Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13965-1:2024 về Ứng dụng đường sắt - Hàn ray - Phần 1: Hàn nhiệt nhôm

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13965-1:2024

ỨNG DỤNG ĐƯỜNG SẮT - HÀN RAY- PHẦN 1: HÀN NHIỆT NHÔM

Railway applications - Welding of Rails - Part 1: Aluminothermic welding

Lời nói đầu

TCVN 13965-1:2024 được biên soạn trên cơ sở tham khảo BS EN 14730-1, BS EN 14730-2, TB/T 1632.1 và TB/T 1632.3

TCVN 13965-1:2024 do Cục Đường sắt Việt Nam biên soạn, Bộ Giao thông vận tải để nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 13965:2024 Ứng dụng đường sắt - Hàn ray gồm các phần sau:

- TCVN 13965-1:2024 Ứng dụng đường sắt - Hàn ray - Phần 1: Hàn nhiệt nhôm

- TCVN 13965-2:2024 Ứng dụng đường sắt - Hàn ray - Phần 2: Hàn chảy giáp mép

- TCVN 13965-3:2024 Ứng dụng đường sắt - Hàn ray - Phần 3: Hàn khí áp lực

 

ỨNG DỤNG ĐƯỜNG SẮT - HÀN RAY- PHẦN 1: HÀN NHIỆT NHÔM

Railway applications - Welding of Rails - Part 1: Aluminothermic welding

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về kỹ thuật, quy trình, thiết bị, an toàn, kiểm tra, nghiệm thu cho công tác hàn ray bằng phương pháp hàn nhiệt nhôm áp dụng đối với ray sản xuất theo EN 13674-1, TB/T 2344.1 có cùng biên dạng và mác thép. Đối với các loại ray sản xuất theo các tiêu chuẩn khác có thể tham khảo áp dụng tiêu chuẩn này.

2  Tài liệu viện dẫn

Tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 256-1 (ISO 6501-1) Vật liệu kim loại - Thử độ cứng Brinell - Phần 1: Phương pháp thử;

TCVN 258-1 (ISO 6507-1) Vật liệu kim loại-Thử độ cứng Vickers - Phần 1: Phương pháp thử;

TCVN 5868 (ISO 9712) Thử không phá hủy - Trình độ chuyên môn và cấp chứng chỉ cá nhân thử không phá hủy.

TCVN 10600-1 (ISO 7500-1) Vật liệu kim loại - Kiểm tra xác nhận máy thử tĩnh một trục - Phần 1: Máy thử kéo/nén - Kiểm tra xác nhận và hiệu chuẩn hệ thống đo lực

EN 13674-1, Railway application - Track - Rail Part 1: Vignole railway rails 46 kg/m and above (Ứng dụng Đường sắt - Đường ray - Ray dùng cho đường sắt - Phần 1: Ray dùng cho đường sắt từ 46 kg/m và lớn hơn);

TB/T 2344.1 Rail Part 1: 43kg/m ~ 75kg/m Rail (Ray, phần 1: ray 43kg/m~75kg/m).

3  Thuật ngữ, định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Hàn nhiệt nhôm (Aluminothermic welding)

Hàn bằng phản ứng nhiệt với oxit sắt làm chất oxi hóa và bột nhôm làm chất khử.

3.2

Liên kết hàn (welded joint)

Các mối nối của ray được kết nối bằng cách hàn. Liên kết hàn bao gồm mối nối (khe nối) và vùng ảnh hưởng nhiệt

3.3

Vật liệu hàn nhiệt nhôm (alumino-thermic portion for rails welding)

Bột hàn ray trong phản ứng hàn nhiệt nhôm. Vật liệu với thành phần chủ yếu là bột nhôm và oxit sắt với trọng lượng trộn theo một tỷ lệ nhất định

3.4

Khuôn (mould)

Khuôn được làm bằng vật liệu chịu lửa dùng để cố định xung quanh mối nối ray được hàn, tạo thành một khoang cùng với mối nối ray để rót thép nóng chảy.

3.5

Nồi nấu (crucible)

Thùng rót tự động làm bằng vật liệu chịu lửa, được sử dụng cho phản ứng nóng chảy hỗn hợp kim loại.

3.6

Vùng nóng chảy (fusion zone)

Khu vực của mối hàn ở trạng thái lỏng và được bộc lộ bởi các phần khắc cắt qua mối hàn

3.7

Vùng ảnh hưởng nhiệt có thể nhìn thấy (visible heat-affected zone)

Các khu vực ở hai bên của vùng nóng chảy mà trong đó cấu trúc tế vi của thép ray đã bị thay đổi bởi nhiệt trong quá trình hàn được bộc lộ bằng phương pháp ăn mòn vĩ mô Fry

3.8

Vùng hóa mềm nhiệt (heat softened zone)

Vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt (HAZ) được đặc trưng bởi độ cứng thấp hơn

3.9

Gờ hàn (weld collar)

Biên dạng bên ngoài của mối hàn sau khi tháo khuôn

3.10

Lớp trét kín (flashing)

Lớp phủ phẳng của vật liệu hàn trên bề mặt ray liền kề gờ hàn được tạo ra do khe hở giữa khuôn hàn và ray

3.11

Lệch ngang mối hàn (steps cross the weld)

Hiện tượng lệch song song giữa các bề mặt của ray ở cả hai phía của mối hàn

3.12

Khuyết tật bề mặt (surface defect)

Bất kỳ khuyết tật nào có thể nhìn thấy trên bề mặt mối hàn sau khi hoàn thiện mối hàn.

3.13

Khuyết tật bên trong (internal defect)

Bất kỳ khuyết tật nào lộ ra khi cắt hoặc trên mặt gãy sau khi thử uốn hoặc thử mỏi mà chưa được xác định là khuyết tật bề mặt

3.14

Phạm vi ứng suất (stress range)

Phạm vi ứng suất cho thử nghiệm mỏi là ứng suất lớn nhất trừ ứng suất tối thiểu

3.15

Chủ đầu tư (purchaser)

Bên mua hoặc đặt hàng nhà thầu thực hiện công tác hàn ray

3.16

Nhà cung cấp quá trình (process supplier)

Đơn vị cung cấp quá trình hàn nhiệt nhôm phù hợp với tiêu chuẩn này và được chấp thuận cung cấp vật tư tiêu hao và dụng cụ để thực hiện các mối hàn nhiệt nhôm

3.17

Thợ hàn nhiệt nhôm (aluminothermic welder)

Người được đào tạo và cấp Chứng chỉ hàn ray bằng phương pháp hàn nhiệt nhôm.

3.18

Nhà thầu hàn (welding contractor)

Đơn vị được lựa chọn để thực hiện việc sản xuất các mối hàn nhiệt nhôm.

4  Yêu cầu kỹ thuật

4.1  Yêu cầu về vật liệu

Ray dùng để hàn là các thanh ray theo tiêu chuẩn EN 13674-1 và TB/T 2344.1 có cùng biên dạng và mác thép.

Vật liệu hàn gồm hỗn hợp bột nhôm và bột oxit sắt đảm bảo không có tạp chất, được đựng trong bao gói còn niêm phong, còn thời hạn sử dụng theo quy định của Nhà sản xuất.

4.2  Yêu cầu thợ hàn

Thợ hàn phải có chứng chỉ hàn nhiệt nhôm còn hiệu lực và được chủ đầu tư, tư vấn giám sát chấp thuận, (yêu cầu đối với thợ hàn tham khảo phụ lục A)

4.3  Nhà thầu hàn

Nhà thầu phải có năng lực kinh nghiệm hàn nhiệt nhôm đáp ứng yêu cầu của chủ đầu tư (yêu cầu đối với nhà thầu hàn nhiệt nhôm tham khảo phụ lục B)

5  Quy trình hàn

5.1  Các bước quy trình hàn

5.1.1  Công tác chuẩn bị

Kiểm tra loại ray, mác thép ray hàn để xác định loại bột hàn, khuôn hàn, khối lượng bột hàn phù hợp.

Kiểm tra các đầu ray hàn đảm bảo không khuyết tật, nứt, vỡ... Đối với đầu ray bị hỏng, gục, dập, tòe mép và lỗ bu lông cách đầu ray nhỏ hơn 50 mm hoặc bị nứt, rạn, loét rộng...phải tiến hành cắt bớt đầu ray để đảm bảo đầu ray hàn không khuyết tật, nứt, vỡ.

Hàn ray tại hiện trường trên đường sắt đang khai thác: tiến hành san gạt đá balát tạo mặt bằng dưới vị trí hàn, đặt tấm thu gom xỉ hàn dưới mối nối, giữa hai tà vẹt

Dồn ray hoặc cắt bớt đầu ray đảm bảo khe hở giữa hai ray theo chỉ dẫn của Nhà sản xuất với từng loại bột hàn.

Mài bằng máy mài và làm sạch đầu mỡ, tạp chất... hai đầu ray.

Kiểm tra khe hở hai đầu ray, đảm bảo khe hở đồng đều trên toàn mặt cắt.

5.1.2  Quy trình hàn

5.1.2.1  Chỉnh ray chuẩn bị hàn

Nới lỏng bulông liên kết ray tà vẹt trên 3 tà vẹt ở mỗi phía mối hàn.

Nâng hai đầu ray bằng các nêm, điều chỉnh độ cao của hai đầu ray cao khoảng 1,2 mm đến 1,4 mm bằng nêm và kiểm tra bằng thước phẳng dài 1m (bù co rút của kim loại khi nguội).

5.1.2.2  Lắp thiết bị và khuôn hàn

Lắp thiết bị kẹp vạn năng vào ray, yêu cầu phải chắc chắn, thẳng đứng.

Lắp thử đầu đốt vào giá đỡ trên đầu khe hàn, độ cao đầu đốt tùy thuộc vào loại ray và chỉ dẫn của Nhà sản xuất, kiểm tra bằng thước hoặc dưỡng.

Kiểm tra độ khớp khít của khuôn và ray, chỉ được dùng loại khuôn đúng với biên dạng ray, khuôn còn tốt không hư hỏng, các rãnh rót, lỗ hơi phải sạch.

Lắp nửa khuôn thứ nhất vào một phía ray, giữa khe hở hàn. Lắp nửa khuôn thứ hai vào bên kia ray, áp khít với nửa khuôn thứ nhất. Xử lý các khe hở bằng cách mài nhẹ khuôn lên thân ray.

Kiểm tra mối ghép giữa hai nửa khuôn. Vặn nhẹ vít của thiết bị kẹp để tạo thăng bằng cho cả hai phía khuôn. Trong quá trình vặn luôn luôn nâng khuôn lên phía trên.

Dùng cát trét trộn sẵn độ ẩm đến 6 % (kèm theo bột hàn) trát kín khe hở giữa ray và đế khuôn cũng như giữa hai nửa khuôn.

Lắp chậu xỉ vào hai bên khuôn, dùng cát trét để làm kín khe hở giữa khuôn và chậu xỉ.

Đo khe hở khuôn cát: đo khe hở giữa khuôn cát và ray tiêu chuẩn tương ứng, mặt cắt của ray tiêu chuẩn tương ứng được dùng làm cơ sở để tham chiếu. Vị trí đo được thể hiện bằng đường in đậm trong Hình 1. Kiểm tra bề ngoài của khuôn cát bằng phương pháp trực quan.

Hình 1 - Vị trí đo khe hở giữa khuôn cát và ray phù hợp (được in đậm trong hình)

5.1.2.3  Chuẩn bị và nạp vật liệu hàn

Lắp giá đỡ và nồi nấu lên ray, chỉnh vị trí rót của nồi nấu đúng giữa mối hàn, độ cao trên khuôn theo quy định của Nhà sản xuất. Sấy khô nồi nấu bằng đầu đốt với ngọn lửa nhỏ từ phía bên trong nồi cho đến khi nhiệt độ phía ngoài vỏ nồi đạt khoảng 100 °C, khi sấy không được để nồi trên khuôn làm vật liệu bẩn rơi vào khuôn.

