ایده هاایده های صنعتی و معدنی

طرح توجیهی توليد تراورس كامپوزيتی راه آهن

محصول مورد مطالعه طرح توجیهی حاضر تراورس كامپوزيتی راه آهن می باشد كه در زير ريل راه آهن قرار داده شده و به عنوان بسترگاه ريل محسوب می شود. در حالت كلی يک تراورس راه آهن ضمن محافظت از ريل از طريق انتقال نيرو از ريل و بار روی آن به زمين، بايد فاصله مطلوب بين ريل ها تحت بارهای مختلف را حفظ كند.

فاصله بين ريل ها معمولا 5,56 اينچ است. تراورس بايد بتواند اين فاصله را بدون افزايش بيشتر از 125,0 اينچ تحت دماها و بارهاي متفاوت حفظ كند. يعنی بايد قابليت تحمل 24000 پوند بار جانبی، 39000 پوند بار استاتيک عمودی و 140000 پوند بار ديناميک عمودی را داشته باشد. در غير اين صورت باعث انحراف ريل و از خط خارج شدن قطار و بالتبع تلفات جانی و مالی میشود.

برای تأمين اين منظور تراورس های راه آهن بايد استحكام و سفتی مناسبی داشته باشد. نيک تراورس با كارايی بالا، علاوه بر استحكام بالا بايد مقاوم در برابر اشعه uv و نوسانات دمايی و حمله حشرات بوده و در ضمن عايق خوبی برای جريان الكتريكی باشد تا از برقراری جريان در ريل جلوگيری شود.

تراورس های كامپوزيتی كه امروزه توجه اكثر راه آهن های دنيا را به خود جلب كرده است، روشهای ساخت كمابيش متفاوتی دارد. در اكثر كشورهای پيشرفته دنيا از پلاستيک های بازيافتی و ضايعات تايرهای اتومبيل و الياف فايبرگلاس برای توليد اين نوع تراورسها استفاده میشود اين تراورس ها مزايايی ندارد كه تقريباً پاسخگوی نياز امروزه راه آهن است.

مزايای تراورس های كامپوزيتی عبارتند از:

1- قدرت و استحكام بالا
2- عمر مفيد 60-40 سال كه اين خاصيت، هزينه تعويض و تعمير را به شدت كاهش می دهد.
3- وزن كم
4- مقاومت خوردگی و مقاومت آتشگيری عالی
5- هدايت گرمايی و الكتريكی كم
6- خاصيت ميرايی لرزه و صدا
7- نداشتن خواص مغناطيسی
8- انعطاف پذيری خوب.
9- مقاوم در برابر نفوذ رطوبت و روغن ها
10- مضررات شيميايی نداشته و محيط زيست دوست است.
11- بعد از پايان عمر مفيد می توان آن را بازيافت كرده و برای ساخت تراورس های جديد استفاده كرد و بدين ترتيب هزينه دفع ضايعات كه در مورد ساير تراورس ها وجود دارد در اين مورد حذف می شود.

در ژاپن و كشورهای اروپايی تراورس های كامپوزيتی از پلی يورتان تقويت شده با الياف شيشه ای بلند ساخته می شود. اين تراورس ها در هر طولی و با استفاده از فرايند پالتروژن ساخته می شوند از لحاظ ظاهری و نصب شبيه تراورس چوبی بوده اما استحكام كششی و فشاری بالايی داشته و ضريب انبساط خطی و ضريب هدايت گرمايی ناچيزی دارند.

در آمريكای شمالی و ساير كشورهای صنعتی تراورسهای كامپوزيتی از ضايعات پلاستيكی و تايرهای بازيافتی و الياف شيشه ای قطعه قطعه شده ساخته می شود كه بيشتر از 700 ميليون تن بار ناخالص تحمل می كنند.

جهت سفارش طرح توجیهی توليد انواع تراورس (بتونی،پلاستیکی، كامپوزيت و ..) راه آهن کاملا به روز و استاندارد با شماره: 09056370500 تماس بگیرید.

نام و كد آيسيک تراورس

كدهای آيسيک مرتبط با صنعت توليد تراورس راه آهن در جدول ذیل ارائه شده است. لازم به ذكر است كه تراورس كامپوزيتی كد آيسيک مجزايی ندارد.

ردیف کد آیسیک نام کالا
1 20101133 تراورس راه آهن
2 26951221 تراورس سيمانی

شماره تعرفه گمركی

گروه شماره تعرفه 4406 مربوط به تراورسهای چوبی، گروه 7302 مربوط به نوع فلزی و گروه 6810 مربوط به تراورس های بتونی می باشد ، نوع كامپوزيتی تعرفه جداگانه ای ندارد.

ردیف شماره تعرفه گمركی نوع کالا حقوق ورودی SUQ
4406 تراورس چوبی برای راه آهن يا تراموای يا همانند
1 44061000  آغشته نشده 4 مترمکعب
2 44069000 سایر 4 مترمکعب
7302 لوازم احداث خط آهن يا تراموای از چدن، آهن يا از فولاد: ريل،كنتر ريل و ريل چنگكی يا دندانه دار ، سوزن ، ميله سوزنبانی ،و ساير لوازم تقاطع يا تغيير مسير، تراورس، پشتبند ، ريل نگهدار ، گوشه ، بالشتک ، گیره ریل ،صفحه و ميله فاصله نگهدار دو ريل ، و ساير قطعات ها برای نصب، اتصال يا استوار كردن ريل.
3 73029000 سایر 10 کیلوگرم
6810 اشياء ساخته شده از سيمان، از بتون يا از سنگ مصنوعی، حتی مسلح شده.
4 68109900 سایر 15 کیلوگرم

شرايط واردات

با مراجعه به كتاب مقررات صادرات و واردات بازرگانی ، نتيجه گيری شده است كه محدوديت خاصی برای تراورس های بتونی وجود ندارد و لذا كليه واردكنندگان می توانند به هر تعداد با حقوق ورودی ذكر شده در جدول بالا اقدام به واردسازی آن نمايند.

موارد مصرف و كاربرد

تراورس ها همانطوری كه از اسم آنها مشخص است، قطعاتی هستند كه در خطوط ريلی مورد استفاده دارند. ذيلا اين موارد شرح داده شده است:

موارد کاربرد تراورس كامپوزيتی راه آهن1- خطوط ريلی راه آهن خارج شهر ( راه آهن جمهوری اسلامی ايران )

خطوط ريلی راه آهن مهمترين و بيشترين مورد مصرف تراورس ها می باشد. و همانطوری كه پيشتر نيز شرح داده شد بصورت اجتناب ناپذير در كليه اين خطوط تراورس ها حضور دارند.

2- خطوط ريلی داخل شهر ( مترو )

خطوط ريلی داخل شهر نيز از تراورس ها استفاده می نمايند.

3- خطوط ريلی داخل كارخانجات

برخي كارخانجات كه از مواد اوليه زیاد استفاده می كنند به منظور تسهيل حمل مواد از خط آهن استفاده می كنند. لذا در اين مكان ها نيز از تراورس استفاده ميشود. شايان ذكر است كه در كليه موارد ذكر شده تراورس به منظور نصب زير ريل راه آهن كاربرد دارد.

بررسی كالاهای جايگزينی

با اين كه هنوز 91.5 درصد تراورسهای جهان، نوع چوبی اصـلاح شـيميايی شـده و 8.5 درصد، بقيه تراورسها مثل بتونی و آهنی و كامپوزيتی است. اما با توجه به مزايای واضح تراورس كامپوزيتی نسبت به بقيه انواع تراورسها، اين كالا به زودی بازارهای جهانی را در اختيار خود می گيـرد.

لازم به ذكر است كه عمر بالای اين تراورسها باعث صرفه جويی در هزينه تعويض و تعمير شده و از طرفـی در صورت استفاده از ضايعات بازيافتی پلاستيک و تاير، هزينه كلی اين كالا كاملاً مناسب بوده و در حد هزينـه يک تراورس چوبی با كيفيت بالا خواهد بود. برای روشن تر شدن مطلب در زيـر مقايـسه ای بـين تـراورس كامپوزيتی با بقيه تراورسهای موجود انجام شده است.

مقايسه اقتصادی تراورسهای چوبی با تراورس های كامپوزيتی :

1- زمان توليد كلی تراورس چوبی (تبديل از درخت به تراورس) 12-18 ماه است. اما برای نوع كامپوزيتی 8 ساعت است.

2- هزينه كلی يک تراورس علاوه بر هزينه مواد اوليه و توليد شامل هزينه نصب، محافظت و تعويض است. كه با اين معيارها تراورسهای كامپوزيتی كمترين هزينه را دارند چون عمر مفيد آنها پنج برابر عمر نوع چوبی است.

3- بيشتر از 80 درصد مواد مورد استفاده در ساخت تراورسهای كامپوزيتی از پلاستيكها و تايرهای و الياف بازيافتی است. يعنی در هر مايل تراورس، با بازيافت 2 ميليون بطری پلاستيكی ، 9 ميليون كيسه پلاستيكی و 10 هزار تايرهای ضايعاتی اتومبيل، بيشتر از 800 درخت صرفه جويی می شود.

4- نكته آخر اينكه تراورسهای چوبی بعد از خراب شدن بايد دور انداخته شوند و اين يک هزينه دفع ضايعات را هم به راه آهن تحميل می كند. در حاليكه نوع كامپوزيتی بعد از خراب شدن كاملاً قابليت بازيابی شدن و استفاده در ساخت تراورسهای جديد را دارند.

با تمام مزايای گفته شده و اين كه قيمت يک تراورس كامپوزيتی از مواد بازيافتی معادل با قيمت تراورسهای چوبی است كاملاً مشخص است. كه يک كامپوزيتی تا چه اندازه می تواند جايگزين مناسبی برای تراورسهای چوبی باشد.

بعد از تراورس های چوبی ، تراورسهای آهنی مورد استفاده گرفتند. اين تراورس ها اگر چه مانند تراورس چوبی در معرض خطرات پوسيدگی و هجوم حشرات نيستند اما بسيار سنگين بوده و در معرض خطر زنگ زدگی قرار دارند و نياز به مراقبت پيوسته داشته و هزينه نصب و نگهداری آن ها بالاست از طرفی هنگام استفاده سر و صدای زيادی هم ايجاد می کنند بنابراين كالای جايگزينی محسوب نمی شوند.

مقايسه اقتصادی تراورسهای چوبی با تراورس های كامپوزيتیتراورس های سيمانی: اين تراورس ها در قرن 19 گسترش يافت و در قرن 20 در كشورهای فرانسه، آلمان و انگليس بسيار مورد توجه قرار گرفت. چون در ترافيک های سنگين خوب عمل می كرد. اما اين تراورس ها دارای معايبی به قرار زير نيز می باشند:

1- ساخت اين تراورس هزينه بردار است.
2- با گذشت زمان مخصوصاً در شرايط جوی محرک دچار ترک خوردگی شده و خرد می شود.
3- در تراورس های تقويت شده با آهن ترک های موجود باعث اكسيداسيون ميله داخل آن می شود.
4- به علت سفت بودن زياد، اين تراورسها دچار نقص زود هنگام شده و تنش وارده را به خوبی جذب نمی كنند.
5- نصب آن نسبت به تراورس چوبی و كامپوزيتی مشكلتر است. بدين ترتيب تراورس های كامپوزيتی می تواند جايگزينی مناسب برای نوع سيمانی باشد.

در شمال آمريكا تراورس های چوبی به خاطر شرايط جوی و هزينـه كمتـر سـاخت و آسـانتر بـودن نـصب متداولتر از سيمانی و آهنی است. اما یدلايل گفتـه شـده و معـايبی كـه داشـت امـروزه در امريكـا و اروپـا جايگزينی انواع تراورسها با تراورسهای كامپوزيتی كاملاً رواج يافته است.

