Modern ulaşımın temel taşlarından demir yolları hem bizim hem malların uzun mesafeler boyunca verimli bir şekilde taşınmasını sağlıyor. Öte yandan bu yolları mümkün kılan çelik raylar, önemli mühendislik zorluklarını da içinde barındırıyor.
Demir yollarının karşılaştığı en kritik problemlerden biri de ray genişlemesi. Bakalım neymiş bu tehlikeli durum?
Çeliki sıcaklık değişimlerine karşı hassas bir malzeme.
Çelikler her ne kadar dayanıklılığı ile bilinse de sıcaklık değişimlerinden etkilenebiliyor. Sıcaklıktaki her 1°C'lik artış, rayın her metre uzunluğunda 11,7 mikrometrelik bir genleşmeye neden oluyor.
Pratikte bu, 30 metrelik bir rayın 30°C'lik bir sıcaklık artışı yaşadığında yaklaşık 10,5 milimetre genişleyeceği anlamına geliyor.
Böyle düşününce küçük bir miktar gibi görünse de bir demir yolu hattındaki küçük genleşmeler bile önemli sorunlara yol açabiliyor.
Raylar sıcaklık nedeniyle genleştiğinde, basınç kuvvetlerine maruz kalıyor.
Bu kuvvetler, rayın deformasyona direnme yeteneğini aştığında ray bükülebiliyor. Bu durum özellikle sürekli kaynaklı raylarda (CWR) daha büyük bir sorun çünkü ray segmentleri arasında genleşmeye izin veren boşluklar bulunmuyor.
Ray bükülmesi; genellikle aşırı sıcaklık dönemlerinde, zayıf ray bakımında, yetersiz balast desteğinde veya ray bağlantılarının yanlış kurulumu gibi diğer risk faktörleriyle birleştiğinde daha olası hâle geliyor.
Tabii tüm bunların sonucunda hizmet kesintilerinden tutun tren kazalarına kadar ciddi sonuçlar ortaya çıkabiliyor.
Peki bunun için ne yapılıyor?
“Ray segmentleri arasında termal genleşmeye izin vermek için bırakılan küçük boşluklar” olarak tanımlanan genleşme eklemleri kullanılıyor. Ancak modern demir yolu sistemlerinde genleşme eklemleri pek yaygın değil çünkü CWR sistemlerine güveniliyor.
CWR sistemlerinde, raylar sıcaklık değişimlerine dayanacak şekilde önceden geriliyor. Ray gerilimi olarak bilinen bu işlem, rayın yaklaşık 27°C'lik sıcaklığa kadar gerilmesini veya sıkıştırılmasını içeriyor.
Kaynaklar: 1, 2İlginizi çekebilir: