بررسی جوشكاری ترمیت

بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی جوشكاری ترمیت
فصل اول – آشنایی با صنعت مترو
فصل دوم – معیار های جوشكاری ترمیت در AREA 
فصل سوم – جوشكاری جرقه ای در مترو
فصل اول – آشنایی با صنعت مترو
شركت راه آهن شهری تهران و حومه (مترو)
واحد آموزش و برنامه ریزی
«آشنایی با صنعت مترو»
«دوران ساخت – تجهیز و بهره برداری»

آشنایی با صنعت مترو و چگونگی ارتباط آن با صنعت برق
در جهان صنعتی امروز كه تكنولوژی در شاخه های مختلف صنایع بطور لحظه ای دست خوش تحولات چشم گیری است، صنعت مترو و تكنولوژی ساخت و بهره برداری از آن نیز بطور روزافزون در حال تكامل و تكوین می باشد.
شاید سئوالاتی از قبیل: مترو چیست؟ لزوم وجود آن در شهرهای بزرگ و پرجمعیت در چه است؟ چگونه و با چه روشهایی ساخته می شود؟ چگونه مورد بهره برداری قرار می گیرد؟ چگونه ترافیك آن كنترل می شود؟ و غیره … ، از اساسی ترین سئوالاتی باشد كه همواره در ذهن بسیاری از افراد جامعه مطرح و بدنبال پاسخی برای آن هستند.
در این مقاله سعی شده است چگونگی مراحل ساخت و بهره برداری پروژه عظیم مترو تهران و حومه كه تماماً بدست مهندسین و متخصصین ایرانی انجام می شود، و همین طور ارتباط عینی این صنعت را با شاخه های مختلف صنعت برق در زمانهای ساخت و بهره برداری بطور خلاصه بیان داشته و نگاهی گذرا بدان داشته باشیم.
یكی از ویژگیهای مشترك شهرهای بزرگ كه با افزایش روزافزون جمعیت شدت یافته و مسائل و مشكلات فراوان اقتصادی و اجتماعی را ایجاد می نماید، پدیده آشنای ترافیك می باشد.
معمولاً در ساعاتی از روز و در محورهای اصلی و خیابانهای هسته مركزی اینگونه شهرها ازدحام و شلوغی بیش از حد باعث ایجاد ترافیكی ناسالم و یا اختلال در وضعیت ترافیك شهری می شود. این پدیده جدای از اثرات نامطلوب اقتصادی، اجتماعی و اتلاف نیروهای انسانی طبق مدارك و شواهد عینی و آمار موجود، بطرز وحشتناكی در آلودگی میحط زیست، بخاطر راه بندانهای طولانی در محورها و غیره … ، اثر داشته كه خود معضلات دیگری برای اجتماع بدنبال دارد.
شهر بزرگ تهران از مدتها قبل و به خصوص طی سالهای اخیر یكی از شهرهای پرجمعیت جهان و همین طور دارای ترافیكی نا سالم و هوایی بس آلوده بوده است، كه چنانچه این ترافیك نامطلوب و آلودگی محیطی طی یك برنامه ریزی اصولی تحت كنترل در نیآید، مسائل و مشكلات اقتصادی، اجتماعی، بهداشتی و روانی بسیار زیادی را بدنبال خواهد داشت.
برای كنترل ترافیك شهرهای بزرگ پرجمعیت چه از نظر كمی و چه از نظر كیفی و همین طور پیش گیری از اتلاف سرمایه ها و نیروهای انسانی و سالم سازی محیط زیست انسانها تا بحال راه حل های مختلفی مطرح و به اجرا در آمده كه درصد موفقیت طرح های مختلف نسبت بدانچه مورد انتظار بوده به تحقیق بستگی تام به ساختار معماری شهرها و فرهنگ جامعه هر شهر دارد.
یكی از راه حل های اساسی و بنیانی كه با توجه به مسیرهای زیرگذر (زیرزمین) تا بحال بطور جدی در شهرهای بزرگ توانسته است بسیاری از مشكلات اجتماعی معلول پدیده ترافیك را حل نماید و تا حدی قابل توجه مفید فایده باشد، طرح و ساخت شبكه های مترو در اینگونه شهرها بوده است، شهر بزرگ تهران نیز هم اكنون شدیداً مواجه با مشكلات و مسائل و معضلات بوجود آمده از یك ترافیك ناسالم می باشد، كه سالیان متمادی مورد بحث و مطالعه بوده است و در هر مرحله نظریه ساخت شبكه مترو برای این شهر یكی از اساسی ترین راه حل های ممكن شناخته شده است.
از اهم مزایای شبكه های مترو در شهرهای بزرگ را می توان، عدم تداخل ترافیك آن با ترافیك محورها و خیابانها در سطح شهر، امكان انتخاب مناسب ترین و در عین حال نزدیك ترین مسیرها در اعماق زمین، سرعت بخشیدن به ایاب و ذهاب شهروندان و مسافرت های درون شهری از نقطه نظر زمانی، نداشتن هیچ گونه آلودگی در محیط زیست (چون كلیه سیستم های شبكه های مترو با انرژی برق فعال می شوند كه طبعاً بدون دود و آلودگی می باشد) و غیره … ، را می توان نام برد.
بدین ترتیب در یك جمع بندی و ارزیابی ارزشی از جمیع نكات شبكه های مترو در شهرهای بزرگ و پرجمعیت از درجه ارزشی خاصی برخوردار می باشند.
