Обследование деталей повышенного ресурса показало, что упрочненные детали могут работать значительно дольше установленного срока и что при доработке технологий и уточнении перечня деталей, требующих упрочнения, межремонтный пробег пассажирских вагонов может быть увеличен до 900 тыс. км и даже до 1350 тыс. км. Научно-исследовательская работа в этом направлении продолжается. Чтобы достигнуть поставленной цели, некоторые из ранее восстановленных деталей необходимо упрочнять повторно, поэтому институтом разработан технологический процесс ремонта деталей пассажирских вагонов, ранее подвергавшихся упрочнению. Получены удовлетворительные результаты.
Для пассажирского хозяйства разработана также технология восстановления сваркой поперечных балок рам тележек типа КВЗ-ЦНИИ, поврежденных трещинами. Очагами образования трещин являются дефекты некачественной сварки.
Проходит эксплуатационную проверку технология лазерного упрочнения поверхности катания колес пассажирских вагонов с использованием С02-лазера. Гребень и поверхность катания колес обрабатывали по схеме «зигзаг» или «зигзаг» (гребень) — «кольцо» (поверхность катания) и сравнивали их износостойкость с колесами без упрочнения. Установлено, что интенсивность износа упрочненных колес на 25-30% ниже неупрочненных.
Новой для железнодорожных предприятий является технология упрочнения деталей воздействием дугового разряда в потоке жидкости (метод ПРПЖ). Достоинствами метода являются достаточно большая производительность процесса и возможность упрочнять детали большой массы и сложного профиля, а степень упрочнения сравнима с плазменной закалкой.
Научные исследования в области путевого хозяйства выполняются институтом по следующим направлениям, сварка новых старогодных рельсов в стационарных условиях и в составе путёвых рельсосварочных машин ЛРСМ) с термической обработке сварных стыков, сварка крестовин и остряков на стрелочных заводах, восстановление наплавкой рельсов и крестовин; восстановление и упрочнение деталей путёвой техники.
Комплексное отделение “Сварка” является основным разработчиком технологий сварки рельсов разных типов и способа производства, изготовленных отечественной промышленностью за рубежом. В отделении выработана четкая концепция в области сварки рельсов, основой сторон является обеспечение высокого качества, надежность и безопасной работы сварных стыков. Установлено, что лучшим способом является газопрессовая сварка рельсов, основанная на соединении металла в твердом состоянии. Однако по технико-экономическим показателям она уступает близкой по характеристикам качества контактной стыковки сварке, которая и заняла в настоящее время ведущее место в производстве сварных рельсов и изготовлении бесстыкового пути.
В области контактных рельсосварочных машин институтом совместно с Псковским заводом тяжелого электросварочного оборудования (ЗАО «ПСКОВ-ЭЛЕКТРОСВАР») в последние годы разработана контактная машина МСР-8001 для сварки рельсов в составе ПРСМ, которая не уступает зарубежным машинам, а по отдельным показателям превосходит их. Кроме того, она значительно дешевле. Машина имеет большую электрическую мощность и сжимающее усилие, достаточное для обеспечения требуемого качества сварного рельсового стыка. Система управления на базе промышленного компьютера позволяет работать в температурном режиме от минус 20 до плюс 60 С.
Ранее были закончены исследования по созданию отечественной машины типа МСР-6301 производства псковского завода и разработана технология контактной сварки рельсов в стационарных условиях рельсосварочных предприятий. Сварка на машине партий рельсов производства НТМК и НКМК кислородно-конверторного и электропечного (электросталеплавильного) способа производства обеспечивает высокое качество сварных стыков, что подтверждается эксплуатацией сварных рельсов.
Машины МСР-6301 и МСР-8001 позволяют осуществлять режим пульсирующего оплавления при сварке рельсов, который сокращает время выполнения операции на 40% и расход металла в сварном стыке на 40-50%.
ВНИИЖТ проводит исследования по поиску и разработке альтернативных способов сварки рельсов, в частности по механизированной сварке рельсов с использованием закладного электрода или порошковой проволоки. Установлено, что за счет использования высококачественных сварочных материалов механические свойства сварных стыков рельсов при этих способах на 25—30% выше, чем у термитного. Процесс сварки стабильный, обеспечивающий хорошее формирование сварного шва. Основное время сварки в этом случае составляет 6—8 мин, а в цикле не более 1,5 ч. Оборудование обслуживается одним сварщиком-оператором, стоимостью затрат в сравнении с термитной сваркой снижается в 5 раз, а время, затраченное на подготовительные и сварочные операции, уменьшается в 1,3—1,5 раза.
