السكك الحديدية ليست مجرد عوارض فولاذية، بل إنّها منتج تقني عالي الجودة ومعقد؛ نظراً لأنّ ليس كل نوع من الفولاذ متماثل، فالسكك الحديدية مصنوعة في الغالب من الفولاذ، للسكك الفولاذية تركيبة محددة من المكونات المختلفة لجعل السكك متينة، يمكن أن تؤثر كميات بعض المواد المضافة على الخصائص بشكل كبير، حيث تم وضع الكثير من البحث والمعرفة الصناعية في تطوير السكك.
السكك الحديدية:
تعتبر السكك الحديدية التي نطلق عليها أيضاً القضبان أو المسارات عنصر مهم في نظام السكك الحديدية، يتم استخدام السكك الحديدية الصلب مع المشتركة السكك الحديدية السحابات والسكك الحديدية مثل كليب السكك الحديدية.
هناك شيء واحد تشترك فيه جميع السكك الحديدية الفولاذية، إنّها مصنوعة من الفولاذ المدلفن حتى عندما تختلف تركيبة الفولاذ ولم يكن هذا هو الحال دائماً، في الأيام الأولى للسكك الحديدية كانت القضبان مصنوعة من الحديد الزهر، مما أدى إلى كسر القضبان وأضرار أخرى.
يمكن تفسير أهمية السكك باعتبارها أنواع خاصة من الكمرات الفولاذية بوظائفها الرئيسية، تعمل السكك على بناء السطح لتعمل عليه مركبات السكك الحديدية، في الجزء السفلي من السكة تنقل قدم السكة التحميل وتوزع الحمولة على سطح أكبر، يمكن لقوى هائلة أن تعمل في جميع الأبعاد، كلاهما في نقل البضائع بأحمال المحور العالية، وفي حركة القطارات عالية السرعة بأحمال ديناميكية للغاية.
تعمل القوى الرأسية الشديدة عندما يدور قطار حول منحنى، حتى اليوم تحتوي بعض أنظمة الترام على منحنيات يقل نصف قطرها عن 15 متر ويمكن العثور على منحنيات في قطاع السكك الحديدية بنصف قطر صغير يصل إلى 300 متر، تعتبر مقاومة التآكل والعمر الطويل للسكك ذات أهمية كبيرة؛ لأن السكك يجب ألا تنكسر أو تكون طرية للغاية.
على الرغم من مساحة التلامس الدنيا نسبياً للعجلات على سطح الجري للسكك، يجب الحصول على اتصال احتكاك دون ترك أي آثار في الهيكل والأسطح، يجب أن يكون من الممكن طحن السطح الجاري أو تسويته أو طحنه للسماح بإعادة التشكيل في عدة مناسبات، كما يجب توفير لحامات تراكم عند الاقتضاء بالنسبة لخطوط الترام يجب أن تكون السكك المنحنية مثنية مسبقاً.
كيفية تصنيع السكك الحديدية:
عملية تصنيع السكك الحديدية بسيطة والأهم هو درفلة الفولاذ، بعد اختيار قضيب الصلب المناسب، فإنّ الخطوة التالية هي درفلة الفولاذ، لاعتماد ازدهار الصب المستمر لتحسين البنية الكلية لصلب البليت يجب استخدم تقنية التفريغ الفراغي وتقنية التكرير الثانوية لضمان الجودة الداخلية لصلب البليت، يمكن لهذه التقنية التحكّم في العنصر المتبقي ومحتوى الغاز وضمان نقاء الفولاذ.
من الضروري أولاً لجعل الحديد الخام لهذا الغرض، يتم تسخين خام الحديد مع الجير وفحم الكوك تحت إمداد مستمر من الهواء النقي في فرن الصهر إلى أكثر من 1500 درجة مئوية، والنتيجة هي منتجات الحديد الخام والخبث، الحديد الزهر غير مناسب كمواد بناء ولكنه مادة البداية لإنتاج الفولاذ، لا يزال يجب نزع الكبريت منه ويتم إنتاج الصلب في خطوة ثانية من خلال ما يسمى بعملية التكرير بالأكسجين النقي.
يتم تقليل محتوى الكربون من حوالي 4٪ إلى 1.5٪ كحد أقصى وتحدد المواد المضافة الأخرى خصائص المواد اللاحقة، الصلب في السكك الحديدية الذي يتم تصنيعه بهذه الطريقة يتكون من خليط معقد من عناصر كيميائية مختلفة، تتم إضافة بعضها ويتم إزالة المواد الأخرى خاصة تلك التي تجعلها أكثر هشاشة بأمان من خلال عملية التكرير.
