铁路小半径曲线钢轨伤损及探伤重点分析

铁路小半径曲线钢轨伤损及探伤重点分析

李飞麟

呼和浩特铁路局乌海工务车探伤车间内蒙古乌海016000

摘要：在本文之中，主要是针对了铁路小半径曲线钢轨伤损及探伤进行了一次全面的分析研究，并且在进行分析研究的基础之上也是提出了下文之中的一些内容，希望能够给与在同行业进行工作的人员可以提供出一定价值对策参考。

关键词：铁路；小半径曲线；钢轨伤损；探伤；分析

1导言

通过对小半径曲线钢轨伤损的原因进行认真分析，采取合理的探伤检查方法，及时发现达到重伤的伤损钢轨，防止因钢轨伤损发展加剧形成断轨，确保行车安全，已显得尤为重要。

2山区铁路小半径曲线钢轨伤损主要种类

2.1核伤

核伤又称为轨头横向裂纹，其产生的原因主要有材质本身缺陷和接触疲劳，是小半径曲线上钢轨伤损比例最大的一类伤损。随着核伤发展增大，钢轨承载能力急剧下降，在高速重载的使用条件下极易发生钢轨折断，因此核伤也是钢轨伤损中危害最大的一类伤损。

2.1.1材质缺陷形成的核伤

钢轨在制造过程中，由于冶金缺陷和工艺控制原因，钢锭内部存在非金属夹杂、白点、翻皮、偏析和缩孔残余等缺陷，经辊轧后成片状存在于轨头中，在列车荷载的重复作用下，这些缺陷逐步发展，形成核伤。这类核伤从断面看具有平坦光亮的表面，通常称为白核，当白核进一步发展到表面与空气接触后氧化，就称为黑核。

2.1.2接触疲劳形成的核伤

大运量重载区段，由于车轮与钢轨间接触应力过大，在列车荷载反复作用下，轨头顶面产生表面剥离或其他表面伤损，然后向轨头内部逐步发展蔓延，形成核伤。

2.2鱼鳞伤

鱼鳞伤是产生在钢轨顶面的一种伤损，只发生在复线单方向运行的铁路线路上。产生鱼鳞伤的重要原因之一是钢轨与车轮之间存在黏着性伤损，钢轨承受的荷载越大，黏着磨损的磨损量也越大，钢轨材质的屈服极限会变小，轮轨接触应力达到一定值后会使钢轨表面金属产生塑性变形，随着塑性变形情况不断加重，轨头表面金属组织产生迁移，就形成了表面裂纹。由于列车在线路上长期单方向运行，轨头表面金属组织的迁移方向固定，就会逐步形成从轨头内侧作用边缘向轨顶面发展的、具有一定倾斜角度的、沿钢轨纵向密集分布的类似鱼鳞的表面细小裂纹，现场一般称其为鱼鳞伤。它不同于一般的轨头金属碎裂和剥离，常以裂纹尖端未疲劳源，向下逐步发展形成核伤。

2.3磨耗

磨耗主要有侧面磨耗、垂直磨耗和波浪形磨耗三类，有些文献资料称其为“磨粒伤损”。在列车转向架通过小半径曲线时，转向架前轴外轮踏面与曲线外轨顶面相接触，车轮轮缘与轨头侧面相接触。在车轮运转时，由于曲线两股钢轨不等长，车轮会存在滚动中夹杂滑动的现象，造成轨顶面垂直磨耗，同时由于上股钢轨内侧车轮轮缘与轨头侧面相接触，轨头侧面被轮缘磨削，造成钢轨侧面磨耗。侧面磨耗严重时对钢轨承载力影响较大，一方面钢轨断面面积减小，强度下降，钢轨受力状态恶化，各种伤损发展加剧，另一方面侧面磨耗严重时，车轮轮缘对钢轨轨头下颌的挤压，以及水平冲击力和挠曲应力的复合作用，会使轨头下颌尖端处产生微细裂纹，成为疲劳源，在列车往复作用下，发展形成核伤。

3对策措施

3.1合理设置轨道参数，减缓曲线钢轨磨耗

根据线路所具有的平纵断面，定期全面校正曲线平纵断面位置。按照所采集的列车运行速度，结合电气化后曲线的磨耗情况的变化，合理设置超高（电气化区段一般所采用的曲线超高为实际计算值的80%～90%），做好缓和曲线的超高顺坡；定期组织测速，通过采集列车运行速度、对钢轨磨耗的测量等途径，对超高进行检算。