Nếu nồi nấu đã dùng nhiều lần, dung tích giảm xuống quá nhiều do đóng xỉ, thì vành xỉ trong nồi phải được tẩy cẩn thận (thông thường sau 15 lần đốt mới cần tẩy xỉ).

Lắp van rót tự động kèm theo bột hàn, trước khi lắp lỗ rót của nồi nấu đã làm sạch bằng thanh chọc xỉ. Khi lắp cần ấn chặt xuống hoặc bằng cách gõ nhẹ vào nắp van và dùng bột trét để làm kín.

Đổ cẩn thận bột hàn nhiệt nhôm vào nồi, đậy nắp nồi bảo vệ bột hàn khỏi ẩm, che chắn bảo đảm nồi được bảo vệ chắc chắn.

Khởi động kiểm tra đảm bảo máy cắt kim loại thừa của mối hàn nhiệt nhôm hoạt động tốt, các lưỡi cắt phải phù hợp với loại ray hàn

5.1.2.4  Gia nhiệt ray trước

Khởi động máy nén, đốt thử bên ngoài kiểm tra theo trình tự mở van khí nén, sau 2 s đến 3 s mở van gas điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp để ngọn lửa có mầu xanh đều dài 15 cm đến 20 cm, không khói, muội.

Lắp mỏ đốt vào kẹp trên giá đỡ, kiểm tra và chỉnh vị trí mỏ đốt đúng vị trí và chiều cao trên khuôn theo chỉ dẫn của Nhà sản xuất.

Mở van, mồi lửa đầu đốt, điều chỉnh lưu lượng để ngọn lửa xanh, đều dài 15 cm đến 20 cm, không có khói, muội... Trong khi đốt cần quan sát, duy trì đủ áp suất và điều chỉnh vị trí đốt nóng.

Thời gian gia nhiệt phụ thuộc cỡ ray theo chỉ dẫn của nhà chế tạo. Trong quá trình đốt có thể nâng hạ, di chuyển qua lại mỏ đốt đảm bảo khuôn và ray được đốt nóng đều.

5.1.2.5  Hàn và cắt kim loại thừa

Quay nồi nấu quanh trụ đỡ và căn chỉnh đảm bảo miệng rót ở giữa khuôn.

Châm lửa khởi động quá trình phản ứng đốt cháy hỗn hợp thuốc hàn bằng mồi đốt Magiê kèm theo, khoảng 5 s sau khi phản ứng kết thúc kim loại nóng chảy sẽ đốt cháy nút rót chảy vào khuôn. Xỉ nhẹ tràn qua rãnh thoát trên miệng khuôn vào chảo xỉ.

Cắt bỏ kim loại thừa:

a) Khi phản ứng kết thúc, kim loại trong khuôn đã đông kết (trong khoảng từ 3 min đến 5 min tùy theo cỡ ray) tháo dỡ, thu gọn nồi nấu, chảo xỉ, giá đỡ, kẹp vạn năng, sau đó tiến hành đập khuôn. Lắp và cố định máy cắt kim loại thừa lên ray.

b) Khởi động máy, mở van thủy lực làm hai lưỡi cắt chuyển động cắt phần kim loại thừa (kim loại thừa) còn nóng đỏ khỏi nấm ray. Lượng kim loại dư phụ thuộc tình trạng lưỡi cắt nhưng nhỏ hơn 2 mm.

5.1.2.6  Hoàn thiện

Mài thô: Thông thường sau khi xén kim loại thừa, lượng dư cần mài còn lại trong phạm vi 2 mm trên bề mặt nấm ray.

Mài tinh: Khi mối hàn hoàn toàn nguội, tiến hành mài tinh (mặt lăn và má lăn) bằng máy mài ray. Kiểm tra độ phẳng mối hàn và vùng lân cận bằng thước thép 1 m và căn lá 0,3 mm:

a) Dung sai cho phép mặt nấm ray: ± 0,5 mm/m.

b) Dung sai cho phép hai má ray: + 0,5; - 0,1 mm/m

5.2  Phê duyệt quy trình hàn

5.2.1  Thông tin do chủ đầu tư cung cấp

Các thông tin sau đây phải được ghi lại đầy đủ. Để phù hợp với tiêu chuẩn, cả các yêu cầu quy định trong tiêu chuẩn và các mục sau đây phải được đáp ứng.

a) Công đoạn gia nhiệt trước phải thực hiện theo quy định.

b) Yêu cầu độ rộng của vùng hóa mềm nhiệt (5.2.4.4.4).

c) Thử mỏi, nếu được yêu cầu, bằng phương pháp hậu kiểm hoặc phương pháp thử nghiệm chuỗi, phải được thực hiện theo Phụ lục L và các yêu cầu như quy định trong 5.2.4.5.

5.2.2  Thủ tục phê duyệt

5.2.2.1  Tổng quan

Bản phác thảo các bước cần thiết để tuân thủ tiêu chuẩn này được nêu trong Phụ lục C.

5.2.2.2  Nhận dạng quá trình hàn

Việc phê duyệt sẽ bao gồm một quá trình duy nhất được xác định bởi:

a) Tên quá trình.

b) Bản vẽ hệ thống rót.

c) Dạng hình học đặc trưng của biên dạng gờ hàn và bố trí phễu rót như trong 5.2.2.4.2 và Hình 2.

d) Sổ tay quá trình phù hợp với 5.2.2.4.1.

5.2.2.3  Yêu cầu chung

Các yêu cầu sau phải được đáp ứng:

- Quá trình phải đáp ứng yêu cầu cho phép hàn trên đường sắt có siêu cao tối đa có thể lên tới 180 mm. Quá trình cũng phải đáp ứng yêu cầu hàn ray trên đường ray, hoặc tại gần bên đường ray hoặc trong xưởng.

- Vật liệu hàn nhiệt nhôm phải được đóng gói để tránh nguy cơ nhiễm ẩm trong các điều kiện bảo quản quy định. Vật liệu hàn phải được nhận biết bằng các ký hiệu trên bao bì.

- Khuôn được chế tạo trước theo các loại biên dạng ray và được nhận biết bằng các ký hiệu trên bao bì.

- Nồi đun phải đảm bảo rót tự động (tự đổ) và phải có thiết bị ngăn giọt bắn.

5.2.2.4  Các tài liệu được nộp kèm theo yêu cầu phê duyệt

Khi nộp đơn xin phê duyệt, các tài liệu sau sẽ được nộp:

5.2.2.4.1  Quá trình hướng dẫn

Nhà cung cấp phải xuất trình sổ tay hướng dẫn xác định tất cả các vật liệu và thiết bị tiêu hao được sử dụng, cũng như phương pháp vận hành phải tuân thủ cho tất cả các bước hàn. Thủ tục phê duyệt cho các phép thử trong phòng thử nghiệm không được bao gồm các công cụ căn chỉnh hoặc các thao tác hoàn thiện. Sổ tay hướng dẫn phải chỉ rõ các thông số quan trọng của quá trình hàn và các giới hạn an toàn và phải bao gồm các thông số sau:

a) Số lượng người cần thiết để thực hiện các tác nghiệp;

b) Sơ đồ thiết bị;

c) Hồ sơ chủng loại ray;

d) Yêu cầu chuẩn bị đầu ray;

e) Khe hở danh nghĩa phải có dung sai là:

± 2 mm đối với khe hở nhỏ hơn 30 mm

± 3 mm đối với khe hở lớn hơn 30 mm và nhỏ hơn hoặc bằng 50 mm

± 5 mm đối với khe hở lớn hơn 50 mm

f) Gia nhiệt sơ bộ các chi tiết;

g) Phạm vi thời gian đánh lửa đến khi vật liệu hàn nóng chảy;

h) Thời gian của quá trình hàn điển hình;

i) Thời gian (hoặc nhiệt độ) trước khi tàu chạy qua;

j) Thông tin an toàn.

5.2.2.4.2  Bản vẽ với các thông số cần thiết

Bản vẽ trong Hình 2 cung cấp các thông số sau:

a) Chiều rộng gờ hàn (W1). Sự phát triển của gờ hàn phải được ghi đầy đủ kích thước xung quanh mối hàn;

b) Chiều sâu lớn nhất của gờ hàn tại mặt cắt BB (D1 và D2);

c) Chiều sâu tối thiểu của gờ hàn tại mặt cắt BB (d1 và d2);

d) Tiết diện dưới chân ray;

e) Tiết diện tại trục trung hòa;

f) Số lượng phễu rót;

g) Vị trí của phễu rót.

Các kích thước W1, D1 và d1 và diện tích mặt cắt ngang của các phễu rót phải là kích thước danh nghĩa lấy từ bản vẽ của mẫu được sử dụng để sản xuất khuôn.

CHÚ DẪN:

1  Hình thể hiện chiều rộng của gờ mối hàn (W1) xung quanh mối hàn

2  Tiết diện phễu rót trên trục trung hòa mm ²

3  25 % chiều rộng chân ray

4  Tiết diện phễu rót tại vị trí chân ray mm ²

5  Trục dọc dưới chân ray

Hình 2 - Kích thước lấy từ mẫu khuôn

5.2.2.4.3  Thành phần hóa học và phạm vi dung sai

Phân tích hóa học và phạm vi dung sai phải phù hợp với 5.2.4.6.

5.2.2.5  Kiểm tra tuân thủ ban đầu

a) Với mục đích phê duyệt, các biên dạng đường ray tiêu chuẩn (xem EN 13674-1 và TB/T 2344.1) được phân nhóm lại như sau:

Bảng 1 - Các nhóm biên dạng ray

Nhóm	Tiêu chuẩn	Loại ray
1	EN 13674-1	60E1, 60E2
	TB/T 2344.1	60, 60N, 75, 75N
2	EN 13674-1	54E1, 54E2, 54E3, 54E4, 54E5, 55E1, 56E1
3	EN 13674-1	46E1, 46E2, 46E3, 46E4, 49E1, 49E2, 49E3, 49E5, 50E1, 50E2, 50E3, 50E4, 50E5, 50E6, 52E1
	TB/T 2344.1	43, 50

b) Sự phù hợp ban đầu với tiêu chuẩn hiện tại sẽ đạt được bằng cách thực hiện các thử nghiệm quy định đối với loại 1 của Bảng 2 sử dụng ray cấp R260 hoặc cấp U71M của một biên dạng trong nhóm 1 của Bảng 1. Sự phù hợp với tất cả các tiêu chí quy định và các yêu cầu bằng văn bản của chủ đầu tư quy định tại 5.2.1. Trình tự thử nghiệm được nêu trong Phụ lục D. Một mẫu thử nghiệm có thể được sử dụng cho một số thử nghiệm khác nhau.

Bảng 2 - Thử nghiệm

Thử nghiệm	Hạng mục tham chiếu	Số lần kiểm tra
		Loại 1 a cấp R260 / U71M	Loại 2 b cấp R260 / U71M	Loại 3 c
				R200 / R220 / R260Mn / R350HT / R320Cr / R350LHT / R370CrHT / R400HT / U75V / U77MnCr / U78CrV / U76CrRE / H320 / H340 / H350 / H370
A  Thử độ cứng	5.2.4.2	6	Không	6
B  Kiểm tra bề mặt - Trực quan	5.2.4.1.1 5.2.4.1.2	Tất cả	Tất cả	Tất cả
C  Vùng ảnh hưởng nhiệt	5.2.4.1.3	2	2	2
D  Thử nghiệm uốn	5.2.4.3	6	2	4
E  Kiểm tra siêu âm - Phụ lục G	5.2.4.4.1	5	2	Không
F  Thử độ mỏi (Tùy chọn)	5.2.4.5	n*	Không	Không
G  Vùng nóng chảy - độ bền mối hàn	5.2.4.3	(6)	(2)	(4)
	5.2.4.4.1	5	2	Không
	5.2.4.5	(n*)	Không	Không
H  Vùng nóng chảy - Hình dạng và kích thước	5.2.4.4.2	5	2	Không
I  Phân tích hóa học	5.2.4.6	3	Không	2
J  Vùng hóa mềm - Phân bố độ cứng	5.2.4.4.4	2	2	2
K  cấu trúc
- Vùng ảnh hưởng nhiệt có thể nhìn thấy	5.2.4.4.3	1	Không	1
- Vùng nóng chảy	5.2.4.4.4	1	Không	1
Số lượng mối hàn tối thiểu		11 + n*	4	6
CHÚ THÍCH 1: n * số lượng mối hàn cần thiết cho một chuỗi thử nghiệm hoặc đánh giá đáp ứng đạt yêu cầu hậu kiểm. Thông thường, 10 mẫu thử sẽ được yêu cầu cho một chuỗi thử nghiệm và 3 mẫu cho quá trình đánh giá hậu kiểm. CHÚ THÍCH 2: () cho biết đánh giá độ bền của mối hàn của mặt gãy của mẫu thử uốn hoặc mẫu thử mỏi. a Loại 1: các thử nghiệm ban đầu sẽ được thực hiện bằng ray cấp R260 hoặc cấp U71M và loại ray trong nhóm 1 (Bảng 1). Kiểm tra được thực hiện trên một loại ray, phê duyệt chung cho ray của nhóm đó. b Loại 2: các thử nghiệm được thực hiện trên một loại ray từ mỗi nhóm ray còn lại (cấp R260 hoặc cấp U71M) để mở rộng sự chấp thuận cho nhóm đó. c Loại 3: Đối với mỗi cấp ray, các thử nghiệm quy định trong loại 3 sẽ được thực hiện trên một loại ray của nhóm 1 hoặc nhóm 2 để mở rộng sự chấp thuận cho tất cả các nhóm ray đã được đề cập trong các thử nghiệm loại 2.