از 25 تا 30 سال قبل بارها ایده ساخت مترو در تهران مطرح و در مواردی تصمیماتی نیز اتخاذ می شد، كه متأسفانه هیچ وقت جامه عمل بخود نگرفته بود. تا اینكه بالاخره تصمیم نهایی اتخاذ شده و انجام كار به خارجیان (فرانسویان) سپرده شد و در سال 1357 مصادف با پیروزی انقلاب اسلامی ملت ایران، آنها كه در مراحل مقدماتی كار بودند فعالیت های خویش را متوقف نموده و ایران را ترك كردند، و این پروژه عظیم دوباره متوقف گردید بالاخره در سال 1365 و در اوج مشكلات و تنش های مربوطه به جنگ تحمیلی، دولت جمهوری اسلامی ایران با عنایت به اهمیت این پروژه آنرا، احیا و تصمیم به ساخت آن گرفته و مسئولیت طرح و ساخت و راه اندازی و نهایتاً بهره برداری از این شبكه را به مهندسین و متخصصین ایرانی سپرد، كه به حق برای همیشه یك سند افتخار در تاریخ صنعت كشورمان باقی خواهد ماند، و از طرفی انتقال تجارب و تكنولوژی اجرایی این صنعت به نسل آینده كشور از دست آوردهای فوق العاده ارزشمند این پروژه بدست ایرانی و برای ایرانی خواهد بود.
شبكه ی مترو تهران كه دارای كیلومترها خطوط زیرگذر (زیرزمین) و روگذر (در سطح زمین) می باشد، ترافیك مناطق مختلف این شهر بزرگ، از شمال تا جنوب و از شرق تا غرب و حتی حومه شهر تهران را زیر پوشش قرار می دهد.
با توجه به مسیرهای مختلف شبكه مترو در شهر تهران و ویژگیهای مسیری و غیره … و یا به ضرورت های مختلف صنعتی، اقتصادی و ترافیكی در ساخت آن از سه روش استفاده شده است.
وابستگی محض صنعت مترو و شبكه های آن چه در زمان ساخت (دوران ساخت) و چه در زمان بهره برداری (دوران بهره برداری) به صنعت برق و كلیه گرایشات آن اجتناب ناپذیر بوده و ساخت و بهره برداری از شبكه های مترو بدون حضور صنعت برق امكانپذیر و حتی قابل تصور نیست.
I – دوران ساخت شبكه مترو تهران و حومه
چنانچه بیان شد در این مرحله برای ساخت متروی تهران و حومه بنا به ضرورت ها و ویژگیهای طرح، در نقاط مختلف شهر و با توجه به وضعیت ترافیك و تردد در مسیرهای مختلف از سه روش استفاده شده است كه هم اكنون نیز كار بدون وقفه ادامه دارد. این سه روش عبارتند از:
الف:‌ روش حفاری و ساخت ترانشه بسته (روش ایرانی)
ب: روش حفاری و ساخت ترانشه باز (روش اتریشی)
ج: روش حفاری و ساخت بوسیله ماشین های حفار
** باید توجه داشت كه در بررسی نحوه ساخت مترو تهران با هر كدام از روش های فوق الذكر فقط نحوه انرژی رسانی (برق رسانی) به ماشین آلات، تأسیسات و تجهیزات صنعتی در این مقاله مورد بحث قرار گرفته است، بدیهی است كه این روشها در دیگر زمینه های صنعتی از قبیل: سیوبل و سازه معماری و شهرسازی ساختمان و راه سازی، نقشه برداری و ژئوتكنیك، مكانیك و تأسیسات و غیره … نیز مطالب متنوع و بسیار ارزشمند علمی و تكنیكی را دارا می باشند، كه موضوع بحث این مقاله نیست.
الف: نحوه انرژی رسانی به تأسیسات و ماشین آلات و تجهیزات صنعتی در روش حفاری تراشه بسته (روش ایرانی):
حفاری در این روش عموماً در اعماق زمین و در مسیرهای پیش بینی شده در طرح شبكه مترو بدون خاك برداری در سطح زمین، توسط ماشین آلات مكانیكی سنگین و نیمه سنگین و سبك انجام می شود.
بدین ترتیب كه در فواصل معین و در مسیرهای پیش بینی شده در صورتیكه در سطح شهر عبور و مرور و تردد در شكل عادی روزمره خودش جریان دارد حفاری تونل ها در اعماق زمین انجام شده و خاكها از مسیر تونل به سطح زمین منتقل می شود.
در این روش كه از ابتكارات و خلاقیت های تكنیكی مهندسین ایرانی برای اجرای پروژه استفاده می شود و عملیات بتن ریزی و ساخت سازه های بتن مسلح و مطابق با جدیدترین استانداردها انجام شده و از اولین مراحل حفاری تونل تا ساخت كامل آن ماشین آلات و تجهیزات متعددی كاربرد دارند كه تعدادی مكانیكی و تعدادی الكتریكی می باشند.
بنابراین الزاماً باید انرژی برق هر لحظه و بدون وقفه در اعماق زمین (داخل تونلها) و در سطح زمین (داخل كارگاههای پشتیبانی) حضور داشته و برق مورد نیاز كلیه تأسیسات صنعتی را تأمین نماید.
بطور كلی این تأسیسات و ماشین آلات را می توان از قبیل: انواع كمپرسورهای برقی و ماشین آلات مربوط به تهویه و هوا رسانی، انواع پمپ ها و عملیات جوشكاری و مته كاری و آهنگری، انواع پرس ها و تأسیسات روشنایی مسیر و روشنائی موضعی تونل ها و محوطه كارگاهها و غیره … را نام برد.
بسته به موقعیت كارگاه، مسیر تونل و دیگر ویژگیهای طرح، تأمین انرژی برق از طریق خطوط توزیع 20000 ولت و یا خطوط فشار ضعیف 400 ولتی صورت می گیرد.
منابع تأمین انرژی برق مورد نیاز در خطوط فشار قوی و فشار ضعیف، شبكه ی برق منطقه ای تهران و در صورت قطع برق شهر نیروگاههای اضطراری نصب شده در هر كارگاه می باشد.
كلیه مراحل طراحی و محاسبه، اجرا و نصب، مشاوره و نظارت، راه اندازی و بهره برداری سرویس و نگهداری و تعمیرات تأسیسات الكتریكی و خطوط فشار قوی و فشار ضعیف برق رسانی و نیروگاههای اضطراری كارگاهها توسط مهندسین و كاركنان برق شركت مترو انجام می شود.
همزمان با پیشرفت كار تونل سازی و پیشروی در مسیر پروژه خطوط انرژی رسانی نیز گسترش یافته و چناچه لازم باشد انشعابات جدیدی در سطح شهر از برق منطقه ای تهران دریافت و از همان محل انشعاب بداخل تونل هدایت می شود.
در كارگاههایی كه مسیرهای پیش بینی شده تونل طولانی باشد جهت جلوگیری از افت ولتاژ خطوط فشار قوی 20000 ولت به اجرا درآمده و نزدیك نقاط مصرف به فشار 400 ولت تبدیل می شود.
ب- نحوه انرژی رسانی به تأسیسات و ماشین آلات صنعتی در روش حفاری ترانشه باز (روش اتریشی)
بسته به موقعیت و مسیر پروژه و ضروریات فنی و تكنولوژیكی در مواردی از این روش استفاده می شود.
تفاوت این روش با روش ایرانی این است كه مسیر تونل از سطح زمین تا عمق مورد نظر خاكبرداری شده (ترانشه می شود) و پس از عملیات بتن ریزی و ساخت تونل و ایزولاسیون آن، روی تونل ساخته شده خاكریزی شده و كلیه عملیات مربوطه به انجام رسیده سپس سطح خیابان آسفالت و رفت و آمد وسائط نقلیه و تردد در خیابان با مسیر مورد نظر امكانپذیر می شود.
با توجه به آنچه بیان شد مزیت روش ایرنی كه بصورت ترانشه بسته و در اعماق زمین عملیات تونل سازی صورت می گیرد نسبت به این روش (ترانشه باز) این است، كه هیچگونه اختلالی در ترافیك خیابانها و تردد وسائط نقلیه ایجاد نمی كند و در كلیه مراحل ساخت تونل بوسیله روش ایرانی در سطح شهر و خیابانهای مسیر تونل بطور همزمان ترافیك و تردد جریان طبیعی خودش را دارد.
نحوه انرژی رسانی به تأسیسات و ماشین آلات و تجهیزات صنعتی در تونل و كارگاههایی كه عملیات تونل سازی به روش ترانشه باز (روش اتریشی) انجام می شود، با توجه به تشابه نوع ماشین آلات كاربردی مشابه نحوه برق رسانی در روش ایرانی بوده و تفاوت های جزئی، آنهم صرفاً در روش های اجرائی خطوط انرژی رسانی با یكدیگر دارند.
ج- نحوه انرژی رسانی به تأسیسات، ماشین آلات و تجهیزات صنعتی در روش حفاری با ماشین های حفار
كارگاههایی كه حفاری در آنها توسط ماشین حفار انجام می شود، با توجه به اینكه كلیه تجهیزات، ماشین آلات و تأسیسات ماشین های حفار و تأسیسات جنبی آنها الكتریكی می باشند هم از نقطه نظر عملیات اجرایی سازه های بتنی و هم از نظر نحوه انرژی رسانی تفاوت بسیار زیادی با دو روش ترانشه بسته و ترانشه باز كه قبلاً قید شد دارد.
باید در نظر داشت كه ضمن تفاوت در عملیات انرژی رسانی كه در حفاری توسط ماشین های حفار با دو روش دیگر حفاری وجود دارد، مقدار انرژی برق مورد نیاز نیز با دو روش قبلی قابل مقایسه نمی باشد.
در تونل هایی كه حفاری توسط ماشین حفار انجام می شود، مانند روش ترانشه بسته (روش ایرانی) عملیات حفاری در اعماق زمین و بدون اینكه اختلالی در ترافیك و تردد سطح شهر و خیابانهای مسیر ایجاد شود، صورت می گیرد.
