بررسی جوشکاری ترمیت

بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی جوشکاری ترمیت
فصل اول – آشنایی با صنعت مترو
فصل دوم – معیار های جوشکاری ترمیت در AREA 
فصل سوم – جوشکاری جرقه ای در مترو
فصل اول – آشنایی با صنعت مترو
شرکت 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 که تکنولوژی در شاخه های مختلف صنایع بطور لحظه ای دست خوش تحولات چشم گیری است، صنعت مترو و تکنولوژی ساخت و بهره برداری از آن نیز بطور روزافزون در حال تکامل و تکوین 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 ترافیک آن کنترل می شود؟ و غیره … ، از اساسی ترین سئوالاتی باشد که 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 که 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.
یکی از ویژگیهای مشترک شهرهای بزرگ که با افزایش روزافزون جمعیت شدت یافته و مسائل و مشکلات فراوان اقتصادی و اجتماعی را ایجاد می نماید، پدیده آشنای ترافیک می باشد.
معمولاً در ساعاتی از روز و در محورهای اصلی و خیابانهای هسته مرکزی اینگونه شهرها ازدحام و شلوغی بیش از حد باعث ایجاد ترافیکی ناسالم و یا اختلال در وضعیت ترافیک شهری می شود. این پدیده جدای از اثرات نامطلوب اقتصادی، اجتماعی و اتلاف نیروهای انسانی طبق مدارک و شواهد عینی و آمار موجود، بطرز وحشتناکی در آلودگی میحط زیست، بخاطر راه بندانهای طولانی در محورها و غیره … ، اثر داشته که خود معضلات دیگری برای اجتماع بدنبال دارد.
شهر بزرگ تهران از مدتها قبل و به خصوص طی سالهای اخیر یکی از شهرهای پرجمعیت جهان و همین طور دارای ترافیکی نا سالم و هوایی بس آلوده بوده است، که چنانچه این ترافیک نامطلوب و آلودگی محیطی طی یک برنامه ریزی اصولی تحت کنترل در نیآید، مسائل و مشکلات اقتصادی، اجتماعی، بهداشتی و روانی بسیار زیادی را بدنبال خواهد داشت.
برای کنترل ترافیک شهرهای بزرگ پرجمعیت چه از نظر کمی و چه از نظر کیفی 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 که درصد موفقیت طرح های مختلف نسبت بدانچه مورد انتظار بوده به تحقیق بستگی تام به ساختار معماری شهرها و فرهنگ جامعه هر شهر دارد.
یکی از راه حل های اساسی و بنیانی که با توجه به مسیرهای زیرگذر (زیرزمین) تا بحال بطور جدی در شهرهای بزرگ توانسته است بسیاری از مشکلات اجتماعی معلول پدیده ترافیک را حل نماید و تا حدی قابل توجه مفید فایده باشد، طرح و ساخت شبکه های مترو در اینگونه شهرها بوده است، شهر بزرگ تهران نیز هم اکنون شدیداً مواجه با مشکلات و مسائل و معضلات بوجود آمده از یک ترافیک ناسالم می باشد، که سالیان متمادی مورد بحث و مطالعه بوده است و در هر مرحله نظریه ساخت شبکه مترو برای این شهر یکی از اساسی ترین راه حل های ممکن شناخته شده است.
از اهم مزایای شبکه های مترو در شهرهای بزرگ را می توان، عدم تداخل ترافیک آن با ترافیک محورها و خیابانها در سطح شهر، امکان انتخاب مناسب ترین و در عین حال نزدیک 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 کلیه سیستم های شبکه های مترو با انرژی برق فعال می شوند که طبعاً بدون دود و آلودگی می باشد) و غیره … ، را می توان نام برد.
بدین ترتیب در یک جمع بندی و ارزیابی ارزشی از جمیع نکات شبکه های مترو در شهرهای بزرگ و پرجمعیت از درجه ارزشی خاصی برخوردار می باشند.
از ۲۵ تا ۳۰ سال قبل بارها ایده ساخت مترو در تهران مطرح و در مواردی تصمیماتی نیز اتخاذ می شد، که متأسفانه هیچ وقت جامه عمل بخود نگرفته بود. تا اینکه بالاخره تصمیم نهایی اتخاذ شده و انجام کار به خارجیان (فرانسویان) سپرده شد و در سال ۱۳۵۷ مصادف با پیروزی انقلاب اسلامی ملت ایران، آنها که در مراحل مقدماتی کار بودند فعالیت های خویش را متوقف نموده و ایران را ترک کردند، و این پروژه عظیم دوباره متوقف گردید بالاخره در سال ۱۳۶۵ و در اوج مشکلات 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 شبکه را به مهندسین و متخصصین ایرانی سپرد، که به حق برای همیشه یک سند افتخار در تاریخ صنعت کشورمان باقی خواهد ماند، و از طرفی انتقال تجارب و تکنولوژی اجرایی این صنعت به نسل آینده کشور از دست آوردهای فوق العاده ارزشمند این پروژه بدست ایرانی و برای ایرانی خواهد بود.
