чем обрабатывают шпалы на железной дороге деревянные

Железнодорожные деревянные шпалы: чем их пропитывают, для чего обрабатывают дерево для железной дороги, процесс пропитки, полезные сведения и отличия от железобетонных

В процессе изготовления опорные элементы подъездных и магистральных путей в обязательном порядке покрывают специальными антисептиками. Предлагаем рассмотреть, чем пропитывают шпалы деревянные железнодорожные, зачем это делают, что за технологию используют, каких эксплуатационных характеристик добиваются.

Чем пропитывают шпалы деревянные железнодорожные

Это предохранительная мера, направленная на сохранение прочности нагружаемых участков пути, защиту от гниения и насекомых. Используются специальные химические составы. Чтобы обработать древесину, требуется специальное оборудование. поговорим об этом в статье.

Она дает максимальные результаты, если выбранные для ее проведения составы:

Также любое защитное вещество обязано поглощаться в рамках плановой нормы (для экономичности) и обладать достаточной глубиной проникновения в материал.

Сразу отметим, что несущие конструкции, выполненные из лиственницы, сосны, ели, березы, обладают целым рядом практических преимуществ, обуславливающих широту их применения. Так, они дешевле железобетонных и весят меньше, их проще транспортировать и укладывать. Еще они обладают естественной гибкостью, не проводят электричество, не разрушаются даже после многочисленных циклов замораживания-оттаивания, отлично сцепляются с балластным слоем.

Словом, они актуальны и о них мы подробно расскажем.

Шпалы в метрополитене

В Московском метрополитене на закрытых участках пути применяются брусковые шпалы из соснового дерева I и II типов, пропитанные креозотом. На открытых участках линий применяются железобетонные шпалы. Длина шпал 270 см, поперечное сечение — 16х25 сантиметров. На стрелочных переводах метро, применяются брусья длиной от 270 до 675 см. На станциях применяются так называемые «шпальные коротыши» длиной 90—100 см, для создания жёлоба безопасности.

В первой очереди метро на прямом участке пути укладывалось 1600 шпал, на кривом 1760, со второй по пятую очередь было увеличено количество шпал, составившее соответственно 1680 и 1840. При строительстве наземной части Филёвской линии число шпал было ещё увеличено и составило соответственно 1840 и 2000.

Для чего обрабатывают древесину

Опорным элементам пути необходимо в течение долгих лет выдерживать сильные вибрации и нагрузки от поездов, воздействие атмосферных явлений, подвижки грунта. Поэтому их долговечность повышают, покрывая защитными веществами и делая природный материал более устойчивым к влиянию негативных внешних факторов.

Составы для пропитки

Подробно рассмотрим, чем покрывают шпалы сегодня. В ходу 3 современных средства химической промышленности, каждое со своими преимуществами.

Можно ли строить из обработанных шпал?

Такой стройматериал привлекает крайней дешевизной, поэтому многие умельцы задаются вопросом – стоит ли его использовать для возведения бытовых или жилых сооружений. Первое, что вызывает сомнения – это запах креозота (подобная пропитка встречается наиболее часто), который стремятся замаскировать подручными средствами. Но нельзя забывать о опасности для здоровья, что несут в себе подобные соединения. Поэтому лучше воздержаться от такой экономии даже при строительстве гаража или подсобных помещений.

Креозот, элемсепт, ЖТК – это ключевые вариации соединений, используемых для придания шпалам долговечности и устойчивости к разрушительному воздействию природной среды. Их используют при прокладке железных дорог, так как в подобных условиях они соответствуют государственным нормативам безопасности и оправдывают потенциальные риски за счет достойных эксплуатационных свойств.

Креозот (каменноугольное масло)

Это то, чем пропитывали шпалы в СССР, – пропитка морально устаревшая и, что самое важное, токсичная. Активно используется еще с 50-х годов XX века. Представляет собой продукт дистилляции массы каменного угля дегтем, в результате чего получается фенольный эфир. Ему активно искали альтернативу (и нашли – в виде двух следующих веществ). В числе его достоинств:

Меняет окраску опорного элемента (тот становится более темным) и выделяет резкий запах, чем-то напоминающий дизтопливо. Уровень токсичности находится в пределах нормы строительных стандартов, но все равно сравнительно высок, поэтому с развитием химической промышленности задумались, чем его заменить, и нашли следующий вариант.

Характеристика шпал, укладка шпал

Длина шпал зависит от ширины колеи. В России применяют железобетонные шпалы длиной 270 сантиметров и деревянные длиной 275, 280 или 300 сантиметров. Под стрелочными переводами укладывают длинные разновидности шпал — стрелочные брусья, длина которых доходит до длины двух шпал.

