Spawanie termitowe Praktyka i doświadczenia z metodą SKV (z krótkim czasem podgrzewania) DB Bahnbau Gruppe GmbH Detlef Theile / Mariusz Wysocki

Transkrypt

1 Wir bauen die beste Bahn. Spawanie termitowe Praktyka i doświadczenia z metodą SKV (z krótkim czasem podgrzewania) DB Bahnbau Gruppe GmbH Detlef Theile / Mariusz Wysocki Detlef Theile Oberbauschweißen 1 Kraków, dnia

2 Spis treści Strona 1. Przedstawienie firmy DB Bahnbau Gruppe GmbH Dozwolone metody spawania w zakresie nawierzchni kolejowych DB AG- Ril Ocena dozwolonych metod spawania 7 4. Opis metody AS-SkV Odbiór połączeń spawanych zgodnie z wytyczną DBAG Porównanie metody SkV i SoWoS Wykaz źródeł i podziękowanie 25 2

3 Przedstawienie firmy DB Bahnbau Gruppe GmbH Obroty Mio Siedziba w Berlinie BBG 493, , ,108 Liczba pracowników: ok Produkcja roboty torowe Trakcja - wyposażenie Projekty -generalny wykonawca Branże specjalistyczne Tor bezpodsypkowy technika sterowania i bezpieczeństwa / Generalny wykonawca projektów infrastrukturalnych Recykling i regeneracja materiałów Przebudowa torów - maszynowo i TK (technika Reichsbahn i Bundesbahn) w kraju i zagranicą koordynacja wszystkich nawierzchniowych konwencjonalnie Wymiana/ oczyszczanie podsypki maszynowo i konwencjonalnie Wymiana szyn Naprawa infrastruktury torowej Spawanie nawierzchni kolejowej Opracowanie i realizacja koncepcji logistycznych Warsztaty techniczne/ sprzęt techniczny do robót torowych urządzenia/ instalacje elektroenergetyczne urządzenia/ instalacje sieci trakcyjnej planowanie wyposażenia stanowisko kontrolne dla planowych sprawności (mocy) w zakresie techniki sterowania i bezpieczeństwa technika maszynowa dla urządzeń / instalacji sieci trakcyjnych warsztat naprawczy i produkcyjny elementów systemó w sterowania i bezpieczeństwa, TK i EEA robót wymaganych w ramach budowy: Planowanie i logistyka Roboty geodezyjne Roboty torowe (budowa torów i nawierzchni) oraz roboty okołotorowe Typowe prace kolejowe Specjalistyczne budownictwo lądowe, roboty ziemne Urządzenia/ instalacje sieci trakcyjnej Technika oraz urządzenia bezpieczeństwa i telekomunikacyjne Instalacje/ urządzenia elektroenergetyczne Warsztat wykonujący pomosty produkcja i montaż pomostów stalowych/ pomocniczych renowacja konstrukcji stalowych zabezpieczenie antykorozyjne Budownictwo specjalistyczne (utrzymanie/renowacja) urządzeń infrastruktury komunikacyjnej: krawędzie, nawierzchnie i zadaszenia peronów obiekty mostowe, przepusty, mury oporowe i ekrany akustyczne

4 DB Bahnbau Gruppe GmbH największe w Europie przedsiębiorstwo budownictwa kolejowego the biggest railway building company in Europe dźwigi kolejowe rail cranes potokowa wymiana nawierzchni track renewal podbijanie toru track tamping spawalnictwo torowe track welding

5 DB Bahnbau Gruppe GmbH największe w Europie przedsiębiorstwo budownictwa kolejowego the biggest railway building company in Europe perony tymczasowe temporary platforms ekrany akustyczne noise protection walls rozwiązania recyclingowe recycling solutions zarządzanie projektami project management

6 Dozwolone metody spawania w zakresie nawierzchni kolejowych DB AG- Ril Zgrzewanie doczołowe iskrowe w zakładzie i na placu budowy Spawanie termitowe, tylko metody SkV i SkV-Elite Powyżej prędkości 230 km/h połączenia spawane termitowe są dopuszczalne jedynie wtedy, gdy zastosowanie zgrzewania doczołowego iskrowego (RA) jest nieekonomiczne lub niemożliwe do wykonania. Einzel und Reparaturschweißungen Ril ( 2 ) 6

7 Ocena dozwolonych metod spawania Spawanie termitowe odlewnicze AS -SkV Metoda szybkiego spawania z krótkim czasem podgrzewania - SkV została przyjęta i wdrożona w roku 1971 jako zasadnicza metoda w DB; od tego czasu niedozwolone są poprzednio stosowane metody SmW i SoW (1) (2). Tym samym oprócz zgrzewania doczołowego iskrowego (RA) mamy do dyspozycji drugą, prawie nieograniczoną metodę dla odcinków kolei dużych prędkości (SFS) do 300 km/h Ograniczenia (oznaczone kolorem zielonym) mają raczej charakter ekonomiczny Spawanie z szerokim luzem AS SKV L ( 50 lub 75) jest także dozwolone Połączenia spawane dla szyn przejściowych o takiej samej szerokości stopy można wykonywać także metodą SKV Charakterystyka: prosta i niezawodna technologia spawania krótki czas podgrzewania, niewielka strefa wpływu ciepła (SWC) wysokie bezpieczeństwo spawania, bezproblemowa kontrola nad poborem gazu i przepływem masy w temperaturach do 3 C długi okres trwałości i użytkowania połączenia spawanego 7

8 Opis metody AS-SkV (przykład z placu budowy) Wykonanie luzu spawalniczego piłą mechaniczną Plac budowy : Berlin Hbf-Zoo Okres godz godz na FF (nawierzchni bezpodsypkowej) Rheda Berlin Modernizacja (przebudowa) szyn: przy całkowitym zamknięciu toru na długości ok m, szyny 54 E4 R 350 HT o długości 60 m Połączenia spawane: ok. 182 AS-SKV, w tym 50% połączeń spawanych zamkniętych Luz mm nigdy mniej niż 24 mm tolerowane większe luzy korzystne przy wykończeniu starych lub wadliwych połączeń spawanych 8

9 Opis metody AS-SkV Ustawienie końców szyn w płaszczyznie pionowej (ustawienie wzniosu) Wznios jest środkiem zaradczym przeciwko kurczeniu się połączenia spawanego : zależy od metody (luz, porcja) zależy od przekroju szyny niezależy od prędkości Kontrola wzniosu przy pomocy klina pomiarowego, zgodnie z instrukcją dostawcy materiału: Elektrothermit : 1,2 do 1,4 mm Railtech-Plötz 1,3 do 1.8 mm 9

10 Opis metody AS-SkV Założenie form dla szyny Vignola S 54 Dwie części formy i osłony blaszane zamocowane do styku 10

11 Opis metody AS-SkV Regulacja wysokości palnika Regulacja ustawienia palnika do podgrzewania: centralnie w stosunku do formy, wysokość palnika nad glówką szyny wynosi mm Palnik ET propanowo-tlenowy 11

12 Opis metody AS-SkV Podgrzewanie wstępne i założenie mostka Czas podgrzewania wstępnego: od 1,5 do 2 min; Z doświadczenia: przy wilgotnej i zimnej pogodzie 2 min w przypadku większych przekrojów szyn raczej 2 min 12

13 Opis metody AS-SkV Spust z tygla jednorazowego użytku Tygiel jednorazowy z mieszanką Z 120 Dla szyny S 54 R 350 HT 13

14 Opis metody AS-SkV Odkręcanie i demontaż osłon blaszanych Demontaż osłon blaszanych po upływie ok. 3 minut: Proces krzepnięcia powinien odbywać się w spokoju unikać wibracji/ drgań szyny należy zapobiec wyciekom ciekłej stali Railtech-Plötz : 2 min Elektro Thermit : 3,5min 14

15 Opis metody AS-SkV Usuwanie nadlewu główki - rozpoczęcie odcinania Czas oczekiwania (wygrzewania) do odcięcia nadlewu główki wynosi: Railtech-Plötz 3.5 do 5 min Elektro Thermit 4,5 min 15

16 Opis metody AS-SkV Odcięcie nadlewu glówki 16

17 Opis metody AS-SkV Szlifowanie zgrubne bezpośrednio po procesie odcinania nadlewu główki Połączenie spawane po dokonaniu szlifowania zgrubnego jest od razu przejezdne. Szlifowanie dokładne odbywa się po ostygnięciu złącza i przymocowaniu szyny do podkładu. 17

18 Odbiór połączeń spawanych zgodnie z wytyczną DBAG Informacje ogólne i dalsze zasady zapewnienia jakości 1. Informacje ogólne odnośnie odbioru: Odbiór geometryczny w zakresie prostoliniowości złącza (styku) spawanego przy pomocy linialu na bazie pomiarowej 1m (patrz strona 20) Oględziny zewnętrzne połączeń spawanych (kontrola wizualna) Badania nieniszczące (ultradźwiękowe) nie są wymagane dla wszystkich zlączy przy odbiorze. Wyjątki ustala się dla konkretnych obiektów. 2. Dalsze zasady Dostawca technologii metody dopuszcza jej stosowanie w sieci DB AG. (strona 19) Wykonawca robót musi posiadać dopuszczenie zarządcy infrastruktury. Wykonawca musi posiadać stosowne certyfikaty dopuszczające do metody AS-SkV, musi posiadać przeszkolony personel. Istnieje obowiązek przedłużania certyfikatów dopuszczających. Metoda ta zapewnia wysoką jakość połączeń spawanych, i dlatego redukuje ilość badań ultradźwiękowych. Stosowane (do 3 x rocznie) na odcinkach o dużych prędkościach pociągi kontrolne zapewniają danej szynie i w równym stopniu danemu połączeniu spawanemu odpowiednią jakość przy obciążeniu eksploatacyjnym (ruchem). Wykryte wady usuwa się na bieżąco. Dodatkowa obróbka szyn (szlifowanie i frezowanie) na kolejach dużych prędkości prowadzi wraz z reprofilowaniem szyny do poprawy geometrii złączy spawanych. 18