يتم بعد ذلك ترسيب منتجات الحديد غير المرغوب فيها والتي لها صلة خاصة بالأكسجين كخبث، تم تقديم إجراء نفخ الأكسجين وهو أمر طبيعي اليوم في عام 1949 وهي طريقة اقتصادية للغاية لصنع فولاذ عالي الجودة ومنخفض التلوث، إنّ إضافة نسبة كبيرة من الخردة المعدنية إلى صهر الفولاذ أمر شائع أيضاً، تضمن عملية الإنتاج بأكملها مادة نقية ومتجانسة ذات خصائص محددة بدقة.
يتم صب الفولاذ المصهور في قوالب أو في عربات مغرفة خاصة، بينما لا يزال سائلاً بحيث يمكن نقله لمزيد من المعالجة، بالنسبة للسكك من عملية الدرفلة على الساخن قد يشمل ذلك 20 عملية درفلة حتى يتم تحقيق المظهر الجانبي المطلوب، يمكن درفلة فولاذ السكك الحديدية عند درجة حرارة حوالي 1250 درجة مئوية، يجب الاحتفاظ بدرجة الحرارة هذه أثناء عملية الدرفلة من أجل تحقيق بنية متجانسة.
يمكن قراءة الملف الشخصي وطاحونة الدرفلة وسنة الإنتاج على شبكة السكك الحديدية على أنّها علامات درفلة مرتفعة والتي لها تقاليد عريقة، يبلغ الطول القياسي للسكك المدرفلة الجاهزة الآن 120 متر، أطوال 180 وحتى 360 م ممكنة أيضاً، يجب تبريد السكة المدرفلة النهائية بطريقة محكمة بعد عملية الدرفلة لتجنب إتلاف الضغوط الداخلية والهيكل الخشن، مع ذلك مسموح به.
سيتم تصحيحه باستخدام مكواة فرد الأسطوانة عند حوالي 50 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك يُنصح بإجراء اختبار بالموجات فوق الصوتية لاكتشاف أي أخطاء في الإنتاج، وإلا فإن الفراغات والتجاويف في المادة قد يكون لها عواقب غير متوقعة في حالة فشل السكة في وقت لاحق. يحمي الجلد المدلفن الناتج عن عملية الإنتاج السكة بشكل كامل. على سطح التشغيل يتم التخلص منه فقط بعد التثبيت في الغالب عن طريق الطحن.
تحظى الدرفلة العالمية بشعبية كبيرة بين العالم، وهي أفضل تقنية لإنتاج السكك الحديدية الفولاذية، إنّ نظام الدرفلة العام مغرم بزوج من الأسطوانة الأفقية النشطة وزوج من الأسطوانة الأفقية السلبية، هذه الأربع لفات تعمل على نفس المستوى، تقوم الأسطوانة المسطحة بمعالجة شبكة السكك الحديدية، كما تقوم الأسطوانة العمودية والبكرة المسطحة بمعالجة حواف السكة الحديدية وحواف السكة معاً.
يتم تثبيت شعاع التوجيه لمطحنة الدرفلة مباشرة على مقعد المحمل، والذي يمكن أن يتحرك كنظام كامل وعملية الدرفلة هي أتمتة كاملة، إذ أن التسخين أفضل لتحسين الخاصية الميكانيكية بشكل كبير، أكثر تقنيات التسخين شيوعاً هي التبريد والمعالجة الحرارية والتبريد البطيء، وفي الوقت نفسه استخدم فرن العارضة المتحركة لتسخين الفولاذ الخام الذي يمكنه التحكم في تجزئة الغاز ومنع نزع الكربنة ودرجة الحرارة غير المتكافئة.
من خلال مركز فحص الجودة يجب استخدام الموجات فوق الصوتية والدوامة والليزر لفحص الجودة الداخلية للفولاذ وجودة سطح السكك الحديدية وأبعاد مسار السكك الحديدية، من الشائع أن تستخدم آلة الكربيد لحفر ومعالجة رأس السكة بحيث يمكن الحصول على دقة عالية، مع تطور المجتمع أصبحت السكك الحديدية عالية السرعة والسكك الحديدية ذات الحمولة الثقيلة وأنظمة التحكّم الأوتوماتيكية للسكك الحديدية من المجالات السائدة.