ماشین حفار مجهز به 28 عدد الكترو موتور اصلی می باشد كه در قدرت های مختلف تا یكصد اسب بخار (هر اسب بخار تقریباً معادل 750 وات است) در قسمت های مختلف ماشین نصب و بصورت هیدرولیكی تجهیزات مختلف ماشین حفار را در مراحل مختلف: حفاری، نصب قطعات پیش ساخته بتنی (سگمنت) و بالاخره پیشروی ماشین در مسیر تونل و حمل خاكهای به واگن های حمل خاك، فعال می كند. در كارگاههایی كه عملیات تونل سازی توسط ماشین های حفار انجام می شود، ماشین حفار و كلیه تجهیزات و تأسیسات جنبی آن جمعاً به قدرت الكتریكی معادل 1200 میلیون ولت آمپر (2/1 مگاولت آمپر) نیاز دارد.
عملیات حفاری و تونل سازی با ماشین های حفار اصولاً به سه مرحله اصلی تقسیم بندی می شود كه عبارتند از:‌
1-    مرحله اول (حفاری):
در این مرحله ماشین حفار در مسیر پیش بینی شده و دقیقاً مطابق نقشه های طراحی شده در اعماق زمین حفاری نموده و خاكها را بطور اتوماتیك از طریق نوار نقاله اش به واگن های حمل خاك تحویل می دهد. كلیه ماشین آلات و تجهیزاتی كه در این مرحله فعالیت می كنند الكتریكی بوده و با انرژی برق بدون دود و صدا هر كدام كار مربوطه به حیطه عملكرد خود را انجام می دهند.
2-    مرحله دوم (سگمنت گذاری):
در این مرحله آن قسمت از تونل كه در مرحله اول حفاری شده بلافاصله قطعات پیش ساخته بتنی (سگمنت ها)، كه هر كدام چندین تن وزن داشته و قبلاً بداخل تونل حمل شده اند توسط ماشین حفار در محیط تونل حفر شده نصب و بیكدیگر محكم و سپس در فضای بین آنها و زمین بتن استاندارد تزریق می شود. كلیه ماشین آلات نصب شده روی ماشین حفار و تأسیسات جنبی آن كه عملیات اجرایی این مرحله را انجام می دهند، نیز الكتریكی بوده و توسط انرژی برق فعال می شوند.
3-مرحله سوم (حركت یا پیشروی ماشین حفار در ادامه مسیر تونل جهت حفاری مجدد):
در این مرحله باید ماشین حفار كه چند صد تن وزن دارد، در مسیر پیش بینی شده جهت ادامه عملیات حفاری حركت نموده و پیشروی نماید، به جلو راندن ماشین حفار روی ریل های ویژه ای كه در اطراف ماشین و زیر آن به همین منظور نصب شده است نیز توسط ماشین های الكتریكی كه بصورت هیدرولیكی عمل می نمایند انجام می شود.
چنانچه ملاحظه شد كلیه مراحل سه گانه دقیقاً با كمك انرژی برق انجام می شود و در هر فاز كاری این مراحل عیناً تكرار شده و عملیات تونل سازی تا به انتهای مسیر و نقطه مقصد ادامه می یابد.
از آنجا كه ماشین حفار باید در مسیر پیش بینی شده و در اعماق زمین تا مقصد، چندین كیلومتر حفاری و پیشروی نماید، در هر لحظه از فرآیند كار نیاز بدون وقفه به انرژی برق دارد. با طولانی شدن مسیر تونل و فاصله گرفتن ماشین حفار از سایت كارگاه پدیده افت ولتاژ كه افت قدرت و انرژی الكتریكی را بدنبال دارد خود را نشان داده و باید با آن مبارزه شود.
بنابراین جهت جلوگیری از افت ولتاژ در خط انرژی رسانی به ماشین حفار و كلیه تأسیسات صنعتی جنبی آن در طول مسیر تونل طرح اجرایی خط انرژی رسانی الزاماً با ولتاژ بالا (فشار قوی) به اجرا درآمده و همزمان با پیشروی ماشین حفار طبعاً شبكه و خطوط فشار قوی انرژی رسانی نیز گسترش یافته و انرژی برق را با ولتاژ نامی به ماشین حفار و تجهیزات الكتریكال وابسته بدان میرساند.
بنا به ضرورت های تكنولوژیكی و محیط مرطوب و محدود تونل در اعماق زمین، خط انرژی رسانی از سایت كارگاه تا ماشین حفار توسط شبكه كابل فشار قوی به اجرا در میآید. با توجه به اینكه در طول مسیر تونل مصارف متعدد الكتریكی از قبیل: سیستم های تهویه و هوا رسانی، تأسیسات روشنایی گسترده مسیر تونل، روشنایی موضعی در مسیر تونل، پمپ های كنترل و جمع آوری آبهای سطح العرضی، عملیات جوشكاری و مته كاری و غیره در مسیر تونل وجود داشته و تماماً نیاز به انرژی برق با فشار ضعیف 400 ولت دارند در فواصل معین و محاسبه شده طبق استانداردها از خط فشار قوی انرژی رسانی انشعابات متعدد گرفته و فشار قوی تبدیل به فشار ضعیف شده و این مصارف جنبی مسیر تونل را تأمین می نمایند.
كلیه مراحل طراحی و محاسبه، اجرا و نظارت و مشاوره، نصب و راه اندازی، بهره برداری و سرویس و نگهداری و تعمیرات تجهیزات و گسترش خط فشار قوی انرژی رسانی در سایت و تونل توسط مهندسین و كاركنان برق مترو انجام می شود. از آنجا كه قطع برق به هر دلیل دقیقاً باعث توقف و ركود در كار ماشین حفار می شود. بدیهی است پایداری و ثبات شبكه انرژی رسانی به تأسیسات تونل و ماشین حفار و ضریب اطمینان این شبكه از اهمیت ویژه ای برخوردار میباشد.
