Рельсы

При сплошной замене рельсов на основных направлениях железных дорог в путь укладывают в зависимости от грузонапряженности новые рельсы двух типов: Р75 (ГОСТ 16210-77) и Р65 (ГОСТ 8161-75) (табл. 7). На путях промышленных предприятий находят применение рельсы типов Р50 (ГОСТ 7174-75) и Р43 (ГОСТ 7173-54). В железнодорожных путях имеются рельсы таких же типов, но более ранних лет укладки (табл. 8). Рельсы, вторично используемые в путях, называются старогодными.

Таблица 7. Основные показатели рельсов

Показатель	Р75 по ГОСТ 16210-77	Р65 по ГОСТ 8161-75	Р50 по ГОСТ 7174-75	Р43 по ГОСТ 7173-54
Номер чертежа в альбоме	24	25	26	27
Масса 1 м рельса, кг	74,41	64,72	51,67	44,65
Масса одного рельса длиной 25 м, кг	1860	1618	1292	1116
Высота рельса, мм в том числе:	192,0	180,0	152,0	140,0
высота головки	55,3	45,0	42,0	42,0
" шейки	104,4	105,0	83,0	71,0
" подошвы	32,3	30,0	27,0	27,0
Ширина головки рельса, мм:
вверху	72,0	73,0	70,2	70,0
внизу	75,0	75,0	72,0	70,0
Ширина подошвы, мм	150	150	132	114
Толщина шейки в средней части, мм	20	18	16	14,5
Площадь поперечного сечения, см2	95,04	82,65	65,99	57,0
Распределение площади по профилю, %:
головки	37,4	34,1	38,1	42,8
шейки	26,5	28,5	24,5	21,3
подошвы	36,1	37,4	37,4	35,9
Расстояние от центра тяжести, мм:
до низа подошвы	88,2	81,3	70,5	68,5
до верха головки	103,8	98,7	81,5	71,5
Момент инерции относительно осей, см4:
горизонтальной	4489	3540	2011	1489
вертикальной	665	564	375	260
Момент сопротивления, см3:
по низу подошвы	509	435	285	217
по верху головки	432	358	247	208
по боковой грани подошвы	89	75	55	45

Черт. 24. Рельс типа Р75 по ГОСТ 16210-77 (Рельсы поставляются с 1978 г.)

Черт. 25. Рельс типа Р65 по ГОСТ 8161-75 (Рельсы поставляются с 1976 г.)

Черт. 26. Рельс типа Р50 по ГОСТ 7174-75 (Рельсы поставляются с 1976 г.)

Черт. 27. Рельс типа Р43 по ГОСТ 7173-54 (Рельсы поставляются с 1955 г.)

Таблица 8. Некоторые показатели рельсов, снятых с производства, но используемых в пути

