რელსი

რელსი ( —  — პირდაპირი ჯოხი) — ფოლადის სპეციალური განიკვეთის კოჭები, დაწყობილი შპლებზე ან სხვა საყრდენებზე რკინიგზის ლიანდაგის შესაქმნელად, რისი საშუალებითაც გადაადგილდება რკინიგზის ტრანსპორტის, საქალაქო რკინიგზის, მაღაროებში სპეციალიზირებული, კარიერებში, კრანის მოწყობილობების და ასე შემდეგ მოძრავი შემადგენლობა.

ამას გარდა, შემსუბუქებული რელსები გამოიყენება კინოხელოვნებაში საოპერატორო ურიკების სამოძრაოდ. გამოგონილია ძველი რომაელების მიერ, საწყისი სიგანე მათ შორის შეადგენდა 143,4 სმ-ს. რელსები ემსახურება გოგორწყვილების მიმართულების მიცემას მათი მოძრაობისას, უშუალოდ აღიქვავენ და ელასტიკურად გადასცემენ წნევას გოგორწყვილებიდან მის ქვემოთ მყოფ ლიანდაგის ზედნაშენის ელემენტებს. ელექტრული წევის უბნებზე რელსებს გადააქვთ უკუ ძალოვანი დენი, ხოლო ავტობლოკირებულ უბნებზე — ატარებენ სასიგნალო დენს.

ისტორია
 საუკუნეში სარელსო ლიანდაგები გამოიყენებოდა ქარხნებში და საბადოებში ვაგონეტების ტრანსპორტირებისთვის, რელსები მათთვის ჩვეულებრივ ისხმებოდა თუჯისგან და ქონდათ სიგრძე 3-4 ფუტი (დაახლოებით 1 მეტრი). 1799 წელს ბენიამინ უტრამმა პირველად გამოიყენა რელსების ამოზნექილი ფორმა. 1820 წელს ჯონ ბერკინშოუმ გამოიგონა რკინის რელსების წარმოების ხერხი — ჭედადი რკინის ცხელი გაგორება (მიღებული პუდლინგირების შედეგად), ასეთი რელსის სიგრძე უკვე იყო 15 ფუტი (4,5 მეტრი). რკინის რელსები არა მარტო უფრო გრძელები იყვნენ, არამედ იყვნენ თუჯზე (მიდრეკილები გახლეჩისკენ) საკმაოდ მტკიცეები, რამაც გამოიწვია უფრო გრძელი ლიანდაგების აშენება. ამას გარდა, მაღალი სიმტკიცის რკინის რელსები იწონიდნენ თუჯის რელსებზე უფრო ნაკლებს (რომლებსაც მყიფე ლითონის გამო უშვებდნენ უფრო საკმაოდ მასიურს), რამაც გამოიწვია მასალების ხარჯების შემცირება და მშენებლობის გაიოლება. 1850-1870 წლებში ფოლადის წარმოების მეთოდების განვითარების გამო (ბესემერის პროცესი, ტომასის პროცესი, მარტენის პროცესი) რელსების დამზადება დაიწყეს მისით, როგორც უფრო მტკიცე ლითონისგან.

მასალები
რელსები რკინიგზის ტრანსპორტისათვის მზადდება ნახშირბადიანი ფოლადისაგან. რელსის ფოლადის ხარისხი განისაზღვრება მისი ქიმიური შემადგენლობით, მიკროსტრუქტურით და მაკროსტრუქტურით.

ნახშირბადი ზრდის ფოლადის სიმტკიცეს და ცვეთამედეგობას. მაგრამ ნახშირბადის დიდი შემცველობა, სხვა თანაბარი პირობებისას, ფოლადს ხდის მყიფეს, ნახშირბადის შემცველობის მომატებისას ქიმიური შემადგენლობა უფრო მკაცრად უნდა იყოს დაცული, განსაკუთრებით მავნე მინარევებთან მიმართებაში. ლეგირილებული დანამატები მანგანუმის სახით ზრდის ფოლადის სიმტკიცეს, ცვეთამედეგობას და სიბლანტეს. სილიციუმი ზრდის სიმტკიცეს და ცვეთამედეგობას. დარიშხანი ზრდის ფოლადის სიმტკიცეს და ცვეთამედეგობას, მაგრამ დიდი რაოდენობით გამოყენებისას ამცირებს დარტყმით სიბლანტეს. ვანადიუმი, ტიტანი, ცირკონიუმი — მიკროლეგირილებადი დანამატებია, აუმჯობესებს ფოლადის სტრუქტურას და ხარისხს.

