பற்றவைப்பு முறைகள் – இந்திய ரயில்வே கண்ணோட்டம்

1. ரயில்வேயில் பற்றவைப்பு ஏன் முக்கியமானது

• இந்திய ரயில்வேயின் 68,000 வழித்தட கி.மீ-ல் 94 % பற்றவைக்கப்பட்ட தண்டவாளம் (LWR/CWR) → மீன் தட்டு மூட்டுகள் நீக்கப்படுகின்றன, பராமரிப்பு & ஓசை குறைகிறது.
• பற்றவைக்கப்பட்ட டர்ன்அவுட்கள், பாலங்கள், வண்டிகள் & பெட்டிகள் → இணைப்பு மூட்டுகளை விட 30 % இலகுவானவை, 40 % வலிமையானவை.
• பற்றவைப்பு குறைபாடுகள் → தண்டவாள முறிவுகளில் 17 % க்கு காரணம் (ரயில்வே வாரியம் பாதுகாப்பு அறிக்கை 2022) → எனவே பற்றவைப்பு JE/ALP/தொழில்நுட்ப வல்லுநருக்கு வகை-ஏ திறமையாகும்.

2. தண்டவாள எஃகு வேதியியல் (பற்றவைப்புக்கு)

அதிக கார்பன் & உலோகக்கலவை → கடினமாக்கும் தன்மை & விரிசல் உணர்திறன் → பற்றவைப்பு நடைமுறையை நிர்வகிக்கிறது.

3. ஐ.ஆர்-ல் பயன்படுத்தப்படும் பற்றவைப்பு செயல்முறைகளின் வகைப்பாடு

அ. உருகு பற்றவைப்பு (அடிப்படை உலோகத்தை உருக்குகிறது)

1. வாயு அழுத்த பற்றவைப்பு (GPW) – தெர்மிட்® செயல்முறை (அலுமினோ-வெப்ப)
2. மின்சுடர் பற்றவைப்பு
   • SMAW (கைமுறை உலோக சுடர்) – மின்முனைகள்: AWS E11018-M
   • GMAW (MIG/MAG) – ER90S-G கம்பி, Ar+20 % CO₂
   • FCAW – AWS E91T1-K2
   • SAW – மூழ்கு சுடர் (டர்ன்அவுட்கள், பாலங்கள்)
3. ஃப்ளாஷ்-பட் பற்றவைப்பு (FBW) – நகரும் & நிலையான தொழிற்சாலைகள்
4. மின்சாம்பல் / மின்வாயு – தடித்த வலை கிராசிங்ஸ்
5. லேசர், பிளாஸ்மா, EBW – மெட்ரோ & LHB பெட்டி உடல் (துருப்பிடிக்காத எஃகு)

ஆ. திட-நிலை பற்றவைப்பு (உருகுதல் இல்லை)

1. உராய்வு பற்றவைப்பு – ஆல்ஸ்டாம் LHB சக்கர-அச்சு
2. வெடிபொருள் பற்றவைப்பு – அலுமினியம் கூரையிலிருந்து எஃகு உடலுக்கு மாற்றம் மூட்டுகள்

