Даже тонкая масляная плёнка на торцах и шейке рельса вызывает пористость, непровары и повышенное разбрызгивание при дуговой, контактной и термитной сварке. Удаление углеводородов, эмульсий и следов консервации - обязательный этап, который обеспечивает стабильный провар и ресурс шва. Грамотно выстроенная технология объединяет механическую зачистку, химическое обезжиривание и контроль чистоты. Ошибки при подготовке оборачиваются повторными прогревами и простоями.
Требования к чистоте стыков и риски
Регламенты по подготовке металла к сварке требуют удаления окалины, рыхлой ржавчины, влаги и органических плёнок. На рельсе критичны зоны головки, шейки и подошвы в пределах разделки: здесь любая остаточная эмульсия или масло формируют включения и газовую пористость. При контактной сварке загрязнение повышает переходное сопротивление, перегревает кромки и ухудшает оплавление; при термитной сварке загрязнение приводит к нестабильной заполняемости формы и образованию шлаковых дефектов. Влага дополнительно повышает риск водородной пористости.
Контроль качества проводят визуально и с помощью простых тестов: протирка светлой ветошью без следов потемнения, равномерное смачивание водой без «лепестков» от жировых пятен (water-break). Для участков с риском коррозии перед сваркой не применяют пассивирующие составы на углеродистой стали из‑за вероятности остаточных плёнок; предпочтительны оперативная сборка после очистки и сушка без агрессивного травления. Ссылка на ГОСТ и внутренние ПБ оправдана в маршрутной карте, чтобы зафиксировать единые критерии чистоты.
Щелочное обезжиривание рельсов удобно тем, что ПАВ эмульгируют углеводороды и высвобождают загрязнения из рисок после зачистки. Для таких задач применяют универсальные составы с комплексообразователями, которые эффективны при работе с эмульсиями и смазками. Подходит, например, Проклин Юнитех - универсальное щелочное концентрированное средство для очистки и обезжиривания деталей и оборудования в промышленности. При использовании водных щелочных растворов требуется тщательный смыв и полная сушка очищенных кромок; следует избегать попадания раствора на эластомерные элементы и ЛКП в зоне работ.
Методы: механические, растворительные и щелочные
Механическая часть - обязательна: зачистка кромок от окалины и оксидов шлифкругом или наждачной лентой до металлического блеска, снятие заусенцев и выравнивание геометрии стыка. Гидродинамическая очистка помогает убрать насыпные загрязнения и мелкий абразив, но не решает проблему масляной плёнки, поэтому требуется последующая обработка. В консервационных покрытиях и смазках часто присутствуют ингибиторы коррозии и твёрдые добавки, их тоже нужно перевести в смываемую форму.
Растворители для очистки рельсов - уайт-спирит, сольвент, ксилол, ацетон, керосин - быстро снимают свежее масло, но летучи и пожароопасны, требуют вентиляции и исключения открытого огня. Кроме того, керосин и уайт-спирит способны оставлять остаточные плёнки и перед сваркой не рекомендуются без последующей тщательной протирки насухо. Щелочные ПАВ-растворы безопаснее при огневых работах и устойчивее к эмульсиям из смазки и абразивной пыли: плёнка расщепляется на мелкие капли и уходит со смывом. В цехе иногда применяют кислотное травление фосфорными или соляными растворами для снятия оксидов, однако на пути следует избегать такого подхода из‑за риска местной коррозии, возможной водородной наводороженности и необходимости нейтрализации.
Технология подготовки перед контактной и термитной сваркой
Практика показывает, что наилучший результат даёт согласованная последовательность операций. Ниже - укороченный маршрут, который технолог адаптирует под собственные регламенты и оборудование.
- Механическая зачистка кромок и прилегающих зон с удалением окалины и рыхлых оксидов; сдувка пыли.
- Предварительная сухая протирка ветошью до исчезновения видимых пятен.
- Химическая обработка: нанесение рабочего раствора ПАВ, выдержка до эмульгирования, смыв водой до удаления химических остатков (контроль: pH смывов сопоставим с исходной водой, отсутствие скольжения от ПАВ).
- Сушка: продувка воздухом или подогрев поверхности до стабильной сухости (поверхность сушат выше точки росы, без конденсата).
- Контроль: белая ветошь без следа; водяной тест на смачивание выполняют на этапе смыва, после чего обязательна повторная сушка перед сборкой и прихватками.
Для контактной сварки важна абсолютно сухая поверхность и отсутствие налётов в зоне тока; для термитной - чистые стенки формы и сухие кромки, иначе возможны газовые включения. Кейс: в депо после отказа от растворителей на промзоне и перехода на водную схему с ПАВ отпала потребность в дополнительной протирке керосином, сократилось время подготовки и число повторных прогревов (пример из практики, недокументированный). Кейс: на объекте с интенсивной пескозагрязнённостью добавили промежуточный смыв и повторную протирку перед сборкой - качество шва стабилизировалось без внеплановых остановок (пример из практики, недокументированный).
Если требуется подбор конкретного состава с учётом воды и типа загрязнения, удобно начинать с пилотной зачистки на одном стыке и фиксировать критерии: расход, время выдержки, удобство применения, состояние металла после сушки. Нельзя смешивать щелочные и кислотные средства, а также недопустимо оставлять химические остатки под сварку: любой налёт ухудшает металлургическое качество шва и снижает ресурс пути. Соблюдайте СИЗ и меры безопасности (защита кожи и глаз, проветривание при работе с растворителями) и учитывайте чувствительные материалы рядом с местом сварки.
Решения можно посмотреть в каталоге средств Pro.Clean. Если требуется подобрать химию под ваши условия, напишите нам - поможем выбрать режим и средство.