Триває друк
2025 №05 (03) DOI of Article
10.37434/as2025.05.04 		2025 №05 (05)

Автоматичне зварювання 2025 №05


Журнал «Автоматичне зварювання», № 5, 2025, с. 31-47

Актуальні проблеми зварювання залізничних рейок в УКраїні

І.В. Зяхор1, Є.В. Антіпін1, О.В. Дідковський1, А.М. Левчук1, В.В. Калюжний2, В.В. Озюменко2, О.А. Великоіваненко1, П.М. Руденко1, Ю.А. Шило1

1ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул Казимира Малевича, 11. E-mail: zyakhor2@ukr.net
2Філія «Центр з будівництва та ремонту колії» АТ «Укрзалізниця». 01103, м. Київ, Залізничне шосе, 5Б

З’єднання рейок у стаціонарних і польових умовах переважно виконується контактним стиковим зварюванням оплавленням (КСЗО), яке впродовж багатьох років успішно використовується на залізницях України та за кордоном. У статті проаналізовано критичні проблеми щодо забезпечення працездатності залізничної інфраструктури в умовах воєнного стану в Україні. Для вирішення цих проблем Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України спільно з Філією «Центр з будівництва та ремонту колії» АТ «Укрзалізниця» розробили комплекс заходів щодо забезпечення якісного зварювання рейок у стаціонарних і польових умовах при ремонті та спорудженні безстикових залізничних колій відповідно до вимог чинних нормативних документів. Наведено результати робіт (науково-дослідних, технологічних, науково-технічних експертиз) з реалізації цих заходів за період 2022–2025 рр. Зокрема успішно проведено аудит технічного стану рейкозварювальних машин, удосконалено технологію та відпрацьовано технологічні режими КСЗО залізничних рейок, удосконалено систему забезпечення якості з’єднань при КСЗО залізничних рейок, підготовлено нові редакції нормативних документів на КСЗО залізничних рейок, проводяться роботи з удосконалення конструкції машин для КСЗО, розвивається співробітництво з компаніями для відновлення виробництва рейкозварювального устаткування в Україні. Бібліогр. 43, табл. 4, рис. 17.
Ключові слова: залізнична рейка, зварне з’єднання, контактне стикове зварювання оплавленням, залізнична хрестовина


Надійшла до редакції 20.06.2025
Отримано у переглянутому вигляді 28.07.2025
Прийнято 23.09.2025