4. தெர்மிட் (வாயு அழுத்த) பற்றவைப்பு – தேர்வுகளில் அதிகம் கேட்கப்படுவது

• கண்டுபிடிப்பு 1895 – ஹான்ஸ் கோல்ட்ஸ்மிட் – முதல் தண்டவாள பற்றவைப்பு 1899 ஜெர்மனியில்; இந்தியா 1928 GIPR-ல்.
• வினை:
  3 Fe₃O₄ + 8 Al → 9 Fe + 4 Al₂O₃ + 3.2 MJ kg⁻¹ (வெப்பநிலை ≈ 2,400 °C)
• நிலையான பகுதி: 450 g Fe₃O₄ + 90 g Al + 15 g Ni & Cr = ஒரு குருண்டை 60 kg தண்டவாளத்திற்கு.
• முன்-வெப்ப வெப்பநிலை: 900–1,000 °C (செர்ரி சிவப்பு) – ஒளியியல் வெப்பமானி அல்லது Tempilstik° 980 மூலம் அளவிடப்படுகிறது.
• இடைவெளி வைக்கப்படுகிறது: 25 mm ± 1 mm (இந்திய ரயில்வே நிரந்தர வழி கையேடு 2021).
• சீரமைப்பு பொறுதி: செங்குத்து ≤ 0.5 mm, பக்கவாட்டு ≤ 0.3 mm.
• அமுக்க உலோகம் (பற்றவைப்பு காலர்) துருத்தம்: ஒவ்வொரு பக்கமும் 3–5 mm.
• குளிர்விப்பு: 6 நிமிட இயற்கை + 10 நிமிட மணல் மூடுதல் → பின்னரே 10 km/h வேகத்தில் போக்குவரத்து; முழு வேகம் 1 மணி/30 °C வெப்பநிலை வீழ்ச்சிக்குப் பிறகு.
• ஏற்பு சோதனை:
  • USFD 100 % (2 MHz ஆய்வி)
  • குறுக்கு இழுவை ≥ 720 MPa
  • 1.5 m மேண்ட்ரலில் 120° வளைப்பு விரிசல் இல்லாமல்
  • HAZ-ல் கடினத்தன்மை ஆய்வு ≤ 350 HV
• குறைபாடு விகித இலக்கு: ≤ 2 % (RB-இன் “பூஜ்ய-பற்றவைப்பு-தோல்வி” இயக்கம் 2023).

சமீபத்திய ஐ.ஆர் முன்முயற்சி

• ஆட்டோ-தெர்மிட் கிட் (RDSO 2017) – குருண்டை முன்னேற்றமாக ஏற்றப்பட்டது, தொலைவிலிருந்து வெப்ப வினை தொடக்கம் → பற்றவைப்பாளர்களுக்கு புகை வெளிப்பாடு குறைகிறது.
• பசுமை-தெர்மிட் – 30 % குறைந்த Al, Fe₃O₄ செலவழித்த மில்-ஸ்கேலில் இருந்து பெறப்படுகிறது → 1,000 பற்றவைப்புகளுக்கு 1.2 t CO₂ சேமிக்கிறது.

5. ஃப்ளாஷ்-பட் பற்றவைப்பு (FBW) – தொழிற்சாலை & SFW பேட்கள்

• கைசரின் 1924 காப்புரிமை; இந்திய ரயில்வே முதல் தொழிற்சாலை 1963 பிலாய் எஃகு ஆலையில்.
• கொள்கை: ஜூல் வெப்பமாக்கல் I²Rt + 6–8 mm அமுக்க உலை.
• 60 kg தண்டவாளத்திற்கான அளவுருக்கள் (UIC-60):
  • ஃப்ளாஷ் மின்னழுத்தம்: 3–6 V
  • மின்னோட்டம்: 55–65 kA
  • அமுக்க விசை: 450 kN
  • மொத்த சுழற்சி: 120–150 s
• வெப்பம்-பாதிக்கப்பட்ட மண்டலம் (HAZ) அகலம்: 25–30 mm (தெர்மிட்டின் பாதி).
• தரநிலைகள்: IRS-T-18-2019 (தற்காலிக) & EN 14587-2.
• NRC (கிரீன்ஃபீல்ட்) & RRTS “கவச” தாழ்வாரங்கள்: 100 % FBW தண்டவாளங்கள்.
• நகரும் ஃப்ளாஷ்-பட் பற்றவைப்பு தொழிற்சாலை (RDSO 2022) – 25 t சுய-உந்துதல் – இயங்கும் தண்டவாளத்தில் நாளொன்றுக்கு 60 பற்றவைப்புகள் செய்ய முடியும் → உடைமை நேரம் 70 % குறைகிறது.

