Tworzywa w Kolejnictwie

06 listopada 2023
Polimery to substancje chemiczne o bardzo dużej masie cząsteczkowej, które składają się z wielokrotnie powtórzonych jednostek zwanych merami. Różnorodność budowy chemicznej skutkuje olbrzymią ilością odmiennych tworzyw sztucznych różniących się właściwościami. Głównymi cechami stanowiącymi o przydatności w wielu branżach przemysłu są niska gęstość, duża wytrzymałość, trwałość, odporność na warunki atmosferyczne, łatwość przetwórstwa i niski koszt wytworzenia.

 

Poszukując charakterystycznych cech wymaganych od projektowanego detalu, inżynierowie mają do dyspozycji stale powiększający się zbiór materiałów polimerowych. Materiałów, stale modyfikowanych dla polepszenia ich własności.

Transport publiczny, w tym szynowy, jako kolejna branża zastosowań tworzyw sztucznych zakłada szybką, wygodną a przede wszystkim bezpieczną podróż. Niezależnie od miejsca występowania oraz sposobu użycia, polimery wykorzystywane w transporcie szynowym muszą spełniać dziesiątki wyśrubowanych norm m.in.:

EN 50155 - Zwana często normą kolejową, definiuje między innymi wymagania dotyczące odporności na udary i drgania (EN 61373) oraz kompatybilności elektromagnetycznej (EN 50121)

EN 16584 - Wymagania ogólne dla infrastruktury oraz taboru

EN 16585 - Wymagania dotyczące wyposażenia i podzespołów zabudowanych w taborze

EN 16586 - Wymagania dotyczące dostępności taboru dla osób o ograniczonej możliwości poruszania się

EN 45545 - Ochrona przeciwpożarowa w pojazdach szynowych.

 

W transporcie kolejowym można wymienić trzy główne obszary odmienne co do funkcji:

  • Nawierzchnia kolejowa
  • Trakcja
  • Tabor

I w każdym z nich lokowane są inne materiały polimerowe posiadające właściwości odpowiednie do wymagań dla poszczególnych funkcji.

W nawierzchni kolejowej możemy spotkać poliuretany wykorzystywane jako materiał na przekładki podszynowe, czy inne elementy mające za zadanie tłumić drgania powstające podczas eksploatacji torowiska. Poliuretany po wzmocnieniu długimi włóknami szklanymi i odpowiedniej obróbce coraz częściej stanowią materiał służący do produkcji podkładów kolejowych wykorzystywanych w miejscach gdzie nie można użyć tradycyjnych elementów wykonywanych z drewna czy betonu np. ze względu na ciężar. Kolejnym tworzywem masowo wykorzystywanym jest polietylen, z którego produkowane są płaskie podkładki podszynowe czy dyble w systemach mocowań. Trzecią grupą tworzyw są poliamidy. Dzięki swojej wytrzymałości są materiałem szeroko stosowanym do produkcji elektroizolacyjnych wkładek dociskowych w różnych systemach mocowania szyn.

W trakcji kolejowej głównymi cechami, które muszą spełniać zastosowane tworzywa to elektroizolacyjność oraz odpowiednia wytrzymałość oraz odporność na niekorzystne warunki atmosferyczne i działanie czynników agresywnych. Elementy wykonywane z tworzyw sztucznych a będące elementami trakcji to izolatory i złącza elektryczne.

Podczas budowy taboru wykorzystywana jest cała gama dostępnych tworzyw. Począwszy od konstrukcji wagonów, okładzin zewnętrznych i wewnętrznych, płyt podłogowych, paneli sufitowych,  izolacji termicznej, konstrukcji i tapicerki siedzeń, systemów teletechnicznych, elektrycznych czy wentylacyjnych a skończywszy na elementach dekoracyjnych i systemach ostrzegawczych.

Dzięki znacznemu zmniejszeniu kosztów transportu towarów w stosunku do transportu drogowego rozwój infrastruktury kolejowej jest jedną z podstaw sprawnego funkcjonowania państwa. Tworzenie nowych i modernizacja istniejących torowisk oraz coraz gęstsza sieć szybkiej kolei wraz z nowym, wygodnym taborem wpływa na coraz większe zainteresowanie w podróżowaniu koleją. Według dokumentu PKP POLSKIE LINIE KOLEJOWE S.A. - zamierzenia inwestycyjne na lata 2021-2030 z perspektywą do 2040 roku Polskie Koleje Państwowe ustaliły konkretne kierunki rozwoju sieci kolejowej, które najlepiej przysłużą się osiągnięciu celów wyznaczonych zarówno w krajowych, jak i unijnych planach strategicznych. W planach inwestycyjnych PKP PLK wzięto pod uwagę  dobro środowiska naturalnego, stąd jednym z głównych  założeń projektowych jest stworzenie alternatyw  dla generującego największe koszty zewnętrzne transportu drogowego,  a w konsekwencji minimalizacja jego negatywnego oddziaływania  na środowisko. Tworzywa sztuczne użyte we właściwy sposób, będące materiałem lekkim a przez to wpływającym na ograniczenie zużywanej energii znakomicie wpisują się w te założenia.

Gdzie nie spojrzeć, tworzywa sztuczne pojawiają się w dużej ilości. I to również dzięki nim możemy wygodnie podróżować szybko przemieszczając się do celu. A czy w tym czasie czytamy książkę, słuchamy muzyki, rozmawiamy z towarzyszami podróży czy ucinamy sobie drzemkę, możemy spokojnie zaufać technologii, która dba o nasze bezpieczeństwo.