ფოსფორი და გოგირდი მავნე შენაერთებია, რომელიც ზრდის ფოლადის სიმყიფეს. ფოსფორის დიდი შემცველობა რელსებს ხდის მსხვრევადს, გოგირდის დიდი შემცველობა — მსხვრევადს (იქმნება ბზარები ჩამოსხმისას).

რელსის ფოლადის მიკროსტრუქტურა წარმოადგენს ფირფიტულ პერლიტს ფერიტის ძარღვებით პერლიტური მარცვლების საზღვრებში. ცვეთის საწინააღმდეგო სიმტკიცე და სიბლანტე მიიღწევა ფოლადისადმი ერთგვაროვანი სორბიტული სტრუქტურის მიცემით თერმიტული დამუშავების დახმარებით რელსის თავის ზედაპირული (8—10 მმ-ით) წრთობის ან რელსის მთლიანი წრთობის გზით. მთლიანად ნაწრთობ რელსებს აქვთ მაღალი ცვეთამედეგობა და ხანგრძლივობა. ფოლადის რელსების მაკროსტრუქტურა უნდა იყოს წვრილმარცვლოვანი, ერთგვაროვანი, სიცარიელის, არაერთგვაროვნებისა და უცხო ჩანართების გარეშე.

პროფილი, სიგრძე და მასა
რელსის ფორმა იცვლებოდა დროთა განმავლობაში. არსებობდნენ კუთხოვანი, სოკოს ფორმის, ორთავიანი, ფართეფუძიანი რელსები. თანამედროვე ფართეფუძიანი რელსები შედგებიან თავისგან, ფუძისგან და ყელისგან, რომლებიც აერთებენ თავს ფუძესთან. მოძრავი ზედაპირი დამზადებულია ამოზნექილად გოგორწყვილების წნევის რელსის ვერტიკალური ღერძის გასწვრივ გადასაცემად. მოძრავი ზედაპირის შერწყმა რელსის თავის გვერდით (ვერტიკალურ) კიდეებთან ხორციელდება მრუდის გასწვრივ რადიუსით, რომელიც ახლოა გოგორწყვილების ქიმების ჩაზნექილობის რადიუსთან. რელსის თავისა და ფუძის შერწყმა ყელთან ხორციელდება განსაკუთრებულად გლუვად, ხოლო რელსის ყელს აქვს მრუდხაზოვანი მოხაზულობა, რაც უზრუნველყოფს ადგილობრივი დაძაბულობის ყველაზე უფრო დაბალ კონცენტრაციას. რელსის ფუძეს ეძლევა საკმარისი სიგანე რელსის გვერდითი მდგრადობის უზრუნველსაყოფად და საკმარისი საყრდენი ფართი სამაგრი ზედებისათვის.

რკინიგზის სტანდარტული რელსის სიგრძე, რომელსაც ამზადებდნენ რელსჩამომსხმელი ქარხნები პოსტსაბჭოთა სივრცეში, შეადგენს 12,5; 25,0; 50,0 და 100 მეტრს. ფართე ლიანდაგის სიგანის რკინიგზის რელსებს ჩვეულებრივ ამზადებენ სიგრძით 25 მეტრი. გამომდინარე რელსის სიგრძიდან განისაზღვრება ბლუმის სიგრძე და მასა, შედეგად ორი რელსის დასამზადებლად გამოყენებული იქნება ბლუმის ჩამოსხმა მასით 9,8 ტონა. ლიანდაგის მრუდე უბნებში შიდა ძაფებზე დასაგებად უშვებენ დამოკლებულ რელსებს. სარელსო წნულების („უპირაპირო ლიანდაგი“) სიგრძე ჩვეულებრივ იმყოფება საზღვრებში 400 მეტრიდან გადასარბენის სიგრძემდე. უფრო გრძელი რელსების და შედუღებული სარელსო წნულების გამოყენება ამცირებს მატარებელთა მოძრაობის წინააღმდეგობას, ამცირებს მოძრავი შემადგენლობის ცვეთას და ლიანდაგის შენახვის ხარჯებს. უპირაპირო ლიანდაგზე გადასვლისას მატარებელთა მოძრაობის წინააღმდეგობა მცირდება 5−7 %-ით, ეკონომიაში მიდის დაახლოებით 4 ტონა ლითონი 1 კილომეტრ ლიანდაგზე საპირაპირე სამაგრების არყოფნის ხარჯზე.