6. உருளும் இருப்பு வண்டிகளுக்கான SMAW & GMAW

• சரக்கு வண்டிக்கான மின்முனை (IRSM-44 எஃகு): AWS E7018 (4 mm Ø) – 160 A DC+.
• LHB பெட்டி ஓடு (துருப்பிடிக்காத எஃகு 301LN): GMAW-குறுகிய சுற்று, 1.2 mm ER308LSi, 24 V, 180 A, 60 % Ar + 30 % He + 10 % CO₂.
• WPS IS 7310 பகுதி 1 & AWS D1.1/D1.6 படி தகுதி பெற்றது.
• பற்றவைப்பாளர் சான்றிதழ்: BIS-5284 (முன்பு CITI) – செல்லுபடியாகும் 2 ஆண்டுகள், 6-மாத புதுப்பிப்பு சோதனை.

7. குறைபாடுகள், குறியீடுகள் & NDT

8. பாதுகாப்பு & சுற்றுச்சூழல் புள்ளிவிவரங்கள்

• ஐ.ஆர் ~22,000 சான்றளிக்கப்பட்ட பற்றவைப்பாளர்களை வேலைவாய்ப்பில் வைத்துள்ளது (2023).
• “வெல்ட்-கிளவுட்” பயன்பாடு (CRIS 2021) – ஒவ்வொரு தெர்மிட் பற்றவைப்பும் புவி-குறியிடப்பட்டது, வெப்பநிலை & USFD அறிக்கை பதிவேற்றம் → தோல்வி-பகுப்பாய்வு தரவுத்தளம்.
• ஹெக்ஸ்-குரோம் வெளிப்பாடு வரம்பு (எஃகு மீது GMAW): 0.05 mg m⁻³ (தொழிற்சாலைகள் சட்டம் 2020).
• தீ ஆபத்து: தெர்மிட் குருண்டை வெப்பநிலை > 2,000 °C – கட்டாயமாக “வெல்ட்-மண்டலத்தில்” மரத் தூண்களிலிருந்து 5 m தூரத்தில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது; நீர் வாளிகள் & 2 DCP தீயணைப்பிகள் வைக்கப்படுகின்றன.

9. வரலாற்று காலக்கோடு (நினைவாற்றல் உதவி)

• 1895 – கோல்ட்ஸ்மிட் தெர்மிட்டை கண்டுபிடிக்கிறார்
• 1928 – முதல் இந்திய தண்டவாள பற்றவைப்பு (GIPR)
• 1963 – பிலாய் FBW தொழிற்சாலை
• 1998 – BG-ல் LWR கட்டாயமாக்கப்பட்டது
• 2010 – RDSO SKV-E (மேம்படுத்தப்பட்ட) அச்சுக்கட்டையை ஒப்புதலளிக்கிறது
• 2017 – ஆட்டோ-தெர்மிட் கிட்
• 2020 – நகரும் FBW தொழிற்சாலை சோதனைகள்
• 2022 – RDSO “அகல-இடைவெளி தெர்மிட்” (60 mm வரை இடைவெளி) பழுதுபார்ப்புக்கு அனுமதிக்கிறது

10. எதிர்காலம் / சமீபத்திய புதுப்பிப்புகள் (2023-24)

• “உராய்வு-கிளர்ச்சி பற்றவைப்பு” 6061-T6 அலுமினியம் கூரை பேனல்கள் – ரயில் கோச் தொழிற்சாலை, கபூர்த்தலாவில் வெற்றிகரமான சோதனை – 40 % மூட்டு வலிமை ↑, புகை இல்லை.
• “ரெயில்பாட்-டபிள்யூ” – DMRL & ஐ.ஆர் மூலம் உருவாக்கப்படுகிறது – AI-வழிகாட்டப்பட்ட “குறுகிய-இடைவெளி லேசர்-MAG கலப்பு” கள பற்றவைப்புகளுக்கு; எதிர்பார்க்கப்படுகிறது 2026.
• பசுமை-ஹைட்ரஜன் அசிட்டிலீனுக்கு பதிலாக வாயு முன்-வெப்பமாக்கலுக்கு (IROAF முன்மாதிரி) → ஒரு பற்றவைப்புக்கு 2.5 kg CO₂ சேமிக்கப்படுகிறது.

