Удосконалення організації роботи при застосуванні алюмотермічного зварювання

Abstract

При побудові безстикової залізничної колії однією із робіт є зварювання кінців рейок. Зварювання рейок виконується різним способами. Сучасною технологією зварювання рейок є алюмотермічне зварювання [1–5]. Зварювання даного виду проводиться за допомогою хімічної реакції між сумішю алюмінію з оксидом заліза [4]. Даний спосіб зварювання рейок є технічно простим та не вимагає значних енергетичних витрат та працевитрат. При проведені алюмотермічного зварювання рейок у польових умовах не потрібно виконувати довгострокове закриття перегону, у порівнянні із застосування електроконтактного зварювання. Відомо, що зварний стик, отриманий алюмотермічним зварюванням має механічні властивості, що є близькими до основного матеріалу рейки [5]. При цьому виду зварювання рейок забезпечується довговічне високоякісне з’єднання рейок. Крім цього мінімізуються нерівності у конструкції колії, що забезпечує зниження динамічних ударних навантажень при русі рухомого складу залізниці, у результаті чого підвищується термін служби рейок. Враховуючи переваги алюмотермічного зварювання над іншими видами зварювання у кваліфікаційній роботі проводиться дослідження, щодо удосконалення організації роботи при застосуванні алюмотермічного зварювання в умовах Львівської залізниці. Об’єкт дослідження – залізнична колія із рейками типу Р65. Предмет дослідження – організація робіт при алюмотермічному зварюванню рейок. 6 Мета дослідження – провести дослідження, щодо удосконалення організації роботи при застосуванні алюмотермічного зварювання рейок залізничної колії. Для досягнення зазначеної мети у кваліфікаційній роботі виконано такі завдання досліджень: -проведено аналіз технології алюмотермічного зварювання рейок залізничної колії; -розроблено технологічний процес організації алюмотермічного зварювання в умовах Львівської залізниці; -запропоновано методи удосконалення організації робіт при алюмотермічному зварюванні рейок; -розроблено заходи із охорони праці при проведенні алюмотермічного зварювання рейок залізничної колії в експлуатаційних умовах залізниці. Виконано аналіз технології алюмотермічного зварювання рейок залізничної колії. Встановлено, що алюмотермічне зварювання має ряд переваг у порівнянні із існуючими традиційними технологіями зварювання. У першому розділі кваліфікаційної роботи розроблено технологічний процес організації робіт при алюмотермічному зварюванні кінців рейок на ділянці колії В-Г Львівської залізниці. Встановлено, що алюмотермічне зварювання рейок виконується за такою послідовністю організації робіт: підготовчі роботи, установлення форм, попередній підігрів рейок, заливка термітного складу, охолодження, обрубування та шліфування зварного шва рейок. У другому розділі запропоновано способи удосконалення робіт при алюмотермічному зварюванні рейок, методом застосування потокової організації робіт, що призводить до зменшення працевитрат та часу на зварювання стиків рейок. У третьому розділі наведено вимоги безпеки [6] та заходи із охорони праці, відповідно до [7–9], при виконанні робіт із алюмотермічного зварювання рейок залізничної колії. Встановлено, що при алюмотермічному зварюванні рейок 7 виникають небезпечні та шкідливі виробничі фактори впливу на працівників при виконанні зварювання. Розроблено схему огородження місця виконання робіт відповідно до Інструкції із забезпечення безпеки руху поїздів при виконанні колійних робіт на залізницях України [6].One of the operations in the construction of a continuous welded railway track is the welding of rail ends. Rail welding can be performed using various methods. A modern rail welding technique is aluminothermic (thermite) welding [1–5]. This type of welding is carried out through a chemical reaction between a mixture of aluminum and iron oxide [4]. This method is technically simple and does not require significant energy or labor costs. Unlike flash-butt welding, aluminothermic welding does not require long-term closure of the railway section when performed in field conditions. It is known that the welded joint obtained through aluminothermic welding possesses mechanical properties similar to those of the base rail material [5]. This welding method ensures a durable and high-quality rail connection. In addition, irregularities in the track structure are minimized, which reduces dynamic impact loads during train movement and thereby increases the service life of the rails. Considering the advantages of aluminothermic welding over other welding methods, this qualification project explores ways to improve the organization of work when using aluminothermic welding under the conditions of the Lviv Railway. Object of research: Railway track with R65-type rails. Subject of research: Organization of work during aluminothermic rail welding. 8 Purpose of the research: To investigate and improve the organization of aluminothermic welding processes on railway tracks. To achieve this goal, the qualification project includes the following tasks: -Analysis of the aluminothermic rail welding technology; -Development of a technological process for organizing aluminothermic welding on the Lviv Railway; -Proposals for improving work organization during aluminothermic rail welding; -Development of occupational safety measures for aluminothermic rail welding under operational railway conditions. An in-depth analysis of the aluminothermic rail welding technology was conducted. It was established that aluminothermic welding has several advantages over traditional welding technologies. In the first chapter, a technological process was developed for organizing the work during aluminothermic welding of rail ends along the V-H section of the Lviv Railway. The process follows this sequence: preparatory work, formwork installation, preheating of rail ends, pouring the thermite composition, cooling, chipping and grinding of the weld seam. The second chapter proposes ways to improve the aluminothermic welding process by implementing a flow-based work organization, which helps reduce labor intensity and time required for welding rail joints. The third chapter outlines the safety requirements [6] and occupational health and safety measures, in accordance with [7–9], during aluminothermic welding of railway rails. It was determined that aluminothermic welding exposes workers to hazardous and harmful production factors. A safety zone diagram for the work area was developed according to the Instructions on Ensuring Train Traffic Safety during Track Work on the Railways of Ukraine [6].