Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của thép ray P43

Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của thép ray p43 là một trong những thông tin đầu vào quan trọng trong các dự án công trình cho biết được kích thước, độ dày, chiều dài và thành phần hóa học, đặc tính cơ lý và tiêu chuẩn sản xuất theo từng mác thép, quốc gia sản xuất. Từ đó chủ đầu tư có thể chọn đúng theo các tiêu chí về chịu lực và độ bền của sản phẩm cho dự án của mình một cách tiết kiệm thời gian nhất. Tại Asean Steel chúng tôi tự hào là đơn vị chuyên nhập khẩu và cung cấp thép ray các loại uy tín với nhiều năm hoạt động và phân phối mặt hàng thép hình chuyên dụng trên toàn quốc. Cam kết giá cả phải chăng, đúng kích thước, mác thép và các yêu cầu kỹ thuật khắt khe của dự án công trình.

Thông số kỹ thuật dành cho thép ray P43 cẩu trục và đường tàu

Tiêu chuẩn sản xuất thép ray P43

Thép ray P43 là loại ray đường sắt khổ hẹp 1000mm, dùng phổ biến cho đường sắt công nghiệp, mỏ cảng ở Việt Nam

1. Tiêu chuẩn sản xuất chính

Ở Việt Nam, thép ray P434 thường sản xuất theo các tiêu chuẩn sau:

• TCVN 1651-1:2018: Thép cốt bê tông- Phần 1: Thép vanh vằn. Ít dùng cho ray, chủ yếu tham khảo về mác thép
• TCVN 8786:2011: Ray thép dùng cho đường sắt. Đây là tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam quy định về yêu cầu kỹ thuật, kích thước, dung sai, phương pháp thử cho ray P43
• U71Mn: Mác thép phổ biến cho ray P43 theo tiêu chuẩn Trung Quốc GB 2585. Tương đương với mác thép có hàm lượng C 0.65-0.77%, Mn 0.70-1.20%
• AREMA/AREMA 2003: Một số nhà máy sản xuất theo tiêu chuẩn Mỹ cho xuất khẩu
• BS 11:1985: Tiêu chuẩn Anh cho ray 43 kg/m

2. Yêu cầu kỹ thuật cơ bản theo TCVN 8786:2011

• Mác thép: Thường dùng U71Mn, U75V, R260, R350HT

Thành phần hóa học:

• C: 0.65-0.82%
• Mn: 0.70-1.20%
• Si:0.15-0.58%
• P,S ≤ 0.035%

Cơ tính:

• Giới hạn bền kéo: ≥ 880 MPa
• Độ giãn dài: ≥9%
• Độ cứng bề mặt lăn: 260-300 HB

Kích thước ray P43:

• Khối lượng danh nghĩa: 43.47 kg/m
• Chiều cao ray: 140 mm
• Chiều rộng đế ray: 114mm
• Chiều rộng mặt lăn: 67 mm
• Chiều dài tiêu chuẩn: 12.5m, 25m. Có thể cắt theo yêu cầu

3. Quy trình sản xuất thép ray P434 được diễn ra như thế nào

Quy trình sản xuất thép ray P43 gồm 6 công đoạn chính, từ luyện thép đến thành phẩm ray 43kg/m

1.Luyện thép và đúc phôi

Luyện thép: Dùng lò điện hồ quang EAF hoặc lò thổi oxy BOF để nấu thép mác U71Mn, U75V, R260. Mục tiêu đạt thành phần hóa học chuẩn: C: 0.65-0.82%, Mn: 0.7-1.2%, Si: 0,15-0,58%, P+S: <0.035%

Tinh luyện ngoài lò: Khử khí, khử lưu huỳnh, điều chỉnh thành phần để thép sạch, ít tạp chất

Đúc phôi liên tục: Đúc thành phôi bloom tiết diện 280×380 mm hoặc 320x420mm. Phôi được làm nguội chậm để tránh nứt

2. Gia nhiệt phôi

Phôi được đưa vào lò gia nhiệt đẩy hợac lò đi bộ, nung ở 1200-1250°C để đạt độ dẻo cần thiết cho cán. Thời gian nung khoảng 2–3 giờ, kiểm soát chặt chẽ để tránh cháy bề mặt và quá nhiệt

3. Cán tạo hình ray

• Cán phá: Phôi qua 5-7 giá cán phá để giảm tiết diện và tạo hình thô
• Cán tinh: Qua 3-5 giá cán tinh có khuôn hình chữ I để đạt đúng profile Ray P43. Nhiệt độ cán cuối khoảng 900-950°C
• Cán xong, ray ra khỏi máy cán dài 75-100m, nhiệt độ ~850°C

4. Nhiệt luyện và làm nguội có kiểm soát

Đây là bước quyết định độ cứng mặt lăn:

