در جهان پیشرفته امروز، شبکه‌های ریلی شریان‌های حیاتی حمل‌ونقل و اقتصاد هر کشور محسوب می‌شوند. پایداری، ایمنی و کارایی این خطوط وابستگی مستقیمی به روش‌های اتصال ریل‌ها دارد. در میان انواع تکنیک‌های موجود، جوشکاری ترمیت به عنوان یکی از مهم‌ترین و قابل‌اعتمادترین روش‌ها برای ایجاد اتصالی مستحکم و بدون درز بین قطعات ریل شناخته شده است که نقش کلیدی در توسعه و نگهداری زیرساخت‌های ریلی مدرن ایفا می‌کند.

جوشکاری ترمیت: رویکردی نوین در اتصال خطوط ریلی

هدف اصلی در طراحی و اجرای خطوط ریلی، ایجاد مسیری یکپارچه و مقاوم است که بتواند فشارهای دینامیکی ناشی از عبور قطارها را تحمل کند. روش‌های سنتی اتصال ریل، مانند اتصالات پیچ و مهره‌ای یا استفاده از صفحات رابط (Fishplate)، با وجود سادگی در اجرا، همواره نقاط ضعفی چون ایجاد درز، لرزش، سروصدا و نیاز به نگهداری مداوم را به همراه داشته‌اند. این درزها می‌توانند منجر به سایش بیشتر ریل و چرخ قطار، و در نهایت کاهش ایمنی و افزایش هزینه‌های عملیاتی شوند.

در مقابل، جوشکاری ترمیت با ارائه یک اتصال جوشی دائمی و یکپارچه، انقلابی در صنعت ریل‌سازی ایجاد کرده است. این روش، با بهره‌گیری از یک واکنش شیمیایی گرمازا، امکان ایجاد اتصالی همگن با خود فلز ریل را فراهم می‌آورد که در نتیجه، خطوط ریلی "بدون وصله" یا "ممتد" حاصل می‌شوند. خطوط بدون وصله نه تنها تجربه سفر نرم‌تر و کم‌صداتری را برای مسافران به ارمغان می‌آورند، بلکه به طور چشمگیری ایمنی را افزایش داده و عمر مفید ریل‌ها را نیز طولانی‌تر می‌کنند.

چرا جوشکاری ترمیت در صنعت ریل‌سازی اهمیت دارد؟

جوشکاری ترمیت فرآیندی است که بر پایه واکنش شیمیایی آلومینیوم و اکسید آهن بنا شده است. در این واکنش، حرارت بسیار بالایی تولید می‌شود که قادر به ذوب کردن فلز آهن است. این آهن مذاب به داخل شکاف بین دو سر ریل هدایت شده و پس از سرد شدن، یک اتصال متالورژیکی قوی و یکپارچه را ایجاد می‌کند. ویژگی‌های منحصربه‌فرد این روش شامل:

اجرای مستقیم در محل: نیاز به حمل و نقل قطعات سنگین ریل به کارگاه‌های جوشکاری را از بین می‌برد.

عدم نیاز به تجهیزات برقی: فرآیند کاملاً شیمیایی بوده و مستقل از منابع انرژی الکتریکی عمل می‌کند، که آن را برای مناطق دورافتاده ایده‌آل می‌سازد.

ایجاد اتصالی مستحکم و دائمی: مقاومت کششی و فشاری بالای جوش ترمیت، از آن یک اتصال قابل اعتماد می‌سازد.

کاهش چشمگیر لرزش و صدا: به دلیل نبود درز، حرکت قطار روی ریل‌های جوشکاری شده با ترمیت بسیار روان‌تر است.

افزایش پایداری و ایمنی: ریسک شکستگی ریل در نقاط اتصال را به حداقل می‌رساند و به ویژه در خطوط پرسرعت و پرتردد حیاتی است.