பற்றவைப்பு முறைகள் குறித்த 15+ ரயில்வே-தேர்வு பலதேர்வு கேள்விகள்

1. தண்டவாளங்களின் தெர்மிட் பற்றவைப்பில் எந்த வினை கலவை பயன்படுத்தப்படுகிறது? A) Fe₂O₃ + Al B) Fe₃O₄ + Al C) FeO + Al D) Fe + Al₂O₃

   Show Answer

   சரியான பதில்: B விளக்கம்: தண்டவாளங்களின் தெர்மிட் பற்றவைப்பில் பொதுவாக இரும்பு ஆக்சைடு (Fe₃O₄) மற்றும் அலுமினியம் (Al) தூள் கலவை பயன்படுத்தப்படுகிறது.

2. தெர்மிட் உலோகத்தை ஊற்றுவதற்கு முன் தேவையான முன்-வெப்ப வெப்பநிலை தோராயமாக A) 600–700 °C B) 700–800 °C C) 900–1,000 °C D) 1,100–1,200 °C

   Show Answer

   சரியான பதில்: C விளக்கம்: உருகிய தெர்மிட் எஃகுடன் சரியான இணைவை உறுதி செய்ய, தண்டவாள முனைகள் தோராயமாக 900–1,000 °C வரை முன்-வெப்பப்படுத்தப்பட வேண்டும்.

3. தெர்மிட் பற்றவைப்பின் போது தண்டவாள முனைகளுக்கு இடையே வைக்கப்படும் நிலையான இடைவெளி A) 25 mm ± 1 mm B) 20 mm ± 1 mm C) 30 mm ± 1 mm D) 15 mm ± 1 mm

   Show Answer

   சரியான பதில்: A விளக்கம்: உருகிய உலோகம் பாய்ந்து தண்டவாள முனைகளை திறம்பட இணைக்க அனுமதிக்க, 25 mm ± 1 mm நிலையான இடைவெளி பராமரிக்கப்படுகிறது.

4. தண்டவாளங்களில் மிகச்சிறிய HAZ (வெப்பம் பாதிக்கப்பட்ட மண்டலம்) அகலத்தை கொடுக்கும் பற்றவைப்பு செயல்முறை எது? A) தெர்மிட் பற்றவைப்பு B) வாயு அழுத்த பற்றவைப்பு C) சுடர் பற்றவைப்பு D) ஃப்ளாஷ்-பட் பற்றவைப்பு

   Show Answer

   சரியான பதில்: D விளக்கம்: ஃப்ளாஷ்-பட் பற்றவைப்பு தீவிரமான உள்ளூர்வாத்தப்பட்ட வெப்பமாக்கல் மற்றும் அழுத்தத்தை பயன்படுத்துகிறது, இதன் விளைவாக மற்ற முறைகளுடன் ஒப்பிடுகையில் மிகவும் குறுகிய வெப்பம் பாதிக்கப்பட்ட மண்டலம் கிடைக்கிறது.

5. இந்திய ரயில்வேயில் முதல் தண்டவாள பற்றவைப்பு மேற்கொள்ளப்பட்ட ஆண்டு A) 1910 B) 1928 C) 1947 D) 1952

   Show Answer

   சரியான பதில்: B விளக்கம்: வரலாறு இந்திய ரயில்வே அமைப்பில் தண்டவாள பற்றவைப்பின் முதல் நிகழ்வை 1928 இல் பதிவு செய்கிறது.

6. 60 kg UIC தண்டவாளத்தின் ஃப்ளாஷ்-பட் பற்றவைப்புக்கு தேவையான மின்னோட்டம் தோராயமாக A) 25–35 kA B) 40–50 kA C) 55–65 kA D) 70–80 kA

   Show Answer

   சரியான பதில்: C விளக்கம்: 60 kg UIC தண்டவாளப் பகுதிக்கு தேவையான வெப்பத்தை அடைய, 55–65 kA வரம்பில் அதிக மின்னோட்டம் தேவைப்படுகிறது.