• Làm nguội tăng tốc: Dòng hệ thống phun khí + nước làm nguội phần đầu ray từ 850°C xuống 500°C với tốc độ 1-3 độ C/s. Phần thân và đế làm nguội chậm hơn
• Mục tiêu: Tạo lớp mactenxit/bainit mịn ở mặt lăn, đạt độ cứng 260-300 Hb, trong khi lõi vẫn giữ độ dẻo, tránh nứt giòn

5. Nắn thẳng, cắt, kiểm tra

• Nắn thẳng: Ray qua máy nắn nóng và nắn nguội 7-9 trục để độ thẳng ≤ 1mm/m
• Cắt chiều dài: Cắt bằng cưa nóng thành 12.5m, 25m hoặc theo yêu cầu
• Kiểm tra chất lượng:

Siêu âm UT: Dò khuyết tật bên trong

Kiểm tra từ tính MPI: Tìm nứt bề mặt

Đo độ cứng, kéo, va đập , thành phần hóa học

Kiểm tra kích thước, dung sai theo TCVN 8786: 2011

6. Hoàn thiện và xuất xưởng

• Mài đầu ray, khoan lỗ bắt cá nếu yêu cầu
• Sơn chốn gỉ 2 đầu ray
• Phun ký hiệu mác thép, lô, ngày sản xuất
• Bó thành bó 4-6 thanh, đóng gói và vận chuyển

4 lưu ý khi mua

Kiểm tra CQ, CQ. Ray dùng cho đường sắt quốc gia phải đạt TCVN 8786:2011 và được Cục đăng kiểm Vn Chứng nhận

Cách bảo quản thép ray P43

Thép ray P43 là thép hợp kim có hàm lượng carbon cao nên rất dễ gỉ nếu bảo quản sai. Mục tieu là giữ khô, tránh ẩm và tránh va đập làm mẻ đầu ray

1. Lưu kho bãi đúng cách

• Kê cao cách đất: Dùng tà vẹt gỗ hoặc kê sắt cao tổi thiểu 20-30cm. Không để tay tiếp xúc trực tiếp với đất nền ẩm
• Có mái che: Kho bãi phải có mái che, thoát nước tốt. Nếu để ngoài trời thì phải phủ bạt chống thấm toàn bộ bó ray
• Thoáng khí: Để khoảng cách giữa các bó ray 50-100cm để không khí lưu thông, tránh đọng nước

2. Chống gỉ bề mặt

• Sơn đầu ray: Nhà máy thường sơn chống gỉ 2 đầu ray. Khi bảo quản dài hạn > 6 tháng, nên quét lại sơn chống gỉ toàn bộ thân ray bằng sơn alkyd hoặc sơn giàu kẽm.
• Phủ dầu chống gỉ: Với ray để lâu, có thể quét 1 lớp dầu mỡ công nghiệp mỏng lên mặt lăn và bụng ray
• Không dùng hóa chất ăn mòn

3. Xếp dỡ và sắp xếp

• Không xếp quá cao: Tối đa 3-4 lớp bó ray.Xếp cao dễ gây cong vênh, móp đầu ray
• Phân loại theo lô: Ghi rõ mác thép, lô sản xuất, ngày nhập. Ưu tiên xuất kho theo nguyên tắc FIFO.

4. Kiểm tra định kỳ

• Kiểm tra 1-2 tháng/lần: Xem có điểm gỉ đỏ, đọng nước, bạt rách không
• Nếu phát hiện gỉ bề mặt nhẹ: Dùng bàn chải sắt + dầu chống gỉ xử lý ngay. Gỉ nặng ăn sâu thì phải loại bỏ

5. Lưu ý quan trọng

• Ray p43 để ngoài trời không che chắn quá 3 tháng sẽ bắt đầu gỉ đỏ, mất 0.1-0.3mm bề mặt/năm. Với ray dùng cho đường sắt tốc độ cao thì không được chấp nhận
• Tránh bảo quản ray ở nơi có dòng điện rò, gần đường hàn điện. Dòng điện lạc sẽ gây ăn mòn điện hóa rất nhanh

Tóm lại: Khô+ Kê cao+ Có mái che+ Sơn chống gỉ là 4 nguyên tắc sống còn. Làm đúng thì ray P43 để 2-3 năm vẫn đạt tiêu chuẩn lắp đặt

Ưu và nhược điểm của thép ray P43

Thép ray P43 là ray 43 kg/m, khổ hẹp 1000mm, dùng nhiều cho đường sắt công nghiệp, mỏ, cảng ở VN. Ưu nhược điểm của nó như sau:

Ưu điểm

1. Chịu tải tốt với khổ hẹp

Với trọng lượng 43.47 kg/m, P43 chịu được tải trục 12-15 tấn/trục. Phù hợp cho tàu hàng, đầu máy diesel công suất trung bình chạy trong mỏ, cảng, nhà máy

2. Giá thành rẻ hơn ray nặng

So với ray P50,P60,P43 nhẹ hơn 15-30%, chi phí vật tư + vận chuyển + thi công thấp hơn đáng kể. Đây là lý do nó phổ biến cho đường sắt nội bộ.