انرژی برق اینگونه كارگاهها در شركت مترو نیز از دو منبع، برق منطقه ای تهران و نیروگاه اضطراری داخلی كارگاه تأمین می شود.
سیستم به گونه ای طراحی و اجرا شده است كه به محض قطع برق شبكه سراسری (برق منطقه ای تهران) بلافاصله و در كوتاهترین زمان نیروگاه اضطراری داخلی كارگاه به مدار آمده و كل انرژی برق 2/1 مگاولت آمپری كارگاه و سایت و ماشین حفار را تأمین می نماید.
كلیه تأسیسات سایت انرژی رسانی كارگاه، نیروگاه اضطراری نیز توسط پرسنل برق شركت مترو طرح، اجرا و نصب و راه اندازی شده اند. كه با یك ضریب اطمینان مناسب و در صورتیكه مجهز به كلیه سیستم های كنترل و فرمان و حفاظت است. می تواند در صورت نیاز جوابگوی انرژی مصرفی كل تشكیلات باشد.
مطالب مختصری كه بیان شد، اشاره ای گذرا به نحوه انرژی رسانی به كارگاهها و تونل ها در روش های مختلف حفاری معمول در شركت مترو تهران بود.
II – دوران بهره برداری از شبكه ی مترو تهران و حومه
زمان بهره برداری اصطلاحاً به زمانی اطلاق می شود كه كلیه خطوط و ایستگاهها اعم از زیرگذر و روگذر و همین طور مركز فرمان، ساخته شده و قطارها در خطوط مستقرو حمل و نقل در یك شبكه بهم پیوسته و در سطح وسیعی از شهر تهران برای جابجائی مسافران شروع شود. وابستگی و ارتباط تنگاتنگ مترو به صنعت برق و گرایشات و شاخه های مختلف این صنعت از قبیل: قدرت، الكترونیك، كنترل، كامپیوتر، و مخابرات و ارتباطات در زمان بهره برداری از شبكه های مترو تهران، آنقدر وسیع و گسترده است كه بدون حضور صنعت برق راه اندازی و بهره برداری از شبكه ی مترو و كنترل آن امكانپذیر نبوده و قابل تصور نیست. در این بخش سعی شده است كه بطور خلاصه و گذرا چگونگی این ارتباط و وابستگی بیان شود.
اولین مسئله ای كه مطرح است، با توجه به اینكه كلیه قطارها برقی بوده و نیاز به قدرت الكتریكی قابل توجهی دارند، چگونگی تأمین انرژی برق مصرفی قطارها می باشد.
طبق محاسبات دقیق انجام شده شبكه ی متروی تهران فقط برای خطوط 1 و 2 و خط تهران به كرج و تأسیسات وابسته بدانها، به انرژی برقی حدود 100 تا 110 میلیون وات (مگاوات) نیاز دارند.
با توجه به اینكه پایداری و ثبات شبكه ها و خطوط و سیستم های انرژی رسانی به كلیه تشكیلات در زمان بهره برداری به جهات مختلف فنی و ترافیكی خطوط، فوق العاده حائز اهمیت است و قطع برق به هر دلیل حتی برای یك لحظه نباید رخ دهد. به گونه ای طراحی و برنامه ریزی شده است كه انرژی برق مورد نیاز از دو منبعی كه ذیلاً بدانها اشاره شد است تأمین می شود.
1-    از طریق پست های فشار قوی برق منطقه ای تهران در نقاط مختلف شمال، جنوب، شرق، غرب و مركز شهر تهران و تزریق آن توسط خطوط به شبكه مترو، كه سیستم بصورت یك شبكه رینگ شده و با یك ضریب اطمینان خوب طرح شده است.
2-    از طریق نیروگاه اختصاصی 145 مگاواتی مترو، كه در صورت قطع برق منطقه ای تهران در یك یا تعدادی از پست های تأمین كننده برق مترو، بلافاصله این نیروگاه اضطراری كه همواره سه واحد آن روشن و آماده زیر بار رفتن هستند، به مدار آمده و انرژی برق مورد نیاز را به خطوط توزیع 20 كیلوولت تونل ها تزریق خواهد نمود.
سیستم های مختلف از قبیل: نیروگاه اضطراری برق، پست ها و خطوط اصلی توزیع 20 كیلوولت تونل ها، ایستگاهها، مراكز تزریق انرژی به ریل سوم، قطارها، و تجهیزات وابسته بدانها، مركز فرمان و دیگر تشكیلات شبكه ی مترو به گونه ای طراحی شده اند كه ضمن داشتن ضریب اطمینان بالا مجهز به مدرن ترین سیستم های كنترل، حفاظت و ایمنی نیز می باشند.