7. IRSM-44 சரக்கு வண்டி அடித்தளத்தை பற்றவைப்பதற்கு எந்த மின்முனை பரிந்துரைக்கப்படுகிறது? A) AWS E7018 B) AWS E6013 C) AWS E6011 D) AWS E8018

   Show Answer

   சரியான பதில்: A விளக்கம்: AWS E7018 என்பது ரயில்வே வண்டிகளில் உயர்தர கட்டமைப்பு பற்றவைப்புக்கு பொதுவாக பயன்படுத்தப்படும் குறைந்த ஹைட்ரஜன் கார்பன் எஃகு மின்முனையாகும்.

8. ஒரு தெர்மிட் பற்றவைப்பு மூட்டுக்கு ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட குறைந்தபட்ச குறுக்கு இழுவை வலிமை A) 600 MPa B) 720 MPa C) 850 MPa D) 900 MPa

   Show Answer

   சரியான பதில்: B விளக்கம்: தர விவரக்குறிப்புகளின்படி, ஒரு தெர்மிட் பற்றவைப்பு குறைந்தபட்சம் 720 MPa குறுக்கு இழுவை வலிமையை காட்ட வேண்டும்.

9. கள தெர்மிட் பற்றவைப்புகளின் 100 % ஆய்வுக்கு கட்டாயமான NDT நுட்பம் எது? A) காந்த துகள் ஆய்வு B) கதிர்வீச்சு வரைவியல் C) USFD (அல்ட்ராசோனிக் குறைபாடு கண்டறிதல்) D) சாய ஊடுருவல் சோதனை

   Show Answer

   சரியான பதில்: C விளக்கம்: இந்திய ரயில்வேயில் தெர்மிட் பற்றவைப்புகளில் உள் குறைபாடுகளை கண்டறிய பயன்படுத்தப்படும் கட்டாய அழிவில்லா சோதனை முறை USFD ஆகும்.

10. 60 kg தண்டவாளத்தின் ஃப்ளாஷ்-பட் பற்றவைப்பின் போது பயன்படுத்தப்படும் அமுக்க விசை தோராயமாக A) 200 kN B) 300 kN C) 350 kN D) 450 kN

    Show Answer

    சரியான பதில்: D விளக்கம்: ஃப்ளாஷ்-பட் பற்றவைப்பின் இறுதி நிலையில் தண்டவாள முனைகளை ஒன்றாக அடித்து இணைக்க தோராயமாக 450 kN அமுக்க விசை பயன்படுத்தப்படுகிறது.

11. துருப்பிடிக்காத எஃகு பெட்டி உடலின் GMAW-ல் பின்வரும் எந்த வாயு பயன்படுத்தப்படாது? A) 100 % CO₂ B) ஆர்கான் + 2% O₂ C) ஆர்கான் + CO₂ கலவை D) தூய ஆர்கான்

    Show Answer

    சரியான பதில்: A விளக்கம்: துருப்பிடிக்காத எஃகுக்கு 100 % CO₂ பயன்படுத்தப்படுவதில்லை, ஏனெனில் இது அதிகப்படியான தெறிப்பு மற்றும் பற்றவைப்பு குளத்தில் விரும்பத்தகாத கார்பன் எடுத்துக்கொள்ளலை ஏற்படுத்துகிறது.

