розмірами трьох типів (схема 1):
? - для головних шляхів;
ɪɪ - для станційних та під'їзних шляхів;
ɪɪɪ – для малодіяльних під'їзних шляхів промислових підприємств.
- Шпала 1 типу, просочена – використовується для головних шляхів
- Шпала 2 типу, просочена - використовується для під'їзних та станційних шляхів
1. обрізні (обтесані з усіх 4 сторін)
2. напівобрізні (обтесані тільки з 3 сторін)
3. необрізні (обтесані тільки зверху та знизу)
Комплекти дерев'яних брусів для стрілочних перекладів (ГОСТ 8816-70), дивитися схему 2.
Порода деревини для шпал може бути різною від червоного клена та евкаліпту до сосни, на ваш розсуд. Для запобігання гниття шпали просочують антисептиками. Антисептики в 21 столітті різні, хоча переважно використовують креозот. У таблиці нижче розберемося чому. Таблиця порівняння антисептиків:
* Класи захисту деревини за ГОСТом 20022.2-80:
IX-X: вироби, що зазнають впливу атмосферних залишків (верхні будови відкритих споруд);
XI-XIII: вироби, що піддаються впливу ґрунтової вологи та забруднень органічного характеру (палі, опори ліній електропередач, шпали тощо)
XIV-XVI: вироби, що піддаються впливу теплої води металургійних та інших заводів або річкової та болотної води. В тому числі в умовах тропічного клімату (зрошувачі градирень, дерев'яні конструкціїберегових споруд);
XVII-XVIII: вироби, що зазнають впливу морської води.
Підсумки таблиці такі, що: 1.Кам'яновугільна олія. У цьому антисептиці немає фенолу, нафталіну та летких вуглецю. Він може викликати слабке подразнення шкірних покривів та слизових оболонок очей за безпосереднього контакту. 2.ЖТК, склад горючий. Температура спалаху 110 С, а самозаймання - близько 350 С. Якість просочення деревини ЖТК і кам'яновугільною олією та терміни експлуатації приблизно однакові, тому варто порівнювати їх лише за екологічними та економічними показниками. Якщо в плані екології ЖТК перевершує кам'яновугільну олію, то в плані економіки все швидше навпаки. 3.ССА у Росії аналогічний імпортним антисептикам, розробили у 1970-х роках професором Уральського лісотехнічного інституту Д.А. Бєленковим. У Європі давно вже просочують деревину і насамперед опори ЛЕП саме цими складами. У чому перевага ССА просочення перед креозотом?
По перше,така деревина після закінчення технологічного процесу просочення та фіксації залишається чистою, сухою, зеленого кольору і не має запаху. Відповідно вона і не виділяє в атмосферу шкідливих речовин. Антисептик у процесі просочення в результаті хімічної реакції переходить з розчинного стану в нерозчинний, кристалізується в порах деревини, і в результаті деревина, просочена антисептиком ССА, відноситься не до другого, як кам'яновугільна олія, а до четвертого класу небезпеки - "небезпечні речовини". По-друге,глибина просочення. При просоченні кам'яновугільною олією реальна глибина - від 2 до 5 міліметрів, а просочення водорозчинним складом забезпечує глибину не менше 85% заболоні (зовнішньої частини дерева), що становить від 3 до 7-8 сантиметрів. Це легко пояснити. У процесі просочення спочатку створюється вакуум, і з пір деревини витягується волога. Потім під тиском подається розчин антисептика, який заповнює весь простір, звільнений від вологи. Знову створюється вакуум для відкачування надлишків антисептика. Проникність водного розчину значно вище, ніж маслянистого антисептика, і за рахунок цього досягається така глибина просочення. По-третє,строк служби. У деревини, просоченої антисептиками ССА, вона не менше 40 років. Дехто вважає, що водорозчинні антисептики вимиваються водою, дощами. Але в цьому випадку це не так. Після вивантаження лісу з автоклаву антисептик у ньому фіксується - тобто обробляється гарячою парою або витримується при плюсовій температурі протягом не менше 24 годин. За цей час антисептик переходить у твердий нерозчинний стан, шкідливі речовини – шестивалентний хром і миш'як – так само перестають бути небезпечними і перетворюються на нерозчинні солі, забивають пори деревини і вже не вимиваються. Ну і нарештіпожежонебезпека. Водний розчин оксиду міді, оксиду хрому та оксиду миш'яку горіти в принципі не може. І просочення цим складом ускладнює займання деревини. Також дуже важливо порівняти і економічну ефективність антисептика ССА з маслянистими складами. Тут перевага водорозчинного антисептика безперечна. Виробники антисептиків ССА та ВАТ «РЖД» розпочали роботу з випробувань захисних властивостей антисептиків ССА та шпал, просочених цим складом. Керівництвом РЖД було запропоновано провести необхідні дослідження на базі ВНДІЗТ. Про результати ми обов'язково повідомимо у наступних статтях про шпали. Ну а поки що ми очікуємо новинку на ринку, рекомендуємо скористатися найпопулярнішим антисептиком-креозотом, тому що це найкраще поєднання доступності, ціни та якості. І наостанок,якщо ви вже вибрали потрібний вам тип шпал, просочення, то тепер потрібно подумати і про транспортування. Представляємо Вам корисну інформацію про такий важливий момент - норми навантаження шпали:
тип Iа в машину = 250 шт
у вагон = 700 шт
тип IIа в машину 300 шт
у вагон = 800 шт
У висновку такої великої корисної інформації відзначимо переваги купівлі матеріалів ВСП у відомої Компанії «ПромШляхПостачання» зі стажем роботи на ринку 9 років: 1. Тут вам завжди запропонують добрий асортимент опор для рейок. А саме бруси, напівшпали, шпали (дерев'яні, залізобетонні, металеві) різних типів, порід деревини та просочення. Професійно проконсультують із будь-яких технічних питань. В тому числі вибору правильного типу продукції під ваші потреби, з питань укладання, транспортування та зберігання. Тим самим допомагаючи вам значно економити на непотрібних витратах. 3. Настільки відомий бренд на ринку суворо стежить за документацією. Купуючи продукцію в такій перевіреній часом компанії, ви завжди отримаєте на руки всі необхідні сертифікати та іншу важливу документацію. Щасливих доріг!
