鋼軌傷損

鋼軌傷損

鋼軌傷損是指鋼軌在使用過程中發生的折斷、裂紋及其他影響和限制鋼軌使用性能的各種狀態。鋼軌傷損是鐵路上一個較為突出的問題,並嚴重影響行車的安全。我國根據鋼軌的傷損種類、傷損位置及傷損原因進行分類,共分為9類32種傷損,並用2位數編號,十位數表示傷損部位和狀態,個位數表示造成傷損的原因。

定義

1.鋼軌傷損是指鋼軌在使用過程中發生的折斷、裂紋及其他影響和限制鋼軌使用性能的各種狀態。鋼軌裂紋是指鋼軌表面或內部的部分金屬發生分離。

2.鋼軌其他傷損是指除裂紋、折斷以外.影響鋼軌使用性能的磨耗、壓潰、壓陷(或凹陷)、波浪磨耗、彎曲變形、表面缺陷、外傷腐蝕等傷損。

3.鋼軌傷損狀態是指鋼軌傷損的巨觀形貌(或形狀)特徵.它直接記錄和反映了傷損的發展過程和結果。

類型

鋼軌傷損大致可分為五大類:鋼軌核傷,鋼軌接頭部位傷損,鋼軌的水平、垂直、斜向裂紋,鋼軌軌底裂紋,鋼軌焊接接頭傷損等。

1.鋼軌核傷

鋼軌核傷又稱黑核或白核,大多數發生在鋼軌軌頭內,它是各類傷損中危害最大的鋼軌傷損之一。

核傷形成原因:由於鋼軌本身存在白點、氣泡和非金屬夾雜物或嚴重偏析等,在列車動荷載的重複作用下,這些微細疲勞源逐步擴展,使這些疲勞斷面具有平坦光亮的表面、通常稱作白核。當白核發展至軌面時,疲勞斑痕受氧化逐漸發展成了黑核。

除材質因素外還有其他因素產生的核傷:接觸疲勞形成的核傷、軌面剝離形成的核傷、擦傷(焊補)形成的核傷、魚鱗傷損形成的核傷、焊接不良形成核傷。

2.鋼軌接頭傷損

鋼軌接頭是線路上最薄弱的環節,車輪作用在鋼軌接頭上的最大慣性衝擊力比其他部位大60%左右,鋼軌接頭的主要傷損是螺孔裂紋,其次是下顎裂紋、接頭掉塊、馬鞍形磨耗等。

(1)螺孔裂紋產生的主要原因有:軌道結構不合理,接頭衝擊過大,養護狀態不良等。

(2)下顎裂紋形成主要原因是:軌頭長期受到過大的偏載,水平推力以及軌頭撓曲應力的複合作用等。

(3)接頭掉塊、馬鞍形磨耗形成主要原因是:鋼軌淬火層與鋼軌母材間硬度相差很大,而且沒有均勻過渡,大軌縫部位軌端承受車輪衝擊力大、線路暗坑吊板等,促使鋼軌掉塊、壓陷和不均勻磨耗。

3.鋼軌的水平、垂直、斜向裂紋

(1)鋼軌在製造過程中工藝不良,沒有切除鑄錠中帶有的嚴重偏析、縮孔、夾雜物等,使之在軌頭或軌腰中形成水平、垂直(縱向)或鼓包等裂紋。

(2)在無縫長軌地段,長期受到大的偏心負載、水平推力及軌頭撓曲應力的複合作用,在焊接接頭下顎會產生水平裂紋。

(3)高硬度、耐磨的合金鋼軌、含碳量較高的淬火鋼軌因車輪的輾壓,在軌頭表面形成魚鱗斜向裂紋。

4.鋼軌軌底裂紋

軌底裂紋的表現形式大體有三種:軌底坑窪(或劃痕)發展形成的軌底橫向裂紋,軌腰縱向裂向下發展形成的軌底裂紋,焊接工藝不良造成的軌底橫向裂紋。在軌底熱影響區極容易產生軌底橫向裂紋。

5.鋼軌焊接接頭傷損

國內長軌焊接方式有接觸焊、鋁熱焊、氣壓焊三種。焊接設備、材料、氣溫和操作工藝等諸多因素都會影響焊接質量。

(1)鋁熱焊焊縫缺陷有夾渣、氣孔、夾砂、縮孔、疏鬆、未焊透和裂紋等,其中夾渣、氣孔可產生在焊縫中的任何部位,夾砂等多存在於軌底兩側,疏鬆多存在於軌底三角區,裂紋多產生在焊縫與母材之間。

(2)接觸焊焊縫缺陷有灰班、裂紋、燒傷,其中灰班可存在於鋼軌中的任何部位,特別是軌底邊居多,裂紋存在於軌腰和熱影響區,燒傷存在於離焊縫130~133 mm的區域。

