Сталевий аргумент

Перехід на високошвидкісний рух вимагає не тільки модернізації рухомого складу, а й упровадження нових технологій виготовлення рейкового прокату.

Роботи в цьому напрямку ведуться в Національній металургійній академії України. Якими мають бути «швидкі» рейки — в інтерв’ю провідного професора кафедри металознавства НМетАУ Світлани Губенко.

— Світлано Іванівно, у відомому анекдоті по рейках стукає пі-ер-квадрат. А якщо серйозно, у чому справа?

— Відповідь — на поверхні, а якщо точніше — саме на стику колеса й рейки. Металоструктура наших рейок не відповідає тій, що в коліс. Має бути в цьому стику однакова бейнітна пара — у складних умовах залізничного руху це ідеальна пара тертя. Такі вже повсюдно використовуються у Франції та ФРН, Китаї та Японії на лініях високо­швидкісних поїздів і на вантажних колісних парах.

— Дві свіжі новини: у Китаї суперпоїзд «Гармонія» установив новий світовий рекорд швидкості — 487 км/год. А друга — місцева, майже традиційно погана: «Укрзалізниця» скасувала швидкісний поїзд Дніпропетровськ — Харків через неприбутковість. Ваші коментарі?

— На жаль, наші «залізки»­­ під високі швидкості, як у Європі або Китаї, обладнані погано. Причому в комплексі: і вагони, і колеса, і колії, які прокладалися ще за радянських часів, коли про високі швидкості не чули, а тому середній радіус поворотів у нас 500—700 м. А для швидкостей у 200 км/год. і більше потрібний радіус  1,5—1,7 км, інакше поїзд зійде з рейок. Щоб вирішити проблему, треба випрямляти криволінійні ділянки, а це дуже дорого. Як варіант, можна використовувати поїзди із примусовим нахилом кузова Pendolino французької фірми «Альстом»: вони можуть входити в «старі» повороти на великій швидкості. Але ціна одного такого поїзда — більше $170 млн — непід’ємна для «Укр­залізниці». Запуск в Україні високошвидкісного руху — капіталомісткий захід, який вимагає величезних одночасних інвестицій — 7—8 млн євро на 1 км. Також необхідно якнайшвидше налагодити випуск нових, більш міцних рейок і кріплення.

— В умовах переходу на високі швидкості руху проблема якості рейкового прокату дуже нагальна. Причина аварійності — технологічна недосконалість?

— Відповім запитанням­ на запитання. Знаєте, чому швидко пішов на дно ­суперсучасний для початку ХХ століття «Титаник»? Заклепки, що скріплювали листи обшивки, мали внутрішні дефекти — вкрап­лення і спотворення мікроструктури. Чому часто лопаються рейки в найбільш залізнично-аварійній Індії? Бо виробляються за старими технологіями термообробки, і структура сталі в голівці термозміцнених рейок є дрібнодисперсним пластинчастим перлітом. Але можливості підвищення якості колії на основі перлітної мікроструктури майже вичерпано. Тому дуже важлива роль інноваційних металознавчих НДДКР зі створення нових, більш досконалих і прогресивних сталей, здатних забезпечити тривалу міцність рейок у складних умовах експлуатації.

Для високошвидкісних магістралей (ВШМ) необхідні особливі, «довгі» безстикові рейки з еластичними з’єднаннями, а також особ­ливе калібрування профілю й особлива якість сталі. Наш аналіз руйнування рейок під час експлуатації показав високий рівень із дефектів контактно-втомного походження, зминання, зношування, різних термомеханічних ушкоджень. Тому і фахівці нашої кафедри, і колеги в Росії зрозуміли: треба пере­ходити на бейнітні рейкові­ сталі, у яких істотно вище міцність, твердість, пластичність і ударна в’язкість. До речі, кращі мисливські й бойові ножі мають саме бейнітну мікроструктуру.

— Тобто необхідна модернізація виробництва цього найважливішого типу металопрокату для рейок і залізничних, і кранових?

— Підкранові рейки мають у багато разів менші навантаження, тому для них припустима й відома перлітна структура. Що ж до залізничного прокату, то сьогодні проблема створення сталей бейнітного класу для нових рейок вивчена ще мало, це галузь НДДКР, що розвивається як в Україні, так і за кордоном — у Німеччині, Росії, КНР.

Перехід від традиційних технологій випуску цього прокату з високовуглецевих сталей перлітного класу до застосування низьколегованих сталей бейнітного досить привабливий і перспективний як для виробників, так і для споживачів рейкового металу. Такий прокат має підвищений комплекс мехвластивостей, рейки більш технологічні, а за ощадливого легування мають меншу собівартість виробництва. Також нові хімсклади рейкових сталей виключать екологічно шкідливий і пожежонебезпечний техпроцес об’ємного загартування в мастилі.

— Отже, якщо ми не оновимо техпроцес випуску нових рейок, то високо­швидкісних магістралей ще довго не побачимо?

— Будь-яка модернізація­ вимагає інвестицій. Особливо в такі капіталомісткі галузі, як транспорт і металургія. Запустить ІНТЕРПАЙП на Нижньодніпровському трубопрокатному заводі новий електросталеплавильний комплекс — значно покращиться якість колісної сталі­ й, відповідно, коліс. Те ж має бути й із рейками: у нас є прокатні й термічні потужності для їхнього випуску. З урахуванням фінансового потенціалу «Укрзалізниці» зараз важливіше реконструювати наявні магістралі з новими рейками й підвищити швидкості до 160 км/год.

Хто швидше?

Десь у 1988-му у промис­лово-транспортний відділ ДК КПУ в Дніпропетровську надійшов лист від одного інженера, який щиро вболівав за залізниці в СРСР. У першій ейфорії від «прискорення-перебудови» цей фахівець запитав без підступу: «Союз прискорюється й перебудовується, та чому японські поїзди їздять набагато швидше від радянських?» І приклав стереолистівку з надшвидкісним «Сенкайсеном» на фоні Фудзі. Заввідділом лист покрутив у руках, відправив його в архів, але яскраво-красиву листівку забрав собі… А колесопрокатний цех на НТЗ усе-таки реконструювали.

Довідка «УТГ»

У 2012—2017 рр. США витратить на модернізацію своїх залізничних колій, відновлення вагонно-локомотивного парку й прокладання нових ВШМ $53 млрд. За планом президента Обами реконструюють 4 тис. миль і так цілком безпечних американських залізниць. І все-таки ці передбачувані витрати непорівнянні з аналогічними інвестиціями в КНР: від $450 до $650 млрд у 2011—2015 рр.