Охлаждение рельсов: как избежать «горячей сердцевины» для точного закрепления в летний период

Предметом исследования является проблема возникновения «горячей сердцевины» при интенсивном охлаждении железнодорожных рельсов, что является критически важным при подготовке рельсов к закреплению в летний период. В работе выполнено научное обоснование предложенных методов минимизации явления «горячей сердцевины» и методы минимизации данного явления для обеспечения равномерного температурного поля по сечению рельса. Методология исследования включает в себя анализ влияния ограниченной теплопроводности стали на формирование температурного градиента и его негативное воздействие на геометрию рельса, внутренние напряжения и точность закрепления. В ходе работы предложены и обоснованы методы снижения эффекта «горячей сердцевины», включающие в себя управление режимами охлаждения (каскадное и поэтапное снижение интенсивности), расширение зон активного теплоотвода путем многостороннего охлаждения, а также применение комплексного численного моделирования. Результаты исследований показывают, что каскадное охлаждение с паузами позволяет эффективно перераспределить тепло из сердцевины к поверхности, значительно снижая температурные градиенты по сечению рельса, что подтверждается результатами численного моделирования. Поэтапное снижение интенсивности охлаждения предотвращает чрезмерные градиенты на поздних стадиях охлаждения. Комплексное численное моделирование позволяет не только прогнозировать деформации и напряжения, но и визуализировать оптимальные температурные поля, оптимизируя параметры охлаждения для достижения равномерной температуры закрепления. Предложенные методы обеспечивают стабильность и долговечность бесстыкового пути. Эффективное управление внешним теплообменом является ключевым для решения проблемы «горячей сердцевины». Внедрение предложенных стратегий позволяет минимизировать температурные градиенты, снизить риск внутренних дефектов и повысить точность закрепления рельсов, что напрямую влияет на их эксплуатационную прочность и безопасность.