3. Gia công, lắp đặt dễ

Ray nhẹ nên bốc xếp, vận chuyển , uốn cong tại công trường dễ hơn. Thi công thủ công ở vùng mỏ, vùng núi vẫn làm được

4. Tuổi thọ ổn trong điều kiện phù hợp

Nếu dùng mác thép U71Mn, nhiệt luyện đúng chuẩn, ray P43 chạy được 15-25 năm với tần suất 2-5 đoàn tàu/ngày. Mặt lan đạt 360-300 HB nên chống mài mòn tốt

5. Phụ kiện đồng bộ sẵn có

Cá nối, tà vẹt, bu lông cho ray P43 phổ biến trên thị trường VN, dễ thay thế

Nhược điểm

1. Không chịu được tải nặng và tốc độ cao

P43 chỉ dùng cho đường sắt < 60 km/h, tải trục <15 tấn.  Nếu cho tàu nặng 20-25 tấn/trục chạy liên tuc, ray sẽ nhanh mòn, nứt mặt lăn, cong vênh

2. Dễ mài mòn khi bán kinh cong nhỏ

Ở đường cong R<200m, mặt trong ray P43 mòn rất nhanh do lực ngang lớn. Tuổi thọ có thể giảm còn 5-8 năm

3. Dễ gỉ nếu bảo quản kém

Hàm lượng carbon cao nên để ngoài trời 3-6 tháng không che chắn là gỉ đỏ. Phải bảo quản kỹ như mình nói ở trên

4.Độ ổn định hình học kém hơn ray nặng

Tiết diện nhỏ nên khi nhiệt độ thay đổi 40-50 độC, ray dễ giản nở, cong vênh, gây xô đường. Phải có khe có giãn và kiểm tra thường xuyên

5. Khó nâng cấp

Nếu sau này muốn tăng tải, tăng tốc, thì phải thay toàn bộ ray. Không thể tận dụng lại như một số hệ thống dùng ray nặng

Trong ngành công nghiệp, thép ray P43 được phân loại theo 4 tiêu chí chính để chọn đúng loại cho từng điều kiện làm việc:

1. Phân loại theo mác thép/cơ tính

Đây là cách phân loại quan trọng nhất vì quyết định độ bền, độ cứng, tuổi thọ ray

Ở VN, 95% ray P43 nhập về là mác U71M của Trung Quốc, Ấn Độ

2. Phân loại  theo phương pháp nhiệt luyện

• Ray cán nóng thường: Không nhiệt luyện, độ cứng thấp, giá rẻ,dùng cho đường tạm, đường mỏ lộ thiên tải nhẹ
• Ray nhiệt luyện toàn bộ: Làm nguội có kiểm soát toàn bộ tiết diện, độ bền cao, dùng cho đường chính
• Ray nhiệt luyện đầu ray: Chỉ làm cứng phần mặt lăn 10-15mm, lõi vẫn dẻo. Chống mài mòn tốt, ít nứt. Loại này đắt hơn 20-30%

3. Phân loại theo chiều dài cây ray

• Ray ngắn 12.5m: Dễ vận chuyển, lắp đặt thủ công, phổ biến ở đường sắt mỏ, đường tạm
• Ray dài 25m: Giảm số mối nối, tàu chạy êm hơn, dùng cho đường chính
• Ray hàn liền 50-100m: hàn Flash butt tại nhà máy, gần như không có mối nối, dùng cho đường yêu cầu độ êm cao

4. Phân loại theo tiêu chuẩn sản xuất

• TCVN 8786:2011: Tiêu chuẩn VN, tương đương UIC 860
• GB 2585-2007: Tiêu chuẩn Trung Quốc, phổ biến ít nhất trên thị trường VN
• AREMA/AREMA 2003: Tiêu chuẩn Mỹ, ít dùng cho P43
• BS 11: 1985: Tiêu chuẩn Anh, ray 43 kg/m theo profile BS

Cách chọn nhanh trong thực tế

• Đường mỏ lộ thiên , tải 10-12 tấn/trục: Chọn P43 U71Mn cán nóng thường, 12.5m/cây
• Đường cảng, tải 13-15 tấn, nhiều đường cong: Chọn P43 U75V nhiệt luyện đầu ray, 25m/cây
• Đường nội bộ nhà máy, chạy chậm, ít vốn: Chọn P43 U71Mn cũ tái chế, kiểm tra siêu âm đạt là dùng được