5.2.2.6  Mở rộng thử nghiệm tuân thủ ban đầu

Sự tuân thủ ban đầu có thể được mở rộng như sau:

Các yêu cầu của chủ đầu tư liên quan được xác định từ 5.2.1 a) đến c) phải được đáp ứng cho từng mục dưới đây:

a) Đối với các nhóm biên dạng ray khác trong Bảng 1, các thử nghiệm loại 2 của Bảng 2 chỉ được thực hiện trên một biên dạng từ mỗi nhóm thích hợp để phê duyệt cho cả nhóm.

b) Đối với cấp ray khác, bằng các thử nghiệm trong loại 3 của Bảng 2 (5.2.2.5 b), thất bại của bất kỳ thử nghiệm nào sẽ dẫn đến việc không tuân thủ đối với loại ray đó. Các thử nghiệm trên một biên dạng ray bao gồm tất cả các biên dạng trong loại 1 và 2.

5.2.2.7  Chuẩn bị và phân bổ các mối hàn kiểm tra

a) Khe hàn phải được đo sau khi căn chỉnh mối hàn (đỉnh) ở cả hai bên của đầu ray (hoặc trên bề mặt lăn), điểm giữa thân và cả hai chân ray. Khe hở tối đa là khoảng cách tối đa tại bất kỳ điểm nào nêu trên và khe hở tối thiểu là khoảng cách nhỏ nhất tại bất kỳ điểm nào nêu trên.

b) Khe hàn đối với tất cả các mối hàn được thực hiện phục vụ thử nghiệm theo Bảng 2 phải nằm trong phạm vi quy định. Trong trường hợp các mối hàn được yêu cầu cho phép thử H trong loại 1 của Bảng 2, 3 mối hàn phải được tạo ra ở khe hở nhỏ nhất và 2 mối hàn ở mức khe hở tối đa, đối với loại 2 của Bảng 2, 1 mối hàn ở khe hở lớn nhất và 1 mối hàn ở khe hở tối thiểu.

c) Số lượng thử nghiệm phải phù hợp với Bảng 2 và Bảng 3. Nhà cung cấp quá trình phải xác định thứ tự thử nghiệm.

d) Trong trường hợp kiểm tra không đáp ứng các tiêu chí thử nghiệm cần thiết như là kết quả của một khiếm khuyết (hoặc khuyết tật) trong ray, tiến hành thử nghiệm lại và được thực hiện trên cơ sở từng mẫu một.

5.2.3  Phê duyệt lại sau khi thay đổi quá trình

5.2.3.1  Các thay đổi cần phải phê duyệt lại

5.2.3.1.1  Thông số hình học

- Bất kỳ thông số hình học nào được đưa ra trong 5.2.2.4.2:

a) Chiều rộng gờ hàn (W);

b) Chiều sâu cổ hàn (D);

c) Chiều sâu cổ hàn (d);

d) Mặt cắt ống rót - tại chân ray;

e) Mặt cắt ngang ống rót - trong trục trung hòa;

f) Biên dạng ống rót - vị trí;

g) Biên dạng ống rót - số lượng.

Yêu cầu nộp bản vẽ sửa đổi.

5.2.3.1.2  Hệ thống nồi nấu

- Bất kỳ thay đổi nào về bản chất hóa học của các cấu kiện chính của vật liệu chịu lửa.

5.2.3.1.3  Hệ thống rót

- Bất kỳ thay đổi nào về bản chất hóa học của thành phần chính của vật liệu chịu lửa của thân hệ thống rót;

- Bất kỳ thay đổi nào về hình dạng của thân hệ thống rót như được chỉ định trong bản vẽ ban đầu của nhà cung cấp.

5.2.3.1.4  Hệ thống gia nhiệt trước

- Bất kỳ thay đổi nào trong thiết bị hoặc các thông số quan trọng;

- Bất kỳ sự thay đổi nào của nhiên liệu gia nhiệt trước (oxy hóa hoặc khử);

- Bất kỳ sự thay đổi nào về áp suất làm việc hoặc thời gian gia nhiệt trước ngoài phạm vi quy định ban đầu.

5.2.3.1.5  Trọng lượng vật liệu hàn

- Thay đổi về trọng lượng ngoài dung sai sản xuất và thay đổi trong phạm vi các yếu tố do nhà cung cấp quá trình quy định (xem Phụ lục C).

5.2.3.1.6  Khe hở hàn

Phê duyệt ban đầu liên quan đến việc thử nghiệm quá trình hàn ở một trong hai đầu của các dải quy định trong 5.2.2.4.1 e).

Nếu khe hở tối đa được đề xuất vượt quá mức tối đa được phê duyệt ban đầu, thì cần phải thử nghiệm ở khe hở tối đa mới. Nếu khoảng cách tối thiểu được đề xuất nhỏ hơn mức tối thiểu được phê duyệt ban đầu, thì cần phải thử nghiệm với khoảng cách tối thiểu mới.

Phép đo khe hở phải được thực hiện theo quy định trong 5.2.2.7 b).

5.2.3.2  Yêu cầu kiểm tra để phê duyệt lại sau các thay đổi quá trình

a) Trường hợp thay đổi được đề xuất nằm trong phạm vi hoặc các phạm vi cho trong Bảng 3, các thử nghiệm sẽ được thực hiện chi tiết như trong Bảng 3. Thay đổi sẽ được chấp thuận nếu đáp ứng các tiêu chí chấp nhận cho mỗi thử nghiệm yêu cầu. Các cơ sở thí nghiệm trong nhà phải được chủ đầu tư phê duyệt.

b) Những thay đổi nằm ngoài giới hạn của dải hoặc dải cho trong Bảng 3 từ 5.2.3.1.1 a) đến 5.2.3.1.1 f) sẽ chỉ được chấp thuận nếu chúng đáp ứng các yêu cầu chứng minh sự tuân thủ ban đầu như đã nêu trong Bảng 2.

c) Trong trường hợp kết hợp nhiều thay đổi, số lượng thử nghiệm được thực hiện sẽ là số lượng lớn nhất được yêu cầu trong mỗi cột của Bảng 3 đối với những thay đổi cụ thể này. Ví dụ kết hợp các thay đổi đối với hệ thống gia nhiệt sơ bộ và khe hàn phải yêu cầu 6 thử nghiệm A (không phải 12), 1 của thử nghiệm C, v.v.

d) Việc phê duyệt lại sau các thay đổi quá trình được nêu chi tiết trong Bảng 3 sẽ được thực hiện trong một biên dạng thuộc nhóm 1 của Bảng 1 với cấp ray R260 và sẽ có hiệu lực đối với tất cả các nhóm biên dạng và cấp đã được phê duyệt hiện có.

e) Việc không đạt các thử nghiệm liên quan trong Bảng 3 sẽ gây ra sự không tuân thủ của thay đổi quá trình.

Bảng 3 - Thay đổi quá trình

Thử nghiệm	Trong nhà a	Bên ngoài b										Tổng số mối hàn cần thiết
	Phạm vi hoặc sửa đổi	Phạm vi hoặc sửa đổi	Số lượng thử nghiệm (Thử nghiệm theo định nghĩa trong Bảng 2)
			A	C	D	E	F	G	H	I	J
			Độ cứng đường tâm	HAZ có thể nhìn thấy	Thử nghiệm uốn	Kiểm tra siêu âm	Kiểm tra mỏi	Độ bền mối hàn	Chiều rộng vùng hợp nhất	Phân tích hóa học	Độ cứng HAZ
5.2.3.1.1 a) Chiều rộng gờ hàn w	± 3mm	± 10mm	-	-	-	4	-	4	4	-	-	4
5.2.3.1.1 b) Chiều sâu gờ hàn (D)	± 2mm	± 6mm	-	-	-	4	-	4	4	-	-	4
5.2.3.1.1 c) Chiều sâu gờ hàn (d)	± 2mm	± 4mm	-	-	-	4	n c	4	4	-	-	4 + n c
5.2.3.1.1 d) Tiết diện ống rót chân ray	± 10%	± 30%	-	-	-	4	-	4	4	-	-	4
5.2.3.1.1 e) Tiết diện ống rót trục trung hòa	± 10%	± 40%	-	-	-	4	-	4	4	-	-	4
5.2.3.1.1 f) Vị trí bố trí ống rót	± 5mm	± 10mm	-	-	6	-	-	6	4	-	-	10
5.2.3.1.1 g) Số lượng bố trí ống rót	-	Tất cả các	-	-	6	-	-	6	4	-	-	10
5.2.3.1.2 Hệ thống nồi nấu	-	Tất cả các	-	-	6	-	-	6	-	3	-	6
5.2.3.1.3 Hệ thống rót	-	Tất cả các	-	-	6	-	-	6	4	3	-	10
5.2.3.1.4 Hệ thống gia nhiệt trước	-	Tất cả các	6	1	6	-	-	6	4	-	2	10
5.2.3.1.6 Khe hở hàn	-	Tất cả các	6	1	6	-	-	6	4	-	2	10
a Trong nhà - Do nhà cung cấp quá trình thực hiện b Bên ngoài - Được tiến hành bởi một đơn vị thử nghiệm được chủ đầu tư phê duyệt c n: Một chuỗi thử hoặc đánh giá đáp ứng đạt yêu cầu hậu kiểm. Thông thường, 10 mẫu thử sẽ được yêu cầu cho một chuỗi thử nghiệm và 3 mẫu cho quá trình đánh giá hậu kiểm.

5.2.4  Thử nghiệm trong phòng

5.2.4.1  Kiểm tra bề mặt trực quan

5.2.4.1.1  Bề mặt mối hàn

Sau khi loại bỏ kim loại thừa và mài tinh, cần tiến hành kiểm tra bằng mắt thường độ cứng của bề mặt gờ hàn. Để quá trình được chấp nhận:

- Không được có vết nứt có chiều dài từ 2 mm trở lên. Các điểm mối giữa gờ hàn và ray, giữa lớp trét kín và ray không được có vết nứt;

- Không được có các lỗ khí có kích thước lớn hơn 3 mm và không được có nhiều hơn ba lỗ với kích thước từ 2 mm đến 3 mm trên mỗi mẫu thử không bao gồm lớp trét kín;

- Được phép lẫn xỉ hoặc cát nhưng không được vượt quá giới hạn quy định trong Bảng 4. Không được có khuyết tật xâm nhập vào mặt cắt ngang của ray, hoặc chạm vào mép của gờ hàn/khu vực giao thoa;

Bảng 4 - Kích thước tối đa của khuyết tật xỉ hoặc cát

- Tình trạng của bề mặt còn lại sau khi phá bỏ phễu rót (ngoại trừ phần kim loại dư trên nấm ray) phải phù hợp với các yêu cầu quy định do chủ đầu tư cung cấp.

