Pourquoi l'appariement des notes est important et les différences mécaniques entre les notes
L'éclisse, également appelée éclisse, est boulonnée aux deux extrémités du rail au niveau d'un joint et transfère le moment de flexion et la force de cisaillement d'un rail à l'autre. Étant donné que le joint est le point le plus faible de la voie, l'éclisse doit supporter une part définie de la charge du rail, et cette part dépend directement du degré de résistance du matériau de l'éclisse. Si la pente est inférieure à la charge exigée, l'éclisse se déforme plastiquement, se fissure et finit par perdre sa retenue sur les extrémités du rail. C'est pourquoi le niveau de résistance du matériau de l'éclisse doit correspondre à la capacité portante du joint de rail.
Les deux qualités les plus couramment utilisées pour les éclisses diffèrent par leur limite d'élasticité, leur résistance à la traction, leur dureté et leur teneur en alliage. Ces différences déterminent la charge que l'assemblage peut supporter et la durée de vie de l'éclisse sous des charges de roue alternées.
| Propriété | 8.8 Note | 10.9 Note |
|---|---|---|
| Limite d'élasticité | Supérieur ou égal à 640MPa | Supérieur ou égal à 900MPa |
| Résistance à la traction | Supérieur ou égal à 800MPa | Supérieur ou égal à 1000MPa |
| Dureté Rockwell | Supérieur ou égal à HRC28 | Supérieur ou égal à HRC35 |
| Teneur en carbone | 0.25%-0.35% | 0.35%-0.45% |
| Teneur en chrome | Aucun spécifié | 1.0%-1.5% |
| Application typique | Rails GB 60kg/m sur lignes ordinaires | Transports lourds-et rails standards extérieurs |
| Capacité portante des articulations | Environ 80% du rail | Environ 90% du rail |
Faire correspondre la pente à la charge en ligne et à l'essieu
La qualité 8,8 est adaptée aux lignes à grande vitesse ordinaires- posées avec des rails GB 60 kg/m, où la capacité portante des joints atteint environ 80 % du rail et où la charge de trafic reste dans la plage élastique du matériau. Les rails de transport lourds standards externes-exigent la nuance 10,9 car la limite d'élasticité du rail est d'au moins 900 MPa, la charge par essieu est de 30 tonnes ou plus et la force de cisaillement au niveau du joint est environ 2,5 fois supérieure à celle des lignes rapides-ordinaires. La nuance 8,8 avec une limite d'élasticité de 640 MPa développe rapidement une déformation plastique sous cette force de cisaillement, l'adhérence entre l'éclisse et le rail est perdue et la concentration des contraintes devient sévère. La nuance 10,9, avec une limite d'élasticité environ 1,4 fois supérieure à celle de la nuance 8,8, maintient l'amplitude de contrainte des articulations dans les 70 % de la limite d'élasticité et offre environ deux fois la durée de vie en fatigue, ce qui garantit une stabilité à long terme sur les lignes de transport lourd.
Que se passe-t-il lorsque l'éclisse est plus faible que le rail
Lorsque la résistance de l’éclisse est inférieure à celle du rail, l’éclisse devient le maillon faible de l’assemblage. La contrainte se concentre sur l'éclisse tandis que la contrainte du rail est réduite, inversant le partage de charge prévu. Par exemple, si la résistance de l'éclisse est 20 % inférieure à celle du rail, l'amplitude de contrainte au niveau de l'éclisse peut atteindre 1,5 fois celle du rail, et des fissures de fatigue apparaissent précocement. La propagation des fissures entraîne la fracture de l'éclisse, le joint perd sa retenue, et un désalignement et un déplacement s'ensuivent. La concentration des contraintes accélère également la rupture par cisaillement des boulons d’assemblage, endommageant ainsi davantage l’intégrité de l’assemblage. La résistance de l'éclisse doit donc être égale ou supérieure à la résistance du rail afin que la répartition des contraintes des joints reste uniforme.