რელსის მთავარი მახასიათებელი, რომელიც იძლევა წარმოდგენას მისი მზიდუნარიანობის შესახებ, წარმოადგენს ერთი გრძივი მეტრი რელსის მასა კილოგრამებში. რელსის ტიპის არჩევისას ითვალისწინებენ უბნის ტვირთდაძაბულობას, ღერძზე დაწოლას, მატარებელთა მოძრაობის სიჩქარეს. უფრო მძიმე რელსი ანაწილებს მოძრავი შემადგენლობის გოგორწყვილების წნევას შპლების დიდ რაოდენობაზე, რის შედეგადაც სუსტდება მათი მექანიკური ცვეთა, მცირდება ბალასტის ნაწილაკების ცვეთა და დაფქვა. რელსის მასის გაზრდის შემთხვევაში მცირდება ლითონის ხარჯი გატარებულ ტონაჟის ერთეულთან მიმართებაში, მცირდება რელსის ცვლასთან დაკავშირებული ხარჯები მათი სამომსახურეო ვადის ზრდის გამო.

რელსების სახეობები
ვიწროლიანდაგიან რკინიგზის რელსები (8, 11, 18, 24) — განკუთვნილია ვიწროლიანდაგიან რკინიგზებზე და მაღაროების მისასვლელ ლიანდაგებზე დასაგებად.
საბადოს რელსები, მაღაროს გამტარებისათვის (33, 38, 43) — განკუთვნილია ფართელიანდაგიანი რკინიგზის რგოლური და უპირაპირო ლიანდაგებისთვის და ისრული გადამყვანების წარმოებისათვის.
რკინიგზის რელსები სამრეწველო საწარმოების ლიანდაგებისთვის (50, 601, 65, 65, 75) — განკუთვნილია ფართელიანდაგიანი რკინიგზის ლიანდაგების დასაგებად და სამრეწველო საწარმოების ისრული გადამყვანებისთვის.
კრანის რელსები (70, 80, 100, 120, 140) — განკუთვნილია ამწევი კრანების კრანქვეშა ლიანდაგების დასაგებად.
რკინიგზის რელსები (50, 65, 75) — განკუთვნილია ფართელიანდაგიანი რკინიგზის რგოლური და უპირაპირო ლიანდაგებისთვის და ისრული გადამყვანების წარმოებისათვის.
ჩარჩო რელსები (65) — განკუთვნილია რკინიგზის ლიანდაგების შემაერთებლების და გადამკვეთების დასამზადებლად.
რკინიგზის კონტრრელსები (50, 65, 75) — გამოიყენება ლიანდაგის ზედნაშენის კონსტრუქციებში.
რკინიგზის რელსები კალმებისთვის (50, 65, 75) — გამოიყენება გამოიყენება ლიანდაგის ზედნაშენის კონსტრუქციებში. 43 გამოიყენება სამრეწველო საწარმოების რკინიგზის ლიანდაგებში ისრული გადამყვანების დასამზადებლად და ექსკავატორების საყრდენ-მოსაბრუნებელი მოწყობილობების მრგვალი რელსების დასამზადებლად.
ტრამვაის ღარიანი რელსები (58, 62) — განკუთვნილია ტრამვაის ლიანდაგების დასაგებად.
ულვაშა რელსები (65) — განკუთვნილია რკინიგზის ჯვარედინების დასამზადებლად უწყვეტი მოძრავი ზედაპირით.

რკინიგზის რელსების კლასიფიკაცია
რუსეთში რკინიგზის რელსების წარმოება, რომლებიც განკუთვნილია რკინიგზის რგოლური და უპირაპირო ლიანდაგებისათვის და ისრული გადამყვანების წარმოება, რეგლამენტირდება 51685—2022-ით.

რკინიგზის რელსები იყოფა:

ტიპების მიხედვით:
50; 1 მ = 50 კგ;
65; 1 მ = 65 კგ;
65 (გარე ძაფებისთვის და ლიანდაგის მრუდე უბნებისათვის); 1 მ = 65 კგ
75; 1 მ = 75 კგ;

ხარისხის კატეგორიის მიხედვით:
 — მაღალი ხარისხის თერმოგამოწრთობილი რელსები;
1, 2 — თერმოგამოწრთობილი რელსები;
 — თერმოგამოუწრთობი რელსები;
 — დიფერენცირებული-თერმოგამოწრთობილები;

რელსის ბოლოებში საჭანჭიკე ნახვრეტების რაოდენობის მიხედვით:
ნახვრეტებით;
ნახვრეტების გარეშე;

ფოლადის გამოდნობის მიხედვით:
 — კონვერტერში;
 — ელექტროღუმელში;

საწყისი დაზადების მიხედვით:
ზოდებისგან;
უწყვეტად ჩამოსხმული ნამზადისგან;

ვოფკენსაწინააღმდეგო დამუშავების ხერხის მიხედვით:
ვაკუუმირებული ფოლადისგან;
კონტროლირებადი გაცივება გავლილები;
იზოთერმული გამძლეობა გავლილები.