5.2.4.1.2  Bề mặt bụng nấm ray hàn

Cả hai bên bề nằm bụng nấm ray phải đáp ứng những yêu cầu sau:

- Không được có khuyết tật (vết nứt, rỗ, xỉ, tạp cát, hạt kim loại) có kích thước lớn hơn 1 mm.

5.2.4.1.3  Vùng ảnh hưởng nhiệt có thể nhìn thấy

Sau quá trình khắc Fry theo Phụ lục E, vùng ảnh hưởng nhiệt nhìn thấy được trên mỗi bên của mối hàn phải được đo trên đường tâm mặt lăn ray. Vùng ảnh hưởng nhiệt nhìn thấy phải đối xứng về trục dọc của ray và trục ngang của mối hàn.

5.2.4.2  Kiểm tra độ cứng mặt lăn

Các phép đo được thực hiện theo Phụ lục F. Các phép đo này phải được thực hiện trên bề mặt nền bằng phẳng (Hình F.1) trước khi tiến hành mài tinh.

Giá trị trung bình của ba phép đo độ cứng được thực hiện trên mỗi mối hàn phải nằm trong phạm vi quy định trong Bảng 5 đối với cấp ray gốc thích hợp.

Bảng 5 - Phạm vi kiểm tra độ cứng mặt lăn

Cấp ray	Phạm vi độ cứng HBW
	Mặt lăn của ray trên ray gốc không bị ảnh hưởng	Tâm đường hàn
U71M	260 đến 300	Hp ± 20
U75V	280 đến 320	Hp ± 20
U77MnCr	290 đến 330	Hp ± 20
U78CrV	310 đến 360	Hp ± 20
U76CrRE	310 đến 360	Hp ± 20
H320	320 đến 380	Hp - 40 đến Hp + 20
H340	340 đến 400	Hp - 40 đến Hp + 20
H350	350 đến 410	Hp - 40 đến Hp + 20
H370	370 đến 420	Hp - 40 đến Hp + 20
R200	200 đến 240	230 ± 20
R220	220 đến 260	250 ± 20
R260	260 đến 300	280 ± 20
R260Mn	260 đến 300	280 ± 20
R320Cr	320 đến 360	330 ± 20
R350HT	350 đến 390	350 ± 20
R350LHT	350 đến 390	350 ± 20
R370CrHT	370 đến 410	370 ± 30
R400HT	400 đến 440	390 ±30a
Hp là độ cứng trung bình của ray; a Khoảng độ cứng khác được cho phép đối với cấp ray R400HT nếu có sự đồng ý của chủ đầu tư.

CHÚ THÍCH: Độ cứng đường tâm của các mối hàn đối với hợp kim crom và các cấp nhiệt luyện được thiết lập dưới giá trị độ cứng của mặt lăn ray để đảm bảo cấu trúc đồng nhất hoàn toàn. Biên dạng độ cứng dọc theo đường tâm của mối hàn thay đổi tùy thuộc vào mức độ bổ sung các nguyên tố hợp kim, với các mối hàn hợp kim cao hơn cho thấy độ cứng tương đối cao hơn ở các mép hàn. Do đó, để đạt được độ cứng trung bình chính xác, cần phải yêu cầu độ cứng đường tâm thấp hơn.

5.2.4.3  Thử nghiệm uốn

Chi tiết về quy trình thử nghiệm uốn được nêu trong Phụ lục G.

Tải trọng đứt gãy nhỏ nhất (kN), được làm tròn đến 5 kN và được xác định theo công thức F = 0,0032 S (tương đương với cường độ uốn căng tối thiểu là 800 MPa), trong đó S (mm³) là mô đun tiết diện của chân ray, được nêu trong EN 13674-1 và TB/T 2344.1

Đối với ray cấp R200, yêu cầu cường độ uốn căng tối thiểu là 700 Mpa và được xác định theo công thức F = 0,0028 S.

Công thức F = 0,003 S sẽ được sử dụng cho các cấp ray R320Cr, R370CrHT và R400HT.

Mặt gãy phải được kiểm tra độ bền theo 5.2.4.4.1 và lập biên bản theo Phụ lục H.

5.2.4.4  Kiểm tra bên trong

5.2.4.4.1  Độ bền mối hàn

Các mối hàn dùng để kiểm tra bằng siêu âm (thử nghiệm E trong Bảng 2 và Bảng 3) phải được cắt sao cho có thể kiểm tra đầu, thân và chân của thanh ray chứa mối hàn (xem Hình 3) bằng siêu âm theo Phụ lục I. Các vị trí của bất kỳ khuyết tật nào được tìm thấy bằng phương pháp kiểm tra siêu âm phải được ghi lại để có thể được phát hiện thông qua phương pháp cắt mẫu. Các vết cắt phải được định vị ít nhất 5 mm so với bất kỳ khuyết tật nào được xác định bằng phương pháp kiểm tra siêu âm quy định trong Phụ lục I. Đối với mỗi khuyết tật, kích thước phải được xác định bằng cách mài hoặc gia công dần dần và đo cho đến khi tìm thấy kích thước lớn nhất.

CHÚ DẪN:

1  Nấm ray

2  Biên dạng ray

3  Biên dạng mối hàn

4  Thân ray

5  Chân ray

Hình 3 - Mặt cắt ngang của đầu, thân và chân ray

Ray có mối hàn sau đó sẽ được cắt ra để tạo ra:

- Mặt cắt dọc theo chiều dọc trên bề mặt đối xứng (mặt cắt 1 trong hình 4);

- Các mặt cắt dọc ở chân ray (mặt cắt 2 trong hình 4).

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

1  Mặt cắt dọc theo chiều dọc trên đường tâm ray

2  Phần dọc theo chiều dọc của chân ray

Hình 4 - Phân cắt các mối hàn

Kiểm tra bằng mắt các mặt cắt (được đánh bóng đến 220 grit) phải cho thấy không có dấu hiệu thiếu hợp nhất giữa ray và bề mặt hợp nhất.

Mép của gờ hàn được phép không xâm lấn vào bề mặt ray tối đa là 2 mm tính từ mép của gờ hàn trừ khi giá trị nhỏ hơn được chỉ định trong thông tin do chủ đầu tư cung cấp (xem 5.2.1 b).

Kích thước tối đa của bất kỳ lỗ khí, tạp chất xỉ, tạp chất cát hoặc hạt kim loại phải được ghi lại. Nếu xuất hiện nhiều khuyết tật, phải đếm, đo và coi như một khuyết tật duy nhất nếu chúng cách nhau dưới 1 mm:

- Cho phép có tối đa một khuyết tật có kích thước lớn hơn 2mm ở vùng đầu của ray nằm trên đường thẳng A-A trong Hình 3.

CHÚ THÍCH 1: Thông tin về độ bền của mối hàn được thu thập theo các yêu cầu của điều khoản này được sử dụng để tham khảo trong các thử nghiệm phù hợp của 5.2.3 được yêu cầu đối với các thay đổi quá trình.

CHÚ THÍCH 2: Các khu vực chứa lỗ khí nhỏ hoặc co ngót giữa các hạt kim loại không được tính là khuyết tật đơn lẻ và do đó không được xem xét.

Các mặt nứt gãy lộ ra trong phép thử uốn quy định trong 5.2.4.3 và từng mẫu thử mỏi quy định trong 5.2.4.5 phải được kiểm tra bằng mắt thường và lập biên bản theo Phụ lục H về kích thước tối đa của bất kỳ lỗ khí, tạp xỉ, tạp cát hoặc hạt kim loại.

Trên mỗi tập hợp các mối hàn thử nghiệm trong phép thử G trong Bảng 2 và Bảng 3: Không được phép có nhiều hơn một khuyết tật mà thể tích có kích thước lớn nhất lớn hơn 2 mm ở vùng nấm ray phía trên đường A-A trên Hình 3.

5.2.4.4.2  Vùng nóng chảy - Hình dạng và kích thước

Sau quá trình khắc Fry theo Phụ lục C, phép đo vùng nóng chảy phải được thực hiện trên các vết cắt được minh họa trong Hình 4.

Khoảng cách tối thiểu X (Hình 4) giữa hai đầu ray trước khi hàn và đường hợp nhất phải bằng hoặc lớn hơn 3 mm.

Phép đo X phải được thực hiện bằng cách sử dụng các dấu mốc để xác định vị trí ban đầu của các đầu ray.

CHÚ DẪN

*  Điểm tham chiếu

1  Đường hợp nhất

2  Đầu ray trước khi hàn

3  Nấm ray

4  Chân ray

Hình 4 - Hình dạng của vùng nóng chảy trên mặt cắt dọc theo chiều dọc được khắc

Vùng nóng chảy phải có hình dạng đối xứng khe hàn.

5.2.4.4.3  Vùng nóng chảy

Cấu trúc của vùng nóng chảy phải phù hợp với cấu trúc do nhà cung cấp quá trình xác định, cấu trúc này không được bao gồm mactenxit hoặc bainitic khi phóng đại 100 lần. Trong các trường hợp đặc biệt, chủ đầu tư có thể cho phép cấu trúc hoàn toàn bainitic. Cấu trúc phải được ghi lại.

5.2.4.4.4  Chiều rộng vùng hóa mềm

Quy trình đo chiều rộng của vùng hóa mềm được nêu trong Phụ lục K.

Vùng hóa mềm ở hai bên của mối hàn phải có một trong các chiều rộng trong Bảng 6 phải tuân theo thông tin do chủ đầu tư cung cấp (xem 5.2.1 b).

Bảng 6 - Phạm vi của vùng hóa mềm

5.2.4.5  Thử mỏi

Độ bền mỏi phải được đánh giá bằng phương pháp chuỗi thử nghiệm hoặc phương pháp đánh giá hậu kiểm theo Phụ lục L.

Yêu cầu độ bền mỏi đối với giá trị trung bình của độ bền mỏi cho phương pháp chuỗi thử nghiệm hoặc giá trị tối thiểu của độ bền mỏi đối với quá trình đánh giá hậu kiểm phải tuân theo thông tin do chủ đầu tư cung cấp (xem 5.2.1 c).

Đối với thử nghiệm chuỗi, các mặt nứt gãy của các mối hàn bị gãy trong quá trình thử nghiệm mỏi phải được kiểm tra bằng mắt. Nếu hiện tượng mỏi bắt nguồn tại khuyết tật do thiếu kết dính, thì quá trình này sẽ bị loại bỏ.

Các mặt đứt gãy của tất cả các mối hàn, bất kể bị gãy như thế nào, cũng phải được kiểm tra độ bền theo 5.2.4.4.1.

5.2.4.6  Phân tích hóa học

Nhà cung cấp quá trình phải xác định giá trị trung bình cho mỗi yếu tố có phạm vi làm việc trong Bảng 7 đối với ray theo tiêu chuẩn EN 13674-1 và Bảng 8 đối với ray theo tiêu chuẩn TB/T 2344.1. Các giá trị thực tế không được dao động nhiều hơn phạm vi làm việc và phạm vi này phải nằm trong phạm vi cho phép.

Phân tích hóa học phải được tiến hành trên mặt lăn của mối hàn ray trong vùng nóng chảy cách trục ngang mối hàn ít nhất 5 mm và cách giới hạn của vùng nóng chảy ít nhất 5 mm. Kết quả phân tích phải nằm trong phạm vi do nhà cung cấp quá trình quy định.