انرژی برق با ولتاژهای فشار قوی و از طریق یك شبكه بهم پیوسته تحت كنترل دقیق به كلیه ایستگاههای تزریق انرژی در مسیر خطوط و داخل تونل ها انتقال یافته و پس از تغییرات لازم در كمیت و كیفیت آن (مقصود تغییرات در فرم ولتاژ و مقدار آن است) به خطوط ریل (ریل انرژی) انتقال یافته، و بدینوسیله قطارها قادر به حركت خواهند بود. متروی تهران دارای خطوط ریل رفت و برگشتی بوده و از ریل وسط كه بدان ریل سوم یا ریل انرژی می گویند برق مصرفی قطارهای رفت و برگشت تأمین می شود. ریل سوم توسط مواد عایقی مرغوب و استاندارد از زمین ایزوله شده و در مقاطع و فواصل متعدد كه تحت شرایط ترافیكی و بارهای مختلف قطارهای خطوط رفت و برگشت دقیقاً محاسبه شده است و پایداری و نحوه پخش بار روی آن هر لحظه از طریق كامپیوترهای مركز فرمان شدیداً تحت كنترل است، انرژی مورد نیاز قطارها را از پست های كاهنده (ایستگاههای تأمین انرژی داخل تونل) دریافت می نماید.
باید در نظر داشت كه مواردی از قبیل: انرژی برق مورد نیاز هر نفر مسافر به ازاء یك كیلومتر تغییر مكان، تعداد ایستگاههای تأمین انرژی برق در تونل ها، فاصله ایستگاههای فوق در مراحل مختلف مسیر و خطوط مختلف از یكدیگر، قدرت هر موتور برقی، تعداد موتور برقی لازم برای هر واگن قطارها، تعداد مسافر مجاز هر واگن، برنامه حركت و توقف قطارها در ایستگاههای مختلف، تعداد قطار مجاز در حال حركت بین دو ایستگاه تزریق انرژی برق متوالی روی دو خط رفت و برگشت، مقدار ولتاژ ریل سوم (ریل انرژی)، نوع ولتاژ ریل سوم، وضعیت تولید یا مصرف انرژی برق در قطارهای رفت و برگشت در حالت شیب و ضدشیب مسیر بین دو ایستگاه تزریق انرژی متوالی، چگونگی دریافت انرژی برق از ریل سوم توسط قطارها، نحوه كنترل قطارها از جمیع جهات ترافیك زمانی و مكانی شبكه مترو و حالات انرژی و ضد انرژی خطوط، تأخیر و تقدم قطارها بین دو ایستگاه متوالی و بطور كل پایداری الكتریكی و مكانیكی شبكه تماماً و بدقت طراحی، محاسبه و مشخص شده و برنامه های محاسباتی و مطالعاتی با كامپیوترهای پیشرفته نیز مورد مطالعه و بررسی یا به اصطلاح فنی  "RUN" شده است.
قطار برقی سریع السیر تهران، كرج نیز از طریق خطوط فشار قوی هوایی و از ناحیه سقف تغذیه می شود (برعكس قطارهای روگذر و زیرگذر متروكه از طریق ریل تغذیه می شوند) كه نوع برق آن از نقطه نظر كمیت و كیفیت با برق شبكه ی متروی تهران تفاوت اساسی دارد. ولی كلیه مراحل كنترل توسط مركز فرمان روی این خط نیز انجام می شود.
كلیه مواردی از قبیل: سیستم های اطلاعاتی و اخباری، الارم های صوتی و تصویری، سیستم های اضطراری و كنترل های ویژه در كلیه ایستگاههای مسافری تماماً اتوماتیك و از تكنولوژی پیشرفته صنعت برق و مطابق با جدیدترین استانداردهای بین المللی استفاده شده است. ارتباط مخابراتی و اطلاعاتی تك تك قطارها و ایستگاهها با یكدیگر و تماماً با مركز فرمان مترو و نیروگاه اختصاصی با روش های مختلف مخابرات پیشرفته انجام خواهد شد.
مركز فرمان مترو از یك نقطه و از طریق خطوط مختلف مخابراتی، و ارتباطی اعم از تلفنی و بیسیم و دیگر روش های پیشرفته ارتباطی كلیه قطارها و ایستگاهها را بدو صورت صوتی و تصویری دقیقاً تحت كنترل داشته و هر لحظه از جمیع جهات از قبیل: حركت، توقف، سرعت، بار خطوط، ترافیك خطوط از نقطه نظر زمانی و مكانی، وضعیت های خاص و پیش بینی شده و پیش بینی نشده، موارد حفاظتی مسافرین و خود سیستم و تجهیزات، نحوه داد و ستد انرژی برق در خطوط مختلف شبكه و غیره … را در تمام شبكه مترو و خط تهران – كرج با كمك سیستمهای پیشرفته الكترونیكی، مخابراتی و كامپیوتری كنترل نموده و چنانچه لازم باشد دستورات و پیام های خود را به كلیه مراكز و ایستگاهها و خطوط صادر نموده و هر لحظه اطلاعات آماری و ارتباطی را نیز در آرشیو ضبط می نماید.
ایستگاهها نیز هر كجا كه لازم بوده مجهز به پله كان ها و آسانسورهای برقی و اطلاعات مربوط به برنامه قطارها، مسیر هر قطار، برنامه توقف هر قطار در ایستگاههای مختلف مسیر خطوط، زمان توقف، مبداء و مقصد، تأخیر و تقدم قطارها نسبت بیكدیگر و غیره … توسط مركز فرمان در كلیه ایستگاهها به دو صورت صوتی و تصویری هر لحظه به مسافران ارائه می شود.
** چنانچه در یك نگاه گذرا ملاحظه می شود، وابستگی و ارتباط محض شبكه های مترو به ویژه در دوران بهره برداری به صنعت برق، در كلیه شاخه های این صنعت از قبیل قدرت الكترونیك، كنترل، كامپیوتر، مخابرات و ارتباطات، تا چه حد گسترده و اجتناب ناپذیر می باشد.