شبکه ی مترو تهران که دارای کیلومترها خطوط زیرگذر (زیرزمین) و روگذر (در سطح زمین) می باشد، ترافیک 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 شبکه مترو در شهر تهران و ویژگیهای مسیری و غیره … و یا به ضرورت های مختلف صنعتی، اقتصادی و ترافیکی در ساخت آن از سه روش استفاده شده است.
وابستگی محض صنعت مترو و شبکه های آن چه در زمان ساخت (دوران ساخت) و چه در زمان بهره برداری (دوران بهره برداری) به صنعت برق و کلیه گرایشات آن اجتناب ناپذیر بوده و ساخت و بهره برداری از شبکه های مترو بدون حضور صنعت برق امکانپذیر و حتی قابل تصور نیست.
I – دوران ساخت شبکه 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 ترافیک و تردد در مسیرهای مختلف از سه روش استفاده شده است که هم اکنون نیز کار 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 که در بررسی نحوه ساخت مترو تهران با هر کدام از روش های فوق الذکر فقط نحوه انرژی رسانی (برق رسانی) به ماشین آلات، تأسیسات و تجهیزات صنعتی در این مقاله مورد بحث قرار گرفته است، بدیهی است که این روشها در دیگر زمینه های صنعتی از قبیل: سیوبل و سازه معماری و شهرسازی ساختمان و راه سازی، نقشه برداری و ژئوتکنیک، مکانیک و تأسیسات و غیره … نیز مطالب متنوع و بسیار ارزشمند علمی و تکنیکی را دارا می باشند، که 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 شبکه مترو بدون خاک برداری در سطح زمین، توسط ماشین آلات مکانیکی سنگین و نیمه سنگین و سبک انجام می شود.
بدین ترتیب که در فواصل معین و در مسیرهای پیش بینی شده در صورتیکه در سطح شهر عبور و مرور و تردد در شکل عادی روزمره خودش جریان دارد حفاری تونل ها در اعماق زمین انجام شده و خاکها از مسیر تونل به سطح زمین منتقل می شود.
در این روش که از ابتکارات و خلاقیت های تکنیکی 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 کامل آن ماشین آلات و تجهیزات متعددی کاربرد دارند که تعدادی مکانیکی و تعدادی الکتریکی می باشند.
بنابراین الزاماً باید انرژی برق هر لحظه و بدون وقفه در اعماق زمین (داخل تونلها) و در سطح زمین (داخل کارگاههای پشتیبانی) حضور داشته و برق مورد نیاز کلیه تأسیسات صنعتی را تأمین نماید.
بطور کلی این تأسیسات و ماشین آلات را می توان از قبیل: انواع کمپرسورهای برقی و ماشین آلات مربوط به تهویه و هوا رسانی، انواع پمپ ها و عملیات جوشکاری و مته کاری و آهنگری، انواع پرس ها و تأسیسات روشنایی مسیر و روشنائی موضعی تونل ها و محوطه کارگاهها و غیره … را نام برد.
بسته به موقعیت کارگاه، مسیر تونل و دیگر ویژگیهای طرح، تأمین انرژی برق از طریق خطوط توزیع ۲۰۰۰۰ ولت و یا خطوط فشار ضعیف ۴۰۰ ولتی صورت می گیرد.
منابع تأمین انرژی برق مورد نیاز در خطوط فشار قوی و فشار ضعیف، شبکه ی برق منطقه ای تهران و در صورت قطع برق شهر نیروگاههای اضطراری نصب شده در هر کارگاه می باشد.
کلیه مراحل طراحی و محاسبه، اجرا و نصب، مشاوره و نظارت، راه اندازی و بهره برداری سرویس و نگهداری و تعمیرات تأسیسات الکتریکی و خطوط فشار قوی و فشار ضعیف برق رسانی و نیروگاههای اضطراری کارگاهها توسط مهندسین و کارکنان برق شرکت مترو انجام می شود.
