" 레일" 이란 무엇인가"
ㅁ 기본 개요
1) 자재 정의 : 레일은 철도 차량, 크레인, 광차 등의 바퀴를 지지하고 유도하여 주행하도록 차륜의 접촉면에 설치하는 철강 자재임
하중을 넓은 면저으로 분산시켜 노반 (자갈 및 콘크리트)으로 전달하는 역할을 함
2) 제조 공정 : 철광석 용해 (고로 및 전기로) → 정련 (성분조절) → 연속 주조 (블룸) → 가열로 재가열 → 압연 공정 (리핑 및 유니버셜 압연기를 통한 형상 성형) → 냉각 및 교정 → 검사 (초음파 및 외관) 순으로 진행되어 생산됨
3) 제조사 : 국내에서는 현대제철 포항공장에서만 생산 및 판매되고 있으며 글로벌 시장에서는 일본제철 중국의 바오우강철 등이 주요 생산 공급사임
4) 형상 : 단면 하중을 지지하는 두꺼운 두부 (Head) 및 이를 지탱하는 얄ㅃ은 부분 (Wep), 바닥면에 고정되는 넓은 저부 (Base 혹은 Foot)로 이루어진 특유의 "I형태" 또는 "T형태" 대칭 구조를 가짐
ㅁ 주요 용도
1) 일반철도 및 고속철도 : KTX, SRT 및 일반 여객/화물 열차가 달리는 궤도 노선에 핵심 구조재로 사용
2) 도심철도 (지하철 및 경전철) : 도심 내 지하철 노선 및 경전체 주행로에 매립 또는 노출형태로 시공
3) 물류 및 산업용 크레인 (항만/공장) : 컨테이너 부두의 하역용 크레인, 대형 플랜트 및 제철소 내부의 천정 크레인 주행로에 중량 레일이 사용됨
4) 광산 및 건설 현장 : 광차나 임시 자재 운반용 궤도로 가벼운 경량 레일이 사용됨
ㅁ 종류 및 분류
1) 재질별 분류 : 일반 탄소강 레일, 내마모성을 극대화한 열처리 레일 (Head Hardened Rail), 고탄소강 레일
2) 형태별 분류 : 일반적인 철도용 레일, 항만용 CRANE 레일 (QU, CR 계열), 홈이 파여 도로 매립에 적합한 노면전차용 홈부레일 (Grooved Rail)로 분류
3) 규격별 분류 : 1m당 무게(kg)를 기준으로 분류
ⓐ 경레일 - 6kg급, 9kg급, 12kg급, 15kg급, 22kg급, 30kg급
ⓑ 중레일 : 37kg급, 50kg급, 60kg급, 50N, 60N, 140lb 등
ㅁ KS 규정
| 구 분 | 현 황 |
| KS Code | KS R 9101 및 KS R 9106 |
| 표준명 | 경량레일 (Light Rails) 및 레일 (Rails) |
| 적용범위 |
탄소강으로 제작된 경량레일 철도 선로에 사용하는 보통 레일 및 머리부의 전단부에 걸쳐 슬랙 퀜칭한 철도용 레일 |
| 종류 | HH340 및 HH370 |
ㅁ 화학 성분
| 구 분 | 종류 | 기호 | C | SI | Mn | P | S |
|
경량레일 (KS R 9101) |
6kg 레일 | - | 0.40~0.60 | 0.40 ↓ | 0.50~0.90 | 0.045 ↓ | 0.050 ↓ |
| 9kg 레일 | - | ||||||
| 10kg 레일 | - | ||||||
| 15kg 레일 | - | ||||||
| 20kg 레일 | - | ||||||
| 22kg 레일 | - | ||||||
|
레일 (KS R 9106) |
30kg 레일 | 30A | 0.50~0.70 | 0.10~0.35 | 0.60~0.95 | 0.040 ↓ | |
| 37kg 레일 | 37A | 0.55~0.70 | |||||
| 40kgN레일 | 40N | 0.63~0.75 | 0.15~0.30 | 0.70~1.10 | 0.030 ↓ | 0.025 ↓ | |