Bảng 7 - Thành phần hóa học đối với ray theo tiêu chuẩn EN 13674-1

Nguyên tố	Phạm vi cho phép %		Phạm vi làm việc	Cấp ray
	Tối thiểu	Tối đa
Carbon	0,30	0,55	± 0,12	R200
	0,35	0,70	± 0,12	R220
	0,40	0,75	± 0,12	R260, R260Mn
	0,50	1,00	± 0,12	R320Cr, R350HT, R350LHT
	0,50	1,20	± 0,15	R370CrHT, R400HT
Silicon	0,00	1,75	± 0,25	Tất cả
Mangan	0,40	1,00	± 0,20	R200
	0,45	1,20	± 0,20	R220
	0,50	1,40	± 0,20	R260, R320Cr, R350HT, R350LHT
	0,50	1,60	± 0,20	R260Mn, R370CrHT, R400HT
Phốt pho	0,00	0,035	-	Tất cả
Lưu huỳnh	0,00	0,035	-	Tất cả
Chromium	0,00	0,20	-	R200, R220, R260, R260Mn
	0,00	0,80	± 0,20	R320Cr, R350HT, R350LHT, R370CrHT, R400HT
Molypden	0,00	0,40	-	Tất cả
Niken	0,00	0,20	-	Tất cả
Nhôm	0,02	0,60	± 0,20	Tất cả
Đồng	0,00	0,20	-	Tất cả
Thiếc	0,00	0,02	-	Tất cả
Antimon	0,00	0,02	-	Tất cả
Titan	0,00	0,05	-	Tất cả
Niobium	0,00	0,02	-	Tất cả
Vanadium	0,00	0,25	-	R200, R220, R260, R260Mn
	0,00	0,45	-	R320Cr
	0,00	0,65		R350HT, R350LHT, R370CrHT, R400HT

Bảng 8 - Thành phần hóa học đối với ray theo tiêu chuẩn TB/T 2344.1

Thành phần	C	Mn	Si	S	P	Al
Thành phần hóa học (theo khối lượng) %	0.50 đến 0.80	0.50 đến 1.40	≤ 1,20	≤ 0,030	≤ 0,035	0.02 đến 0.60
Dung sai thành phần hóa học (theo khối lượng) %	± 0,12	± 0,20	± 0,25	-	-	± 0,20

6  Yêu cầu về thiết bị

6.1  Thiết bị gia nhiệt

a) Máy nén khí với áp lực phù hợp

b) Bộ mỏ hàn phù hợp với khí nén - gia nhiệt bằng gas

c) Giá đỡ mỏ hàn với khí nén - gia nhiệt bằng gas

đ) Van đính kèm cho bình xì khí nén - gia nhiệt bằng gas

e) Bộ chống cháy ngược: Phải được sử dụng với thiết bị cắt ga, hàn và làm nóng trước để ngăn chặn việc cháy ngược đối với bình oxy, propan hoặc a xê ty len. Bộ chống cháy ngược hoạt động theo hai cách:

1) Van một chiều được kích hoạt bằng áp lực ngược từ việc lửa, vì thế cắt được dòng ga;

2) Van khóa ga nếu nhiệt độ trong ống dẫn đạt 900 °C.

6.2  Công cụ hàn

a) Bảo vệ ray;

b) Máy cắt ray;

c) Bộ nồi nấu (vỏ, lót nồi, nắp nồi, chạc nồi, giá để nồi, vòng nồi);

d) Dụng cụ cố định khuôn (kẹp);

e) Gậy tròn, gậy tháo, gậy thép/nhôm để tháo nhiệt;

f) Giẻ lau bơm;

g) Đế khuôn;

h) Nêm thép để căn chỉnh ray;

i) Gương (150 mm x 100 mm);

k) Bàn chải bằng sợi thép, đục, chổi sơn, Găng tay amiăng;

l) Thùng chứa xỉ;

m) Phễu thiếc;

n) Búa 1 kg:

o) Đệm điều chỉnh.

6.3  Dụng cụ mài

a) Thiết bị cắt kim loại thừa (máy cắt);

b) Thiết bị mài biên dạng mối hàn;

c) Máy mài dẫn hướng biên dạng.

6.5  Thiết bị Kiểm soát & Đo lường

Dưới đây liệt kê các công cụ kiểm tra, đo đạc và thử nghiệm được sử dụng cho công tác hàn:

a) Thước dài 1 m;

b) Thước dài 10 cm;

c) Thước đo khe hở và chiều cao khổ;

d) Thước đo khe hở;

e) Đồng hồ tính giờ;

f) Nhiệt kế / phấn nhiệt để đo nhiệt độ ray.

(máy, thiết bị thử nghiệm theo yêu cầu chi tiết tại các phụ lục).

7  Yêu cầu về an toàn

7.1  Tất cả các hoạt động phải được thực hiện sao cho tránh và phòng ngừa tai nạn đối với người lao động và thiệt hại tài sản trong và ngoài công trường.

7.2  Các khóa hướng dẫn và đào tạo an toàn được áp dụng đối với tất cả người lao động và từng lao động sẽ được cấp thiết bị bảo vệ cá nhân một cách phù hợp với các công việc của họ.

7.3  Các loại thiết bị bảo vệ cá nhân sau đây sẽ được sử dụng trong suốt các hoạt động hàn:

a) Mũ bảo hộ - Tất cả các hoạt động;

b) Áo phản quang - Tất cả các hoạt động;

c) Giày an toàn - Tất cả các hoạt động;

d) Găng tay sử dụng khi cần;

e) Bảo vệ tai khi yêu cầu / mài ray;

f) Kính bảo hộ cho hoạt động hàn / mài / sử dụng các hóa chất;

g) Khẩu trang chống bụi cho thợ hàn / mài ray / sử dụng các hóa chất;

h) Mặt nạ cho công tác hàn;

i) Áo và quần an toàn không bắt lửa;

k) Hộp chữa cháy và cát trong trường hợp kim loại nóng chảy bắn ra;

l) Áo mưa.

7.4  Các yếu tố rủi ro sau phải được đánh giá và các hành động cần phải được đưa ra:

a) Bảo vệ các phần hàn, nồi nấu và khuôn chống ẩm. Không để phần mối hàn hoặc các hạt nhỏ tiếp xúc trực tiếp với nước, không được sử dụng nước để dập lửa mà phải dùng tấm phù và cát khô;

b) Giữ thiết bị đánh lửa cách ly khỏi vật liệu hàn và không được để trong túi quần, túi áo;

c) Đảm bảo rằng việc kiểm tra bảo dưỡng thiết bị oxy lỏng và khí ga đốt chảy phải được thực hiện;

d) Trước khi sử dụng phải đảm bảo bình ga không bị rò và nút van được vặn chặt;

e) Trước khi châm lửa mỏ hàn, trước tiên vặn van oxy và sau đó vặn van ga. Khi tắt mỏ hàn, trước tiên tắt van ga, sau đó tắt van oxy;

f) Trong trường hợp nuốt lửa có thể nhận ra bằng tiếng xì xì, ngay lập tức đóng cả 2 van lại và làm nguội mỏ hàn trong nước với van oxy được mở. Sau đó phải tiến hành kiểm tra đầu hút;

g) Bảo vệ môi trường là yêu cầu quan trọng. Trong quá trình hàn đoạn trên cao, phải đảm bảo an toàn cho người tham gia giao thông và tài sản bên dưới và xung quanh cũng như các thiết bị của các bên liên quan như tín hiệu, cấp điện và viễn thông;

h) Bảng cảnh báo đặc biệt phải được bố trí dễ quan sát trong quá trình hàn trong hầm. A xê ty len phải được sử dụng trong đoạn hầm.

8  Kiểm tra, nghiệm thu

8.1  Tổng quan

Tài liệu và hồ sơ nêu trong B.10 sẽ được cung cấp theo yêu cầu của chủ đầu tư. Tất cả các mối hàn được lắp đặt phù hợp với tiêu chuẩn này phải được kiểm tra và lập hồ sơ.

8.2  Yêu cầu về trình độ kiểm tra mối hàn

Những người thực hiện kiểm tra mối hàn hoàn thiện, được gọi là "Kiểm tra viên mối hàn" trong các điều khoản sau đây, phải hoàn thành và tốt nghiệp khóa học về kiểm tra mối hàn nhiệt nhôm. Các Kiểm tra viên mối hàn sẽ được phê duyệt bởi chủ đầu tư liên quan và sẽ đại diện cho cơ quan đó khi cần thiết.

8.3  Kiểm tra mối hàn

Trước bất kỳ cuộc kiểm tra nào, mối hàn phải được hoàn thiện và:

- Được xác định như trong B.10;

- Đã dỡ bỏ khuôn và có vật liệu lót;

- Được đảm bảo ở vị trí cuối cùng;

- Trong điều kiện mặt bằng cuối cùng.

Báo cáo Kiểm tra mối hàn bao gồm kết quả và chi tiết của việc kiểm tra mối hàn phải được hoàn thành.

8.4  Yêu cầu về hình học

8.4.1  Tổng quan

Các phép đo hình học phải được thực hiện bằng

- Độ thẳng và ăn khớp của gờ hàn mối hàn;

- Độ thẳng ray hàn.

8.4.2  Độ thẳng và ăn khớp của gờ hàn mối hàn

Độ lệch và không khớp của gờ hàn mối hàn không được vượt quá các giá trị quy định trong các hình dưới đây.

CHÚ DẪN: 1  Nấm ray 2  Chân ray	CHÚ DẪN: 1  Nấm ray 2  Chân ray
Hình 5 - Độ lệch dọc: a - 2 mm	Hình 6 - Độ lệch bên: b = 3 mm

 

CHÚ DẪN: 1  Nấm ray 2  Chân ray	CHÚ DẪN: 1  Nấm ray 3  Gờ hàn dưới chân ray 2  Chân ray 4  Gờ hàn trên chân ray
Hình 7 - Không khớp (hai mảnh khuôn): c = 3 mm	Hình 8 - Không khớp (ba mảnh khuôn): d = 3 mm

8.4.3  Độ thẳng của ray hàn

8.4.3.1  Tổng quan

Sau khi mài tinh, ray hàn phải được đo chiều dài trên 1 mét với vị trí hàn ở chính giữa. Các dụng cụ được sử dụng để đo độ thẳng của ray hàn phải chính xác và được hiệu chuẩn theo yêu cầu của nhà cung cấp thiết bị và chủ đầu tư.

8.4.3.2  Chiều dài mài

Chiều dài mà bề mặt ray đã được mài trên toàn bộ chiều rộng của mặt lăn "L" (xem Hình 9) hoặc trên toàn bộ chiều dài má trong ray "M” (xem Hình 10) được thể hiện như sau.

CHÚ DẪN:

L  Chiều dài mài

1  Nấm ray

2  Chân ray

Hình 9 - Chiều dài mài trên mặt lăn

CHÚ DẪN:

M  Chiều dài mài

1  Nấm ray

2  Chân ray

Hình 10 - Chiều dài mài trên má trong ray

8.4.3.3  Độ thẳng theo chiều dọc

Độ thẳng dọc được đo trên trục của mặt lăn.

Nó được xác định bởi hình 11 và hình 12 đối với các mối hàn lồi và mối hàn lõm.

- Mối hàn lồi

Giá trị đỉnh lồi P được tính theo công thức sau:

Độ phẳng được đo trên chiều dài mài.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

1  Độ phẳng

2  Ray

h1, h2  Giá trị tại đầu vị trí thước đo

Hình 11 - Mối hàn lồi

- Mối hàn lõm

 

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

1  Độ lõm tối đa

2  Ray

Hình 12 - Mối hàn lõm

8.4.3.4  Độ thẳng theo chiều ngang

Độ thẳng theo chiều ngang phải được đo trên mép chạy và cách mặt lăn 14 mm. Nó được xác định bởi Hình 13.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

1  Độ lệch ngang tối đa

2  Nấm ray

3  Chân ray

Hình 13 - Độ thẳng theo chiều ngang

8.4.3.5  Tiêu chí chấp nhận

Tiêu chí chấp nhận độ thẳng mối hàn được xác định trong Bảng 9 và Bảng 10. chủ đầu tư sẽ quy định các loại từ mỗi bảng này. Các giá trị trong danh mục không được trộn lẫn.