همزمان با پیشرفت کار 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 کارگاههایی که مسیرهای پیش بینی شده تونل طولانی باشد جهت جلوگیری از افت ولتاژ خطوط فشار قوی ۲۰۰۰۰ ولت به اجرا درآمده و نزدیک نقاط مصرف به فشار ۴۰۰ 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 تکنولوژیکی در مواردی از این روش استفاده می شود.
تفاوت این روش با روش ایرانی این است که مسیر تونل از سطح زمین تا عمق مورد نظر خاکبرداری شده (ترانشه می شود) و پس از عملیات بتن ریزی و ساخت تونل و ایزولاسیون آن، روی تونل ساخته شده خاکریزی شده و کلیه عملیات مربوطه به انجام رسیده سپس سطح خیابان آسفالت و رفت و آمد وسائط نقلیه و تردد در خیابان با مسیر مورد نظر امکانپذیر می شود.
با توجه به آنچه بیان شد مزیت روش ایرنی که بصورت ترانشه بسته و در اعماق زمین عملیات تونل سازی صورت می گیرد نسبت به این روش (ترانشه باز) این است، که هیچگونه اختلالی در ترافیک خیابانها و تردد وسائط نقلیه ایجاد نمی کند و در کلیه مراحل ساخت تونل بوسیله روش ایرانی در سطح شهر و خیابانهای مسیر تونل بطور همزمان ترافیک و تردد جریان طبیعی خودش را دارد.
نحوه انرژی رسانی به تأسیسات و ماشین آلات و تجهیزات صنعتی در تونل و کارگاههایی که عملیات تونل سازی به روش ترانشه باز (روش اتریشی) انجام می شود، با توجه به تشابه نوع ماشین آلات کاربردی مشابه نحوه برق رسانی در روش ایرانی بوده و تفاوت های جزئی، آنهم صرفاً در روش های اجرائی خطوط انرژی رسانی با یکدیگر دارند.
ج- نحوه انرژی رسانی به تأسیسات، ماشین آلات و تجهیزات صنعتی در روش حفاری با ماشین های حفار
کارگاههایی که حفاری در آنها توسط ماشین حفار انجام می شود، با توجه به اینکه کلیه تجهیزات، ماشین آلات و تأسیسات ماشین های حفار و تأسیسات جنبی آنها الکتریکی 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 که قبلاً قید شد دارد.
باید در نظر داشت که ضمن تفاوت در عملیات انرژی رسانی که 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 که حفاری توسط ماشین حفار انجام می شود، مانند روش ترانشه بسته (روش ایرانی) عملیات حفاری در اعماق زمین و بدون اینکه اختلالی در ترافیک و تردد سطح شهر و خیابانهای مسیر ایجاد شود، صورت می گیرد.
ماشین حفار مجهز به ۲۸ عدد الکترو موتور اصلی می باشد که در قدرت های مختلف تا یکصد اسب بخار (هر اسب بخار تقریباً معادل ۷۵۰ وات است) در قسمت های مختلف ماشین نصب و بصورت هیدرولیکی تجهیزات مختلف ماشین حفار را در مراحل مختلف: حفاری، نصب قطعات پیش ساخته بتنی (سگمنت) و بالاخره پیشروی ماشین در مسیر تونل و حمل خاکهای به واگن های حمل خاک، فعال می کند. در کارگاههایی که عملیات تونل سازی توسط ماشین های حفار انجام می شود، ماشین حفار و کلیه تجهیزات و تأسیسات جنبی آن جمعاً به قدرت الکتریکی معادل ۱۲۰۰ میلیون ولت آمپر (۲/۱ مگاولت آمپر) نیاز دارد.
عملیات حفاری و تونل سازی با ماشین های حفار اصولاً به سه مرحله اصلی تقسیم بندی می شود که عبارتند از:‌
۱-    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 خاکها را بطور اتوماتیک از طریق نوار نقاله اش به واگن های حمل خاک تحویل می دهد. کلیه ماشین آلات و تجهیزاتی که در این مرحله فعالیت می کنند الکتریکی بوده و با انرژی برق بدون دود و صدا هر کدام کار مربوطه به حیطه عملکرد خود را انجام می دهند.
۲-    مرحله دوم (سگمنت گذاری):
در این مرحله آن قسمت از تونل که در مرحله اول حفاری شده بلافاصله قطعات پیش ساخته بتنی (سگمنت ها)، که هر کدام چندین تن وزن داشته و قبلاً بداخل تونل حمل شده اند توسط ماشین حفار در محیط تونل حفر شده نصب و بیکدیگر محکم و سپس در فضای بین آنها و زمین بتن استاندارد تزریق می شود. کلیه ماشین آلات نصب شده روی ماشین حفار و تأسیسات جنبی آن که عملیات اجرایی این مرحله را انجام می دهند، نیز الکتریکی بوده و توسط انرژی برق فعال می شوند.
