Качество железнодорожных конструкций во многом определяется качеством используемых материалов. Шпалы — важнейший компонент системы железных дорог. Они — основа железнодорожной инфраструктуры. Эта продукция обеспечивает защиту основания от разрушения в результате механического воздействия, тем самым создавая условия для безопасной и эффективной транспортировки, также они отвечают за стабильность рельсов, по которым двигается состав.
Несмотря на появление бетонных и стальных вариантов, железнодорожные шпалы из твердых пород дерева не утратили актуальности в Украине. Это объясняется их уникальными свойствами и преимуществами:
Деревянные шпалы ценят за прочность, жесткость и долговечность. Они выдерживают вес поездов и сохраняют устойчивость железнодорожного пути.
Жесткость шпал способствует сохранению их целостности при изгибах под нагрузкой.
Шпалы из дерева сохраняют стабильность размеров, не подвержены деформации.
деревянные шпалы не растрескиваются и выдерживают высокие нагрузки под тяжестью подвижного поездов.
Надежное сцепление с основанием из щебня предупреждает смещение изделий при боковых воздействиях, например, при ускорении и торможении поездов.
Долговечность деревянных шпал обеспечивает стойкость к гниению, вредителям и атмосферным воздействиям.
Использование деревянных шпал имеет экологические преимущества, поскольку это возобновляемый и устойчивый ресурс.
Экономическая эффективность деревянных шпал является еще одним решающим фактором их широкого использования в железнодорожной инфраструктуре. Первоначальная стоимость деревянных шпал может быть выше, чем из других материалов, таких как бетон или сталь. Однако длительный срок службы, долговечность и устойчивость к гниению и насекомым делают деревянные шпалы более экономичным вариантом в долгосрочной перспективе. Использование деревянных шпал может снизить затраты на техническое обслуживание и увеличить срок службы железнодорожной инфраструктуры, что со временем приведет к значительной экономии затрат.
Благодаря своим свойствам железнодорожные деревянные шпалы имеют широкий спектр применения. Они используются для строительства магистральных путей, стрелочных переводов, мостов и туннелей.
Особенности производства
Деревянные ж/д шпалы производят из различных пород древесины. Процесс предусматривает несколько этапов:
- выбор сырья;
- распиловка бревен на изделия необходимой формы и размера;
- пропитка шпалы консервантами и антипиренами для продления срока их службы.
Размеры шпал определяются шириной колеи и расстоянием между рельсами. Обработка шпал из древесины консервантами и антипиренами очень важна для продления их срока службы. Пропитка шпал от гниения необходима, поскольку железнодорожные шпалы подвергаются суровым условиям окружающей среды, таким как влажность и высокие температуры. Консервационная обработка включает пропитку шпал химическими веществами, предотвращающими гниение и повреждение насекомыми. Огнезащитная пропитка для шпал нужна для снижения риска возникновения пожара в железнодорожной инфраструктуре.
Как происходит пропитка шпал
Чем пропитывают шпалы? Шпалы из древесины помещаются в камеру, в которой создается вакуум. Это нужно, чтобы удалить из пор дерева воздух. Далее изделия обрабатывают креозотом. Креозот — это инсектицидный масляный состав, который делает древесину водонепроницаемой и иммунизирует ее, защищая от гниения и повреждения вредителями. Пропиточный агент представляет собой угольный дистиллят, образующийся в процессе производства стали. Этот побочный продукт сталелитейной промышленности то, чем раньше пропитывали шпалы — последние 150 лет. Сегодня технология модернизирована. Все опасные токсины удаляются из маслянистого вещества, и сохраняются только безопасные компоненты, необходимые для пропитки. Креозот обладает прекрасными свойствами, такими как токсичность в отношении дереворазрушающих организмов, водоотталкивающие свойства и низкая коррозионная активность металлического крепежа.
Историческая справка: История деревянных железнодорожных шпал в составе верхнего строения пути такая же древняя, как и сама железная дорога. На заре европейской железнодорожной промышленности различные типы шпал изготавливали из древесины. Однако низкая естественная долговечность необработанной древесины определяет их срок службы. Он составляет от 6 до 8 лет. Чтобы этот период был увеличен, в конце 18 века была начата консервация деревянных шпал путем пропитки.
Чтобы обеспечить проникновение пропитки на глубину, в камере увеличивают температуру. Консервант для древесины вводится в древесину с помощью закрытых систем с отрицательным и положительным давлением. Далее шпалы высушиваются. То есть весь процесс выглядит так:
- Внутри закрытого автоклава шпалы подвергаются вакуумной фазе.
Под давлением и при высокой температуре в автоклав подается консервант. - Изделия просушиваются (под воздействием вакуума).
Пропитка шпал креозотом длится от 24 до 36 часов, в зависимости от первоначального содержания влаги в древесине. При правильном применении все процессы приводят к оптимизированному, глубокому и равномерному распределению защитного средства в пропитанной зоне. Шпалы, прошедшие обработку креозотом, приобретают характерный темный цвет и специфический химический запах. Креозотовая пропитка, хоть и предотвращает разрушение древесины, в некоторых европейских странах запрещена, так как ведутся споры об ее экологической безопасности.
Структура шпалы, ее плотность и качество после обработки остается неизменной. На поверхности образуется защитный слой, который отталкивает влагу и предупреждает разрушение дерева из-за воздействия негативных внешних факторов.
Шпалы, пропитанные креозотом, проверяются и тестируются, чтобы производитель мог гарантировать, что они соответствуют требуемому качеству. Креозот — не единственное вещество, чем обрабатывают шпалы. Также пропитка шпал из дерева в Украине применяют растворы разных минеральных солей: фтористого натрия или хлористого цинка. Иногда используют вещество под названием элемсепт. Это антисептический состав, которым шпалы обрабатывают для повышения эксплуатационных характеристик. После обработки этим веществом шпалы приобретают зеленоватый оттенок. Резкий запах у изделий отсутствует.
В сертификате, который сопровождает партию продукции, указывают, чем пропитаны железнодорожные шпалы. С учетом предоставляемых производителем данных покупатель может определить, какая степень защиты у этого материала. В зависимости от того, чем пропитаны деревянные шпалы, их срок службы составляет 15-25 лет.
Купить пропитанные шпалы
Цена непропитанных шпал ниже, чем пропитанных изделий. Поэтому покупателей часто интересует, можно ли купить необработанные материалы для строительства ж/д дороги и обработать ее защитными составами самостоятельно.
К сожалению, этот вариант доступен далеко не всем компаниям. Нормативы, регламентирующие строительство ж/д дороги, четко предписывают использование пропитанных изделий. Но выполнить процесс с соблюдением технологии, не имея специальное автоклавное оборудование и опыт, невозможно.