(3)氣壓焊常見缺陷有光班、過燒、未焊透,其中光班存在於軌頭或軌底部位,過燒存在於軌底兩側和軌頭與軌腰結合處的凸出部位,未焊透存在於焊縫的任何部位。

標準

(一)輕傷鋼軌標準

1.鋼軌頭部磨耗超過所列限度之一者;

2.軌頭下顎透銹長度不超過30 mm;

3.鋼軌低頭(包括軌端踏面壓傷和磨耗在內):容許速度超過160 km/h的線路超過1 mm,容許速度超過120 km/h的線路超過1.5 mm,其他線路超過3 mm;

4.軌端、軌頂面、淬火層或焊補層有剝落掉塊,其長度超過15 mm,容許速度超過120 km/h的線路深度超過3 mm,其他線路深度超過4 mm;

5.鋼軌頂面擦傷,容許速度大於120k m/h的線路,深度達到0.5~1.0 mm,其他線路達到1~2 mm,容許速度大於120k m/h的線路,波浪形磨耗谷深超過0.3 mm,其他線路超過0.5 mm:

6.鋼軌探傷人員或養路工長認為有傷損的鋼軌。

(二)重傷鋼軌標準

1.鋼軌頭部磨耗超過所列限度之一者;

2.鋼軌在任何部位有裂紋(但焊接裂紋應鑑定後確定);

3.軌頭下顎透銹長度超過30 mm;

4.鋼軌低頭(包括軌端踏面壓傷和磨耗在內):容許速度超過160 km/h的線路超過1.5 mm,容許速度超過120 km/h的線路超過2.5 mm,其他線路超過3.5 mm;

5.軌端、軌頂面、淬火層或焊補層有剝落掉塊,容許速度超過120 km/h的線路其長度超過25 mm,深度超過3 mm,其他線路其長度超過30 mm,深度超過8 mm;

6.鋼軌頂面擦傷,容許速度大於120k m/h的線路,深度達到1~2 mm,其他線路超過2 mm;

7.鋼軌在任何部變形(軌頭擴大、軌腰扭曲或鼓包等),經判斷確認內部有暗裂;

8.鋼軌鏽蝕除去鐵鏽後,容許速度大於120k m/h的線路,軌底厚度小於8 mm(在軌底邊緣處測量)或軌腰厚度小於14 mm,其他線路軌底厚度小於5 ram(在軌底邊緣處測量)或軌腰厚度小於8 mm;

9.鋼軌探傷人員或養路工長認為有影響行車安全的其他缺陷(含黑核、白核)。

(三)焊接接頭傷損標準

根據鐵道行業標準BT/T 1632-91《鋼軌焊接接頭技術條件》規定:

1.鋼軌焊頭不得有未焊透、過燒、裂紋、氣孔、夾渣等有害缺陷。

2.鋼軌焊頭的斷口允許有少量灰斑。單個灰斑面積不得超過10 mm²;灰斑總面積不得超過20 mm²。相鄰兩灰斑間距尺寸小於較小灰斑尺寸時,中間區域與兩個灰斑合併計算面積。若有灰斑露頭出現時,應將灰斑面積加倍計算。

3.氣壓焊焊頭斷口除軌底角外允許有少量光斑。暫按單個光斑最大面積為8 mm²,光斑個數不限,但總面積不得超過50 mm²。若有光斑露頭出現時,應將光斑面積加倍計算。

上述標準2、3條是在焊接試驗中落錘、靜彎或疲勞試件斷口上允許存在的缺陷面積,在超音波探傷中,一般靈敏度條件下發現的缺陷多數大於允許存在的缺陷面積。為此,對焊縫的軌底部位探傷中如發現缺陷均判重傷。軌頭、軌腰可按上述標準酌情處理。

處理方法

1.發現傷軌後應在缺陷處按規定的方法作標記。

2.發現重傷鋼軌、橋樑和隧道內發現輕傷鋼軌時,應立即通知線路工區(車間)及工務段調度,工務段要立即對影響行車安全的重傷鋼軌進行更換或處理,其他重傷鋼軌、橋樑和隧道內發現的輕傷鋼軌要在24小時內更換或處理。

3.對未下道重傷軌、輕傷有發展的鋼軌,應進行監控,作好記錄,並通知線路工區。

4.凡發現乙炔氣割或燒孔鋼軌,應迅速通知線路工區立即更換。

5.鋼軌探傷車檢查中發現問題,應立即通知工務段處理,檢查後向有關單位通報檢查結果,對大型鋼軌探傷車發出的傷損信息,工務段要用探傷儀做好覆核並處理。

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