۳-مرحله سوم (حرکت یا پیشروی ماشین حفار در ادامه مسیر تونل جهت حفاری مجدد):
در این مرحله باید ماشین حفار که چند صد تن وزن دارد، در مسیر پیش بینی شده جهت ادامه عملیات حفاری حرکت نموده و پیشروی نماید، به جلو راندن ماشین حفار روی ریل های ویژه ای که در اطراف ماشین و زیر آن به همین منظور نصب شده است نیز توسط ماشین های الکتریکی که بصورت هیدرولیکی عمل می نمایند انجام می شود.
چنانچه ملاحظه شد کلیه مراحل سه گانه دقیقاً با کمک انرژی برق انجام می شود و در هر فاز کاری این مراحل عیناً تکرار شده و عملیات تونل سازی تا به انتهای مسیر و نقطه مقصد ادامه می یابد.
از آنجا که ماشین حفار باید در مسیر پیش بینی شده و در اعماق زمین تا مقصد، چندین کیلومتر حفاری و پیشروی نماید، در هر لحظه از فرآیند کار نیاز بدون وقفه به انرژی برق دارد. با طولانی شدن مسیر تونل و فاصله گرفتن ماشین حفار از سایت کارگاه پدیده افت ولتاژ که افت قدرت و انرژی الکتریکی 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 کلیه 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 شبکه و خطوط فشار قوی انرژی رسانی نیز گسترش یافته و انرژی برق را با ولتاژ نامی به ماشین حفار و تجهیزات الکتریکال وابسته بدان میرساند.
بنا به ضرورت های تکنولوژیکی و محیط مرطوب و محدود تونل در اعماق زمین، خط انرژی رسانی از سایت کارگاه تا ماشین حفار توسط شبکه کابل فشار قوی به اجرا در میآید. با توجه به اینکه در طول مسیر تونل مصارف متعدد الکتریکی از قبیل: سیستم های تهویه و هوا رسانی، تأسیسات روشنایی گسترده مسیر تونل، روشنایی موضعی در مسیر تونل، پمپ های کنترل و جمع آوری آبهای سطح العرضی، عملیات جوشکاری و مته کاری و غیره در مسیر تونل وجود داشته و تماماً نیاز به انرژی برق با فشار ضعیف ۴۰۰ 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.
کلیه 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 کارکنان برق مترو انجام می شود. از آنجا که قطع برق به هر دلیل دقیقاً باعث توقف و رکود در کار ماشین حفار می شود. بدیهی است پایداری و ثبات شبکه انرژی رسانی به تأسیسات تونل و ماشین حفار و ضریب اطمینان این شبکه از اهمیت ویژه ای برخوردار میباشد.
انرژی برق اینگونه کارگاهها در شرکت مترو نیز از دو منبع، برق منطقه ای تهران و نیروگاه اضطراری داخلی کارگاه تأمین می شود.
سیستم به گونه ای طراحی و اجرا شده است که به محض قطع برق شبکه سراسری (برق منطقه ای تهران) بلافاصله و در کوتاهترین زمان نیروگاه اضطراری داخلی کارگاه به مدار آمده و کل انرژی برق ۲/۱ مگاولت آمپری کارگاه و سایت و ماشین حفار را تأمین می نماید.
کلیه تأسیسات سایت انرژی رسانی کارگاه، نیروگاه اضطراری نیز توسط پرسنل برق شرکت مترو طرح، اجرا و نصب و راه اندازی شده اند. که با یک ضریب اطمینان مناسب و در صورتیکه مجهز به کلیه سیستم های کنترل و فرمان و حفاظت است. می تواند در صورت نیاز جوابگوی انرژی مصرفی کل تشکیلات باشد.
مطالب مختصری که بیان شد، اشاره ای گذرا به نحوه انرژی رسانی به کارگاهها و تونل ها در روش های مختلف حفاری معمول در شرکت مترو تهران بود.