12. RDSO அறிமுகப்படுத்திய ஆட்டோ-தெர்மிட் கிட் குறைக்கிறது A) தண்டவாள இடைவெளி B) புகை வெளிப்பாடு & தொடக்க-நேரம் C) பற்றவைப்பு வெப்பநிலை D) Al தூள் விலை

    Show Answer

    சரியான பதில்: B விளக்கம்: ஆட்டோ-தெர்மிட் அமைப்பு தொழிலாளர்களின் புகை வெளிப்பாட்டை குறைத்து, ஒட்டுமொத்த செயல்முறை தொடக்க-நேரத்தை குறைப்பதன் மூலம் பாதுகாப்பை மேம்படுத்த வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

13. ஐ.ஆர்-ன் கீழ் “ரெயில்பாட்-டபிள்யூ” திட்டம் எந்த மேம்பட்ட பற்றவைப்பு தொழில்நுட்பத்தை பயன்படுத்த நோக்கமாக உள்ளது? A) பிளாஸ்மா சுடர் பற்றவைப்பு B) உராய்வு கிளர்ச்சி பற்றவைப்பு C) லேசர்-MAG கலப்பு பற்றவைப்பு D) எலக்ட்ரான் கற்றை பற்றவைப்பு

    Show Answer

    சரியான பதில்: C விளக்கம்: ரெயில்பாட்-டபிள்யூ என்பது லேசர்-மெட்டல் ஆக்டிவ் கேஸ் (MAG) கலப்பு தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி தண்டவாள பற்றவைப்பின் தானியங்கத்தை கவனம் செலுத்தும் ஒரு ஆராய்ச்சி முன்முயற்சியாகும்.

14. தெர்மிட் பற்றவைப்பில் போதுமான முன்-வெப்பமாக்கல் இல்லாத நிலையில் எந்த குறைபாடு பெரும்பாலும் ஏற்படும்? A) ஊடுருவல் இன்மை B) கசடு உள்ளடக்கம் C) துளைத்தன்மை D) சுருக்க குழி

    Show Answer

    சரியான பதில்: A விளக்கம்: போதுமான முன்-வெப்பமாக்கல் இல்லாதது தண்டவாள முனைகள் இணைவு வெப்பநிலையை அடைவதை தடுக்கிறது, இது “ஊடுருவல் இன்மை” அல்லது “குளிர் மடிப்பு” குறைபாட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது.

15. தண்டவாள தெர்மிட் பற்றவைப்பின் வெப்பம்-பாதிக்கப்பட்ட மண்டலத்தில் (HAZ) அனுமதிக்கப்பட்ட கடினத்தன்மை A) ≤ 250 HV B) ≤ 350 HV C) ≤ 450 HV D) ≤ 500 HV

    Show Answer

    சரியான பதில்: B விளக்கம்: நொறுங்கும் தன்மையை தடுக்க, ஒரு தெர்மிட் பற்றவைப்பின் வெப்பம்-பாதிக்கப்பட்ட மண்டலத்தில் உள்ள கடினத்தன்மை பொதுவாக 350 HV அல்லது அதற்கும் குறைவாக கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

16. நகரும் ஃப்ளாஷ்-பட் பற்றவைப்பு தொழிற்சாலை இயங்கும் தண்டவாளத்தில் நாளொன்றுக்கு எத்தனை பற்றவைப்புகளை முடிக்க முடியும்? A) ~20 பற்றவைப்புகள் B) ~40 பற்றவைப்புகள் C) ~60 பற்றவைப்புகள் D) ~100 பற்றவைப்புகள்

    Show Answer

    சரியான பதில்: C விளக்கம்: உயர் திறன் கொண்ட நகரும் தொழிற்சாலைகள் போக்குவரத்து தடைகளைப் பொறுத்து நாளொன்றுக்கு தோராயமாக 60 பற்றவைப்புகளை செய்ய முடியும்.

17. இந்திய ரயில்வேக்காக “வெல்ட்-கிளவுட்” பயன்பாட்டை எந்த அமைப்பு உருவாக்கியது? A) RDSO B) RITES C) RVNL D) CRIS

    Show Answer

    சரியான பதில்: D விளக்கம்: ரயில்வே தகவல் அமைப்புகளுக்கான மையம் (CRIS) பற்றவைப்புகளின் டிஜிட்டல் கண்காணிப்பு மற்றும் தரவு பதிவேற்றத்திற்காக வெல்ட்-கிளவுட் பயன்பாட்டை உருவாக்கியது.