В области восстановления наплавкой элементов верхнего строения пути в дополнение к ручной наплавке разработаны технологии механизированной (полуавтоматической) и автоматической наплавки рельсов и крестовин, соответствующая техническая и технологическая документация, укомплектованы комплексы основного и вспомогательного наплавочного оборудования разработаны порошковые мофлюсующиеся проволоки, имеющие возможность производить наплавочные работы как в условиях пути, так и в стационаре» Если ручным способом наплавляют концы рельсов длиной до 200 и глубиной до 6-в мм, то механизированная наплавка позволяет восстанавливать рельсы с изношенных участков до 400 мм и глубиной до 15 мм. В сравнении с ручным способом производительность наплавки повышается 2—2,5 раза, а качество, характеризуемое усталостной прочностью, почти в 2 раза. Так как процесс наплавки непрерывный, то количество дефектов в наплавленном металле уменьшается, значительно сокращается расход наплавочных материалов, общее время и стоимость ремонта. Расходы на ремонтные работы уменьшаются на 30—40%, повышается культура производства.
ВНИИЖТом изготовлен современный сварочный автомат, разработаны программное обеспечение и высокоэффективный технологический процесс наплавки крестовин в стационарных условиях. Сварочный автомат позволяет выполнять автоматическое перемещение наплавочной горелки в горизонтальном продольном и поперечном, а также в вертикальном направлениях. Он оснащен автоматическим управлением процессом наплавки по математической модели, хранящейся в памяти контроллера, и коррекцией параметров в процессе наплавки. Автомат стабильно работает в жестких условиях эксплуатации в диапазоне температур от минус 40°С до плюс 40°С. При высоком качестве наплавки крестовин затраты на оборудование окупаются немногим больше чем за полгода.
Существующие сварочно-наплавочно-напылительные материалы, выпускаемые промышленностью, в большинстве случаев не удовлетворяют полностью требованиям, предъявляемым к восстановленным деталям железнодорожной техники. Поэтому ВНИИЖТ постоянно ведет интенсивные научно-исследовательские работы по созданию специальных электродов, порошковых проволок или материалов, применяемых для наплавки (как правило, износостойкой) конкретных ответственных деталей.
Свидетельством эффективности разработанных институтом сварочных технологий является широкое их внедрение на сети железных дорог. Так, за десять лет (до 2005 г.) было создано более 1500 участков и постов по восстановлению ответственных деталей железнодорожной техники, на них отремонтировано более 4,5 млн. деталей и сэкономлено 6,4 млрд. руб.
Пристальное внимание в ОАО «РЖД» уделяется экономии дизельного топлива, в том числе комплексной задаче получения баланса дизельного топлива и дизельного масла на складах топлива железных дорог. Это требует четкого, правильного учета нефтепродуктов при их приеме, хранении, выдаче на тепловозы и другим потребителям. В настоящее время топливные базы железных дорог не располагают современными высокоточными техническими средствами и технологиями по учету баланса поступления и расходования горюче-смазочных материалов. Погрешности измерения расходов с помощью штатных измерительных средств превышают 4%, что приводит к значительным потерям ГСМ на каждом этапе технологической цепи. В соответствии с требованиями процессов приемки, хранения и выдачи нефтепродуктов на топливных складах институт с 2007 г. внедряет системы учета топлива в вертикальных и горизонтальных резервуарах «Гамма», основной целью внедрения которой являются исключение влияния «человеческого фактора», снижение технологических потерь и повышение точности учета нефтепродуктов.
Система «Гамма» предназначена для измерения уровня, плотности и температуры нефтепродуктов, уровня подтоварной воды и льда в резервуарах баз топлива, а также для вычисления при помощи компьютера массы нефтепродуктов объемно-массовым методом при учетных операциях. Система позволяет в режиме реального времени получать и сохранять в защищенной базе данных информацию о наличии на складах топлива и масла, а также об их расходе (за сутки, декаду, месяц, год). Учет ведется в единицах массы с точностью до 0.5%. Система позволяет выявить утечки из резервуаров и подземных трубопроводов, исключить возможность несанкционированного отбора нефтепродуктов.
Вертикальные и горизонтальные резервуары оборудуются измерительной аппаратурой, с помощью которой осуществляется непрерывный контроль за количеством нефтепродуктов в резервуарах и передаче этой информации на центральный компьютер. Установленное на компьютер программное обеспечение обеспечивает полную автоматизацию измерительных процессов. При запуске программа автоматически переходит в режим измерений и может отображать на экране компьютера основные параметры по группе резервуаров или полную информацию по конкретному резервуару, при этом обеспечивает сигнализацию о минимальном и максимальном уровнях.