II – دوران بهره برداری از شبکه ی مترو تهران و حومه
زمان بهره برداری اصطلاحاً به زمانی اطلاق می شود که کلیه خطوط و ایستگاهها اعم از زیرگذر و روگذر و همین طور مرکز فرمان، ساخته شده و قطارها در خطوط مستقرو حمل و نقل در یک شبکه 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، الکترونیک، کنترل، کامپیوتر، و مخابرات و ارتباطات در زمان بهره برداری از شبکه های مترو تهران، آنقدر وسیع و گسترده است که بدون حضور صنعت برق راه اندازی و بهره برداری از شبکه ی مترو و کنترل آن امکانپذیر نبوده و قابل تصور نیست. در این بخش سعی شده است که بطور خلاصه و گذرا چگونگی این ارتباط و وابستگی بیان شود.
اولین مسئله ای که مطرح است، با توجه به اینکه کلیه قطارها برقی بوده و نیاز به قدرت الکتریکی قابل توجهی دارند، چگونگی تأمین انرژی برق مصرفی قطارها می باشد.
طبق محاسبات دقیق انجام شده شبکه ی متروی تهران فقط برای خطوط ۱ و ۲ و خط تهران به کرج و تأسیسات وابسته بدانها، به انرژی برقی حدود ۱۰۰ تا ۱۱۰ میلیون وات (مگاوات) نیاز دارند.
با توجه به اینکه پایداری و ثبات شبکه ها و خطوط و سیستم های انرژی رسانی به کلیه تشکیلات در زمان بهره برداری به جهات مختلف فنی و ترافیکی خطوط، فوق العاده حائز اهمیت است و قطع برق به هر دلیل حتی برای یک لحظه نباید رخ دهد. به گونه ای طراحی و برنامه ریزی شده است که انرژی برق مورد نیاز از دو منبعی که ذیلاً بدانها اشاره شد است تأمین می شود.
۱-    از طریق پست های فشار قوی برق منطقه ای تهران در نقاط مختلف شمال، جنوب، شرق، غرب و مرکز شهر تهران و تزریق آن توسط خطوط به شبکه مترو، که سیستم بصورت یک شبکه رینگ شده و با یک ضریب اطمینان خوب طرح شده است.
۲-    از طریق نیروگاه اختصاصی ۱۴۵ مگاواتی مترو، که در صورت قطع برق منطقه ای تهران در یک یا تعدادی از پست های تأمین کننده برق مترو، بلافاصله این نیروگاه اضطراری که همواره سه واحد آن روشن و آماده زیر بار رفتن هستند، به مدار آمده و انرژی برق مورد نیاز را به خطوط توزیع ۲۰ کیلوولت تونل ها تزریق خواهد نمود.
سیستم های مختلف از قبیل: نیروگاه اضطراری برق، پست ها و خطوط اصلی توزیع ۲۰ کیلوولت تونل ها، ایستگاهها، مراکز تزریق انرژی به ریل سوم، قطارها، و تجهیزات وابسته بدانها، مرکز فرمان و دیگر تشکیلات شبکه ی مترو به گونه ای طراحی شده اند که ضمن داشتن ضریب اطمینان بالا مجهز به مدرن ترین سیستم های کنترل، حفاظت و ایمنی نیز می باشند.
انرژی برق با ولتاژهای فشار قوی و از طریق یک شبکه بهم پیوسته تحت کنترل دقیق به کلیه ایستگاههای تزریق انرژی در مسیر خطوط و داخل تونل ها انتقال یافته و پس از تغییرات لازم در کمیت و کیفیت آن (مقصود تغییرات در فرم ولتاژ و مقدار آن است) به خطوط ریل (ریل انرژی) انتقال یافته، و بدینوسیله قطارها قادر به حرکت خواهند بود. متروی تهران دارای خطوط ریل رفت و برگشتی بوده و از ریل وسط که 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 که تحت شرایط ترافیکی و بارهای مختلف قطارهای خطوط رفت و برگشت دقیقاً محاسبه شده است و پایداری و نحوه پخش بار روی آن هر لحظه از طریق کامپیوترهای مرکز فرمان شدیداً تحت کنترل است، انرژی مورد نیاز قطارها را از پست های کاهنده (ایستگاههای تأمین انرژی داخل تونل) دریافت می نماید.