3.2强化养修质量，改善钢轨的工作环境

综合维修作业，要特别注重道床清筛、捣固、接头综合状态的处理等工作。日常保养中，在合理设置正矢的前提下，坚持每季度全面检查、每月重点检查曲线正矢制度，确保曲线圆顺；适时对扣件进行涂油复拧；有计划对钢轨进行掉边或倒换等。

3.3加强钢轨涂油，减缓车轮对钢轨的磨损

对有关观测资料进行总结、分析，合理制定机车涂油周期。已初步界定出的机车涂油的合理界限为：机车轮缘平均磨耗控制在0.3mm/万km、喷脂间距200m。要适时做好隧道内钢轨涂油，防止或减缓钢轨锈蚀。

3.4合理设置轨底坡，使轮轨接触更趋合理

小半径曲线地段在大维修后，应及时组织力量，在确保扭力的基础上，对胶垫采用掉边或坡型胶垫进行处理，如1/40或1/30，确保钢轨受力合理。

3.5加强钢轨检查、监视、处理，确保行车安全

按照《加强伤损钢轨的检查、监视、处理》的有关要求，加强对探伤的管理，根据钢轨伤损发展变化情况，及时调整探伤周期；并在现有的规定下，加大手工检查的力度，特别是对薄弱环节、供电（电务、车辆）等部门设备所附属的钢轨、关键部位以及探伤盲区的检查。

3.6引进大型打磨机组，对钢轨进行打磨

波浪轨的存在影响行车的平稳舒适；鱼鳞伤损将给探伤工作的正常开展增加难度；钢轨的肥边对动态轨检车检查会形成假的轨距偏差。在当前条件下，引进大型机械对早期的波浪钢轨、鱼鳞伤损钢轨、肥边钢轨进行打磨，将起到一定的效果。

3.7对伤损进行复查

注意对现存的伤损进行复查，尤其是一些重点监控的伤损，要通过出波报警的通道、出波位置和位移长度，判断出伤损大小，确认伤损是否发展变大，是否需要更换下道等。

3.8重视对鱼鳞伤的甄别

曲线上股钢轨鱼鳞伤较多，仪器报警声频繁，容易形成听觉疲劳，一定程度上影响作业人员对报警的分析，但一定要坚持慢走细看，对鱼鳞报警位移大于2个大格的要坚决判重伤。

3.9加强数据回放分析，实现“二次探伤”

3.9.1对疑似伤损要加强分析，确认为疑似伤损时安排现场复查

分析过程中，发现有疑似伤损时，要采用多种手段进行分析和排查，通过查阅既有伤损资料、焊缝资料分析是否是既有伤损或焊缝，或者是否仪器出现不正常工作，产生不正常的非伤损报警，排除以上因素后多人共同确认为疑似伤损的，根据伤损报警通道、显示的大小、所在轨头部位等因素，确定复查期限，疑似伤损很大，影响行车安全的，应当通知作业人员立即进行复查，疑似伤损较大，一定程度上存在安全隐患的，要在一个星期之内复查，一般的疑似伤损，可以在一个探伤周期内安排复查。

3.9.2通过回放分析，规范现场探伤人员的作业行为，促进标准化作业

进行数据回放分析能看出现场探伤人员是否存在不规范的作业行为，如不按规定使用自动灵敏度、焊缝处不站停看波和进行标记等。对发现的问题要及时进行通报，以逐步规范现场探伤人员的作业行为，只有现场探伤人员按标准化作业要求进行探伤作业，才能将伤损漏检的几率降至最低，有效避免伤损漏检和发生断轨。

4结论

通过对上述的内容进行分析研究之后可以得出，钢轨的伤损、磨耗发展情况，除了与其所处的线路条件、设备管理单位的维修养护质量有关外，还与其紧密接触的机车车辆构造以及钢轨自身断面构造相关。探伤检查只是一个方面，更重要的是在探伤检查出伤损后，线路养护、重点伤损的监控以及重伤钢轨的处理应当及时跟进，同时在钢轨使用一定年限后，进行成段更换下道，换新钢轨上道使用，是改善钢轨使用状况，确保行车安全的重要举措。

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