فرآیند گام‌به‌گام جوشکاری ترمیت ریل: از آماده‌سازی تا اتمام عملیات

اجرای موفقیت‌آمیز جوشکاری ترمیت نیازمند دقت، مهارت و رعایت دقیق مراحل است. هرگونه خطا در این فرآیند می‌تواند به کاهش کیفیت جوش و در نتیجه ضعف ساختاری ریل منجر شود. مراحل اصلی این فرآیند به شرح زیر است:

• آماده‌سازی اولیه: ابتدا دو سر ریل به دقت تمیز و خشک می‌شوند تا هرگونه آلودگی و رطوبت حذف گردد. سپس، ریل‌ها با هم‌ترازی دقیق، در فاصله مشخصی از یکدیگر قرار می‌گیرند.
• نصب قالب و پیش‌گرمایش: یک قالب ماسه‌ای مخصوص و مقاوم در برابر حرارت بالا، اطراف محل اتصال نصب و به خوبی آب‌بندی می‌شود. سپس، با استفاده از مشعل‌های پروپان و اکسیژن، دو سر ریل و داخل قالب تا دمای مشخصی پیش‌گرم می‌شوند. این مرحله برای حذف رطوبت باقیمانده و آماده‌سازی فلز ریل برای دریافت آهن مذاب ضروری است.
• اجرای واکنش ترمیت: پودر ترمیت (ترکیبی از آلومینیوم و اکسید آهن) درون یک بوته‌ی مخصوص (Crucible) ریخته شده و با یک جرقه زن مخصوص مشتعل می‌شود. واکنش گرمازا به سرعت آغاز شده و در عرض چند ثانیه آهن مذاب با دمای بسیار بالا تولید می‌شود.
• ریزش مذاب و سرد شدن: آهن مذاب به داخل قالب سرازیر شده و شکاف بین دو سر ریل را پر می‌کند. پس از سرد شدن و انجماد، یک اتصال یکپارچه و همگن ایجاد می‌شود.
• عملیات تکمیلی: پس از اتمام واکنش و سرد شدن اولیه، قالب ماسه‌ای برداشته می‌شود. اضافات فلز جوش که به آن "گل‌جوش" گفته می‌شود، توسط ابزارهای مخصوص جدا می‌گردد. در نهایت، سطح جوش با عملیات سنگ‌زنی کاملاً صیقل داده شده تا ریل برای بهره‌برداری آماده شود و سطح صاف و یکدستی داشته باشد.

مزایای بی‌بدیل جوشکاری ترمیت برای پایداری و ایمنی ریلی

جوشکاری ترمیت نه تنها یک روش اتصال است، بلکه یک سرمایه‌گذاری بلندمدت در پایداری و ایمنی زیرساخت‌های ریلی محسوب می‌شود. افزایش عمر مفید ریل‌ها، کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری، و بهبود تجربه سفر برای قطارها و مسافران از جمله دستاوردهای این روش است. با اتصالات یکپارچه، امکان طراحی خطوط ریلی با ظرفیت بالاتر و سرعت‌های بیشتر فراهم می‌شود که این امر، در چشم‌انداز توسعه حمل‌ونقل ریلی آینده، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. به دلیل این مزایای بی‌بدیل، جوشکاری ترمیت همچنان به عنوان یک استاندارد طلایی و فناوری حیاتی در مهندسی خطوط ریلی در سراسر جهان باقی خواهد ماند.

مجله حمل و نقل مهتاب

---

مطالب مرتبط

• راه آهن شمال ۱ با ثبت رکورد بی‌سابقه در بارگیری هفتگی، توان عملیاتی خود را به رخ کشید
• رئیس‌جمهور با دستور قاطع خود، تشکیل شرکت مادر تخصصی حمل‌ونقل ریلی حومه‌ای را برای تحول در سفرهای شهری و منطقه‌ای پیگیری می‌کند
• وزیر راه و شهرسازی: راه آهن اردبیل میانه تا پایان سال به بهره‌برداری می‌رسد؛ پایان انتظار ۲۰ ساله
• افزایش ۷۰ درصدی صادرات ریلی از مشهد؛ ایستگاه شهید مطهری به قطب دهکده لجستیک تبدیل می‌شود