سالیان سال است خطوط ریلی از مواد اولیه مرسوم مانند آهن، فولاد، بتن و چوب تشکیل می شوند. اما چند سالی است در تولید برخی قطعات مورد استفاده در این خطوط، از پلیمرها استفاده می شود. این مقاله درباره چند کاربرد پلیمرها در ساخت اجزای به کار رفته در خطوط ریلی نکاتی را اشاره می کند.
مهمترین شاخصه قطعات مورد مصرف در صنایع راه سازی، پایداری آن ها در برابر تابش نور خورشید در زمان سرویس دهی است. این نکته وقتی اهمیت پیدا می کند که این قطعات همزمان تحت بارگذاری های چند بعدی نیز باشند. در ادامه چند قطعه حساس و پر کاربرد در خطوط ریلی که می توان آن ها را با پلیمرها جایگزین کرد را معرفی می کنیم.
- ریل پد: تلاش های زیادی در خصوص جایگزینی ریل پد ها با انواع تولید شده از پلیمر شده است. از جمله نمونه های موفق می توان به استفاده از TPE های پایه پلی پروپیلن و پلی اتیلن، TPU و HDPE اشاره کرد. بر اساس شرایط بارگذاری خطوط ریلی پلیمر مناسب انتخاب می شود. انعطافپذیری، مانایی فشاری کم و مقاومت در تابش نور خورشید از جمله مهمترین ویژگی های مواد اولیه مورد مصرف در تولید این قطعات است.
- عایق های الکتریسیته: روکش های عایق الکتریسته بین اجزای آهنی ریل استفاده می شوند و علاوه بر ایجاد خاصیت عایق بودن در برابر الکتریسیته، از سایش اجزا نیز جلوگیری می کنند. این قطعات با استفاده از PA66 تولید می شوند. از جمله مهمترین الزامات این کاربری مقاومت مکانیکی و پایداری در برابر اشعه فرابنفش حاصل از تابش نور خورشید است. به همین منظور از گریدهای تقویت شده با الیاف شیشه، به منظور تقویت خواص مکانیکی، و حاوی دوده، به جهت ایجاد پایداری در برابر اشعه فرابنفش، استفاده می شود. در برخی از خطوط ریلی که بار مکانیکی وارده به ریل بالا است، بایستی از گریدهای PA مقاوم شده در برابر ضربه، موسوم به Toughened PA، استفاده کرد. تلاش هایی برای جایگزینی PA ها در این کاربری با POM و PBT نیز شده است، اما به صورت کامل تجاری سازی رخ نداده است.
- قطعات اتصال ریل: تلاش های زیادی برای جایگزینی یراق آلات فلزی که برای اتصال اجزای مختلف خطوط ریلی به کار می روند، با پلاستیک ها شده است. برای مثال در خطوط ریلی اسکاتلند حدود 20 سال پیش، از Baseplate های تولید شده با استفاده از PA تقویت شده با الیاف شیشه استفاده شده است. هر چند به دلیل بار اعمالی بسیار بالا روی این قطعات، استفاده از انواع پلاستیکی اتصالاتی مانند Baseplate با محدودیت هایی روبرو است. در نسل های جدید این قطعات، از ترکیب فلز/ پلیمر استفاده می شود. با این کار ضخامت فلز به کار رفته کاهش می یابد و قطعه سبک تری تولید می شود.
استفاده از قطعات پلیمری در اجزای یک خط ریلی مستلزم ارزیابی فنی/ اقتصادی در مقایسه با مواد اولیه معمول مورد مصرف در این صنعت است. سبک تر شدن اجزا، هزینه های تولید کم و انعطاف پذیری در تولید و نهایتا امکان تنظیم خواص مزایای کلیدی استفاده از پلیمر ها در این صنعت است.