| 50kg 레일 | 50PS | 0.60~0.75 | 0.10~0.35 | 0.60~0.95 | 0.045 ↓ | 0.050 ↓ | |
| 50kgN 레일 | 50N | 0.63~0.75 | 0.15~0.30 | 0.70~1.10 | 0.030 ↓ | 0.025 ↓ | |
| 60kg 레일 | 60 | ||||||
| 60kgKR 레일 | KR60 | ||||||
| 60kgK 레일 | 60K | 0.68~0.80 | 0.15~0.58 | 0.70~1.20 | 0.025 ↓ | ||
| 60E1 레일 | 60E1 | 0.65~0.82 | 0.13~0.60 | 0.65~1.25 | 0.030 ↓ | 0.008~0.030 |
ㅁ 기계적 성질
| 구 분 | 종 류 | 기 호 | 인장강도 (N/㎟) | 연신율 (%) |
|
경량레일 (KS R 9101) |
6kg 레일 | - | 569 ↑ | 12 ↑ |
| 9kg 레일 | - | |||
| 10kg 레일 | - | |||
| 15kg 레일 | - | |||
| 20kg 레일 | - | |||
| 22kg 레일 | - | 637 ↑ | 10 ↑ | |
|
레일 (KS R 9106) |
30kg 레일 | 30A | 690 ↑ | 9 ↑ |
| 37kg 레일 | 37A | |||
| 40kgN 레일 | 40N | 800 ↑ | 10 ↑ | |
| 50kg 레일 | 50PS | 710 ↑ | ||
| 50kgN 레일 | 50N | 800 ↑ | ||
| 60kg 레일 | 60 | |||
| 60kgKR 레일 | KR60 | |||
| 60kgK 레일 | 60K | 880 ↑ | ||
| 60E1 레일 | 60E1 |
ㅁ 규격표
| 구 분 | 종 류 | 기 호 | 단위중량 (kg/m) | 표준길이 (m) | 생산 가능규격 | 비 고 | |
| 현대제철 | 한국특강 | ||||||
|
경량레일 (KS R 9101) |
6kg 레일 | - | 5.98 | 5 m 및 10m | X | X | |
| 8kg 레일 | - | 8.55 | X | ◎ | * 비 KS 제품 | ||
| 9kg 레일 | - | 8.94 | X | X | |||
| 10kg 레일 | - | 10.1 | X | X | |||
| 12kg 레일 | - | 12.2 | 10 m | X | X | ||
| 13kg 레일 | - | 13.1 | X | ◎ | * 비 KS 제품 | ||
| 15kg 레일 | - | 15.2 | X | X | |||
| 18kg 레일 | - | 17.5 | X | ◎ | * 비 KS 제품 | ||
| 20kg 레일 | - | 19.8 | X | X | |||
| 22kg 레일 | - | 22.3 | X | X | |||
| 24kg 레일 | - | 23.7 | X | ◎ | * 비 KS 제품 | ||
|
레일 (KS R 9106) |
30kg 레일 | 30A | 30.1 | 10 m | X | X | |
| 37kg 레일 | 37A | 37.2 | 25 m | ◎ | X | ||
| 40kgN 레일 | 40N | 40.9 | X | X | |||
| 50kg 레일 | 50PS | 50.4 | X | X | |||
| 50kgN 레일 | 50N | 50.4 | 25 m 및 50 m | ◎ | X | ||
| 60kg 레일 | 60 | 60.8 | ◎ | X | |||
| 60kgKR 레일 | KR60 | 60.7 | ◎ | X | |||
| 60kgK 레일 | 60K | 60.7 | ◎ | X | |||