باید در نظر داشت که مواردی از قبیل: انرژی برق مورد نیاز هر نفر مسافر به ازاء یک کیلومتر تغییر مکان، تعداد ایستگاههای تأمین انرژی برق در تونل ها، فاصله ایستگاههای فوق در مراحل مختلف مسیر و خطوط مختلف از یکدیگر، قدرت هر موتور برقی، تعداد موتور برقی لازم برای هر واگن قطارها، تعداد مسافر مجاز هر واگن، برنامه حرکت و توقف قطارها در ایستگاههای مختلف، تعداد قطار مجاز در حال حرکت 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 کنترل قطارها از جمیع جهات ترافیک زمانی و مکانی شبکه مترو و حالات انرژی و ضد انرژی خطوط، تأخیر و تقدم قطارها بین دو ایستگاه متوالی و بطور کل پایداری الکتریکی و مکانیکی شبکه تماماً و بدقت طراحی، محاسبه و مشخص شده و برنامه های محاسباتی و مطالعاتی با کامپیوترهای پیشرفته نیز مورد مطالعه و بررسی یا به اصطلاح فنی  "RUN" شده است.
قطار برقی سریع السیر تهران، کرج نیز از طریق خطوط فشار قوی هوایی و از ناحیه سقف تغذیه می شود (برعکس قطارهای روگذر و زیرگذر متروکه از طریق ریل تغذیه می شوند) که نوع برق آن از نقطه نظر کمیت و کیفیت با برق شبکه ی متروی تهران تفاوت اساسی دارد. ولی کلیه مراحل کنترل توسط مرکز فرمان روی این خط نیز انجام می شود.
کلیه مواردی از قبیل: سیستم های اطلاعاتی و اخباری، الارم های صوتی و تصویری، سیستم های اضطراری و کنترل های ویژه در کلیه ایستگاههای مسافری تماماً اتوماتیک و از تکنولوژی پیشرفته صنعت برق و مطابق با جدیدترین استانداردهای بین المللی استفاده شده است. ارتباط مخابراتی و اطلاعاتی تک تک قطارها و ایستگاهها با یکدیگر و تماماً با مرکز فرمان مترو و نیروگاه اختصاصی با روش های مختلف مخابرات پیشرفته انجام خواهد شد.
مرکز فرمان مترو از یک نقطه و از طریق خطوط مختلف مخابراتی، و ارتباطی اعم از تلفنی و بیسیم و دیگر روش های پیشرفته ارتباطی کلیه قطارها و ایستگاهها را بدو صورت صوتی و تصویری دقیقاً تحت کنترل داشته و هر لحظه از جمیع جهات از قبیل: حرکت، توقف، سرعت، بار خطوط، ترافیک خطوط از نقطه نظر زمانی و مکانی، 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 شبکه و غیره … را در تمام شبکه مترو و خط تهران – کرج با کمک سیستمهای پیشرفته الکترونیکی، مخابراتی و کامپیوتری کنترل نموده و چنانچه لازم باشد دستورات و پیام های خود را به کلیه مراکز و ایستگاهها و خطوط صادر نموده و هر لحظه اطلاعات آماری و ارتباطی را نیز در آرشیو ضبط می نماید.
ایستگاهها نیز هر کجا که لازم بوده مجهز به پله کان 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 بیکدیگر و غیره … توسط مرکز فرمان در کلیه ایستگاهها به دو صورت صوتی و تصویری هر لحظه به مسافران ارائه می شود.
** چنانچه در یک نگاه گذرا ملاحظه می شود، وابستگی و ارتباط محض شبکه های مترو به ویژه در دوران بهره برداری به صنعت برق، در کلیه شاخه های این صنعت از قبیل قدرت الکترونیک، کنترل، کامپیوتر، مخابرات و ارتباطات، تا چه حد گسترده و اجتناب ناپذیر می باشد.
با توجه به اینکه هر کدام از موارد مورد بحث در این مقاله خود به تنهائی در حوصله چندین جلد کتاب است صرفاً در حد اطلاعاتی بسیار کلی جهت آگاهی خوانندگان عزیز از این پروژه عظیم، به همین مقدار بسنده نموده و به امید اینکه انشاءا… ایران و ایرانی در آینده ای نه چندان دور دارای تکنولوژی پیشرفته ای در صنعت مترو و دیگر صنایع بوده و در تمام زمینه ها به خودکفائی کامل صنعتی برسد و در آتیه بسیار نزدیک شاهد راه اندازی و بهره برداری از شبکه ی مترو تهران و حومه که تماماً توسط متخصصین ایرانی و برای ایرانی در حال احداث است، باشیم.
فصل دوم – معیار های جوشکاری

جوش ترمیت به صورت ترکیب مناسبی از آلومینیوم و اکسید آهن تعریف می گردد وقتی اکسید آهن و آلومینیم واکنش می دهند. به این واکنش، واکنش ترمیت می گویند.
