第二节 钢轨基本知识 联系客服

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⑤基本轨、翼轨、尖轨、心轨磨耗会影响密贴及轨件高差,磨耗的轻重伤标准应较区问钢轨严格。

六、钢轨伤损主要类型及伤损处理

(一)钢轨伤损主要类型

高速铁路常见伤损类型有波浪形磨耗、踏面接触疲劳裂纹(又称“鱼鳞状裂纹”)、核伤、焊

缝内部缺陷等。

1.渡浪形磨耗

波浪形磨耗(图2—4)是指钢轨轨头踏面沿长度方向出现周期性的不均匀塑性变形和磨 耗,使钢轨全长呈现波浪形状的不平顺。波浪磨耗的波谷处有明显塑性变形,使踏面碾宽或出

现碾边,轮轨接触光带变宽。波峰处踏面的塑性变形量明显小于波谷,接触光带变窄。波峰、 波谷踏面光带的明暗程度也有差异。 2.踏面接触疲劳裂纹

踏面接触疲劳裂纹(图2 5)是指轨头踏面在轮轨接触应力作用下形成的沿钢轨全长密集 分布的表面裂纹,通常称为“鱼鳞状裂纹”。裂纹的扩展方向与行车方向有关,用手指顺行车方

向探摸剥离裂纹时有刺手感.

3.内部裂纹

内部裂纹又称“核伤”(图2—6),是指钢轨内部的制造缺陷(冶金缺陷、热处理缺陷等)在运

行载荷作用下形成和扩展的疲劳裂纹或脆性裂纹。在内部裂纹未扩展到钢轨表面时,钢轨断 裂的断口具有金属光泽,一般现场称之为“白核”。当内部裂纹已扩展到钢轨表面,由于受氧化

腐蚀作用,使断口呈暗褐色,现场称之为“黑核”。

4.焊接接头内部缺陷 、

钢轨焊接接头内部缺陷分闪光焊接头和铝热焊接头内部缺陷。

(1)闪光焊接头内部缺陷

闪光焊接头内部缺陷主要是指接头内部存在的灰斑夹杂、疏松等缺陷,这些缺陷都有可能

形成裂纹并引起钢轨断裂。灰斑夹杂是指位于焊缝处含有si、Mn等元素的夹杂物。钢轨闪 光焊时,对接焊口金属在高温熔化时形成的氧化物或硅酸盐夹杂物未能完全从焊缝中挤掉而 留在焊缝区域,就会形成沿熔化线方向分布的不规则形状块状夹杂物,如图2—7所示。疏松缺

陷是指钢轨对接处的局部金属高温熔化成液态金属,在顶锻时没有被挤出焊口,冷却凝固时发

生收缩,由于没有液态金属的补充,就会形成收缩孔洞或形成分散分布的显微缩孔,称为疏松

缺陷或疏松裂纹,如图2 8所示。

(2)铝热焊接头内部缺陷

铝热焊接头内部的伤损主要有由于焊接工艺控制不良,焊筋边缘溢流飞边引起的疲劳断 裂,以及焊肉组织异常、疏松、气孔、热裂纹和未焊合等缺陷及引起的疲劳和脆性断裂。 当砂模密封不严或焊缝未对正,浇铸时钢水从缝隙处溢流出,在焊筋边缘的钢轨表面形成

溢流飞边,与钢轨表面形成类似成疲劳裂纹,并发展成横向断裂,如图2—9(a)所示。钢水的流 失,补缩量的不足,还可能导致在接头最后的冷却凝固部位出现收缩孔、疏松或夹渣等缺陷,造

成钢轨的低周疲劳断裂,如图2—9(b)所示。

当焊剂成分异常有可能导致在焊缝区域出现粗大块状铁素体或在焊缝全断面出现马氏体等

异常组织,导致钢轨从内部产生疲劳裂纹,如图2 9(c)所示,或发生脆性断裂,如图2—9(d)