წარმოება
რელსებს რუსეთში ამზადებენ ნიჟნი ტაგილის, ჩელიაბინსკის და ნოვოკუზნეცკის მეტალურგიული კომბინატების სარელსო საამქროებში. უკრაინაში რელსებს ამზადებს აზოვსტალის საკმაოდ დიდი კომბინატი. სხვა რელსების გამომშვები ქარხნები ყოფილი საბჭოთა კავშირის ტერიტორიაზე არც ადრე არ არსებობდა და არც დღეისთვის არ არსებობს.

პირობითი აღნიშვნები
რელსი -----…

სადაც
 — რელსის ტიპი;
 — ხარისხის კატეგორია;
 — ფოლადის მარკა;
 — რელსის სიგრძე;
 — საჭანჭიკე ნახვრეტების რაოდენობა;
 — სტანდარტის აღნიშვნა.

მაგალითი: 65 ტიპის რელსი, 1 კატეგორიის 76-ის მარკის ფოლადისგან, სიგრძით 25 მ სამჭანჭიკიანი ნახვრეტებით რელსის ორივე ბოლოში:

რელსი 65-1-76-25-3/2 51685-2000

სარელსო კომისია
1884 წლიდან რელსების ხარისხს რუსეთის იმპერიაში, საბჭოთა კავშირში და პოსტსაბჭოთა სივრცეში ახორციელებს სარელსო კომისია.

ფოლადის სახეობები
2001 წლის 1 ივნისამდე მოქმედი რუსული სტანდარტებით რელსები მზადდებოდა მარტენის ფოლადისგან და მხოლოდ გამოკვლევებმა, რომელიც ჩატარდა ღია სააქციო საზოგადოება ნიჟნი ტაგილის მეტალურგიული კომბინატის და ღია სააქციო საზოგადოება ნოვოკუზნეცკის მეტალურგიული კომბინატის პირობებში, შექმნა ახალი სტანდარტი. ამასთან შეტანილი იქნა ცვლილებები 51685—2000-ის ელექტროღუმელების წარმოების ნაწილში. ევროპულ, ამერიკულ და აზიურ სტანდარტებში დიდი ხნის წინ იყო შეთანხმებული ჟანგბად-კონვენტერული და ელექტროფოლადდნობის წარმოების გამოყენება, ამას გარდა, ზოგიერთ სტანდარტებში მარტენული წარმოების ხერხი არ არის გათვალისწინებული.

ექსპლოატაცია
გოგორწყვილი-რელსის სისტემა უზრუნველყოფს მოძრავი შემადგენლობის უწყვეტ ურთიერთკავშირს ლიანდაგის ზედნაშენთან. გერმანიის რკინიგზამ მიაღწია მნიშვნელოვან წარმატებებს მისი ეფექტურობის ზრდის პროცესში. უკანასკნელი 20 წლის განმავლობაში სამგზავრო მატარებლების სიჩქარე გახდა უფრო მაღალი, გაუმჯობესდა მოძრაობის სიგლუვე და მგზავრობის საერთო კომფორტულობა. მოცემული სისტემის ხარისხი და ეფექტურობა მნიშვნელოვნად განისაზღვრება ინფრასტრუქტურით. აუცილებელია, რათა მოძრავი შემადგენლობის განვითარება განხორციელდეს ინფრასტრუქტურის შექმნილი პირობების გათვალისწინებით. მოძრავ შემადგენლობასა და ლიანდაგის ზედნაშენს შორის შეკავშირების ოპტიმიზაციის მთავარი დამხმარე საშუალებაა დიაგნოსტიკური სისტემები.

რელსის განიკვეთის ფორმა სწორედ ასეთად არჩეული ტყუილად არ არის, რელსის თავის ძირითადი მიზანი ესაა უზრუნველყოს გოგორწყვილი-რელსის კონტაქტი.

გოგორწყვილის და რელსის ურთიერთმოქმედება არის გადამწყვეტი გოგორწყვილის რელსის მიმართ მოძრაობის პრობლემებში. ამ ურთიერთქმედებაში შესაძლებლობის მიხედვით უნდა იყოს ცვეთის დაბალი დონე მძიმე მასების მოძრაობის უზრუნველყოფისათვის მცირე წინააღმდეგობით, მაგრამ ამასთან ერთად ცვეთის დონე უნდა იყოს საკმარისი მოთხოვნილი წევის ძალის უზრუნველსაყოფად.