В некоторых случаях взамен шпал применяются сплошные блочные основания в виде плит или рам, выполненные из железобетона или металла.

Количество шпал на один километр железнодорожного пути называется эпюрой укладки шпал

. Это значение в разных странах колеблется от 1000 до 2200 шпал. Стандартные значения для России 2000, 1840, 1600 либо 1440 шпал/километр[1]. В основном применяется эпюра 1840 шт/км (46 шпал на 25 метров) на прямых участках и 2000 шт/км в кривых[7].

Элемсепт

Вот чем обрабатывают деревянные шпалы. Это антисептический состав с концентрированными оксидами меди, хрома, мышьяка. В готовом виде представляет собой порошок, поэтому перед использованием его нужно развести водой. Наносится с применением автоклавов, по следующей схеме:

В итоге активные вещества проникают в натуральный материал как минимум на 2 мм, что позволяет увеличить прочностные характеристики породы и защитить ее от влаги, грибков и других угроз. Эффективность элемсепта выше, чем креозота, а токсичность ниже, поверхность после него становится чуть зеленоватой, неприятного запаха не содержит.

Классификация по типам

В современной стандартизации деревянные шпалы классифицируются по следующим признакам:

По первому признаку деревянные шпалы могут иметь дополнительный признак. К нему относятся так называемые глубоко наколотые брусы. На поверхности такая железнодорожная шпала имеет специальные насечки, которые способствуют более глубокому проникновению антисептической жидкости. По качеству деревянные шпалы выпускаются двух сортов. Изделия первого сорта применяются на наиболее важных участках дороги. Шпалы второй сорт устанавливают на второстепенных путях.

По третьему и четвёртому признаку деревянные шпалы делятся на типы. 1-ый тип используется для главных путей первого и второго класса. Их разрешается применять для путей третьего класса с грузонапряжённостью превышающей 50 млн. т×км брутто/км. Обычно это шпала пропитанная тип 1. 2 тип разрешён для установки на главные пути третьего и четвёртого класса, подъездных и сортировочных путей. Третий тип применяется для любых путей пятого класса.

Вот чем обрабатывают шпалы железнодорожные, когда хотят, чтобы в процессе их эксплуатации нагревающаяся древесина не выделяла в атмосферу канцерогены. Аббревиатура расшифровывается просто – жидкость термоконденсационная. Это нефтяной продукт, похожий на масло, выпускающийся по запатентованной технологии. Данное средство напрямую поставляется заводам-производителям элементов ВСП, в открытом доступе его нет.

Эти плюсы и обуславливают широту использования ЖТК.

Итак, мы выяснили, чем пропитаны шпалы ЖД-путей, а теперь давайте посмотрим, как именно (то есть в какой последовательности) их обрабатывают при выпуске.

Средний срок службы после обработки деревянных шпальных опор

Это время достигает 15-20 лет, а при отсутствии повреждений полотна пути даже превышает данный показатель, и это для всех видов опорных конструкций, которые могут быть обрезными, то есть с пропилами всех четырех сторон, полуобрезными (уже только три поверхности) и необрезными (пропилены частично или только с противоположных концов).

Назначение шпал и требования к ним

Шпалы (рельсовые опоры) служат для:

В соответствии с этим шпалы должны обладать достаточной прочностью, упругостью, хорошо сопротивляться механическому износу и перемещениям, быть простыми по форме, иметь наибольший срок службы и наименьшую стоимость при изготовлении и содержании.

Пропитка как процесс

Наиболее распространенный способ – с использованием автоклава, то есть стального цилиндра с толстыми стенками, закрытого с торцов крышками в форме полусфер, а также снабженный запорными устройствами, предохранительными клапанами, датчиками и другим вспомогательным оборудованием для контроля и регулировки.

Технология пропитки древесины

Как писали ранее, выполняют с применением каменноугольного масла (креозота), элемсепта или ЖТК, с чередованием циклов давления (1) и вакуума (2) по одной из следующих схем:

Все распространенные пропитки для деревянных шпал проникают в них достаточно глубоко, чтобы оказать свой положительный эффект.

Процесс пропитки древесины представлен на рисунке 1, далее в тексте как последовательность действий, и в виде схемы в таблице с временем в минутах на каждом этапе:

Подходящая (с влажностью до 22%) сосна, ель, распиливается, поступает на склад, проходит естественную сушку, проверяется на предмет соответствия стандартам.