| 70kgs 레일 | - | 69.5 | - | ◎ | X | * 비 KS 제품 | |
ㅁ 단가 정보
1) 결정 요인 : 톤(Ton)단위로 BASE 단가가 책정되며 일반 보통강 레일 대비 두부 열처리 (HH) 레일은 가공비가 추가되어 15~25% 가량 단가가 높음
2) 부가 비용 : 레일은 중량물이고 길이가 길기 때문에 일반 화물 차량이 아닌 특수 트레일러로 운송해야 하므로 운송비용(물류비)이 단가에 큰 영향을 미침
3) 레일은 원자재(철스크랩)의 시세 및 생산 반영 여부에 따라 시세가 변동되므로 주기적으로 동향 및 생산 여부확인이 필수적임
ㅁ 사용시 유의사항
1) 마모 및 피로 손상 균열 : 차륜과의 반복적인 마찰로 인해 두부 표면 박리 혹은 물결 모양 마모가 발생될수 있으므로 주기적인 초음파 탐상 검사가 필요함
2) 온도 변화에 따른 신축 : 철재 특성상 여름철에는 늘어나고 겨울철에는 수축되는 현상이 있으므로 이음새 시공시 적정 유격(간격)을 확보하지 않으면 여름철 레일이 솟구치는 좌굴 (Buckling)현상이 발생될수 있는 위험이 있음
ㅁ 시공, 절단, 용접, 보관시 주의사항
1) 절단 : 가스 절단시 열변형 및 미세균열이 발생하여 파손의 원인이 되므로 반드시 레일 정용 밴드쏘 혹은 기계적 절단기를 사용하고 상온 절단을 하여야 함
2) 용접 : 고탄소강 재질이므로 급랭시 경화되어 부러지기 쉽으므로 예열 및 후열 관리가 철저한 테르밋 용접이나 가스 압접, 플래시 버트 용접법을 적용해야 함
3) 보관 : 지면에 직접 닿지 않도록 침목이나 받침대를 괴어 수평을 유지한 채 적재해야 휨 변형을 방지할 수 있으며 습기로 인한 부식을 막기 위해 야외 적재시 방수 천막(타포린)을 씌워야 함
ㅁ 용도의 적합성
1) 적합 : 중량이 무거운 열차나 크레인이 다니는 노선에는 50kg, 60kg급 이상 계열의 중중량 레일을 써야 수명과 안전성이 보장됨
2) 부적합 : 하중이 가벼운 공장 내부 소형 대차나 임시 가설 이송로에 사용하기에는 단가가 비싸고 무거운 60kg 이상급 레일을 쓰는 것은 과설계이며 반대로 대형 크레인 주행로에 경레일(22kg 이하급)을 시공하면 피로 파괴로 인해 레일이 파손됨
ㅁ 발주전 체크리스트
1) 정확한 규격 확인 : kg/m 단위의 정확한 규격 (50kg레일인지 50kgN 레일인지)을 지정했는가?
2) 소요 길이 및 수량 : 본당 단위 길이 (5m, 10m, 20m, 25m)와 총 발주 수량을 매칭했는가?
3) 용접 및 타공 여부 : 이음매판 연결을 위한 볼트 구멍 가공이 필요한지 무타공 레일을 사용해도 되는지 확인했는가?
4) 납품 현장 하차 조건 : 장대 자래를 하차할수 있는 크레인이나 중장비 및 진입로, 보관장소가 확보되었는가?
ㅁ 자주 묻는 질문 (FAQ)
A1. 50kg 레일과 50kgN 레일은 차이가 무엇인가요?
ㅁ1. 50kgN 레일은 기존 50kg 레일의 단면 형상을 KS 규격 개정을 통해 차량 주행 안전성과 응력 분산에 더 유리하도록 개선한 신규 표준 규격입니다
두 규격은 높이와 두께 등이 미세하게 다르므로 시공시 주의해야 합니다
Q2. 레일이 녹이 슬어 있는데 불량품인가요?
A2. 철강재 특성상 야외 보관시 표면에 붉은 대기 녹이 쉽게 발생됩니다. 이는 내부 결함이 아니며 차량 주행시 바퀴와의 마찰로 자연스럽게 재고되므로 안심하고 사용하셔도 됩니다
다만, 깊게 파이는 부식 (Pitting)이 있으면 검사가 필요합니다
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