Thép ray là gì? Thép ray là thép hình có tiết diện đặc biệt gồm nấm ray, thân ray và đế ray, dùng làm đường chạy cho tàu hỏa, tàu điện, cầu trục, cổng trục và xe goòng. Ray phải chịu áp lực bánh xe rất lớn, va đập và mài mòn liên tục, nên được cán từ mác thép cacbon cao hoặc thép mangan riêng. Bài viết giải thích cấu tạo, ký hiệu các loại ray P và QU, trọng lượng thông dụng, mác thép, phụ kiện và cách chọn ray cho đường sắt, cầu trục.
Cấu tạo thanh ray
- Nấm ray (đầu ray): phần trên cùng tiếp xúc với bánh xe, dày và rộng để chịu mài mòn.
- Thân ray (bụng ray): phần đứng ở giữa, truyền lực từ nấm xuống đế, có lỗ bắt bu lông ở hai đầu để nối ray.
- Đế ray: phần dưới cùng bản rộng, đặt lên tà vẹt hoặc dầm đỡ, phân bố lực.
Tiết diện như vậy cho mô men quán tính lớn theo phương đứng với lượng thép tối thiểu, tương tự cách thép hình chữ I làm việc. Ray được cán nóng từ phôi khối qua nhiều giá cán định hình, giống quy trình làm thép hình cỡ lớn. Xem bài quy trình cán thép hình từ phôi.
Các loại thép ray thông dụng
Ray đường sắt (ray P)
Ký hiệu chữ P kèm số gần bằng trọng lượng danh nghĩa mỗi mét. Cùng một ký hiệu, trọng lượng thực tế có thể khác nhau chút ít tùy tiêu chuẩn sản xuất:
| Loại ray | Trọng lượng (kg/m) | Dùng cho |
|---|---|---|
| Ray nhẹ P9 đến P30 | Khoảng 9 đến 30 | Đường goòng mỏ, công trường, đường nội bộ nhà máy, cầu trục nhỏ |
| P43 | Khoảng 44,65 | Đường sắt chính tuyến, đường sắt Việt Nam dùng phổ biến |
| P50 | Khoảng 51,5 (tiêu chuẩn GB) đến 51,7 (tiêu chuẩn GOST) | Đường sắt chính tuyến tải trọng lớn hơn, tuyến nâng cấp |
| P60 | Khoảng 60,6 | Đường sắt tốc độ cao, tải nặng |
Ray cầu trục (ray QU)
Ray cầu trục theo tiêu chuẩn Trung Quốc YB/T 5055 có nấm rộng, thân dày, chịu áp lực bánh xe cầu trục:
| Loại ray | Cao × rộng đáy × rộng nấm × dày thân (mm) | Trọng lượng (kg/m) |
|---|---|---|
| QU70 | 120 × 120 × 70 × 28 | 52,8 |
| QU80 | 130 × 130 × 80 × 32 | 63,69 |
| QU100 | 150 × 150 × 100 × 38 | 88,96 |
| QU120 | 170 × 170 × 120 × 44 | 118,1 |
Ray cầu trục được đặt trên dầm đỡ ray (dầm chạy cầu trục), thường là dầm thép tổ hợp hoặc thép hình I, H. Đặc điểm các loại dầm có trong bài dầm thép chữ I và ứng dụng.
Mác thép làm ray
Ray không dùng thép kết cấu thông thường như SS400. Mác thép ray có hàm lượng cacbon cao (thường khoảng 0,5 đến 0,8%) và mangan để tăng độ cứng, chống mài mòn:
- U71Mn, 50Mn: mác thép ray phổ biến theo tiêu chuẩn Trung Quốc.
- R260: mác thép ray theo tiêu chuẩn châu Âu EN 13674, giới hạn bền kéo tối thiểu 880 MPa, độ cứng khoảng 260 đến 300 HB.
- 55Q: mác dùng cho một số loại ray nhẹ.
Đầu ray có thể được tôi cứng bề mặt để tăng tuổi thọ ở đường cong, ghi và các đoạn tải trọng lớn.
Phụ kiện đường ray
- Lập lách (thanh nối ray): bản thép bắt bu lông hai bên thân ray để nối hai thanh ray.
- Cóc ray, kẹp ray: giữ ray cố định trên tà vẹt hoặc dầm.
- Tà vẹt: bằng bê tông, gỗ hoặc thép, đỡ ray và giữ khổ đường.
- Đệm ray: lót cao su hoặc nhựa giữa ray và tà vẹt, giảm rung.
Đường sắt hiện đại thường hàn liền các thanh ray thành ray dài để giảm va đập tại mối nối và tiếng ồn.
Cách chọn ray
- Đường sắt: loại ray do thiết kế tuyến quy định theo tải trọng trục, tốc độ và mật độ chạy tàu.
- Cầu trục, cổng trục: chọn theo áp lực bánh xe lớn nhất và đường kính bánh xe do nhà sản xuất cầu trục khuyến nghị. Ray quá nhỏ làm mòn nấm ray và bánh xe nhanh.
- Đường goòng, xe đẩy nội bộ: ray nhẹ P15 đến P30 thường đủ dùng.
- Khi mua, kiểm tra ký hiệu, mác thép, chứng chỉ, độ thẳng và tình trạng nấm ray (với ray cũ).
Sản xuất thép ray tại Việt Nam
Ray trên thị trường Việt Nam lâu nay chủ yếu nhập khẩu. Hòa Phát đã khởi công dự án nhà máy sản xuất ray và thép hình tại Dung Quất (Quảng Ngãi) cuối năm 2025, dự kiến cung cấp ray từ năm 2027 cho các dự án đường sắt trong nước. Thông tin về các dòng thép hình và kế hoạch của Hòa Phát có trong bài thép hình Hòa Phát và nhà máy Dung Quất.
Câu hỏi thường gặp
Thép ray là gì?
Là thép hình tiết diện gồm nấm, thân và đế, làm đường chạy cho tàu hỏa, cầu trục, xe goòng, chịu áp lực bánh xe và mài mòn.
Ray P43 nặng bao nhiêu?
Khoảng 44,65 kg/m.
Ray QU70 nặng bao nhiêu?
Khoảng 52,8 kg/m, cao 120 mm, nấm rộng 70 mm.
Ray P và ray QU khác nhau thế nào?
Ray P dùng cho đường sắt, nấm hẹp hơn. Ray QU dùng cho cầu trục, nấm rộng, thân dày để chịu áp lực bánh xe cầu trục lớn trên quãng chạy ngắn.
Kết luận
Thép ray là loại thép hình đặc thù với mác thép cacbon cao, chống mài mòn, chia thành ray đường sắt (P) và ray cầu trục (QU). Chọn đúng loại ray theo tải trọng bánh xe giúp kết cấu bền và an toàn. Cần báo giá thép hình làm dầm cầu trục và các loại thép hình khác, xem trang giá thép hình I, H làm dầm cầu trục hoặc liên hệ Giá Thép Hôm Nay.