레일 용접 각종

「선로는 계속 되어 어디까지나」라고 노래에 불리지만, 선로를 구이루고 있는 레일은, 결코 어디까지나 계속 되고 있는 것은 아니다.
레일 메이커의 신일본제철이나 JFE(원카와사키 제철·일본 강관)의 공장으로부터 출시되는 시점에서는, 레일은 원칙적으로 25 m이다.
따라서, 선로를 계속 되게 하기 위해서는, 이 25 m의 레일을 이어 맞출 필요가 있다.

레일과 레일을 접속하는 가장 원시적인 방법은, 위의 사진과 같이, 이음매판으로 불리는 판과 볼트로, 전후의 레일을 연결하는 방법이다.이음매판에 의한 접속은 초기 비용이 별로 들지 않는 것으로부터, 현재에도 저속 구간이나 이용자의 적은 노선에서는 많이 사용되고 있다.

그러나, 이 방법은, 이음매부에 틈새가 있기 위해, 차량이 통과할 때에 레일의 모퉁이를 두드려, 소음이 발생하는 것과 동시에, 이음매판, , 쇄석(바라스트)을 손상해 최악의 경우 파단·탈선에 결합되기 쉽다.특히, 고속 주행을 실시하는 구간에서는, 충격은 큰 것이 되어, 언제 대참사가 될지도 모른다.

교통량이 증대해, 열차의 고속화가 진행되어, 한층 더 노선 연선의 택지화가 진행되는 것에 따라, 안전성의 향상과 소음 대책이 철도 사업자중에서 더욱 더 중요한 과제가 되었다.거기서 추진할 수 있었던 것이, 레일과 레일을 용접에 의해서 이어 합해 한 개의 긴 레일로 하는, 롱 레일화이다.


레일 용접은 마이너 것을 포함하면 상당한 바리에이션이 있지만, 여기에서는 대표적인 네 개의 공법을 소개한다.


1. 플래시 버트 용접

사진：(주) 일본 엔지니어링

플래시 버트 용접이란, 접속하고 싶은 레일에 대전류를 흘려, 레일끼리를 일순간 접촉시키고 불꽃(플래시)을 가라앉힐 수 있는 것을 반복해, 그 열로 단면을 용해 시켜 용접하는 방법이다.이물을 일절 개재시키지 않고, 모재만을 가열해 용해 시키기 위해, 신뢰성이 지극히 높다.한편, 대전력을 소비할 뿐만 아니라 용접 기계가 고가이고, 또 기계의 운반이 곤란한 것으로부터, 대기업의 공장내(JR의 레일 센터등 )에서의 용접이 기본이다.공장으로부터 한층 더 부설 개소까지 레일을 옮기려면 , 어느 정도의 길이(200 m) 이하가 아니면 안되어, 그 이상의 길이에 연결하려면 , 2.이하의 용접에 의지하지 않을 수 없다.


2. 가스 압접 용접

사진：킨테츠 궤도 엔지니어링 주식회사

가스 압접이란, 가스 버너로 레일 단면을 쬐어, 용해점에 이르기 전에 압력을 더해 용접하는 방법이다.플래시 버트 용접과 같이, 접합부에 이물은 포함하지 않지만, 약간, 기술자의 기술에 의존하는 부분이 있어, 플래시 버트보다는 신뢰성이 뒤떨어진다.플래시 버트와 비교해서 기계의 가격은 싸고, 또 운반 어쩌면 들이마셔 모아 두어 선로 근처에서 정리해 용접할 때는, 이 공법이 채용되는 것도 많다.그러나, 3., 4.(와)과 비교하면 기동성에 뒤떨어져, 최종적인 용접은 엔크로즈드아크나 테르밋트에 양보하지 않을 수 없다.


3. 엔크로즈드아크 용접

사진：주식회사 산와 흥산

레일과 용접봉을 전극으로서 방전시켜, 그 열로 용접봉을 녹이면서 용접하는 방법이다.완전하게 일손에 의한 용접이기 위해, 이형 단면등 , 플래시 버트나 가스 압접에서는 형상상 실시할 수 없는 용접도 가능이다.또, 필요 기재도 간편하고, 현지에서의 용접이 가능이다.그 반면, 용접의 신뢰성이 기술자의 기량에 크게 의존한다.인내력의 필요한 작업이 되기 위해, 어디의 회사도, 품질의 격차와 인재육성의 수고로부터, 다른 용접공법으로 전환하는 경향이 있다.

4. 테르밋트 용접

사진：킨테츠 궤도 엔지니어링 주식회사

산화철과 알루미늄을 반응시켜 용해한 순철을 꺼내, 그것을 주형으로 정형해 레일간의 틈새를 묻는 방법이다.기재를 운반하는 것이 용이한 일, 기술력을 그다지 필요로 하지 않는 것으로부터, 현지에서의 시공의 주류를 차지한다.최저한의 기술을 몸에 익힌 기술자라면 일정한 품질을 실현할 수 있다고 하는 의미에서는, 엔크로즈드아크보다 신뢰성은 높다.그 반면, 주물이기 위해, 플래시 버트나 가스 압접과 비교해서 강도적으로 뒤떨어진다.



레일 용접의 각 공법에는 각각 일장일단이 있어, 어떤 것이 베스트라고 할 것은 없다.현재 상태로서는, 그러한 이점을 살려, 공장에서 용접하는 경우는 플래시 버트, 현지 근처에서 정리해 용접하는 경우는 가스 압접, 현재 사용되고 있는 선로에 직접 용접하는 경우는 엔크로즈드아크 혹은 테르밋트라고 하는 패턴이 일반적이다.이 안에서 엔크로즈드아크는, 기술 계승의 문제로부터 쓸모없게 되어 가는 공법이며, 머지않아 신간선도 포함해 플래시 버트, 가스 압접, 테르밋트의 삼종에 좁혀지게 되는 것은 아닌가.