Список літератури

1. Патон Б.Е., Костюк М.Д., Кучук-Яценко С.И. и др. (2010) Инновационный кластер «Бархатный путь» и научно-технический прорыв Украины на мировой рынок строительства скоростных железных дорог. Наука та інновації,
6(2), 69–86. DOI: https://doi.org/10.15407/scin6.02.069 2. Solano-Alvarez, W., Bhadeshia, H.K.D.H. (2024) Steels for rails Progress in Materials Science, 146(12). DOI: https:// doi.org/10.1016/j.pmatsci.2024.101313 3. Ziakhor, I.V., Antipin, E.V., Didkovsky, O.V. at al. (2023) Modern technologies of welding railway rails (Review). The Paton Welding J., 8, 4–16. DOI: https://doi.org/10.37434/tpwj2023.08.01
4. Kuchuk-Yatsenko, S.I. (2018) Technologies and equipment for flash-butt welding of rails: 60 years of continuous innovations. The Paton Welding J., 11–12, 25–40. DOI: https://doi.org/10.15407/tpwj2018.12.03
5. Kuchuk-Yatsenko, S.I. (2019) 60 Years of the first in the world mobile machine for flash-butt welding of rails in the field conditions. The Paton Welding J., 3, 2–5. DOI: https://doi.org/10.15407/tpwj2019.03
6. Kuchuk-Yatsenko, S.I., Didkovsky, A.V., Shvets, V.I. at al. (2016) Flash-butt welding of high-strength rails of nowadays production. The Paton Welding J., 5–6, 4–12. DOI: https://doi.org/10.15407/tpwj2016.06.01
7. Rudenko, P.M., Gavrish, V.S., Kuchuk-Yatsenko, S.I. at al. (2017) Influence of flash butt welding process parameters on strength characteristics of railway rail butts. The Paton Welding J., 5–6, 75–78. DOI: https://doi.org/10.15407/tpwj2017.06.14
8. Kuchuk-Yatsenko, S.I., Milenin, A.S., Velikoivanenko, E.A. et al. (2018) Mathematical modeling of metal heating process in continuous flash-butt welding. The Paton Welding J., 10, 2–8. DOI: https://doi.org/10.15407/tpwj2018.10.01
9. Kuchuk-Yatsenko, S.I., Rudenko, P.M., Gavrish, V.S. (2016) Statistical control of process of flash-butt welding of rails. Two-level control system. The Paton Welding J., 5–6, 13–16. DOI: https://doi.org/10.15407/tpwj2016.06.02
10. Кучук-Яценко С.І., Руденко П.М., Гавриш В.С. та ін. (2019) Система керування процесом контактного зварювання оплавленням рейок у стаціонарних і польових умовах для підвищення ресурсу та надійності залізничних колій. Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 2, 41–50. DOI: http://dx.doi.org/10.15407/tdnk2019.02.07
11. ТУ УЗ 24.1-40075815-085:2019. Рейки звичайні старопридатні. Ремонт і зварювання. Технічні умови.
12. ТУ УЗ 24.1-40075815-109:2020. Рейки залізничні. Зварювання стиків рейок контактним способом на підприємствах та в колії. Технічні умови.
13. ТУ УЗ 24.1-40075815-002:2021. Рейки нові зварені для залізниць. Технічні умови.
14. ДСТУ 4344:2004. Рейки звичайні для залізниць широкої колії. Загальні технічні вимоги. Український науково-дослідний інститут металів «УкрНДІМет», Київ, Держспоживстандарт України.
15. ДСТУ EN 13674-1:2018 (EN 13674-1-2011:2005, IDT). Залізничний транспорт – Колія – Рейки. Частина 1. Залізничні рейки Вігноле 46 кг/м та вище. ДП «УкрНДНЦ», Київ, Держспоживстандарт України.
16. BS EN 13674-1:2011+A1:2017. Railway applications – Track – Rail. Part 1: Vignole railway rails 46 kg/m and above. European Committee for Standardization.
17. ДСТУ EN 14587-2:2015 (EN 14587-2:2009, IDT). Залізничний транспорт. Колія. Стикове зварювання рейок. Частина 2. Нові класи рейок R220, R260, R260Mn та R350HT із рухомим зварювальним механізмом порівняно зі стаціонарним механізмом. ДП «УкрНДНЦ».
18. Задорожнюк О.М., Капитанчук Л.М., Смиян О.Д., Буткова Е.И. (2013) Новые возможности для проведения металловедческих исследований основного металла и сварных соединений. Современная электрометаллургия, 2, 36–40. https://patonpublishinghouse.com/sem/pdf/2013/pdfarticles/02/9.pdf
19. Рибкін В.В. та ін. (2013) Класифікація та каталог дефектів і пошкоджень рейок на залізницях України. ЦП-0285. Київ, Видавництво ТОВ «Інпрес».
20. ДСТУ 3715-1998. Метали. Види поверхонь руйнування (зломів). Інститут проблем лиття НАН України, Київ, Держстандарт України.
21. ДСТУ EN ISO 6520:2015. (EN ISO 6520-1:2007, IDT; ISO 6520-1:2007, IDT) Зварювання та споріднені процеси. Класифікація геометричних дефектів у металевих матеріалах. Частина 2. Зварювання тиском.
22. ДСТУ 7175:2010. Метали та сплави. Методи металографічного контролювання Терміни та визначення понять. Київ, Держспоживстандарт України.
23. Shvets, V.I., Ziakhor, I.V., Kapitanchuk, L.M. (2023) Features of formation and transformation of oxides in flashbutt welding of K76F rails. The Paton Welding J., 7, 16–24 DOI: https://doi.org/10.37434/tpwj2023.07.02
