R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201010PRTD-C054265-02 | |||||
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| 연구사업명 | 철도기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 도포형 세라믹 코팅제를 이용한 레일마모 및 소음저감 기술개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2009-12-23 ~ 2011-12-22 | |||||
| 연구책임자 | 박용걸 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
17명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 219,000,000 원 기업 : 153,000,000 원 계 : 372,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 674,000,000 원 기업 : 306,000,000 원 계 : 980,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
차륜과 레일의 인터페이스에 의해 레일두부 표면에서는 표면미세균열(Head check), 표면박리(shelling), 파상마모(corrugation), 압좌(squats), 측마모 및 이상마모-소성흐름 등의 결함들이 발생하고 이러한 결함들은 레일 및 궤도구성품의 사용수명 단축, 소음증가, 승차감 저하 등으로 이어지며 심할 경우 열차탈선을 유발하여 대형사고와 막대한 인명피해를 초래할 수 있다. 이 중 레일/차륜간 인터페이스에서 기인한 레일마모와 소음 문제는 철도가 부설되어 있는 모든 나라에게 가장 중요한 해결과제 중에 하나임에도 불구하고 뚜렷한 해결방안이 없는 실정이다. 문제의 해결방안으로 도유기 설치와 레일연마를 시행하고 있으나, 도유기 설치의 경우 값비싼 외국의 도유장치와 환경오염을 유발하는 도유기름을 수입해서 사용하고 있는 실정이며, 레일연마의 경우, 레일연마차의 작업거리는 일일 약 300~600m로 매우 짧으며, 국내 대부분의 철도운영기관에서는 레일연마차 및 밀링차를 보유하고 있지 않아 이에 대한 예산지출이 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 레일의 마모와 소음 발생 메커니즘을 분석, 평가함으로써 레일마모 취약개소에 대한 건전성을 확보하고 레일의 마모와 소음을 경제적이고 친환경적인 방법으로 해결하기 위한 레일 코팅재료와 이를 시공할 수 있는 시공시스템을 개발하고자 한다. [최종목표] 본 연구의 목표는 도포형 세라믹 코팅재를 이용한 레일 마모와 소음저감기술의 현장적용에 따른 기존선 레일의 성능 개선에 있다. 이를 위해 레일취약부 보강용 보수재를 개발하여 궤도 취약개소에 대한 건전성을 확보하고, 직 곡선궤도에서의 레일마모와 소음저감을 위한 코팅재 및 시공시스템을 개발하여 기존의 레일마모와 소음저감기술 대비 향상된 성능을 입증함으로써 기존선 레일의 안전성과 사용성을 비롯한 성능향상에 이바지하고자 한다. ● 도포형 세라믹 코팅재를 이용한 레일 취약부 보강용 보수재 ● 도포형 세라믹 코팅재를 이용한 레일마모 및 소음저감 코팅재 ● 열차운행 정지시간 이내에 레일코팅 작업시간을 고려한 시공시스템 개발 [연구내용 및 범위] 가. 도포형 세라믹계 코팅재 및 보수재 개발 ● 철도궤도환경을 고려한 코팅재 및 보수재의 요구성능 검토 - 차륜/레일 상호작용에 의한 마모 및 피로 메커니즘 정립 - 재료개발에 필요한 기초물성 조사 및 목표치 설정 ● 도포형 세라믹계 코팅재 및 보수재 개발 - 재료(코팅재 및 보수재)의 기초 물성시험 - 철도궤도환경에 최적화된 재료개발 나. 시제품 성능검증 시험 및 분석 ● 시제품 제작 및 성능시험 기준 작성 ● 시제품 성능시험 및 분석 - 부착성능시험 및 내마모시험 - 조직검사 및 비커스 경도시험 - 전기저항성 및 자기장(신호) 측정시험 - 시제품 성능평가 및 검증 ● 실내시험을 통한 장기 내구성 평가 - 구름접촉피로(RCF) 및 마모 시험 - 화학성분검사(EDS), 조직검사(SEM) 및 마이크로 비커스 경도시험 ● 시험부설 및 현장 성능검증시험(1) 다. 도포작업을 위한 시공장비 개발 ● 도포작업을 위한 시공장비 개발 - 코팅장비, 레일 표면처리 장비, 후처리 장비 라. 코팅레일의 현장적용성 평가 ● 시험부설 및 현장 성능검증시험(2) - 시공장비 성능 및 효율성 검토 - 레일마모, 소음 측정 및 분석 - 육안조사 및 레일검측을 통한 표면상태평가 - 파괴 및 비파괴시험을 통한 손상평가 - 전기전도시험 및 평가 ● 모니터링을 통한 현장적용성 평가 ● 코팅재 및 보수재 적용에 따른 경제성 분석 마. 도포작업을 위한 시공시스템 개발 ● 도포작업을 위한 시공시스템 개발 - 시공장비 및 인력 편성, 시공개요도, 시공흐름도, 공사시방서 작성 등의 시공 시스템 개발 |
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| 색인어 | 한글 | 레일손상 | 마모와 소음 | 단면 보수재 | 도포형 코팅재 | 세라믹 |
| 영문 | Rail damage | Wear & Noise | Re-profiling material | Coating material of spray | Ceramic | |
| 최종보고서 | 도포형세라믹코팅제를이용한레일마모및소음저감기술개발_20120326_20111222_최종.pdf | |||||