با توجه به اینكه هر كدام از موارد مورد بحث در این مقاله خود به تنهائی در حوصله چندین جلد كتاب است صرفاً در حد اطلاعاتی بسیار كلی جهت آگاهی خوانندگان عزیز از این پروژه عظیم، به همین مقدار بسنده نموده و به امید اینكه انشاءا… ایران و ایرانی در آینده ای نه چندان دور دارای تكنولوژی پیشرفته ای در صنعت مترو و دیگر صنایع بوده و در تمام زمینه ها به خودكفائی كامل صنعتی برسد و در آتیه بسیار نزدیك شاهد راه اندازی و بهره برداری از شبكه ی مترو تهران و حومه كه تماماً توسط متخصصین ایرانی و برای ایرانی در حال احداث است، باشیم.
فصل دوم – معیار های جوشكاری

جوش ترمیت به صورت تركیب مناسبی از آلومینیوم و اكسید آهن تعریف می گردد وقتی اكسید آهن و آلومینیم واكنش می دهند. به این واكنش، واكنش ترمیت می گویند.
جوش ترمیت وقتی انجام می شود كه حرارتی از واكنش ترمیت ایجاد گردد. ماده پر كننده جوش از محصول واكنش آهن و گلوله فولاد (از قبل در محل قرار داده شده) در تركیب بدست می آید. وقتی گرما زیاد می شود واكنش در تركیب ترمیت به دمایی در حدود 2760 درجه سانتیگراد (5000 درجه فارنهایت) می رسد و ماده پر كننده در دمایی حدود 1927 درجه سانتیگراد (3500 درجه فارنهایت) بدست می آید كه شروع به پر كردن شكاف میان دو ریل می نماید و دو انتهای ریل را ذوب كرده و بهم جوش می دهد؛ ماده اصلی این واكنش آهن است كه در واقع با آلیاژهایی تقویت شده، تا بتواند ماده پر كننده با خاصیت مقاومتی یكسان با ریل ارائه دهد. در تمام پروسه های جوش ترمیت یا جوشهای گرمایی با آلومینیوم واكنش در یك بوفه مجزا یا یك اتاقك واكنش ذوب انجام می شود. وقتی واكنش كامل شد، ماده بدست آمده در جوش سوراخ و اسفنجی مانند است و به صورت دستی و خودبخود ماده ذوب پیش ساخته بصورت مناسبی باید در بین دو انتهای ریل قبلاً قرار بگیرد، تا جوش لب به لب انجام بگیرد. پیش گرما دادن به انتهای دو ریل به طرز مناسب، یكی از قسمتهای مهم جوش ترمیت است كه امروزه در پروسه های مختلف جوش ریل قابل دسترسی می باشد. لوازم مجزا برای پیش گرما دادن، موجب استقلال امتحان جوش و راحتی جوش می باشد (كه برای بعضی گروههای جوشكاری مرسوم است). در حالیكه در بعضی دیگر از موارد پیش گرمایش، بخش اول آن تمیز كردن ریلها، كه این تمیز كاری تمام سطح شكاف اتصال را تا چاهكی كه در زیر آن مبنا و BASE جوش ریل است، باید انجام شود. مواد لازم در بند و وسایل برش و سنگ زدن و كهنه ها برای تمام مراحل جوش الزامی هستند.
•    جوش
حداقل امكانات این نوع جوش:
1-    پاك كردن كامل مواد زائد مثل: گریس – گرد و غبار – كثیفی – روغن و … از محل جوش
2-    انطباق دو سر ریل بصورت مناسب شكاف و اتصال باید در دو طرف منطبق بوده و دو سر از نظر افقی و جانبی باید منطبق باشند.
3-    ماده مذاب جوش را دقیقاً در محل دوخت و شكاف ریل بكار ببرید.
4-    برای جوشهای ترمیت ویژه ای كه انحراف نباید داشته باشند از دستورالعمل دقیق كارخانه سازنده ریل تبعیت شود.
5-    فرض می شود كه ماده خارجی و گرد و غبار در روی سطح كار و در ماده مذاب وجود ندارد و عملیات جوش درست انجام شود و وسایل و تجهیزات و دستورالعملها برای كار جوش ترمیت تهیه شده اند.
موارد زیر حداكثر تجهیزات برای جوش با كیفیت و دارای مسیر خوب و مشخصات لازم برای اتصال جوش را داراست.
1-    دو سر ریل باید با سطحی كه چرخ قطار از آن می گذرد (خط پروژه) سازگار و همسان باشد برای بدست آوردن این وضعیت ریلها باید بطور مناسب در یك مسیر قرار گیرند، چه ریل شما در مسیر برش داشته باشد یا اینكه بصورت دو تكه قبلاً برش داده شده باشد باید كاملاً فضای بینشان پر شود.
2-    شكاف اتصال ممكن است مشتعل شود یا با اره یا دیسك بریده شود. اگر این شكاف مشتعل شود موارد زیر باید مورد توجه قرار بگیرد (هوابرش).