Bảng 9 - Độ thẳng theo chiều dọc

(Các phép đo tính bằng milimét)

Loại		A	B	C	D	E	F	G	H
Mối hàn lồi	Lồi tối đa	1,0	1,0	0,5	0,5	0,3	0,3	0,2	0,3
	Lồi tối thiểu	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,1
	Độ phẳng	-0,20	-0,20	-0,20	-0,20	-0,20	-0,15	-0,10	-0,15
Mối hàn lõm	Lõm tối đa	-1,0	-0,5	-0,5	0,0	-0,2	-0,15	-0,1	0,0
Chiều dài mài tối đa		900	900	900	900	600	600	600	600

Bảng 10 - Độ thẳng theo chiều ngang

(Các phép đo tính bằng milimét)

Loại	W	X	Y	Z
Mở rộng khổ đường tối đa	0,3	0,3	0,5	0,5
Thu hẹp khổ đường tối đa	0,0	0,0	0,5	0,5
Chiều dài mài tối đa	500	Không hạn chế	300	Không hạn chế

8.5  Tính toàn vẹn của mối hàn

Việc đánh giá tính toàn vẹn của mối hàn phải được thực hiện bằng cách kiểm tra bằng mắt.

- Gờ hàn mối hàn phải được hình thành theo hình dạng hoàn chỉnh của khuôn và không bị biến dạng.

- Không được có bất kỳ hư hỏng nào đối với ray do kim loại lỏng, xỉ hoặc cát bắn ra.

- Các giới hạn đối với các khuyết tật khác có thể nhìn thấy sẽ do chủ đầu tư quy định.

Các phương pháp kiểm tra không phá hủy khác sẽ được thực hiện theo yêu cầu của chủ đầu tư nếu cần thiết.

8.6  Tài liệu

Tài liệu chấp nhận phải bao gồm:

- Tài liệu xác định nguồn gốc như trong B.10;

- Báo cáo kiểm tra mối hàn như quy định trong 8.3;

- Kết quả từ các phép thử không phá hủy khác có thể được chỉ định.

 

Phụ lục A

(tham khảo)

Yêu cầu về trình độ chuyên môn của thợ hàn nhiệt nhôm

A.1  Đào tạo ban đầu và cấp Chứng chỉ hàn nhiệt nhôm

Việc đào tạo và kiểm tra ban đầu sẽ được thực hiện tại một cơ sở đào tạo.

Nhà cung cấp quá trình phải cung cấp sổ tay quá trình và xác định thời gian đào tạo và số lượng mối hàn tối thiểu cần thực hiện.

Việc đào tạo ban đầu phải được thực hiện theo sổ tay quá trình của nhà cung cấp. Ngoài các quá trình hàn, đào tạo ban đầu tối thiểu phải bao gồm:

- Các hạng mục an toàn cơ bản liên quan đến quá trình;

- Nguyên nhân và kết quả của hoạt động bên ngoài của các quá trình chuẩn;

- Nhận dạng ray;

- Mài cơ bản;

- Kiểm tra mối hàn bằng mắt.

Khóa đào tạo sẽ kết thúc bằng một bài kiểm tra thực tế và lý thuyết hoặc các bài kiểm tra được thiết kế để xác nhận kỹ năng của học viên trong việc thực hiện hàn nhôm nhiệt đường ray phù hợp với các yêu cầu của sổ tay quá trình của nhà cung cấp đó.

Sau khi hoàn thành khóa đào tạo và kiểm tra, thợ hàn sẽ được cơ sở đào tạo cấp Chứng chỉ hàn nhôm nhiệt nhôm. Thông tin tối thiểu được cung cấp trên chứng chỉ là:

- Họ và tên thợ hàn;

- Ngày sinh;

- Ngày thi;

- Số chứng chỉ;

- Nhà cung cấp quá trình;

- Mô đun kỹ năng;

- Kỹ năng phụ;

- Các phương pháp cắt;

- Cơ sở đào tạo;

- Chữ ký và tên của người chấm thi.

Việc sở hữu chứng chỉ về kỹ thuật hàn nhiệt nhôm sẽ là điều kiện tiên quyết để nộp đơn xin Giấy phép hàn.

A.2  Xác định thợ hàn

Để xác định thợ hàn, mỗi mối hàn phải được đánh dấu bằng số tem được cấp trong Giấy phép hàn.

A.3  Hồ sơ thợ hàn

Nhà thầu phải lưu giữ hồ sơ thợ hàn, hồ sơ này sẽ cấu thành một phần của hệ thống quản lý chất lượng và bao gồm:

- Đào tạo và nâng cao năng lực thợ hàn;

- Hồ sơ hàn;

- Số lượng mối hàn được thực hiện trong một thời kỳ nhất định;

- Số lượng mối hàn bị từ chối;

- Số lượng mối hàn được ghi nhận lỗi trong quá trình sử dụng.

 

Phụ lục B

(tham khảo)

Nhà thầu hàn nhiệt nhôm

B.1  Hệ thống quản lý chất lượng

Nhà thầu hàn phải áp dụng một hệ thống quản lý chất lượng đáp ứng Tiêu chuẩn này để đảm bảo rằng các mối hàn nhiệt nhôm luôn tuân thủ các yêu cầu quy định.

B.2  Kinh nghiệm thực tế

Chủ đầu tư có thể yêu cầu các nhà thầu cung cấp bằng chứng rằng họ có kinh nghiệm cần thiết đối với loại công việc được thực hiện.

B.3  Thợ hàn nhiệt nhôm

Nhà thầu hàn phải sử dụng thợ hàn nhiệt nhôm đã có Giấy phép hàn hợp lệ, như trong Phụ lục A của tiêu chuẩn này.

B.4  Đào tạo

Nhà thầu hàn phải áp dụng một hệ thống đảm bảo năng lực của nhân viên hàn nhiệt nhôm của họ bằng cách đào tạo và đánh giá thích hợp.

B.5  Trang thiết bị

Thiết bị hàn nhiệt nhôm phải tuân theo hướng dẫn sử dụng của nhà cung cấp quá trình. Việc kiểm tra và hiệu chuẩn thiết bị phải tuân theo các yêu cầu do nhà cung cấp quá trình và thiết bị quy định và chủ đầu tư có liên quan.

B.6  Mua, quản lý và kiểm soát vật tư vật liệu

Nhà thầu hàn phải áp dụng một hệ thống mua, quản lý và kiểm soát vật tư hàn phù hợp với các thông số kỹ thuật của nhà cung cấp quá trình.

B.7  Giám sát

Nhà thầu hàn phải áp dụng một hệ thống quản lý và giám sát hàn nhiệt nhôm phù hợp với các quy định.

B.8  Kiểm tra mối hàn

Nhà thầu hàn phải duy trì hệ thống kiểm tra mối hàn theo yêu cầu. Các điểm không phù hợp được phát hiện trong quá trình kiểm tra phải được ghi lại trong hệ thống xác định nguồn gốc.

B.9  Truy xuất nguồn gốc

Tối thiểu, mỗi mối hàn phải được đánh dấu tại thời điểm thực hiện với nhận dạng duy nhất của thợ hàn, như được xác định trong A.3 và với năm lắp đặt.

Nhà thầu hàn phải duy trì một hệ thống xác định nguồn gốc. Hệ thống phải bao gồm hồ sơ hàng ngày có chữ ký của thợ hàn, ghi chi tiết từng mối hàn được thực hiện.

Hồ sơ hàng ngày phải bao gồm các thông tin tối thiểu sau:

- Ngày ghi;

- Nhận dạng nhà thầu và thợ hàn;

- Nhà cung cấp và quá trình;

- Ngày sản xuất, chi tiết lô;

- Điều kiện thời tiết;

- Cấp và mác ray;

- Vị trí (Km, tuyến đường, ray hoặc "tài liệu tham khảo khác");

- Các hoạt động cân bằng ứng suất ví dụ mối hàn được thực hiện giữa các bộ căng hoặc kết hợp với bộ gia nhiệt ray;

- Bất kỳ sự không phù hợp nào với hướng dẫn quá trình và các yêu cầu của chủ đầu tư trước hoặc trong quá trình hàn bao gồm các điều kiện như đầu ray bị mẻ, cong hoặc oằn.

 

Phụ lục C

(tham khảo)

Các bước phê duyệt

 

Phụ lục D

(tham khảo)

Trình tự đề xuất của thử nghiệm trong phòng

CHÚ THÍCH: Các thử nghiệm nêu trong Bảng 2.

 

Phụ lục E

(quy định)

Quy trình kiểm tra ăn mòn Fry

Nhiều đặc điểm cấu trúc thô đại được đo sau quá trình ăn mòn Fry được thực hiện bằng phương pháp sau:

Chất ăn mòn phải có thành phần hóa học sau (đối với 10 l).

- 1,875 kg đồng clorua (CuCl₂ 2H₂O);

- Axit clohydric (HCl 1,18 g / ml - 35%);

- 4,2 / nước.

Ăn mòn thô đại ở nhiệt độ phòng phải đủ thời gian (tối thiểu 30 min) để hiển thị rõ ràng các đường ranh giới. Mẫu phải được đánh bóng bằng giấy nhám tối thiểu 220 grit.

 

Phụ lục F

(tham khảo)

Quy trình đo độ cứng bề mặt

Các phép thử độ cứng Brinell phải được thực hiện theo TCVN 256-1: 2006 bằng cách sử dụng:

- Bóng cacbua vonfram đường kính 5 mm hoặc 10 mn;

- Tải thử nghiệm 750 kg (bóng đường kính 5 mm) hoặc 3000 kg (bóng đường kính 10 mm);

- Thời gian duy trì tải là 15 s.

Đỉnh của mối hàn thử nghiệm phải được mài để tạo ra một bề mặt phẳng tiếp tuyến với đỉnh thanh ray tại giao điểm với trục dọc của thanh ray theo Hình F.1

CHÚ DẪN:

1  Đường tâm đỉnh ray

2  Đường tâm ngang của mối hàn

3  Mặt lăn

Hình F.1 - Vị trí của các phép thử độ cứng bề mặt

Mỗi mối hàn phải đo 3 giá trị độ cứng như trong Hình F.1.

 

Phụ lục G

(quy định)

Quy trình thử nghiệm uốn

Các kích thước của thiết bị thử nghiệm uốn được cho trong Hình G.1.

CHÚ DẪN:

1  Tải trọng

2  Mối hàn

25 mm ≤ r ≤ 70 mm

Chiều dài mẫu tối thiểu 1150 mm

Tốc độ gia tải ≤ 60 kN / s

Hình G.1 - Sơ đồ thử nghiệm uốn

Tải trọng phải được tác dụng lên mặt lăn của mối hàn tại một điểm duy nhất. Thử nghiệm phải tiếp tục được thực hiện cho đến khi đứt gãy.

 

Phụ lục H

(quy định)

Quy trình ghi lại các khuyết tật mặt gãy mối hàn thử nghiệm

Một bản ghi về bất kỳ khuyết tật nào được phát hiện trên bề mặt gãy của mỗi hàn phải được thực hiện trên lưới mô phỏng biên dạng ray (Hình H.1). Bản ghi sẽ bao gồm các chi tiết sau đây:

- Loại khuyết tật;

- Kích thước bề mặt;

- Hình dạng;

- Vị trí;

- Độ sâu của lỗ khí.

Bản ghi sẽ cho biết thông tin nhận dạng mẫu hàn thử nghiệm và cho biết liệu mối hàn đó được sử dụng để kiểm tra uốn hay kiểm tra mỏi.

Mặt đứt gãy của mối hàn không có khuyết tật sẽ được ghi rõ trên lưới mô phỏng hình dạng ray là "Không phát hiện khuyết tật"

Hình H.1 - Lưới biên dạng ray

 

Phụ lục I

(quy định)

Quy trình kiểm tra siêu âm trên các mối hàn nhiệt nhôm

I.1  Yêu cầu chung

Quy trình này liên quan đến việc sử dụng phương pháp siêu âm để kiểm tra các mối hàn nhiệt nhôm trong các mẫu ray được cắt. Phương pháp này có thể phát hiện các khuyết tật “thiếu hợp nhất” theo chiều ngang - dọc, lỗ khí lớn và các khuyết tật “kẽ nứt co ngót” do chuyển vị của ray gây ra. Quy trình này phải thiết lập vị trí của các khuyết tật liên quan đến mặt cắt ngang của ray và phải đưa ra ước tính về phạm vi chiều ngang của chúng. Nếu cần yêu cầu độ chính xác cao hơn về kích thước, các quy trình siêu âm khác sẽ được áp dụng. Nhân viên thực hiện quy trình này phải được đào tạo theo tiêu chuẩn TCVN 5868 để đáp ứng yêu cầu về năng lực.