Показатель	Р75		Р65			Р50			Р43	I-a	P38 (II-а)	P33 (III-а)
	ГОСТ 16210-70	проект 751/ЦП	ГОСТ 8161-63	ГОСТ 8161-56	проект 1950 г.	ГОСТ 7174-65	ГОСТ 7174-54	ГОСТ 3542-47	ГОСТ 3542-47	ОСТ 119	ГОСТ 3542-47	ГОСТ 6726-53
Номер чертежа в альбоме	28	29	30	31	32	33	34	35	36	37	38	39
Масса 1 м рельса, кг	74,4	75,1	64,64	64,93	64,90	51,63	51,51	50,50	43,61	43,57	38,42	33,48
Высота рельса, мм, в том числе:	192	192	180	180	180	152	152	152	140	140	135	128
высота головки	55,3	48,5	45	45	45	42	42	42	42	44	40	37
" шейки	104,4	110	105	105	105	83	83	83	71	71	71	68
" подошвы	32,3	33,5	30	30	30	27	27	27	27	25	24	23
Ширина головки рельса, мм:
- вверху	71,8	72,8	72,8	72,8	76	70	70	70	70	70	68	60
- внизу	75,0	75,0	75,0	75,0	76	71,9	70	70	70	70	68	60
Ширина подошвы, мм	150	160	150	150	150	132	132	132	114	125	114	110
Толщина шейки в средней части, мм	20	20	18	18	17	16	15,5	14,5	13,5	14	13	12
Площадь поперечного сечения, см2	95,1	95,8	82,6	82,9	82,9	65,9	65,8	64,5	55,7	55,6	49,1	42,8
Распределение металла по профилю, %:
- головка	37,4	32,3	34,2	34,5	35,5	38,2	38,3	39,5	43,0	45,9	45,4	43,0
- шейка	26,5	28,5	28,4	28,3	27,1	24,4	23,8	22,2	20,5	19,3	19,8	19,9
- подошва	36,1	39,2	37,4	37,2	37,4	37,4	37,5	38,3	36,5	34,8	34,8	37,1
Момент инерции относительно осей, см4:
- горизонтальной	4490	4597	3548	3573	3588	2018	2037	2016	1472	1476	1223	968
- вертикальной	661	771	569	572	576	375	377	-	257	284	209	167
Момент сопротивления, см3
- по низу подошвы	509	547	436	437	432	286	287	285	214	212	180	156
- по верху головки	432	426	359	363	370	248	251	248	206	210	182	147

Черт. 28. Рельс типа Р75 по ГОСТ 16210-70

(Рельсы поставлялись в период 1966 - 1977 гг.)

Черт. 29. Рельс типа Р75 по проекту 751/ЦП

(Рельсы поставлялись в период 1958 - 1966 гг.)

Черт. 30. Рельс типа Р65 по ГОСТ 8161-63

(Рельсы поставлялись в период 1964 - 1975 гг.)

Черт. 31. Рельс типа Р65 по ГОСТ 8161-56

(Рельсы поставлялись в период 1956 - 1963 гг., отверстия могли быть овальными 38´30 мм)

Черт. 32. Рельс типа Р65 по проекту 1950 г.

(Рельсы поставлялись в период 1953 - 1955 гг.)

Черт. 33. Рельс типа Р50 по ГОСТ 7174-65

(Рельсы поставлялись в период 1965 - 1975 гг.)

Черт. 34. Рельс типа Р50 по ГОСТ 7174-54

(Рельсы поставлялись в период 1955 - 1966 гг.)

Черт. 35. Рельс типа Р50 по ГОСТ 3542-47

(Рельсы поставлялись в период 1948 - 1954 гг.)

Черт. 36. Рельс типа Р43 по ГОСТ 3542-47

(Рельсы поставлялись в период 1946 - 1954 гг.)

Черт. 37. Рельс типа 1-а по ОСТ 119

(Рельсы поставлялись до 1946 г.)

Черт. 38. Рельс типа Р38 (II-a) по ГОСТ 3542-47

Черт. 39. Рельс типа Р33 (III-a) ГОСТ 6726-53

(Рельсы поставлялись до 1932 г.)

Основные требования к рельсам типов Р75, Р65 и Р50 из мартеновской стали по ГОСТ 24182-80 (введен с 1 июля 1981 г. взамен ГОСТ 8160-63 и ГОСТ 6944-63)

1. Стандарт распространяется на незакаленные по всей длине рельсы типов Р75, Р65 и Р50, изготовленные из мартеновской стали и предназначенные для укладки на железных дорогах широкой колеи.

2. Конструкция и размеры рельсов соответствуют ГОСТ 7174-75, ГОСТ 8161-75 и ГОСТ 16210-77.

3. Изготавливают рельсы двух групп.

4. Рельсы I группы изготавливают из спокойной мартеновской стали, раскисленной в ковше комплексными раскислителями без применения алюминия или других раскислителей, образующих в стали вредные строчечные неметаллические включения.

5. Рельсы II группы изготавливают из спокойной мартеновской стали, раскисленной алюминием или марганец-алюминиевым сплавом.

6. Химический состав стали должен соответствовать нормам, указанным в табл. 9.

