Katalog firem Industry-EU s.r.o.

Kolejnice budoucnosti jsou kolejnice bez zbytkového pnutí – na základě třiceti let výzkumu a zkušeností v oblasti tepelných úprav je vyvinula a pod označením Stress-Free dodává firma Tata Steel. Kolejnice, které projdou speciální tepelnou úpravou, mají až pětkrát delší životnost ve srovnání s běžnými kolejnicemi bez tepelné úpravy. Kromě této výhody nabízí Tata Steel po otevření svého nového výrobního závodu svým zákazníkům další přednost: nyní dokáže vyrábět kolejnice s tepelnou úpravou Stress-Free o délce až 108 m, což s sebou nese větší produktivitu při stavbě a opravách tratí a vyšší spolehlivost.

Kolejnice se vyrábějí z předehřátého polotovaru válcováním za tepla. Kolejnice získává svůj tvar postupně několika průtahy na válcovací trati. Po válcování se kolejnice řízeným postupem zchladí. Protože při chladnutí dochází ke zkroucení kolejnic, je další operací rovnání zastudena, které zajistí, aby kolejnice měla dostatečnou přímost, požadovanou pro moderní tratě. Vedlejší důsledkem chlazení a rovnání však je to, že v kolejnici zůstává velké zbytkové pnutí.

Oblast, která je vystavena největšímu zbytkovému napětí, je spodní strana paty kolejnice. Vyskytuje-li se zde navíc poškození nebo koroze, zbytkové napětí v materiálu se zvětšuje a při dynamickém zatížení projíždějícími vlaky má tendenci kolejnici zkroutit. Vzrůstající napětí v materiálu může vést ke vzniku lomových trhlin v patě kolejnice a jejich šíření materiálem, popř. nakonec i k lomu celé kolejnice. Vzhledem k velkému zbytkovému napětí v běžných kolejnicích může vést i relativně malá trhlina k lomu kolejnice.

V uplynulých letech probíhal intenzivní výzkum, jak dochází k poškození kolejnic a jaké inspekční metody používat k jeho včasné prevenci, avšak zaměřoval se především na hlavu kolejnice. Únavové trhliny na patě kolejnice nelze běžnými metodami detekovat, a protože trhliny způsobené zbytkovým napětím vznikají typicky právě v oblasti paty kolejnice, mohou se často vyvíjet bez povšimnutí. Tato situace vedla společnost Tata Steel k tomu, aby se soustředila na možnosti, jak snížit zbytkové napětí právě v patě kolejnice.

Postup tepelné úpravy, patentovaný společností Tata Steel, spočívá v tom, že se kolejnice protahuje sadou indukčních pecí, kde elektromagnetické pole materiál velmi rychle zahřeje přibližně na 950 °C. Potom se kolejnice rychle ochladí stlačeným vzduchem. Výsledkem je velká tvrdost a velmi jemná krystalová struktura materiálu, která dává kolejnicím výjimečné vlastnosti. Unikátní vlastností používané metody je to, že způsobuje výhodné rozložení zbytkového napětí v kolejnici tak, aby se v oblasti paty kolejnice nevyskytovalo téměř žádné tahové ani tlakové napětí. Ve srovnání s jinými metodami in-line tepelných úprav kolejnic je zde menší riziko poškození kolejnice vadami v její patě a snižuje se četnost lomů kolejnic.

V kolejnicích Stress-Free od společnosti Tata Steel zůstává v patě kolejnice zbytkové napětí méně než 50 MPa – navíc jde nejčastěji o napětí v tlaku, které je ve skutečnosti užitečné: nejenže nepodporuje tvorbu trhlin, ale naopak je pomáhá zmenšovat (nebo zcela uzavírat) a zabraňuje jejich šíření.

Tato převratná inovace společnosti Tata Steel se uplatňuje u celé skupiny tepelně upravených kolejnic podle nejrůznějších specifikací, určených k použití v železničních sítích po celém světě. V Evropě získávají oblibu výrobky jako např. SF350 (Stress-Free, tvrdost 350 HB), a to pro svou velkou odolnost proti opotřebení a až pětkrát delší životnost ve srovnání s kolejnicemi bez tepelné úpravy.

Díky své schopnosti odolávat velkému osovému zatížení jsou tepelně upravené kolejnice Stress-Free zvláště vhodné pro tratě s těžkou nákladní dopravou. Často se však používají také pro tratě s hustou osobní dopravou nebo i na méně zatížených tratích tam, kde dochází k rychlému opotřebení kolejnic, např. v obloucích s malým poloměrem. Zde je přínosem menší náchylnost ke korozi a únavovému lomu v kombinaci s nižšími náklady na údržbu díky zvýšené odolnosti proti opotřebení a prodloužené životnosti.
Není pochyb o tom, že tyto nové kolejnice budou určovat budoucnost železničního stavitelství.

Jsou výsledkem dlouhodobého intenzívního vývoje společnosti Tata Steel a následných investic do nových technologií. Do závodu Tata Steel v Hayange (ve Francii, nedaleko od hranic s Lucemburskem), kde se vyrábějí kolejnice s tepelnou úpravou Stress-Free, firma investovala 12 miliónů eur. Závod odebírá kvalitní ocel ze závodu Tata Steel ve Scunthorpe ve Velké Británii. Tepelně upravené kolejnice mají větší odolnost proti opotřebení a poškození únavou než běžné kolejnice. Nejvyšší dosažitelnou úroveň odolnosti proti opotřebení nabízejí kolejnice z oceli třídy MHH.

Cílem investice do závodu v Hayange bylo téměř zdvojnásobit kapacitu výroby a ztrojnásobit maximální délku vyráběných kolejnic na 108 m. To je velmi důležité, protože stále více zákazníků požaduje delší, tepelně upravené kolejnice, které jim umožňují snížit celkové náklady na životní cyklus železniční tratě.

Reakce trhu je obecně pozitivní. V posledních měsících dodala společnost Tata Steel kolejnice Stress-Free pro železniční tratě po celém světě, včetně hlavních tratí v Evropě, Africe, Asii a Jižní i Severní Americe.

Tata Steel
Rail Sector
PO Box 1, Brigg Road
Scunthorpe
DN16 1BP
United Kingdom
Karen SPENCER
karen.spencer@tatasteel.com