جوش ترمیت وقتی انجام می شود که حرارتی از واکنش ترمیت ایجاد گردد. ماده پر کننده جوش از محصول واکنش آهن و گلوله فولاد (از قبل در محل قرار داده شده) در ترکیب بدست می آید. وقتی گرما زیاد می شود واکنش در ترکیب ترمیت به دمایی در حدود ۲۷۶۰ درجه سانتیگراد (۵۰۰۰ درجه فارنهایت) می رسد و ماده پر کننده در دمایی حدود ۱۹۲۷ درجه سانتیگراد (۳۵۰۰ درجه فارنهایت) بدست می آید که شروع به پر کردن شکاف میان دو ریل می نماید و دو انتهای ریل را ذوب کرده و بهم جوش می دهد؛ ماده اصلی این واکنش آهن است که در واقع با آلیاژهایی تقویت شده، تا بتواند ماده پر کننده با خاصیت مقاومتی یکسان با ریل ارائه دهد. در تمام پروسه های جوش ترمیت یا جوشهای گرمایی با آلومینیوم واکنش در یک بوفه مجزا یا یک اتاقک واکنش ذوب انجام می شود. وقتی واکنش کامل 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، یکی از قسمتهای مهم جوش ترمیت است که 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 (که برای بعضی گروههای جوشکاری مرسوم است). در حالیکه در بعضی دیگر از موارد پیش گرمایش، بخش اول آن تمیز کردن ریلها، که این تمیز کاری تمام سطح شکاف اتصال را تا چاهکی که در زیر آن مبنا و BASE جوش ریل است، باید انجام شود. مواد لازم در بند و وسایل برش و سنگ زدن و کهنه ها برای تمام مراحل جوش الزامی هستند.
•    جوش
حداقل امکانات این نوع جوش:
۱-    پاک کردن کامل مواد زائد مثل: گریس – گرد و غبار – کثیفی – روغن و … از محل جوش
۲-    انطباق دو سر ریل بصورت مناسب شکاف و اتصال باید در دو طرف منطبق بوده و دو سر از نظر افقی و جانبی باید منطبق باشند.
۳-    ماده مذاب جوش را دقیقاً در محل دوخت و شکاف ریل بکار ببرید.
۴-    برای جوشهای ترمیت ویژه ای که انحراف نباید داشته باشند از دستورالعمل دقیق کارخانه سازنده ریل تبعیت شود.
۵-    فرض می شود که ماده خارجی و گرد و غبار در روی سطح کار و در ماده مذاب وجود ندارد و عملیات جوش درست انجام شود و وسایل و تجهیزات و دستورالعملها برای کار جوش ترمیت تهیه شده اند.
موارد زیر حداکثر تجهیزات برای جوش با کیفیت و دارای مسیر خوب و مشخصات لازم برای اتصال جوش را داراست.
۱-    دو سر ریل باید با سطحی که چرخ قطار از آن می گذرد (خط پروژه) سازگار و همسان باشد برای بدست آوردن این وضعیت ریلها باید بطور مناسب در یک مسیر قرار گیرند، چه ریل شما در مسیر برش داشته باشد یا اینکه بصورت دو تکه قبلاً برش داده شده باشد باید کاملاً فضای بینشان پر شود.
۲-    شکاف اتصال ممکن است مشتعل شود یا با اره یا دیسک بریده شود. اگر این شکاف مشتعل شود موارد زیر باید مورد توجه قرار بگیرد (هوابرش).
۳-    برشهایی که ایجاد می شود نباید لبه دار باشد بلکه باید صیقلی و پخ باشد. برای این نوع برش که با هوابرش انجام می شود روش پیش گرمایی باید انجام شود در این مورد باید احتیاط را بطور کامل بکار برد تا جوش تا آنجایی که ممکن است سریع انجام شود که ترجیحاً این مدت باید کمتر از یک ساعت باشد. بمنظور جلوگیری از ترکهای عمیق در سطح جوش که باعث دفرمه شدن سطح دو طرف ریل می گردد این سرعت در عمل باید وجود داشته باشد. ضمناً باید دو سر ریل کاملاً از پس مانده های زنگ تمیز شود که روی کیفیت کار (جوش) تأثیر خواهد گذاشت.