7. Механические свойства стали для рельсов I и II групп при испытаниях на расстояние должны соответствовать нормам, указанным в табл. 10.

8. Технология изготовления рельсов должна гарантировать отсутствие в них флокенов, а также местных неметаллических включений (глинозема, карбидов и нитридов титана или глинозема сцементированного силикатами), вытянутых вдоль направления прокатки в виде дорожек - строчек длиной более 2 мм для рельсов группы I и длиной более 8 мм для рельсов группы II.

9. Поверхность головки рельса на его концах должна быть подвергнута закалке с прокатного нагрева или с индукционного нагрева токами высокой частоты.

Таблица 9. Химический состав рельсовой стали

Группа рельсов	Тип рельсов	Марка стали	Массовая доля, %
			Углерод	Марганец	Кремний	Фосфор	Сера
I	Р75	М76В	0,71 - 0,82		0,25 - 0,45
	Р65	М76Т
		М76ВТ
		М76Ц
	Р50	М74Т
		М74Ц	0,69 - 0,80	0,75 - 1,05	0,18 - 0,40	Не более 0,035	Не более 0,045
II	Р75	М76	0,71 - 0,82
	Р65
	Р50	М74	0,69 - 0,80
Примечания. 1. В обозначении марки стали буква "М" указывает способ выплавки стали (мартеновский), цифры - среднее содержание углерода в сотых долях процента. 2. Рельсы, изготовленные из стали марки М76В, относить к рельсам с ванадием; из сталей марок М76Т, М74Т и М76ВТ - к рельсам с титаном; из сталей марок М76Ц и М74Ц - к рельсам с цирконием. 3. Массовая доля ванадия в рельсовой стали в зависимости от марки колеблется от 0,01 до 0,07 %, титана - от 0,005 до 0,025 %, циркония - от 0,001 до 0,050 %. 4. Допускается производство рельсов типа Р50 групп I и II из кислородно-конверторной стали. При этом в обозначении марки стали буква "М" заменяется буквой "К".

 

Таблица 10. Механические свойства рельсовой стали

Типы рельсов	Марка стали	Временное сопротивление, кгс/см2, не менее	Относительное удлинение, %, не менее
Р75, Р65	М76	90	4,0
Р50	М74	86	5,0

 

Рельсы, предназначенные для сварки или других специальных целей, по требованию потребителя допускается изготовлять длиной не менее 6,0 м без закалки одного или обоих концов.

10. Рельсы после полного остывания могут быть подвергнуты холодной правке на роликоправильных машинах и штемпельных прессах.

11. После холодной правки не допускаются:

повторная холодная правка рельсов на роликоправильных машинах в одной и той же плоскости;

холодная штемпельная правка концов рельсов, если кривизна концов находится в пределах расположения болтовых отверстий;

падение рельсов с высоты более 1,0 м;

волнистость и скручивание рельсов. Рельс считается скрученным, если при замере его на контрольном стеллаже он имеет по концам зазоры между краем подошвы и стеллажем (по диагонали) более 1/10000 своей длины.

12. Концы рельсов должны быть отфрезерованы перпендикулярно продольной оси рельса. Перекос торцов не должен быть более 1,0 мм при измерении в любом направлении. Обрубать и ломать дефектные концы рельсов не допускается.

Болтовые отверстия на концах рельсов должны быть просверлены перпендикулярно к вертикальной продольной плоскости рельса. Поверхности болтовых отверстий и торцов рельсов должны быть без рванин, задиров и следов усадки в виде расслоений и трещин. Заусенцы и наплывы металла у болтовых отверстий и на торцах рельсов должны быть удалены зачисткой.