24. Бабаченко О., Кононенко Г., Хулін А. (2018) Дослідження кінетики розпаду аустеніту при безперервному охолодженні сталі К76Ф для рейок звичайних для залізниць широкої колії. Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. Сборник научных трудов ИЧМ, 32, 317–327.
25. Kuchuk-Yatsenko, S.I., Shvets, V.I., Didkovsky, A.V. at. al. (2013) Defects of joints of high-strength rails produced using flash-butt welding. The Paton Welding J., 9, 2–8.
26. Mousavizade, M., Farhangi, H. (2010) Characterization of surface defects associated with flash butt-welded pearlitic rails and their contribution to overload and fatigue failures. Advanced Materials Research, 83–86, 1262–1269. DOI: http://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.83-86.1262
27. Porcaro, R.R., Faria, G.L., Godefroid, L.B. et al. (2019) Microstructure and mechanical properties of a flash butt welded pearlitic rail. J. Mater. Process. Tech., 270, 20–
28. Micenko, P., Muruganant, M., Li Huijun, Xu Xiaofeng (2013) Double dip hardness profiles in rail weld heat-affected zone – literature and research review report. CRC Project Report, R3.121, Brisbane, Australia.
29. Weingrill, L., Krutzler, J., Enzinger, N. (2016) Temperature field evolution during flash-butt welding of railway rails. Materials Science Forum, 879, 2088–2093. DOI: https://doi:10.4028/www.scientific.net/MSF.879.2088
30. Micheletto, A., Cookson, J., Pang, Y. et al. (2020) The structural integrity of flash-butt welded premium rail steel – Evaluation of strength, microstructure and defects. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: J. of Rail and Rapid Transit, 235(8), 1006–1012. DOI: https://doi.org/10.1177/0954409720973138
31. Антіпін Є., Зяхор І., Дідковський О. та ін. (2023) Технологія контактного стикового зварювання оплавленням термічнозміцнених рейок. Збірка тез доповідей XIІІ міжнародної науково-практичної конференції «Комплексне забезпечення якості технологічних процесів та систем» 25–26 травня 2023 р., Чернігів, Україна. Том 2, сс. 91–92. http://ir.stu.cn.ua/123456789/28253
32. Kavunichenko, O.V., Ziakhor, I.V., Shylo, Yu.A. at al. (2024) Thermal cycles and microstructure of the flash butt welded joints of 110G13L and K76F steel rails through 08Xh18N10T steel insert. The Paton Welding J., 3, 9–14. DOI: https://doi.org/10.37434/tpwj2024.03.02
33. Шило Ю.А., Зяхор І.В., Кавуніченко О.В. та ін. (2025) Термічні цикли при контактному стиковому зварюванні оплавленням залізничних хрестовин. Збірка тез XV міжнародної науково-практичної конференції «Комплексне забезпечення якості технологічних процесів та систем» 22–23 травня 2025 р., Чернігів. Україна, Том 2, с. 89. https://drive.google.com/file/d/1LZk8Efz_0OsYSOPtmLeR8y3PuVnIJeys/view
34. EN14587-3:2012. Railway applications – Track – Rail. Part 3: Welding in association with crossing construction. European Committee for Standardization
35. Kuchuk-Yatsenko, S., Rudenko, P., Gavrish, V. at al. (2020) Operational control as a means of the evaluation of quality of welded connections for flash-butt welding of modern highstrength steels. Science and Innovation, 16, 72–78. DOI: http://dx.doi.org/10.15407/scin16.02.072
36. ТУ УЗ 24.1-40075815-002:2024. Рейки нові зварені для залізниць. Технічні умови. Філія «НДКТІ залізничного транспорту» АТ «Укрзалізниця», дата набуття чинності 10.05.2025.
37. ТУ УЗ 24.1-40075815-139:2025. Рейки старопридатні. Ремонт та зварювання стиків в колії та поза межами колії. Технічні умови. Філія «НДКТІ залізничного транспорту» АТ «Укрзалізниця», дата набуття чинності 10.05.2025.
38. Зяхор І.В., Коваль М.Й., Дідковський О.В. та ін. (2022) Машина для контактного стикового зварювання рейок. Патент України на корисну модель №151797, опубл. 14.09.2022, бюл. № 37. https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1705612/
39. Зяхор І.В., Коваль М.Й., Дідковський О.В. та ін. (2024) Машина для контактного стикового зварювання рейок. Патент України на винахід №128177, опубл. 24.04.2024, бюл. № 17. https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1796632/
40. Зяхор І.В., Коваль М.Й., Дідковський О.В. та ін. (2024) Машина для контактного стикового зварювання рейок. Патент України на корисну модель №156326, опубл. 05.06.2024, бюл. № 23. https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1803859/
41. Зяхор І.В., Коваль М.Й., Дідковський О.В. та ін. (2024) Машина для контактного стикового зварювання рейок. Патент на корисну модель № 157480, опубл. 23.10.2024, бюл. №43. https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1824287

Реклама в цьому номері: