20. 장대레일 용접방법 중 모재와 각종 용접 결과와의 비교로서 이음매 효율이 높은 순서대로 배열된 것은? ( ④ )
① 모재 - 테르미트 - 가스압접 - 후레쉬버트
② 모재 - 가스압접 - 테르미트 - 후레쉬버트
③ 모재 - 후레쉬버트 - 테르미트 - 가스압접
④ 모재 - 후레쉬버트 - 가스압접 - 테르미트
[해설]
1. 용접방법
장대레일을 이론적으로 가능케 한 근거의 하나는 엄동시에 장대레일에 발생하는 큰 인장력이나 열차의 하중
작용시에도 파괴되지 않는 용접강도가 확보될 수 있었기 때문이다.
레일 용접법에는 후레쉬 버트(flash butt) 용접법, 가스 압접(gas pressure) 용접법, 테르미트(thermit) 용접법 및
엔크로즈드 아크(enclosed arc) 용접법의 4종류가 쓰인다.
1) 후레쉬버트(flash bitt) 용접
후레쉬버트 용접법은 전기저항을 이용하여 용접부에 고열을 발생시켜 고압으로 레일을 압착시키는 방법으로서
후레쉬버트 용접부의 휨 및 피로강도는 모재강도와 비슷하여 자동 또는 반자동으로 시행함으로써 품질이 균일하나
전력설비 및 가압에 대규모의 설비가 필요하다.
2) 가스 압접(gas pressure) 용접
가스압접법은 산소, 아세틸렌 또는 부탄가스로 가열하며, 그의 공정은 후레쉬버트 용접과 비슷하고, 용접강도도
후레쉬벗트 용접과 거의 같다. 용접설비는 운반가능하여 일정한 면적이 있는 현장에서 시행할 수 있으므로
장대레일의 장거리 운반이 불필요하여 우리 나라에서는 가장 많이 쓰이고 있다.
3) 테르미트(thermit) 용접
테르미트 용접법은 산화철과 알루미늄간에서 일어나는 약 2,000℃에서의 산학반응으로 용융철을 얻어 레일과
레일사이에 간격을 메워 용접하는 방법이다. 운행선의 레일 이음매에 형틀을 설치하여 간단한 설비로 시행할 수
있으며, 용접강도도 가스압접법과 비슷하다.
4) 엔크로즈드 아크(enclosed arc )용접
아크용접은 용접봉으로 레일사이의 간격을 메꿔 용접하는 방법으로서 레일 모재강도에 이르는 저수소계 용접봉의
개발로 레일 용접이 가능해졌으며, 특히 폴란드의 필립스가 개발한 엔크로즈드(enclosed) 법에 의한 아크용접법은
신뢰도가 높고 현장에서 시공이 가능하여 많이 쓰이고 있다.
2. 용접부 검사
1) 외관검사
① 요철, 균열
② 굽힘, 비틀림
③ 언더커트, 블로우 홀
2) 침투검사
3) 초음파탐상
4) 경도시험
① HB 250～340(표준구 : 10㎜, 하중 3,000㎏)
② HS =36～50
5) 굴곡시험 : 용접부를 중심으로 지점간거리 1.0m로 하여 레일 두부와 저부를 상면으로 가압시험한다.
6) 낙중시험 : 용접부를 중심으로 914㎜로 지지하고 중량 907㎏의 추를 0.5m 높이로부터 낙고를 0.5m
높이로 높이면서 반복낙하시켰을 때 파단시의 낙고는 레일 두부와 저부의 어느 경우에도 일정 수치
이상이어야 한다.
7) 줄맞춤 및 면맞춤 검사 : 용접후의 줄맞춤 및 면맞춤의 틀림은 용접부를 중심으로 1m 직각자에 대하여
신품레일 土0.3, 현레일 ±0.5mm 이내이어야 한다.
3. 이음매 효율 비교
1) 모재와 각종 용접결과와의 이음매 효율은 다음과 같다
용접법 | 효율(%) |
모재 | 100 |
후레쉬버트 | 97 |
가스압접 | 94 |
테르미트 | 92 |