I.2  Thiết bị kiểm tra

Đối với bài kiểm tra được yêu cầu:

- Một thiết bị siêu âm được chủ đầu tư chủ đầu tư phê duyệt;

- Công cụ dò sóng kép, đầu dò sóng phản xạ 0°, đường kính 20 mm và tần số 4 MHz đến 5 MHz; Hiệu chuẩn mẫu đa năng dùng để kiểm tra chung.

I.3  Chuẩn bị mẫu

Một đoạn ray chứa mối hàn nhiệt nhôm sẽ được chuẩn bị bằng cách thực hiện hai vết cắt ngang, mỗi vết cắt ở mỗi bên của mối hàn ở khoảng cách đều nhau từ mép của gờ hàn. Các vết cắt phải vuông góc với trục dọc của mối hàn, song song với nhau và với gờ hàn. Khoảng cách giữa 2 mặt cắt phải từ 180 mm đến 200 mm đối với mối hàn có khe hở tiêu chuẩn và khoảng cách giữa 2 mặt cắt từ 210 mm đến 230 mm đối với mối hàn có khe hở rộng (kích thước khe hở danh nghĩa lớn hơn 30 mm).

I.4  Điều chỉnh

Thang thời gian - sử dụng khối hiệu chuẩn đơn vị đo lường hệ mét để hiệu chuẩn thang thời gian của máy dò khuyết tật.

Đối với các mối hàn nhiệt nhôm có kích thước khe hở danh nghĩa lên đến 30 mm, chiều dài thời gian phải được hiệu chuẩn thành 10 mm trên mỗi vạch chia tỷ lệ (tức là chiều rộng toàn màn hình 400 mm).

Đối với các mối hàn nhiệt nhôm có kích thước khe hở danh nghĩa trên 30 mm, chiều dài thời gian phải được hiệu chuẩn thành 20 mm trên mỗi vạch chia tỷ lệ (tức là chiều rộng toàn màn hình 400 mm).

Độ nhạy - đặt đầu dò trên một trong các bề mặt của mẫu đã cắt và thu được tín hiệu từ mặt đối diện. Điều chỉnh mức khuếch đại cho đến khi tín hiệu ở 100 % chiều cao toàn màn hình. Mức độ nhạy phải được đặt lại cho từng mặt của mỗi mẫu thử nghiệm.

I.5  Kiểm tra

Đặt đầu dò lên một trong các mặt cắt ngang và thu được tín hiệu chiều cao toàn màn hình từ mặt song song đối diện. Quét toàn bộ khu vực của phần đường ray và lưu ý sự xuất hiện của bất kỳ tín hiệu nào và bất kỳ khu vực nào mà tín hiệu từ mặt đối diện giảm xuống dưới 50% chiều cao toàn màn hình.

Nếu phát hiện thấy tín hiệu hoặc giảm tín hiệu từ tường phía sau, tiến hành xác định giới hạn của vùng khuyết tật bằng cách di chuyển đầu dò và đánh dấu các giới hạn này trên mặt được quét.

Nếu các tín hiệu được phát hiện, sử dụng thang thời gian để xác định độ sâu của chúng bên dưới bề mặt được quét. Trong mỗi trường hợp, lưu ý độ sâu và lưu ý biên độ của tín hiệu.

Lặp lại quá trình quét từ mặt cắt ngang còn lại.

I.6  Báo cáo

Phạm vi và độ sâu của bất kỳ khuyết tật nào được tìm thấy phải được đánh dấu và sẽ được báo cáo trên mẫu và báo cáo để tiếp tục kiểm tra theo dõi.

 

Phụ lục J

(quy định)

Quy trình kiểm tra bằng kính hiển vi vùng ảnh hưởng nhiệt nhìn thấy được và vùng nóng chảy của mối hàn

Các mẫu để kiểm tra bằng kính hiển vi phải được lấy theo Hình J.1. Các mẫu phải được chuẩn bị và chịu ăn mòn trong 4 % Nital.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

1	Chiều rộng của vùng ảnh hưởng nhiệt nhìn thấy được của mối hàn đo tại đường tâm dọc mặt lăn
2	Vùng ảnh hưởng nhiệt có thể nhìn thấy
3	Ray gốc không bị ảnh hưởng
4	Vùng nóng chảy mối hàn
5	Đường hợp nhất
	Diện tích của vùng nóng chảy được kiểm tra bằng kính hiển vi
	Diện tích vùng ảnh hưởng nhiệt có thể nhìn thấy được kiểm tra bằng kính hiển vi

Hình J.1 - Sơ đồ lấy mẫu để kiểm tra bằng kính hiển vi

 

Phụ lục K

(quy định)

Quy trình đo chiều rộng vùng hóa mềm do nhiệt

K.1  Đo độ cứng

Độ cứng của vùng hóa mềm do nhiệt được đo bằng phương pháp thử nghiệm độ cứng Vickers phù hợp với TCVN 258 -1 với tải trọng 30 kg.

Các vết hằn phải nằm trên một đường thẳng dọc theo trục dọc của ray trong khoảng từ 3 mm đến 5 mm bên dưới mặt lăn. Ngoài ra, các điểm đo có thể được thực hiện trên mặt lăn dọc theo trục dọc ray sau khi đã được gia công đến độ sâu 3 mm.

Quá trình đo độ cứng sẽ được thực hiện dọc theo và vượt qua cả hai bên của mối hàn, tiếp tục đo vượt qua 20mm kể từ khi đạt được độ cứng của ray gốc không bị ảnh hưởng. Phép đo phải được thực hiện tại các điểm cách nhau 2 mm như trong Hình K.1.

Kích thước tính bằng mm

CHÚ DẪN:

A  Độ sâu từ 3 mm đến 5 mm

B  Ray gốc

C  Ray gốc không bị ảnh hưởng

D  Đường tâm mối hàn

Hình K.1 - Đo độ cứng dọc trục ray

Các giá trị đo độ cứng thu được phải được ghi lại bằng số và bằng đồ thị.

K.2  Đánh giá dữ liệu độ cứng

K.2.1  Tổng quan

Các giá trị đo độ cứng phải được thể hiện bằng đồ thị như trong Hình K.2.

CHÚ DẪN:

1  Đường 1

2  Đường 2

3  Đường tâm mối hàn

Hình K.2 - Biên dạng độ cứng điển hình

K.2.2  Độ cứng trung bình của ray gốc

Độ cứng trung bình của ray gốc ở hai bên của mối hàn được tính toán từ tối thiểu 10 giá trị đo độ cứng được thực hiện cách nhau 2 mm trong đoạn ray gốc không bị ảnh hưởng. Một đường bằng độ cứng trung bình được đánh dấu trên đồ thị độ cứng cho mỗi bên của mối hàn như trong hình (Đường 1).

K.2.3  Đường đo độ cứng

Đường độ cứng đo (Đường 2) được thể hiện song song và ở bên dưới đường độ cứng trung bình cách đường độ cứng trung bình một khoảng X. Giá trị của X thay đổi theo cấp ray:

- X = 10 cho ray cấp: R200, R220, R260, R260Mn, R320Cr, U75V, U77MnCr, U78CrV, U76CrRE

- X = 25 cho ray cấp: R350HT, R350 LHT, R370CrHT, R400HT, H320, H340, H350, H370

K.2.4  Đo chiều rộng vùng hóa mềm do nhiệt

Chiều rộng vùng hóa mềm do nhiệt được xác định là khoảng cách giữa các điểm A1 và B1, giữa các điểm A2 và B2 trong Hình K.2.

K.2.5  Sự thay đổi độ cứng của ray gốc

Trong một số trường hợp, ray gốc không bị ảnh hưởng có thể có độ lệch chuẩn lớn về độ cứng với giá trị trung bình. Điều này có thể làm cho các điểm riêng lẻ trong ray không bị ảnh hưởng nằm dưới đường đo độ cứng (Đường 2). Đối với mục đích đo chiều rộng vùng hóa mềm do nhiệt, có thể bỏ qua các điểm riêng lẻ nằm bên dưới đường đo độ cứng nếu áp dụng a) và b) như sau:

a) Không có nhiều hơn một điểm độ cứng trong số những điểm được sử dụng để xác định độ cứng trung bình của ray gốc nằm dưới Đường 2;

b) Điểm độ cứng nằm dưới Đường 2 cách Điểm A của Hình K.2 hơn 4 mm.

 

Phụ lục L

(quy định)

Phương pháp thử mỏi đối với các mối hàn nhiệt nhôm

L.1  Yêu cầu chung

Phụ lục này mô tả phương pháp thử bậc thang (xem L.4.2) để xác định sự phân bố độ bền mỏi của mối hàn ở độ bền 5 triệu chu kỳ. Độ bền mỏi được đo bằng phạm vi ứng suất căng bề mặt ngoài ở chân mối hàn, tức là phạm vi ứng suất sẽ tồn tại trong ray gốc tại vị trí mối hàn khi không có mối hàn.

Phương pháp trước sau (xem L.4.4) cũng được mô tả để thử nghiệm ba mối hàn, không mối hàn nào bị đứt ở mức ứng suất chu kỳ xác định.

L.2  Thiết bị thử nghiệm

Các thử nghiệm phải được thực hiện ở dạng uốn bốn điểm với trạng thái chân ray bị kéo căng.

Khoảng cách giữa 2 trụ đỡ bên trong (W) phải có chiều rộng tối thiểu là 150 mm cộng với chiều rộng mối hàn dưới chân. Khoảng cách giữa 2 trụ đỡ bên ngoài (L) phải vượt khoảng cách giữa 2 trụ đỡ bên trong ít nhất gấp đôi chiều cao ray (H) và phải đối xứng với khoảng cách giữa 2 trụ đỡ bên trong:

L ≥ W + 2H

(L.1)

CHÚ DẪN:

1  Ray

2  Mối hàn

3  Trụ đỡ

Hình L.1 - Bố trí thử nghiệm mỏi

Khoảng cách giữa các trụ đỡ bên trong và trụ đỡ bên ngoài phải được đo và ghi lại.

Khoảng cách từ đường tâm của bộ truyền động đến các điểm chất tải phải được đo và ghi lại. Kích thước tương ứng ở hai bên của đường tâm thiết bị truyền động không được chênh lệch quá 3 mm.

Bán kính cong của các điểm chất tải không được nhỏ hơn 40 mm. Bề mặt tiếp xúc của các điểm chất tải sẽ được tự do di chuyển hoặc xoay để giảm ma sát giữa các điểm chất tải và mẫu thử.

CHÚ THÍCH 1: Áp lực tiếp xúc cao có thể dẫn đến xuất hiện các vết nứt tại các điểm chất tải. Do đó, nên sử dụng các thiết bị giảm thiểu áp lực tiếp xúc tại các điểm chất tải. Áp lực tiếp xúc có thể được giảm thêm bằng cách tăng khoảng cách giữa 2 trụ đỡ bên ngoài và do đó giảm lực cần thiết để đạt được mômen uốn tác dụng nhất định.

Lực tác dụng phải được đo bằng cảm biến tải trọng đánh giá mỏi cấp 1.0 phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 10600-1.

CHÚ THÍCH 2: Tùy thuộc vào khoảng cách giữa 2 trụ đỡ bên ngoài, bộ truyền động 500 kN hoặc 1000 kN có khả năng được áp dụng phù hợp.

L.3  Quy trình hiệu chuẩn

Thiết bị thử nghiệm phải được hiệu chỉnh để đảm bảo đạt được giới hạn trên và giới hạn dưới của ứng suất uốn căng dưới chân ray tại đường tâm của gờ hàn mối hàn.

L.4  Kết quả thử nghiệm mỏi

L.4.1  Yêu cầu chung

Chủ đầu tư có thể lựa chọn theo 5.2.1 c) và 5.2.4.5 để chọn một trong hai phương pháp thử nghiệm chuỗi (xem L.4.2) hoặc thử nghiệm hậu kiểm (xem L.4.4).