მოთხოვნები გოგორწყვილი-რელსის სისტემასთან
300 კმ/სთ-მდე სიჩქარით მოძრავი სამგზავრო მატარებლებისათვის და 22,5 ტონამდე (პერსპექტივაში 25 ტონამდე) ღერძული დატვირთვის მქონე სატვირთო მატარებლებისათვის მოითხოვება, რომ ლიანდაგის ზედნაშენი აკმაყოფილებდეს მაღალი მოთხოვნების შემდეგ პირობებს:

უსაფრთხოებას, საიმედოებას და საექსპლოატაციო მზადყოფნას;
მოძრაობის მდგრადობა და სიმდოვრეს;
ხანგრძლივობას და მიმდინარე მოვლა-შენახვის ხარისხს.

ამასთან მთავარია, რომ ლიანდაგს არ ქონდეს დეფექტები, პასუხობდეს შესაბამის ტექნიკური ექსპლოატაციის წესებს, ქონდეს მაღალი ხარისხი გეომეტრიისა და დინამიური თვისებების მიმართ, მათ შორის რელსის პროფილში, რომელიც გოგორწყვილთან კარგი კონტაქტის გარანტიას იძლევა, გარანტიას იძლევა, ეკიპაჟის მდგრადი და უსაფრთხო მოძრაობა.

მოძრავი შემადგენლობის სფეროში მიღებული შემუშავებები მრავალფეროვანია და ყოველთვის არ შეესაბამება ლიანდაგის ზედნაშენს სისტემების ოპტიმიზაციის თვალსაზრისით.

დახრილძარიანი მოძრავი შემადგენლობის გამოყენება უზრუნველყოფს მატარებელთა მოძრაობის სიჩქარის ზრდას ლიანდაგის ძვირადღირებული რეკონსტრუქციისთვის საჭირო ინვესტირების გარეშე. ამასთან რიგ შემთხვევებში სიჩქარის გაზრდამ მრუდ უბნებზე შეიძლება მიაღწიოს 40 კმ/სთ-ს. მაგრამ ამ შემთხვევაშიც კი სიჩქარის გაზრდა ითხოვს ლიანდაგის ხარისხის შესაბამის გაზრდას, რომელიც დაკავშირებულია დამატებით ხარჯებთან.

ხაზოვანი მორევიანი დენის მუხრუჭის შემუშავება და გამოყენება ასევე გავლენას ახდენს გოგორწყვილი-რელსის სისტემაზე. მიუხედავად მუხრუჭის გამოყენების სარგებლობისა, რომელსაც არ გააჩნია ცვეთადი ელემენტები და რომელიც არ იწვევს რელსების ცვეთას, აშკარაა მისი ნაკლოვანებები, რადგან ის გავლენას ახდენს სიგნალიზაციის, ცენტრალიზაციის და ბლოკირების მოწყობილობების მუშაობაზე, რომლებიც ამასთან ერთად ითხოვენ გაუმჯობესებებს. ამას გარდა, სამომსახურეო სახით მორევიანი დენის მუხრუჭის გამოყენებისას უნდა იყოს გათვალისწინებული რელსების დამატებითი გადახურება, რაც ლიანდაგის ზედნაშენის ზოგიერთ კონსტრუქციებში გავლენას ახდენს მისი მდგომარეობის სტაბილურობაზე.

რელსების ტემპერატურა იზრდება მატარებელთა მოძრაობის სიხშირის ზრდის პროპორციულად, ხოლო ზაფხულის ცხელ დღეებში დამუხრუჭების უბნებზე — ექსპონენციურად. სურათზე მარჯვნივ ნაჩვენებია ექსპლოატაციის დროს ექსტრემალური შემთხვევა, როდესაც ტემპერატურის ზრდა მორევიანი დენის მუხრუჭის გამოყენებისას დაედო მზის გამოსხივებით გამოწვეულ გაცხელებას. ამას წინ უძღოდა მარცხი მატარებლების მოძრაობის დროს, რომლის ლიკვიდაციისათვის შემცირდა ინტერვალი თანმხლევი მოძრაობისას 7,5-დან 3,5 წუთამდე. ამის შედეგად დროის მომენტისათვის 16 სთ 30 წთ რელსის ტემპერატურა გაიზარდა 82,8 °-მდე. უპირაპირო ლიანდაგში ამან შეიძლება გამოიწვიოს უარყოფითი ზემოქმედება ლიანდაგის მდგომარეობის სტაბილურობაზე.