۴-    هر نوع مزاحم و پلیسه باید از شکاف اتصال بین دو سر ریل پاک گردد ماده گرمازا از کنار ریل باید دور شود و هر نوع زنگ و ماده خارجی باید از منطقه جوش تا ۱۳ سانتیمتری (۵ اینچی) آن طرفتر از دو سر ریل دور و زدوده شود. این عمل باعث دوخت بهتر جوش و کاهش آلودگی در جوش می گردد. ماده مس باید از گرما تا ۱/۵ سانتیمتری (۲ اینچی) سطح دو ریل زدوده شود. ضمناً شکاف جوش بهتر است که بیش از ۲۴/۱۵ سانتیمتر (۶ اینچی) نباشد و نباید شکافهای بیش از ۱/۵ سانتیمتری (۲ اینچی) در آن جوش به وجود بیاید.
۵-    برای اتصال بهتر پیش گرمایش به مقدار کافی لازم است. بعضی از روشهای جوش ترمیت به مقدار گرمای اضافی نیاز داشته و بعضی نیز ندارند. اگر کارخانه سازنده ریل مقدار پیش گرمایش را معین کرده است انجام دقیق دستورات کارخانه بسیار مهم است. این پیش گرمایش باید توسط اکسی استیلن – گاز بنزین در هوا / هوا / گازوئیل / اکسی پروپان یا شعله گاز انجام شود، اگر پیش گرما دادن توسط کارخانه تعیین نشده است گرمایی که توسط جوش در دو سر ریل به وجود می آید، به عنوان منبع پیش گرمایش مورد استفاده قرار می گیرد.
۶-    هر نوع ماده مذاب که به صورت پیش ساخته (مثلاً الکترودهای مختلف) در مراحل مختلف جوش بکار می رود، باید در مرکز شکاف قرار گیرد.
۷-    ماده مذابی که برای دوخت دو ریل به کار می رود باید با دقت کار شود تا از محل جوش بیرون بیرون نزند. به صورت تجربی می توان به ترکیبی از ماسه و بنتونیت با حداکثر رطوبت لازم رسید که در ماده جوش به کار رفته و خواص ویژه ای دارد.
۸-    جوشی که روی سطح در مدت زمان زیاد می ماند ممکن است رطوبت جذب کند کارخانه سازنده باید حداکثر مدتی که برای این سطوح پیشنهاد می شود را بدهد که سطوحی که بیشتر از این مدت در معرض هوا مانده اند غیر قابل استفاده فرض شوند. جوشها باید در محلی نگهداری شوند که از گرما و سرمای زیاد آنها ممانعت به عمل بیاید. وقتی که اجزاء جوش داده شده به کارگاه انتقال می یابند دقیقاً باید مواظبت به عمل آید تا ماده دیگری به سطح فلز ریل نچسبد.
۹-    قالب و بوته ای که برای آزمایش این نوع جوش به کار می رود هیمشه باید تمیز و خشک باشد.
۱۰-    هرگز از جوش الکترود برای ترمیم جوش ترمیت استفاده نکنید، چون امکان جدا شدن مواد و جوش وجود دارد و هرگز نباید دو جوش روی هم انجام شود.
۱۱-    در صورتی که شتابزده هستید جوشکاری نکنید مگر اینکه تمام احتیاطات لازم را انجام داده باشید تا ریل، قالب و بوته از نم و رطوبت دور بماند.
۱۲-    اگر دما به طوری است که انقباض و انبساط شدید در ریل رخ می دهد جوشکاری نکنید مگر اینکه از جکهای هیدرولیکی فشرده سازی، کشنده برای ریل استفاده کنید تا فاصله بین دو ریل را ثابت نگه دارد تا دمای ریل به ۱۲/۳۷۱ درجه سانتیگراد (۷۰۰ درجه فارنهایت) برسد.
۱۳-    اگر جوش دارای شرایط خاص می باشد تنها قالبها و طرحهایی که لازم است، در حمل و نقلها به صورت ویژه به کار رود.
۱۴-    در وضعیت جوشکاری با الکترود، جوشکاری باید کاملاً دقیق انجام شود و جوش از محل پاک شود.
۱۵-    پریود زمانی دقیقاً به ریختن ماده پرکننده برمی گردد و این نقش اساسی در کیفیت جوش خواهد داشت، در طول سه دقیقه اول جوشکاری نباید قطع شود. بعد از آن در زمانی که کارخانه سازنده ریل تعیین می کند، اضافات جوش باید زدوده شود. اگر از کاتر اسکنه ای استفاده می شود ریل نیز باید از نظر حرکت جانبی حمایت و محکم کاری شود. گرچه پیشنهاد می شود که این مواد زاید توسط کاتر کششی زدوده شود سنگ زدن جوش در دمای کمتر از ۵۶/۳۱۵ درجه سانتیگراد (۶۰۰ درجه فارنهایت) انجام شود…