Полученные таким образом заготовки загружаются в автоклав. Производительной считается его модель с объемом 70 м3 (длина 22 м).

Затем они заливаются выбранным составом – при температуре в 100 градусов Цельсия, под давлением в 8 атмосфер. В результате глубина проникновения вещества в хвойную породу составляет 5-8 мм, чего вполне хватает для достижения нужных свойств.

Почти готовые изделия просушиваются еще раз, для удаления излишков каменноугольного масла, элемсепта или термоконденсационной жидкости с их последующей утилизацией.

Технология изготовления в табличном варианте

Время каждого этапа может незначительно меняться – это не принципиально, главное, что предложенный метод полностью соответствует ГОСТам.

Вот актуальные критерии которых необходимо строго придерживаться:

Деревянные пропитанные шпалы – технические характеристики

Теперь предлагаем рассмотреть их размеры, типы, способность поглощения и другие конкретные технические параметры. При этом помните, что по геометрии и качеству они должны соответствовать ГОСТу 78-2004, а по технологии изготовления – 20022.5-93, при этом к самому антисептику предъявляются требования межгосударственного стандарта 2770-74.

Шпальные опоры с пропиткой – типы

Помимо пород (кедр, ель, сосна, дуб и даже береза), они также подразделяются по видам использования:

Примечания

Размеры

Наиболее наглядно габариты опорных конструкций представим с помощью таблицы

Параметры защищенности при консервации

Нужно, чтобы они полностью отвечали требованиям ГОСТов 20022.0.93 и 20022.14-84. Согласно им, предварительная влажность хвойной породе обязана не превышать 25% (на практике ограничиваются 22%). Тогда готовое изделие может эксплуатироваться в течение заявленного периода времени.

Нормы пропитки и поглощения

Важно не только то, чем мажут шпалы, но и то, как выбранный состав должен проникать в материал. Стандарты указаны в таблице ниже.

Если превысить рекомендуемые показатели или не выдержать их, это самым негативным образом скажется на ресурсе опорных конструкций.

Требования по стандарту

Железобетонные шпалы изготавливаются согласно нормативным документам с строгими соблюденными формами и размерами. Прочностные и другие показатели железобетонных шпал отражены в ГОСТ 33320–2015. Это изделия, к эксплуатационным показателям которых выдвигаются требования:

Таблица. Типы деревянных шпал.

Шпалы по их назначению подразделяются на три типа: I – для главных путей 1-го и 2-го класса1, а также для путей 3-го класса при грузонапряженности более 50 млн. т.км брутто/км в год или скоростях движения поездов более 100 км/ч II – для главных путей 3-го и 4-го класса, подъездных путей с интенсивной работой, приемоотправочных и сортировочных путей на станциях; III – для любых путей 5-го класса, в том числе станционных, малодеятельных подъездных и прочих путей с маневрово-вывозным характером движения. Размеры деревянных шпал установлены для древесины с влажностью не более 22 %. При большей влажности древесины шпалы должны иметь по толщине и ширине припуски на усушку для хвойных пород по ГОСТ 6782.1-75, а для лиственных пород-по ГОСТ 6782.2-75.

READ Что такое шпон и каким он бывает

Средний срок службы

Прошедшие необходимую защиту от бактерий и насекомых, готовые элементы могут использоваться до 15-20 лет (в зависимости от того, как нагружено полотно, а также от суровости климатических условий).

Период эксплуатации может быть и больше, если бы не комплексное влияние негативных биологических факторов. Да, материал удается уберечь от грибков и жучков-короедов, но ведь есть еще осадки, которые превращаются в губительную воду на полотне, а также сезонные смены замораживания и оттаивания.

Ссылки

Как выглядят идеальные деревянные пропитанные шпалы

В общем случае они:

Достижение таких характеристик возможно только если соблюдаются элементарные правила нанесения защитных веществ. В частности, каменноугольное масло и ЖТК нельзя смешивать – они эффективны только по отдельности. И с другими подобными жидкостями та же история.

Отрывок, характеризующий Шпала

Дополнительные сведения: Сравнение железобетонных и деревянных шпал

У обоих вариантов есть свои недостатки и преимущества:

Стальные шпалы

Стальные шпалы из гнутого стального профиля, являются относительно лёгкими по весу. Такие шпалы иногда используются для временных подъездных путей, ветках промышленных предприятий. Их преимущество в том, что они не подвержены гниению и атакам насекомых, хорошо сохраняют ширину колеи, но при этом большим недостатком является то, что они подвержены коррозии.[4][5]

Стальные шпалы используются на железных дорогах Марокко, Алжира[2]. Как известно, в этих странах очень сухой климат (даже на побережьях). В Саудовской Аравии, где стальные шпалы также имеют широкое применение, основной причиной их использования стало постоянное воровство деревянных шпал бедуинами для костров.