19 Odbiór połączeń spawanych zgodnie z wytyczną DB AG Instrukcje robocze dostawców technologii jako wytyczne Kolei DB AG 19

20 Odbiór połączeń spawanych zgodnie z wytyczną DB AG Pomiary prostoliniowości złącza Tolerancje obowiązują w równym stopniu dla wszystkich metod spawania, także w przypadku torów o niższej kategorii prędkości Od 230 km/h (odcinki kolei dużych prędkości) tolerancje ulegają dalszemu zawężeniu Geometryczne tolerancje dopuszczalne przy odbiorze dla połączeń spawanych 1 2 Prędkość (km/h) v < 230 powierzchnia jezdna, wypukłość powierzchnia jezdna, wklęsłość > krawędź toczna, wklęsłość < krawędź toczna, wypukłość < >przesunięcie stopek szyn względem siebie v < 230 0,3 0,2 0,3 0,2 0,1 0,2 0,3 v >230 Dopuszczalna tolerancja wykonawcza " a " (mm) 0,2 0,1 2 1) 3 0,1 4 Zakres promieni v >230 dopuszczalna tolerancja wykonawcza wg rys.1 (mm) 0,2 0,1 1) Przy zgrzewaniu 60 E2 z 60 E2-40 dopuszczalne jest uwarunkowane konstrukcyjnie przesunięcie o ok. 4 mm 20

21 Porównanie metody SkV i SoWoS na przykładzie UIC 60 metoda SkV metoda SoWoS ciężar porcji- tygiel jednorazowego użytku (kg) 18,90 kg (porcja- tygiel jednorazowego użytku) (*) 14,60 kg (porcja- tygiel jednorazowego użytku) (*) ciężar pojedyńczej formy (kg) ok. 3,5 kg (*) ok. 2,5 kg (*) różnica w cenie w % (porcja- tygiel jednorazowego użytku) formy spawalnicze 25 % drożej (*) 15 % drożej (*) 25 % taniej (*) 15 % taniej (*) akcesoria/ wyposażenie znikome różnice znikome różnice (*)- dane firmy Plötz

22 Porównanie metody SkV i SoWoS czas podgrzewania wstępnego SoWoS 7-8 min. SkV 1,5-2 min. przy każdym połączeniu spawanym metodą SkVoszczędność ok. 6 min. 100 połączeń różnice czasowe SkV / SoWoS 10 h koszty (2 pracowników) pracownik/1h= 45 PLN 900 PLN 250 połączeń 25 h 2250 PLN. 500 połączeń 50 h 4500 PLN 1000 połączeń 100 h PLN

23 Porównanie metody SkV i SoWoS zużycie gazu propan (kg) tlen (kg) ciśnienie gazu nastawienie palnika odpady SoWoS więcej (UIC 60) 0,36 (*) 0,81 (*) intensywna, ciągła kontrola konieczność wielokrotnego nastawianianiebezpieczeństwo spalenia formy mniej odpadów SkV mniej (UIC 60) 0,18 (*) 0,47 (*) jeden raz na spawanie jednorazowe więcej odpadów (*)- dane firmy Plötz

24 Wykaz źródeł i podziękowanie 1. Keichel,Gehrmann Neues Thermit - Schweißverfahren SKV Elite [Nowa metoda spawania termitowego SKV Elite] Eisenbahningenieur 09/ Fachbuch Oberbauschweißen Band 8/15- DB Fachbuchreihe [Podręcznik spawania nawierzchni torowych tom 8/15 seria podręczników DB] 3. Nowa wytyczna Z01 4. Nowa wytyczna Z02 5. Podziękowanie dla o Krah i Siegmundt z ELEKTRO-THERMIT GmbH o R.Plötz i M. Pałka z R. PLÖTZ GmbH & Co. KG o I.Jasiński i W. Grzechowiak z Centrum Diagnostyki PKP o Schneider z DB-Netz-Zentrale 24

25 25