Безстиковий або «оксамитовий» шлях на сьогодні вважається найбільш прогресивною конструкцією на залізничному транспорті в усьому світі. Його головна перевага – зниження зносу коліс і верхньої будови колії, яке відбувається через стики між рейками в традиційних системах.

На даний час існує кілька технологій зварювання рейок
На даний час існує кілька технологій зварювання рейок

Крім відсутності стуку коліс, він також дозволяє підвищити швидкість руху і комфорт для пасажирів. Україна – одна з передових країн із впровадження даної технології.

Основна перевага «оксамитового» шляху – повна (або майже повна) ліквідація стиків, які є причиною додаткових ударних динамічних впливів коліс на рейки. Стики призводять до швидкого накопичення дефектів у рейках і колесах, і в кінцевому результаті – до передчасного зносу коліс рухомого складу і розладу колії.

Як зазначається в журналі «Наука та інновації», ліквідація стиків «веде до значного зниження динамічних сил взаємодії, зниження опору руху поїздів (в середньому на 10%), підвищення термінів служби елементів верхньої будови колії (від 10 до 25%), скорочення витрат на ремонт колії та рухомого складу (до 35%), економії металу на стикові з’єднання (5–7 т на 1 км)».

Зварне зєднання оксамитової колії
Зварне зєднання оксамитової колії

Вважається, що перша зварна колія була використана в Німеччині у 1924 році. Одними з передових також були залізниці США та СРСР. Звичайним явищем на магістральних лініях «оксамитова» колія стала в 1950 – 1960-х роках. До 1990-го її протяжність в масштабах пострадянських держав становила 29% мережі (55,5 тис. км).

Зараз частка зросла і процес переведення колій зі звичайних на «оксамитові» активно триває. Зокрема, на Байкало-Амурській магістралі (БАМ) і Транссибі в Росії. Така колія укладалася недавно при перепрошивці залізниці на острові Сахалін на колію 1520 мм. Цікаво також, що на Східно-Сибірській магістралі «РЖД» широко застосовувала для укладання в «оксамитовий» шлях рейки японського виробництва.

Україна завжди була однією з передових щодо впровадження цієї прогресивної технології. У 1995 році таких колій в нашій країні було 14,5 тис. км, або 46,7%. До 2010-го протяжність зросла до 20 тис. км, і їхня частка становила 67%.

Дана конструкція, зокрема, дозволила запустити рух прискорених пасажирських поїздів до Євро-2012. Їхня швидкість на деяких ділянках склала 160 км/год.

У 2000-х роках українські наука, промисловість і залізниця зробили великий стрибок в плані розвитку технології безстикової колії. Варто зазначити, що одне з українських підприємств – Каховський завод електрозварювального устаткування ( «КЗЕСО») – вийшов на позиції світового лідера у виробництві машин для облаштування «оксамитової» колії.

Мобільний рейкозварювальний комплекс українського виробництва
Мобільний рейкозварювальний комплекс українського виробництва

Вироблене в Україні обладнання знайшло застосування в 78 країнах, в тому числі, таких залізничних державах, як США, Китай, Індія, Австралія, а також в країнах Європейського Союзу та СНД. На експорт було поставлено понад 2 тис. машин. Українські виробники займали 60% всього світового парку стаціонарних і 95% пересувних рейкозварювальних машин. Активну участь в розробках брав Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона Національної академії наук України.

Робота триває і сьогодні. До 2020 року зварні рейки вже встановлено на 78,1% головних колій, тобто на 20 тис. 856 км. У 2021-му планується замінити ще майже 350 км ланкових колій на безстикові.

Торік «КЗЕСО» поставило Укрзалізниці чотири нових рейкозварювальних комплекси КСМ007. Вони побудовані на базі вантажних автомобілів Volvo, здатних також пересуватися по рейках.

Потяг із попередньо звареними рейками в США
Потяг із попередньо звареними рейками в США

У США технологія безперервних зварних рейок отримала назву CWR (Continuous Welded Rail). Іноді такі рейки ще називають «стрічковими».

Полягає технологія в тому, що рейки стандартної довжини зварюють до стану безперервної конструкції, довжина якої може сягати декількох кілометрів.

Не дивлячись на те, що безстикові колії характеризуються меншими витратами на обслуговування, головна проблема їхньої експлуатації пов’язана з температурними розширеннями. Це загрожує викидами колії. Питання вирішується шляхом застосування вставок або зрівняльних прольотів зі звичайних рейок, а також пильним моніторингом стану колії в найбільш спекотні літні дні.

У Німеччині також є досвід фарбування рейок в білий колір для меншого їх нагрівання.

У Німеччині також є досвід фарбування рейок в білий колір для меншого їх нагрівання
У Німеччині також є досвід фарбування рейок в білий колір для меншого їх нагрівання

Обмежувати застосування суцільнозварних рейок можуть і криві малого радіуса.

Підвищити швидкість на безстикових магістралях дозволяють вдосконалені стрілочні переводи, які забезпечують швидкість руху до 160–200 км/год замість 120 км/год. Подібні комплекти випускаються на АТ «Дніпропетровський стрілочний завод» . Станом на початок 2021 року було виготовлено і встановлено в діючу колію понад 800 комплектів таких стрілочних переводів.

Cучасні технології у металургії дозволяють виготовляти рейки значно більшої довжини
Cучасні технології у металургії дозволяють виготовляти рейки значно більшої довжини

Альтернативною технологією, яка може доповнювати зварювання, є застосування більш довгих рейок, ніж передбачено стандартною конструкцією (в Україні стандарт – до 25 м).

Наприклад, рейки довжиною 108 м випускає на заводі у Франції компанія TataSteel. За інформацією виробника, вони мають посилену міцність і встановлюються на деякі лінії в гірських районах Німеччини, Швейцарії та країнах Скандинавії. Серед рекордсменів також Voestalpine (120 м, Австрія) і Jindal Steel (121 м, Індія). Збільшити довжину рейок прагне й українське підприємство «Азовсталь».

Тарас Рейка

Залізничний журнал “Railway Supply”

По темі:

RWS Маркет: Елементи електрообігріву стрілочних переводів

Дізнавайтесь першими найсвіжіші новини залізничної галузі в Україні та світі на нашій сторінці в Facebook, каналі в Telegram, долучайтесь до групи Ukraine: Railway Supply, читайте журнал Railway Supply онлайн.