Sur-Détection sur site du niveau de résistance de l'éclisse
La note peut être vérifiée sur place de trois manières. Tout d'abord, un testeur de dureté portable mesure la dureté Rockwell : le grade 8,8 indique au moins HRC28 et le grade 10,9 au moins HRC35. Deuxièmement, des échantillons sont prélevés pour un essai de traction afin de mesurer la limite d'élasticité et la résistance à la traction, et les valeurs sont comparées aux limites de qualité. Troisièmement, un spectromètre vérifie la composition du matériau : le grade 10.9 a une teneur en carbone de 0,35 % à 0,45 % et une teneur en chrome de 1,0 % à 1,5 %, tandis que le grade 8.8 a une teneur en carbone de 0,25 % à 0,35 % et aucun chrome spécifié. La surface d'une éclisse correctement fournie porte une marque de résistance ; les produits sans marque doivent subir des tests complets avant utilisation pour éviter une mauvaise application.
Équilibrer le coût et la sécurité dans la sélection des qualités
Les lignes intérieures à vitesse ordinaire-avec des rails GB peuvent utiliser le grade 8,8, qui coûte environ 30 % de moins que le grade 10,9 et répond à la demande de roulements avec un meilleur rapport coût-performance. Les lignes de transport à grande vitesse-vitesse et lourdes-avec rails standards extérieurs doivent utiliser la pente 10,9 ; le coût du matériau augmente d'environ 20 %, mais la défaillance des joints est évitée et le coût de maintenance à long terme est réduit. Les lignes temporaires peuvent utiliser une pente inférieure en fonction de la classe de charge réelle, tandis que les lignes destinées à une exploitation à long terme-doivent être sélectionnées à la pente la plus élevée qu'elles verront. L'essentiel de l'équilibre est une adaptation précise à la charge de ligne et à la qualité du rail, évitant à la fois les spécifications excessives qui augmentent les coûts et les spécifications insuffisantes qui créent un risque pour la sécurité.
Foire aux questions
Une éclisse de qualité 8,8- peut-elle être utilisée sur une ligne de transport lourd ?
Non. La force de cisaillement au niveau du joint est environ 2,5 fois supérieure à celle des lignes à grande vitesse ordinaires-, et la pente de 8,8 cède à 640 MPa, bien en dessous de la limite de 900 MPa du rail de transport lourd-. Une déformation plastique et une rupture par fatigue suivraient rapidement.
Comment se déroule le contrôle de dureté sur le terrain ?
Un testeur de dureté Rockwell portable est pressé contre une zone plane et nettoyée de l'éclisse. La lecture est comparée à la note limite : au moins HRC28 pour la note 8,8 et au moins HRC35 pour la note 10,9.
Pourquoi le grade 10,9 contient-il du chrome ?
Le chrome améliore la trempabilité et la résistance à la corrosion et soutient la résistance supérieure de la nuance. Une lecture au spectromètre de 1,0 % à 1,5 % de chrome est l'un des contrôles de composition qui confirme la note 10,9.
Quelle est la conséquence de la concentration des contraintes articulaires dans une éclisse faible ?
Les contraintes se concentrent sur l'éclisse, des fissures de fatigue s'initient et se propagent, l'éclisse se fracture, l'assemblage perd sa retenue, et un désalignement et une rupture par cisaillement des boulons s'ensuivent. L'articulation peut se rompre subitement sous l'effet de la circulation.
Une éclisse avec une qualité supérieure est-elle toujours meilleure ?
Pas automatiquement. Une qualité supérieure coûte plus cher et peut être moins ductile si elle n'est pas correctement traitée thermiquement. La qualité doit correspondre à la charge du rail et de la ligne afin que le coût, la résistance et la ténacité soient équilibrés.
Que faire des éclisses qui ne portent aucune marque de qualité ?
Les éclisses non marquées ne doivent pas être installées sur des joints porteurs-. Ils doivent être mis en quarantaine et soumis à des tests de dureté, de traction et de composition, et réintégrés uniquement si les résultats correspondent à la qualité requise.