اهميت استراتژيكی كالا در دنيای امروز

حمل و نقل ريلی در تمام نقاط جهان، روز به روز در حال افزايش چشمگير است، با توجه بـه آمـار سال 2006 موجود در سايت امور بين الملل راه آهن ايـر ان، 1021744 كيلـومتـر خطـوط ريلـی در تمـام كشورهای جهان وجود دارد كـه توسـط آن سـالانه 2351007 ميليـون نفـر كيلـومتر مـسافر و 9154561 ميليون تن كيلومتر بار جابه جا می شود.

با توجه به اين ارقام چشمگير و همچنين استراتژيكی بودن حمل و نقل ريلی در هر كشور، لزوم گسترش وسايل و تجهيزات حمل ونقل ريلی كاملاً مشخص مـی شـود و بـدين ترتيب تراورس به عنوان يكی از اين تجهيزات نقش مهمی در صنعت حمل و نقـل ريلـی ايفـا كـرده و بايـد همانند ساير كشورهای پيشرفته دنيا در ايران هم نسبت به ساخت و نصب تراورس های جديـدتـر و بـا كارايی بالاتر اقدام شود.

تراورس كامپوزيتی با دارا بودن عمر مفيد چنـدين برابـر و توانـایی فـوق العـاده در ميرايش و جذب لرزه و صدا می تواند دستاورد بسيار مهمی در صنعت ريلـی و محافظـت از ريلهـا باشـد. از طرف ديگر، از تقريباً 930 ميليون تراورس مورد استفاده در خطوط ريلی ايالت متحده هر ساله 15 ميليون تراورس نياز به تعمير و يا تعويض دارند و اين ضرورت استفاده از تراورسهای با عمر مفيد بيشتر را كـاملاً نشان می دهد.

در كشور ما هم ساليانه مقادير بسيار زيادی تراورس راه آهن تعويض يا بهسازی می گردد و اين جـدای از هزينه هنگفت بستن خط و تغيير ريل ها و زيرسازی های لازم است. اما اگر همين تراورس ها با كامپوزيـت تقويت شوند عمر 7 ساله تراورس ها را تا 30 سال می توان افزايش داد و در ازای پرداخت هزينه اوليه دو يا سه برابر، هزينه تعمير و تعويض تا 4 برابر كاهش می يابد و در نهايت صرفه اقتصادی دارد.

کشورهای عمده توليدكننده و مصرف کننده تراورس كامپوزيتی

  1. آمریکا
  2. کانادا
  3. مکزیک
  4. انگلیس

شرايط صادرات

تراورس ها دارای وزن بالايی هستند و لذا قيمت آنها در مقايسه با هزينه حمل از ميزان پايينتری برخوردار است. از اين رو توليد آن اكثراً در كشورهای مصرف كننده صورت گرفته و يا اينكه در صورت صادرات، عموماً كشورهای همجوار مقصد صادرات قرار می گيرد.

علی ايحال از نگاه مقررات صادراتی ميتوان گفت كه محدوديت خاص برای آن وجود ندارد و در صورتی كه قيمت تمام شده در كشور مقصد از توجيه اقتصادی لازم برخوردار باشد، امكان صادرات وجود خواهد داشت.

روش برگزيده برای توليد تراورس كامپوزيتی

مواد اوليه به كار رفته و مقادير آن به صورت زير می باشد:

پلی الفين های بازيافتی كه اغلب شامل پلی اتيلن با دانسيته بالا و پلی پروپيلن است كـه بـه ميـزان 65 درصد وزني در فرمولاسيون به كار می رود و می توان آنرا از بطری ها و كيسه های پلاستيكی بازيافتی تهيه نمود. به ميزان 20 درصد وزنی از تاير های اسقاطی اتومبيل به عنوان جزء الاستومری اسـتفاده مـی شـود.

الياف فايبرگلاس خرد شده به عنوان جزء تقويت كننده به ميزان 15 درصد وزنـی در فرمولاسـيون بـه كـار ميرود كه اين جزء را هم میتوان از پليمرهای بازيافتی حاوی الياف فايبرگلاس تهيه نمود. افزودنیها هم به ميزان 1 تا 5 درصد وزنی استفاده میشود.

فرآيند توليد :

مواد اوليه به كار رفته ابتدا در يک اكسترودر دو پيچه مخصوص كامپاندينگ تحـت حـرارت 300 درجـه فارنهايت با هم مخلوط شده و سپس اين مخلوط وارد يک اكسترودر ديگر كه به سر آن يـک دای بـا شـكل مخصوص تراورس وصل است میشود بعد از خروج از اكسترودر دوم توسـط حوضـچه آب خنـک ، سـرد ميشود وقتی به دمای محيط رسيد، به طول های موردنظر كه 259/2 سانتی متر است بريده می شود.

فرايند اكستروژن:

اكستروژن، در صنایع مختلف و با مواد مختلف انجام می گیرد و به طور مـشخص در صـنایع لاسـتيک و پلاستيک تولید بخش عمده ای از محصولات را دربرمیگیرد به كمک این فرآيند قطعـات پلاسـتیکی در حالت خام با ابعاد معینی قالبگیری میشود. دستگاهی كه به این منظـور مـورد اسـتفاده قـرار میگیرد اكسترودر نامیده می شود.

اكسترودر در انواع مختلفی مانند اكسترودر مارپیچی ، فشاری و … موجود ميباشد. اكسترودرهای تک مارپیچ رایج ترین انواع اكسترودرها هستند اینگونه اكسترودرها قابليت فرآيند اكثر مواد موجود را با اقتصادی ترین شرایط بهره برداری در هم آميخته و بدین لحاظ با استقبال فـوق العـاده مواجـه شده اند.

اكسترودر در فرآيند اكستروژن سه عمل اصلی انجام می دهد.

1- مواد را یا ذوب كرده و یا به حالت خميری در می آورد.
2- فشاری جهت حركت دادن مواد به طرف مجرای قالب بر آنها اعمال می كند.
3- عمل اختلاط و اعمال برش را روی مواد انجام می دهد.اساس مكانیکی فرايند اكستروژن ساده است.

یک مارپیچ درون سیلندر میچرخد و ماده پلاسـتیک را بـه جلو میراند. مارپیچی مانند يک سطح شيبدار است كه پيرامون يک محور پیچیده شده اسـت. هـدف از این كار (چرخش) چند برابر سازی نيرو است تا از این طریق بر نيروهای مقاوم بزرگی كه موجودند، غلبه شود. در فرآيند اكستروژن سه نيروی مقاوم وجود دارند كه باید بر آنها غلبه كرد.

این نیروها عبارتند از: مـالش ذرات جامد خوراک بر ديواره سیلندر و همچنین ذرات جامد بر يكدیگر در بخشهای نخستین مارپیج (ناحیه خوراک)، چسبندگی مذاب به ديواره سیلندر و در نهایت مقاومت مذاب سيال در مقابل حركـت. مهمتـرين منبع گرمايی برای ذوب مواد تقريبا در تمامی سيستم های اكستروژن، انرژی گرمـايی حاصـل از گـردش و اصطكاك مارپيچ (كه توسط موتور در سيلندر می چرخد) با مواد پلاستيک است.

در نتيجه در بسياری از فرآيندها اين نكته مهم را بايد درنظر داشت كه گرم كن های سيلندر، منبع عمـده و اصلی برای گرم كردن ماده به هنگام ذوب آن محسوب نميشوند و برخلاف آنچه كه ما فكر ميكنيم ، اثـری چندان در فرآيند گرم كردن و ذوب ماده ندارند. اكستروژن فرآيندی است كه در آن انرژی از موتور و گاهی گرم كن ها به پلاستيک سرد منتقل می شود و در نتيجه مواد از شكل جامد به مذاب تبديل ميشوند.