所示。

铝热焊缝处铸造组织在高温状态下及凝固前,受拉应力作用在晶界萌生裂纹并沿晶界或 穿晶扩展形成裂纹。热裂纹处组织具有粗晶特征,通常位于焊缝尺寸较大的焊筋中部,沿横向

方向扩展,断口有发蓝的氧化色或温度色,如图2—9(e)所示。

铝热焊接过程中,钢轨端面预热温度不够或钢水的温度偏低时,待焊钢轨端面没有完全被

熔化,未能实现熔化结合,造成未焊合缺陷,如图2—9(f)所示。

(二)钢轨伤损处理 1.伤损复核

工务段接到探伤车探伤报告后3日内应完成对伤损的复核,并将复核结果报铁路局工务 处和钢轨探伤车。

工务段应对探伤车探测结果和注意观察处所认真复核,对复核确认的伤损信息进行保存,

保存时间不少于2年,以备核查。 2.钢轨综合修理

(1)为预防和整治钢轨病害,改善轮轨匹配关系,延长钢轨使用寿命,应做好钢轨修理 工作。

(2)当钢轨出现如表2 15所列表面轻伤及其他表面伤损时,应及时进行修复,或采用无损

加固处理。 ’一

(3)当发现钢轨内部轻伤有发展时,应采用无损加固处理。

(4)伤损加固时,应尽量使伤损部位处于夹板中部,严禁夹板与焊筋接触。

(5)钢轨钻孔位置应在螺栓孔中心线上,且必须倒棱。两螺栓孔净距不得小于大孔径的两

倍。其他专业需在钢轨上钻孔或加装设备时,必须经铁路局工务处同意并委托工务部门施工。 (6)严禁焊补钢轨,严禁使用火焰切割钢轨或烧孔,严禁使用剁子和其他工具强行截断钢

轨及冲孔,严禁锤击轨底。

3.钢轨重伤处理

发现钢轨重伤时,应立即进行处理。

(1)对钢轨核伤和焊缝重伤可加固处理,并在适宜温度及时进行永久处理;在实施永久处 理前应加强检查,发现伤损发展时,应按照钢轨折断及时进行紧急处理、临时处理或永久处理。

(2)对垂直裂纹和可能引起轨头揭盖的重伤,应按照钢轨折断进行紧急处理、临时处理或

永久处理。

(3)对其他重伤可采取修理或焊复方法处理,处理前可根据现场实际情况采取限速措施。 4.钢轨折断处理

发现钢轨折断时应立即封锁线路,并根据现场情况分别采取紧急处理、临时处理或永久 处理。

(1)紧急处理

当断缝不大于30 mm时,可在断缝处上夹板或臌包夹板,用急救器加固,拧紧断缝前后各

50 m范围内的扣件,并派专人看守,按不超过45 km/h速度放行列车,且邻线限速不超过 160 km/h。

紧急处理后,应在断缝两侧轨头非工作边做出标记(标记间距一般为26 m),并准确丈量

两标记间距离和轨头非工作边一侧断缝值,做好记录。 (2)临时处理 .;、

‘当钢轨折断严重、断缝超过30 mm或紧急处理后不能及时进行永久处理时,应切除伤损

部分,在两锯口问插入长度不短于6 m的同型钢轨,轨端钻孔,安装接头夹板,用10.9级螺栓

拧紧,拧紧短轨前后各50 m范围内的扣件,按不大于160 km/h速度放行列车。 临时处理前,应在断缝两侧轨头非工作边做出标记(标记间距一般为26 m)、,并准确丈量

两标记间的距离和轨头非工作边一侧断缝值,做好记录。 (3)永久处理

对紧急处理或临时处理处所,宜于当日天窗内采用原位焊复或插入短轨焊复处理。进行 焊复处理时,应保持无缝线路锁定轨温不变。作业轨温宜低于实际锁定轨温O~20℃。当采 用插入短轨焊复时,短轨长度不得小于20 m。 (4)钢轨焊接

钢轨焊接应按照《钢轨焊接》(TB/T1632)执行,并满足下列要求: ①焊接宜采用具有拉伸、保压功能的焊接设备。

②焊接作业轨温应不低于5℃,且应避免大风和雨雪等不良天气。必须在不良天气进行 焊轨作业时,应采取相应措施,并使环境温度高于5℃}推凸后应采用石棉或其他材料覆盖直

至轨温降至300℃以下。

③钢轨焊接后应对焊缝进行探伤检查。

④焊接作业结束后,应测量原标记间距离,计算焊接作业范围内锁定轨温。 (5)发现道岔尖轨、基本轨、可动心轨、翼轨折断时应立即封锁线路,进行处理。 (6)胶接绝缘接头拉开时,应立即复紧两端各50m线路的扣件,限速不超过160 km/h,并

及时进行永久处理。绝缘失效时,应立即于当日天窗时间更换,进行永久处理。 避考邈

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