Черт. 40. Основная маркировка рельсов:

а - рельсы первого сорта; б - рельсы второго сорта; в - места нанесения маркировки на шейке рельса; 1 - инспекторские клейма; 2 - клеймо ОТК завода (может быть в виде квадрата, треугольника или буквы "К"); 3 - место нанесения номера рельса по расположению его в слитке (1 и 2 - головные рельсы, Х - донные средние рельсы обозначений не имеют); 4 - место нанесения номера плавки стали (номер плавки для рельсов 1 группы начинается с буквы П); 5 - место указания порядкового номера рельса от головной части слитка; 6 - место выкатанной (выпуклой) маркировки по длине рельса, повторяющейся примерно через 2,5 м и обозначающей: завод-изготовитель, месяц и год проката, тип рельса

13. Пробный отрезок рельса для копровых испытаний должен выдержать при температуре от 0° до плюс 40 °С испытание на удар без излома, трещин и выколов подошвы (как в пролете, так и на опорах).

14. Пробный отрезок рельса для испытания на прочность подошвы должен выдержать без трещин или излома статическую нагрузку до получения стрелы прогиба 4,0 мм.

15. Для укладки на магистральных путях МПС не допускаются: рельсы второго сорта типов Р75 и Р65 с раскатанными загрязнениями, пузырьками и трещинами на средней трети низа подошвы глубиной более 0,3 мм; рельсы второго сорта типа Р50.

16. Маркировка рельсов приведена на черт. 40, 41 и в табл. 11.

17. Отгружаемые потребителю рельсы должны сопровождаться документом (актом технической годности рельсов), подписанным представителем предприятия-изготовителя и инспектором МПС, удостоверяющим соответствие рельсов требованиям настоящего стандарта, в котором должно быть указано:

- обозначение предприятия-изготовителя;

- номера стандартов, в соответствии с которыми были изготовлены и приняты рельсы и номера заказа;

- сорт и тип рельсов;

- отпечатки или описание приемочных клейм и маркировки рельсов красками;

- число рельсов с указанием их длины и массы;

- номера вагонов;

- наименование и адрес получателя.

Черт. 41. Пример полной заводской маркировки новых рельсов первого сорта:

а - рельс изготовлен Кузнецким (К) металлургическим комбинатом в мае (V) 1990 г. (90) типа Р65, плавка А293, из обычной стандартной углеродистой стали, с закалкой концов (белая полоса краской на головке), по содержанию углерода "твердый" (желтая окраска подошвы на конце), стрелкой обозначен головной конец; б - рельс изготовлен заводом "Азовсталь" (А) в марте 1990 г. (III 90) типа Р75, плавка П356, закаленный по всей длине (зеленая полоса на шейке и зеленая окантовка торца); в - рельс изготовлен Нижнетагильским (Т) металлургическим комбинатом в сентябре 1989 г. (IX 89) типа Р50, плавка 751Я, закаленный по всей длине, по качеству закалки - первого класса (зеленая окантовка на торце); г - рельс изготовлен заводом им. Дзержинского (Д) в январе 1990 г. (I 90) типа Р50, плавка 153, закаленный по всей длине, по качеству закалки - второго класса (желтая окантовка на торце)

Таблица 11. Дополнительная маркировка рельсов

Эскиз	Описание маркировки
	Головка на торце, по контуру, обведена голубой (для рельсов I группы) или белой (для рельсов II группы) краской; выбит один керн - рельс первого сорта незакаленный
	Голубая или белая полоса сверху на головке рельса; вдавленная буква К на торце - рельс первого сорта с закаленными концами (на остальном протяжении рельс не закален)
	Головка на торце, по контуру, обведена светло-зеленой краской; на шейке на расстоянии около 1 м от торца также светло-зеленая полоса; вдавленная буква З на торце - рельс первого сорта, закален по всей длине по параметрам закалки первого класса
	Головка на торце, по контуру, обведена желтой краской; на расстоянии около 1 м от торца светло-зеленая полоса; буква З на торце - рельс первого сорта, закален по всей длине по параметрам закалки второго класса
	Головка по контуру обведена желтой краской; на шейке на расстоянии около 1 м от торца желтой краской написан шифр из одной буквы и цифр - рельс опытный, характеристика его дана в документах
	Один край подошвы окрашен голубой или белой краской - рельс имеет одинарное укорочение: 40 мм для 12,5-метровых и 80 мм для 25-метровых рельсов
	Оба края подошвы окрашены голубой или белой краской - рельс имеет двойное укорочение: 80 мм для 2,5-метровых и 160 мм для 25-метровых рельсов
	Верх подошвы на конце окрашен желтой краской - сталь, из которой изготовлен рельс, содержит углерод выше среднего процента по стандарту
	Подошва и половина шейки окрашены красной или зеленой краской и выбиты два керна - рельс второго сорта; при красной окраске - незакаленный, при зеленой - закаленный
	Весь торец рельса окрашен синей краской, на обоих торцах по три керна - рельс забракован, к укладке в пути МПС не пригоден

