Conocimiento sobre la investigación y aplicación de nuevos materiales para plataformas de vías férreas
¿Cuáles son las principales ventajas técnicas de las placas base de poliuretano microcelular bajo-rieles?
Las placas base de poliuretano microcelular adoptan una estructura molecular de red tridimensional, logrando una excelente resiliencia con una tasa de recuperación elástica mayor o igual al 95 % al optimizar la combinación de segmentos blandos y duros, superando con creces el 80 % de las placas base de caucho tradicionales. El material tiene una fuerte resistencia a la intemperie, mantiene un rendimiento estable en un entorno de -40 grados ~60 grados sin envejecimiento, endurecimiento o agrietamiento evidentes, y es adecuado para climas extremos en áreas alpinas y de alta-temperatura. Tiene una excelente estabilidad de rigidez, con un cambio de rigidez menor o igual al 5% después de un estrés a largo plazo-, evitando la disminución de la suavidad de la vía causada por la atenuación de la rigidez y garantizando una operación estable del tren. El diseño de la estructura de placa plana aumenta el área de contacto con las traviesas, aliviando el problema de las ranuras de desgaste en la superficie de soporte del riel de las traviesas y extendiendo la vida útil de las traviesas. Su vida útil puede alcanzar entre 12 y 15 años, más del doble que la de las placas base de caucho tradicionales, lo que reduce significativamente la frecuencia de reemplazo y los costos de mantenimiento.
¿Qué mejoras tienen las placas base de elastómero compuesto en comparación con las placas base de caucho tradicionales?
Las placas base de elastómero compuesto están compuestas de materiales reforzados con caucho y fibra-, con una resistencia a la tracción aumentada a más de 8 MPa, superando con creces los 3 MPa de las placas base de caucho tradicionales, y la resistencia al desgarro ha mejorado considerablemente. La resistencia al desgaste se optimiza significativamente, con una pérdida por desgaste menor o igual a 0,5 mm/1 millón de ciclos, mientras que las placas base de caucho tradicionales pueden alcanzar 1,2 mm, lo que reduce la pérdida de espesor después de un uso prolongado-. Tiene una mayor resistencia al aceite y a la corrosión, es capaz de resistir la erosión de las manchas de aceite y los medios químicos alrededor de la vía, y es adecuado para entornos especiales como túneles y zonas costeras. Tiene una excelente resistencia a la fatiga, sin grietas después de 5 millones de ciclos de vibración, mientras que las placas base de caucho tradicionales son propensas a dañarse alrededor de 3 millones de ciclos. Es un 15 % más ligero que las placas base de caucho tradicionales, lo que facilita el transporte y la instalación en el sitio sin reducir la capacidad de carga ni el efecto de absorción de impactos.
¿Cuáles son los escenarios aplicables para placas base de nuevo-tipo bajo-rieles?
Las placas base de poliuretano microcelular son adecuadas para ferrocarriles de transporte pesado-, ya que pueden absorber eficazmente grandes-cargas de impacto de tráfico, reducir el riesgo de ondulación del riel y de aflojamiento de los sujetadores, y se han utilizado ampliamente en líneas de transporte pesado-como Datong-Qinhuangdao Railway y Shuohuang Railway. Las placas base de elastómero compuesto son adecuadas para el transporte ferroviario urbano, ya que pueden mantener una elasticidad estable bajo vibraciones de alta-frecuencia, reducir el ruido de funcionamiento y mejorar el entorno de vida de los residentes a lo largo de la línea. Las placas base compuestas de caucho de silicona se prefieren para áreas de alta-temperatura, con una excelente resistencia a altas-temperaturas y no se ablandan ni se deforman en ambientes superiores a 60 grados, adecuadas para líneas en desiertos y áreas tropicales. Para zonas alpinas se pueden seleccionar placas base de poliuretano modificado; después de agregar anticongelante, la tenacidad a baja-temperatura mejora y se puede mantener una buena elasticidad a -40 grados para evitar fracturas frágiles. Las placas base microcelulares de baja-rigidez se utilizan para ferrocarriles de alta-velocidad, con una rigidez controlada de 20 a 30 kN/mm, lo que cumple con los estrictos requisitos de suavidad de los trenes de alta velocidad.
¿Qué requisitos especiales existen para la instalación de placas base de nuevo-tipo debajo-rieles?
Antes de la instalación, se debe inspeccionar la superficie de la placa base para asegurarse de que no haya defectos como burbujas y grietas. Para las placas base de poliuretano microcelular, se deben evitar objetos afilados que rayen la superficie para evitar daños a la estructura microcelular. La placa base debe estar completamente unida a la superficie de soporte del riel para dormir-; Al instalar placas base de elastómero compuesto, se debe reservar un espacio de 2 a 3 mm para la expansión y contracción térmica para evitar la deformación causada por los cambios de temperatura. Está prohibido golpear directamente la placa base con un martillo durante la instalación; Se debe usar un martillo de goma para golpearlo y nivelarlo para evitar daños a la estructura interna de la placa base. La superficie de la placa base en contacto con el riel debe mantenerse limpia, libre de impurezas como arena y manchas de aceite, para evitar afectar el efecto de absorción de impactos y la vida útil. Al instalar en líneas curvas, se deben seleccionar placas de base engrosadas (1-2 mm más gruesas que el lado interior) para el lado exterior para adaptarse al diseño de peralte de la línea y garantizar la suavidad de la superficie del riel.
¿Cómo detectar si la calidad de las nuevas placas base-de debajo de-rieles cumple con los estándares?
La prueba de tasa de recuperación elástica debe utilizar una máquina de prueba de presión, aplicando el 50% de la carga nominal durante 30 minutos, y se califica una tasa de recuperación elástica mayor o igual al 90%, mientras que las placas base de poliuretano microcelular requieren mayor o igual al 95%. La prueba de resistencia a la intemperie simula un entorno cíclico de -40 grados a 60 grados a través de una cámara de prueba de alta y baja temperatura, y no se califican grietas ni endurecimiento después de 100 ciclos. Las pruebas de rigidez deben realizarse dentro del rango de carga de 10 a 50 kN, con una fluctuación de rigidez menor o igual a ±10%, cumpliendo con el grado de rigidez diseñado. La resistencia al desgaste se prueba mediante un probador de abrasión Martindale y se califica una pérdida por desgaste inferior o igual a 0,8 mm/1 millón de ciclos, mientras que las placas base de elastómero compuesto requieren menos de 0,5 mm o igual. Las pruebas de rendimiento mecánico deben tomar muestras de pruebas de tracción, con una resistencia a la tracción mayor o igual a 6 MPa y un alargamiento a la rotura mayor o igual al 300%, asegurando que no haya daños durante la instalación y el uso.