مواد ورودی به بخـش خـوراک اكـسترودر سـردتر از سطح مارپيچ و سيلندر است، اما دمای سطح سيلندر در ناحيه خوراک همواره بالاتر از محدوده دمايی ذوب ماده پلاستيک است. سطح سيلندر در تماس با ماده پلاستيک ورودی سرد می شود و همزمـان بـا انتقـال گرما از بخشهای انتهایی سيلندر و همچنين توسط گرم كن ها گرم ميشود.

بخش های انتهايی كه به قالب سر اكسترودر نزديک ترند، به دليل گرمای ناشی از اصطكاک بين مارپيچ و مواد، گرم می شوند و نيـازی بـه گرم كن ندارند، اما بخشی از سيلندر كه در ناحيه خوراک واقع است، ممكن است به گرما نياز داشته باشد و به همين خاطر گرمكن های اين ناحيه می بايست روشن باشند.

ماده پلاستيک ميبايست بـه سـطح سـيلندر بچسبد تا از طريق تراشيده شدن توسط پره های مارپيچ به جلو حركت كند و انتقال داده شود. در نتيجه ضريب اصطكاک بالايی بين ذرات پلاستيک و سطح سيلندر موردنياز است كه اين ويژگی به شـدت تحـت تأثير دمای سطح سيلندر در ناحيه خوراک است.

اگر ذرات پلاستيک به سطح سيلندر بچسبد، فقط به دور خود می چرخند و به جلو حركت نمی كنند. اصطكاک سطحی تنها چيزی نيست كه بر حركت خوراک تأثيرگذار اسـت. بـسياری از ذرات هرگـز بـا  سطح سيلندر و يا كف مارپيچ تماس پيدا نميكنند، بنابراين میبايست اصـطكاک و درهـم قفـل شـوندگی مكانيكی و چسبندگی در ميان توده ذرات پلاستيک وجود داشته باشد.

در توليد اين محصول نيز ابتدا ماده خام پليمری به همراه مواد افزودنی به اكسترودر خورانده می شـود، در طول اكسترودر مواد تحت شرايط دمايی معين و تعيين شده با يكديگر مخلوط میشود زمان ماندگاری مواد درون اكسترودر، دمای قسمت های مختلف اكسترودر و ساير پارامتر ها از جمله سرعت چرخش بسته به نوع اكسترودر، ميزان محصول توليدی، ويژگی های ماده خام پليمری و… تنظيم می گردد.

پس از پايان عمليات اختلاط ماده آميزه مذاب وارد دای می شود و به صورت موردنظر شكل ميگيرد. سپس محـصول توسط سيستم خنک كن ، خنک شده تا به دمای محيط برسد.

تعيين نقاط قوت و ضعف تراورس كامپوزيتی

بطور كلی فرآيند اكستروژن ساده بوده و از پيچيدگی خاصی برخوردار نمی باشد تنها در حين عمليات بايد به برخی موارد مانند دمای مارپيچ، سرعت مارپيچ، دبی خوراک ورودی و … دقت شود تا محصولاتی با كيفيت مطلوب توليد شوند.

در صورتی كه از مواد پلاستيک جهت توليد تراورس استفاده شود، به نظر ميرسد تنها روش مرسوم اكستروژن باشد. ولی اگر از مواد ترموست مانند انواع رزينها استفاده گردد، روشهای مختلفی از قبيل پالتروژن، RTM و قالبگيری دستی وجود دارند.

نگارش انواع طرح توجیهی با نرم افزار کامفار در کلیه زمینه ها طبق اصول استاندارد و ضمانت اصلاح تا مرحله اخذ وام با 15 سال سابقه در تهیه و تدوین طرح.

لطفا به این مطلب امتیاز دهید:

امتیاز کاربر: 5 ( 3 نتایج)
گردآورنده
تی توجیهی
نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
0