Основные требования к рельсам типов Р50, Р65 и Р75, термообработанных путем объемной закалки в масле по ГОСТ 18267-82 
(введен с 1 января 1984 г. взамен ГОСТ 18267-72)

1. Стандарт распространяется на железнодорожные рельсы типов Р50, Р65 и Р75, изготовленные из мартеновской высокоуглеродистой стали и подвергнутые термической обработке по всей длине путем объемной закалки их в масле с последующим печным отпуском.

2. Рельсы, предназначенные для термической обработки, должны соответствовать требованиям, предъявляемым к рельсам первого сорта, изготовляемым по ГОСТ 24182-80.

Допускается по согласованию между изготовителем и потребителем подвергать термической обработке рельсы второго сорта. Закаленные рельсы, переведенные во второй сорт по поверхностным дефектам, предназначены для укладки на путях, не принадлежащих МПС.

3. Твердость на поверхности катания головки закаленных рельсов должна быть в пределах НВ 341...388; твердость шейки и подошвы рельсов - не более НВ 388.

4. Макроструктура закаленного металла головки рельса должна представлять собой сорбит закалки.

Допускается наличие мелких разрозненных участков феррита.

5. Механические свойства закаленных рельсов должны соответствовать следующим:

Временное сопротивление, кгс/мм2 ........................................ ³120

Предел текучести, кгс/мм2 .............................................…….. ³81

Относительное удлинение, % ..........................................…… ³6

Относительное сужение, % ...........................................…….. ³25

Ударная вязкость при 20 °С, кгс м/см2 ................................... ³2,5

6. Пробный отрезок рельса должен выдерживать низкотемпературные испытания на удар под копром без излома и признаков разрушения.

7. При неудовлетворительных результатах повторных испытаний на удар под копром рельсы разрешается подвергать высокому отпуску на твердость НВ 255...302 и сдавать их по ГОСТ 24182-80 как незакаленные.

8. Маркировка рельсов должна соответствовать указанной на черт. 40, 41 и в табл. 11.

9. Рельсы должны сопровождаться документом, подписанным представителем предприятия-изготовителя и инспектором МПС, удостоверяющим соответствие их требованиям настоящего стандарта и содержащим:

- наименование предприятия-изготовителя;

- наименование продукции и способ термической обработки;

- тип, класс и группу рельсов;

- марку стали из которой рельсы изготовлены;

- обозначение настоящего стандарта;

- отпечатки или описание приемочных клейм, а также описание маркировки рельсов красками;

- число рельсов с указанием их длины и массы;

- наименование и адрес потребителя.

Маркировка рельсов

На каждом новом рельсе наносится маркировка на его шейке и на одном из торцов.

Маркировка подразделяется на постоянную, выполняемую во время прокатки и клеймением в горячем и холодном состоянии (см. черт. 40) и временную или дополнительную, выполняемую краской (см. табл. 11). Маркировка (см. черт. 41) необходима для правильной укладки рельсов в путь.

Старогодные рельсы также маркируются (черт. 42).

Черт. 42. Пример маркировки старогодных рельсов (светлой краской):

а - рельс I группы, годный для укладки в путь без ремонта; б - рельс II группы, подлежащий ремонту (II-P); в - рельс IV группы, не годный для укладки в путь (XXX)