3-    برشهایی كه ایجاد می شود نباید لبه دار باشد بلكه باید صیقلی و پخ باشد. برای این نوع برش كه با هوابرش انجام می شود روش پیش گرمایی باید انجام شود در این مورد باید احتیاط را بطور كامل بكار برد تا جوش تا آنجایی كه ممكن است سریع انجام شود كه ترجیحاً این مدت باید كمتر از یك ساعت باشد. بمنظور جلوگیری از تركهای عمیق در سطح جوش كه باعث دفرمه شدن سطح دو طرف ریل می گردد این سرعت در عمل باید وجود داشته باشد. ضمناً باید دو سر ریل كاملاً از پس مانده های زنگ تمیز شود كه روی كیفیت كار (جوش) تأثیر خواهد گذاشت.
4-    هر نوع مزاحم و پلیسه باید از شكاف اتصال بین دو سر ریل پاك گردد ماده گرمازا از كنار ریل باید دور شود و هر نوع زنگ و ماده خارجی باید از منطقه جوش تا 13 سانتیمتری (5 اینچی) آن طرفتر از دو سر ریل دور و زدوده شود. این عمل باعث دوخت بهتر جوش و كاهش آلودگی در جوش می گردد. ماده مس باید از گرما تا 1/5 سانتیمتری (2 اینچی) سطح دو ریل زدوده شود. ضمناً شكاف جوش بهتر است كه بیش از 24/15 سانتیمتر (6 اینچی) نباشد و نباید شكافهای بیش از 1/5 سانتیمتری (2 اینچی) در آن جوش به وجود بیاید.
5-    برای اتصال بهتر پیش گرمایش به مقدار كافی لازم است. بعضی از روشهای جوش ترمیت به مقدار گرمای اضافی نیاز داشته و بعضی نیز ندارند. اگر كارخانه سازنده ریل مقدار پیش گرمایش را معین كرده است انجام دقیق دستورات كارخانه بسیار مهم است. این پیش گرمایش باید توسط اكسی استیلن – گاز بنزین در هوا / هوا / گازوئیل / اكسی پروپان یا شعله گاز انجام شود، اگر پیش گرما دادن توسط كارخانه تعیین نشده است گرمایی كه توسط جوش در دو سر ریل به وجود می آید، به عنوان منبع پیش گرمایش مورد استفاده قرار می گیرد.
6-    هر نوع ماده مذاب كه به صورت پیش ساخته (مثلاً الكترودهای مختلف) در مراحل مختلف جوش بكار می رود، باید در مركز شكاف قرار گیرد.
7-    ماده مذابی كه برای دوخت دو ریل به كار می رود باید با دقت كار شود تا از محل جوش بیرون بیرون نزند. به صورت تجربی می توان به تركیبی از ماسه و بنتونیت با حداكثر رطوبت لازم رسید كه در ماده جوش به كار رفته و خواص ویژه ای دارد.
8-    جوشی كه روی سطح در مدت زمان زیاد می ماند ممكن است رطوبت جذب كند كارخانه سازنده باید حداكثر مدتی كه برای این سطوح پیشنهاد می شود را بدهد كه سطوحی كه بیشتر از این مدت در معرض هوا مانده اند غیر قابل استفاده فرض شوند. جوشها باید در محلی نگهداری شوند كه از گرما و سرمای زیاد آنها ممانعت به عمل بیاید. وقتی كه اجزاء جوش داده شده به كارگاه انتقال می یابند دقیقاً باید مواظبت به عمل آید تا ماده دیگری به سطح فلز ریل نچسبد.
9-    قالب و بوته ای كه برای آزمایش این نوع جوش به كار می رود هیمشه باید تمیز و خشك باشد.
10-    هرگز از جوش الكترود برای ترمیم جوش ترمیت استفاده نكنید، چون امكان جدا شدن مواد و جوش وجود دارد و هرگز نباید دو جوش روی هم انجام شود.
11-    در صورتی كه شتابزده هستید جوشكاری نكنید مگر اینكه تمام احتیاطات لازم را انجام داده باشید تا ریل، قالب و بوته از نم و رطوبت دور بماند.
12-    اگر دما به طوری است كه انقباض و انبساط شدید در ریل رخ می دهد جوشكاری نكنید مگر اینكه از جكهای هیدرولیكی فشرده سازی، كشنده برای ریل استفاده كنید تا فاصله بین دو ریل را ثابت نگه دارد تا دمای ریل به 12/371 درجه سانتیگراد (700 درجه فارنهایت) برسد.
13-    اگر جوش دارای شرایط خاص می باشد تنها قالبها و طرحهایی كه لازم است، در حمل و نقلها به صورت ویژه به كار رود.
14-    در وضعیت جوشكاری با الكترود، جوشكاری باید كاملاً دقیق انجام شود و جوش از محل پاك شود.
15-    پریود زمانی دقیقاً به ریختن ماده پركننده برمی گردد و این نقش اساسی در كیفیت جوش خواهد داشت، در طول سه دقیقه اول جوشكاری نباید قطع شود. بعد از آن در زمانی كه كارخانه سازنده ریل تعیین می كند، اضافات جوش باید زدوده شود. اگر از كاتر اسكنه ای استفاده می شود ریل نیز باید از نظر حركت جانبی حمایت و محكم كاری شود. گرچه پیشنهاد می شود كه این مواد زاید توسط كاتر كششی زدوده شود سنگ زدن جوش در دمای كمتر از 56/315 درجه سانتیگراد (600 درجه فارنهایت) انجام شود...