Металлические шпалы применяются также в доменном и сталеплавильном производстве на тех участках, где из-за высоких температур деревянные шпалы горят, а в железобетонных шпалах происходит расслоение бетона. Кроме того, металлические шпалы позволяют устраивать верхнее строение пути при повышенных нагрузках на ось подвижного состава — до 60 тонн (нагрузки на ось подвижного состава РЖД до 25 т).[6].

В России стальные шпалы на железнодорожной сети общего пользования применены только на некоторых участках Калининградской железной дороги.

Источник

Чем обрабатывают шпалы на железной дороге деревянные

Пропитка шпал

С момента зарождения железных дорог принимали меры, чтобы предотвратить или замедлить загнивание шпал. Так, по смете Царскосельской дороги намечалось укладывать дважды осмоленные шпалы.

В полном объеме укладку антисептированных шпал предприняли при строительстве Московско-Нижегородской дороги, которая располагала примитивным заводом для пропитки бревен медным купоросом по способу Бушери. Последний основан на самотечном поступлении раствора через торец в бревно из резервуара, расположенного на высокой башне. Способ Бушери был малопроизводительным и неэкономичным уже потому, что при обрезке образовывались большие отходы пропитанной древесины. Тем не менее он применялся и Козловско-Воронежско-Ростовской дорогой, которая вела антисептирование шпал раствором хлористого цинка [33].

Стационарные заводы сооружали преимущественно иностранные фирмы. Однако отдельные заводы, например Жуковский Орловско-Витебской дороги, были построены русскими специалистами под руководством Б. К. Завадского. Оборудование передвижных заводов готовилось в Коломне и Брянске.

Русские инженеры прилагали немало усилий, чтобы найти способы более рационального использования на железных дорогах лесных богатств страны. Заботой об экономичном использовании леса проникнуты доклады В. И. Герценштейна [33], [34], работы Л. Ф. Шухтана [197], Б. Рутковского [147] и др. Несмотря на официальное ограничение пород леса по их пригодности для пропитки (сосна, ель и дуб), на ряде дорог проводили испытания шпал, изготовленных из дешевых лиственных пород. Так, на Закавказской дороге по инициативе А. Н. Пушечникова были уложены пропитанные грабовые и буковые шпалы. На ветви к рязанскому шпалолропиточному заводу вполне успешно испытывали пропитанные шпалы из осины.

Зная о недостатках водного антисептика и о преимуществах масляных, но не располагая антисептическими углеводородами типа креозота и ему подобных веществ (они отсутствовали в перечне продуктов отечественного производства), русские инженеры пытались найти подходящие заменители. Следует упомянуть об опытах пропитки шпал нефтью, которые еще в 70-е годы велись на Поти-Тифлисской дороге под руководством инженера В. И. Курдюмова. Эти опыты не дали вполне удовлетворительных результатов, хотя приемлемый режим пропитки все-таки и был найден, после чего поднимался вопрос об антисептировании дерева парами нефтяных углеводородов [34]. Некоторое время на русских дорогах применялась пиреновая жидкость, испытания которой были начаты инженером Кирпичниковым на станции Кинешма в 80-е годы.

Источник

Чем обрабатывают шпалы?

Чем обрабатывают шпалы? Можно ли из обработанных шпал строить дом?

Деревянные шпалы обычно обрабатываются креозотом. Причём этот креозот не древесный, а каменноугольный. Жидкость довольно таки ядовитая и не выветриваемая. Согласен, что для предохранения дерева от гниения креозот идеально подходит, но вот строить дома и даже какие нибудь постройки из шпал, всё же не рекомендуется. Токсическое действие его подобно фенолам, а это довольно таки опасно и в конце концов может привести к возникновению рака. Так что стоит сильно подумать стоит ли, строя что либо из этого дешёвого материала, подвергать своё драгоценное здоровье риску.

Деревянные шпалы для железной дороги относительно дешевы по своей себестоимости производства, но в «чистом» виде у них слишком маленький ресурс службы, особенно в агрессивных условиях – повышенная влажность почв, вибрации, повышенное давление и т.п.

На качество железнодорожных шпал распространяется ГОСТ 78-2004. Согласно которому срок службы деревянных шпал должен быть увеличен посредством пропитки составами препятствующими воздействию влаги на волокна дерева.

Сегодня есть три основных состава для пропитки железнодорожных шпал.

Источник