L.4.2  Phương pháp thử nghiệm chuỗi

L.4.2.1  Mẫu thử

Yêu cầu sử dụng mười mẫu thử. Vị trí mối hàn phải được định vị ở tâm của mẫu thử sai lệch trong phạm vi ± 10 mm. Chiều dài mẫu thử không được vượt quá khoảng cách giữa 2 trụ ngoài quá 100 mm.

L.4.2.2  Quy trình

Đặt mẫu thử vào thiết bị thử nghiệm sao cho đường tâm của mối hàn thẳng hàng với đường tâm của thiết bị truyền động với độ sai lệch trong phạm vi 3 mm.

1. Xác định ứng suất lớn nhất liên quan đến độ bền mỏi trung bình ở 5 triệu chu kỳ theo yêu cầu của chủ đầu tư.

VÍ DỤ: Nếu độ bền mỏi trung bình không nhỏ hơn ứng suất 230 MPa khi tỷ số giữa ứng suất tác dụng nhỏ nhất và lớn nhất (R) là 0,1; khi đó ứng suất lớn nhất sẽ là 230 / (1 - R) = 256 MPa.

Xác định lực cực đại và biên độ lực tương ứng với các giá trị ứng suất cực đại và biên độ ứng suất này.

2. Tải theo chu kỳ cho mối hàn bằng cách sử dụng dạng sóng hình sin để đạt được giá trị lớn nhất của lực và phạm vi tải được tính theo 1). Giá trị lực tải lớn nhất và phạm vi tải đã chỉ ra phải được duy trì trong phạm vi 2% của giá trị danh nghĩa yêu cầu. Tiếp tục quay vòng cho đến khi mẫu thử bị đứt hoặc đã áp dụng được 5 triệu chu kỳ.

3. Nếu mẫu thử bị đứt, kết quả thử nghiệm phải được ghi lại là “không đạt”. Nếu mẫu thử không đứt thì được ghi là “đạt”. Phạm vi lực theo chu kỳ và phạm vi ứng suất căng bề mặt ngoài cũng phải được ghi lại.

4. Trong trường hợp thử nghiệm cho kết quả đạt, lặp lại thử nghiệm trên một mẫu thử khác nhưng tăng phạm vi lực theo chu kỳ một lượng tương ứng với sự gia tăng phạm vi ứng suất căng bề mặt ngoài tại chân ray 10 MPa. Trường hợp kết quả thử là không đạt, lặp lại phép thử trên mẫu thử khác với dải ứng suất chân ray lớn nhất giảm 10 MPa. Trong cả hai trường hợp, tải tối thiểu tác dụng phải là 10% tải trọng tối đa.

5. Tiếp tục như trên cho đến khi thử nghiệm được 10 mẫu thử.

L.4.2.3  Phân tích dữ liệu

Kết quả là tất cả không đạt hoặc tất cả đạt.

Không cần phân tích dữ liệu.

a) Kết quả thu được cả không đạt và đạt.

Ước tính giá trị trung bình và độ lệch chuẩn của độ bền mỏi như sau:

Trước hết, xác định xem không đạt hay đạt là kết quả xảy ra ít phổ biến hơn. Sau đó tính độ bền mỏi trung bình σ_m theo công thức:

(L.2)

Trong đó:

σ_o  ứng suất thấp nhất mà tại đó các phép thử với kết quả ít phổ biến hơn (MPa)

d = 10 MPa

A = Σi.n_i trong đó i nằm trong khoảng từ 0 đến z

N = Σn_i trong đó i nằm trong khoảng từ 0 đến z = tổng số kết quả ít phổ biến hơn

Trong đó:

n_i - số kết quả ít phổ biến hơn ở mức ứng suất thứ i với σ_o nêu trên.

i = mức ứng suất thứ i (i = 0 ứng với σ_o)

z = số mức ứng suất trên σ_o mà tại đó thử nghiệm đã được thực hiện

Trong công thức, sử dụng (A / N) + 0,5 nếu kết quả ít phổ biến hơn là đạt và (A / N) - 0,5 nếu kết quả ít phổ biến hơn là không đạt.

Tính độ lệch chuẩn bằng công thức:

(L.3)

Trong đó:

B = Σi² ∙ n_j

b) Thông tin cần được báo cáo

Đối với mỗi loạt thử nghiệm, thông tin sau phải được báo cáo:

- Khoảng cách giữa trụ đỡ bên trong và bên ngoài của thiết bị thử nghiệm (L.2);

- Khoảng cách từ đường tâm của thiết bị truyền động đến các điểm tải (L.2);

- Kết quả hiệu chuẩn động của thiết bị thử nghiệm (L.3);

- Giá trị trung bình và độ lệch chuẩn của độ bền mỏi ở 5 triệu chu kỳ nếu được tính theo quy trình nêu trong L.4.2.3 a.

Đối với mỗi thử nghiệm, báo cáo:

- Phạm vi lực tối đa được áp dụng;

- Phạm vi ứng suất căng bề mặt ngoài được áp dụng;

- Kết quả thử nghiệm là không đạt hoặc đạt;

- Trong trường hợp không đạt, vị trí bắt đầu vết nứt.

L.4.2.4  Tiêu chí chấp nhận

a) Tất cả các kết quả đều là không đạt.

Quá trình không được chấp nhận.

b) Tất cả các kết quả đều đạt.

Quá trình này được chấp nhận.

c) Cả không đạt và đạt đều xảy ra

Độ bền mỏi trung bình phải vượt quá giá trị do chủ đầu tư quy định

L.4.3  Ví dụ về phân tích dữ liệu xác định độ bền mỏi bằng phương pháp thử chuỗi

Bảng L.1 - Kết quả thử nghiệm

Số lần không đạt (x): 4 kết quả ít phổ biến hơn

Số lần đạt (0): 6

Phạm vi ứng suất thấp nhất mà tại xảy ra không đạt (σ_o) là 210 MPa. Vì không đạt là kết quả ít phổ biến hơn, nên dạng của Công thức L.2 sẽ được sử dụng là:

(L.4)

Độ lệch chuẩn theo Công thức L.3 là:

(L.5)

L.4.4  Phương pháp thử nghiệm hậu kiểm

L.4.4.1  Mẫu thử

Yêu cầu sử dụng 3 mẫu thử. Mối hàn phải được định vị ở tâm của mẫu thử trong phạm vi ± 10 mm. Chiều dài mẫu thử không được vượt quá khoảng cách giữa 2 trụ đỡ bên ngoài quá 100 mm.

L.4.4.2  Quy trình

a) Đặt mẫu thử vào thiết bị thử nghiệm sao cho đường tâm của mối hàn thẳng hàng với đường tâm của thiết bị truyền động trong phạm vi 3 mm.

b) Ứng suất lớn nhất được áp dụng theo quy định của chủ đầu tư. Ứng suất nhỏ nhất được áp dụng phải bằng 10% ứng suất lớn nhất. Không chấp nhận bất kỳ thất bại nào ở độ bền dưới 5 triệu chu kỳ.

c) Tải theo chu kỳ cho mối hàn bằng cách sử dụng dạng sóng hình sin để đạt được giá trị ứng suất lớn nhất và nhỏ nhất. Cả hai giá trị được chỉ ra phải được duy trì trong phạm vi 2% của giá trị danh nghĩa yêu cầu. Tiếp tục quay vòng cho đến khi mẫu thử bị đứt hoặc 5 triệu chu kỳ đã được áp dụng. Nếu mẫu thử bị đứt, kết quả thử nghiệm phải được ghi lại là 'không đạt'. Nếu mẫu thử không đứt, sẽ được ghi lại là 'đạt'.

L.4.4.3  Thông tin cần được báo cáo

Đối với mỗi loạt thử nghiệm, các nội dung sau phải được báo cáo:

- Khoảng cách giữa trụ đỡ bên trong và bên ngoài của thiết bị thử nghiệm (L.2);

- Khoảng cách từ đường tâm của thiết bị truyền động đến các điểm tải (L.2);

- Ứng suất căng bề mặt ngoài được áp dụng (L.4.4.2).

Đối với mỗi thử nghiệm, báo cáo:

- Kết quả thử nghiệm là không đạt hoặc đạt;

- Trong trường hợp không đạt, vị trí bắt đầu vết nứt.

L.4.4.4  Tiêu chí chấp nhận

Nếu bất kỳ mẫu thử nào bị đứt ở ít hơn 5 triệu chu kỳ, thì quá trình này sẽ bị loại bỏ.

 

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] BS EN 14730 Railway applications-Track - Aluminothermic welding of rails.

[2] TB/T 1632.1 -2014 Welding of rails - Part 1: General specification.

[3] TB/T 1632.3 -2019 Welding of rails - Part 3: Thermit welding.

[4] Dự án sản xuất thử nghiệm độc lập cấp nhà nước “Thí nghiệm lắp đặt và khai thác đường ray không mối nối cho đường sắt Việt Nam”

 

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ, định nghĩa

4  Yêu cầu kỹ thuật

4.1  Yêu cầu về vật liệu

4.2  Yêu cầu thợ hàn

4.3  Nhà thầu hàn

5  Quy trình hàn

5.1  Trình tự quy trình hàn

5.1.1  Công tác chuẩn bị

5.1.2  Quy trình hàn

5.1.2.1  Chỉnh ray chuẩn bị hàn

5.1.2.2  Lắp thiết bị và khuôn hàn

5.1.2.3  Chuẩn bị và nạp vật liệu hàn

5.1.2.4  Gia nhiệt ray trước

5.1.2.5  Hàn và cắt kim loại thừa

5.1.2.6  Hoàn thiện

5.2  Phê duyệt quy trình hàn

5.2.1  Thông tin do chủ đầu tư cung cấp

5.2.2  Thủ tục phê duyệt

5.2.2.1  Tổng quan

5.2.2 2  Nhận dạng quy trình hàn

5.2.2.3  Yêu cầu chung

5.2.2.4  Các tài liệu được nộp kèm theo yêu cầu phê duyệt

5.2.2.5  Kiểm tra tuân thủ ban đầu

5.2.2.6  Mở rộng thử nghiệm tuân thủ ban đầu

5.2.2.7  Chuẩn bị và phân bổ các mối hàn kiểm tra

5.2.3  Phê duyệt lại sau khi thay đổi quy trình

5.2 3.1  Các thay đổi cần phải phê duyệt lại

5.2.3.2  Yêu cầu kiểm tra để phê duyệt lại sau các thay đổi quy trình

5.2.4  Thử nghiệm trong phòng

5.2.4.1  Kiểm tra bề mặt trực quan

5.2.4.2  Kiểm tra độ cứng mặt lăn

5.2.4.3  Thử nghiệm uốn

5.2.4.4  Kiểm tra bên trong

5.2.4.5  Kiểm tra mỏi

5.2.4.6  Phân tích hóa học

6  Yêu cầu về thiết bị

6.1  Thiết bị gia nhiệt

6.2  Công cụ hàn

6.3  Dụng cụ mài

6.5  Thiết bị Kiểm soát & Đo lường

7  Yêu cầu về an toàn

8  Kiểm tra, nghiệm thu

8.1  Tổng quan

8.2  Yêu cầu về trình độ kiểm tra mối hàn

8.3  Kiểm tra mối hàn

8.4  Yêu cầu về hình học

8.4.1  Tổng quan

8.4.2  Độ thẳng và ăn khớp của gờ hàn mối hàn

8.4.3  Độ thẳng của ray hàn

8.4.3.1  Tổng quan

8.4.3.2  Chiều dài mài

8.4.3.3  Độ thẳng theo chiều dọc

8.4.3.4  Độ thẳng theo chiều ngang

8.4.3.5  Tiêu chí chấp nhận

8.5  Tính toàn vẹn của mối hàn

8.6  Tài liệu

Phụ lục A

Phụ lục B

Phụ lục C

Phụ lục D

Phụ lục E

Phụ lục F

Phụ lục G

Phụ lục H

Phụ lục I

Phụ lục J

Phụ lục K

Phụ lục L

Thư mục tài liệu tham khảo