《單軌交通軌道用耐候鋼板》（T/SSEA 0020-2019）團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)綜述

□ 霍咚梅 肖邦國(guó) 鄧 偉

一、引言

單軌交通是軌道交通的一種，特點(diǎn)是使用的軌道只有一條，而非傳統(tǒng)軌道交通的2條平衡路軌。和城市軌道交通系統(tǒng)相似，單軌軌道交通主要應(yīng)用在城市人口密集的地方，用來(lái)運(yùn)載乘客。亦有在游樂(lè)場(chǎng)內(nèi)建筑的單軌軌道交通，專(zhuān)門(mén)運(yùn)載游人。單軌交通系統(tǒng)通常為高架，具有成本低、工期短、占地少、污染小、能有效利用道路中央隔離帶、適于建筑物密度大的狹窄街區(qū)的優(yōu)點(diǎn)，是改善我國(guó)城市交通狀況的一個(gè)有效途徑[1]。制定單軌交通軌道用高性能鋼板的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)空白，快速滿(mǎn)足城市單軌交通軌道建設(shè)的市場(chǎng)需求，對(duì)促進(jìn)我國(guó)城市軌道交通事業(yè)的發(fā)展具有積極推動(dòng)作用。

為了便于《單軌交通軌道用耐候鋼板》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的理解與實(shí)施，現(xiàn)將標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)背景及主要技術(shù)指標(biāo)介紹如下。

二、立項(xiàng)背景

單軌交通的軌道是一種特殊鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，分為懸掛式和跨座式，均可由鋼板焊接而成。其常年經(jīng)受酷暑嚴(yán)寒和極端溫差的考驗(yàn)，承受雨山、冰凍、酸/堿的侵蝕，承受車(chē)輪反復(fù)碾壓及服役期間的磨損、擠壓、沖擊等。這就對(duì)所用鋼板材料的性能提出了更高的要求。隨著城市單軌交通系統(tǒng)向規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，南京鋼鐵股份有限公司根據(jù)單軌交通軌道用鋼的實(shí)際使用要求，開(kāi)發(fā)出了一種綜合性能優(yōu)異的新型鋼板，具有高強(qiáng)度、高韌性、低屈強(qiáng)比和耐候性，表現(xiàn)出優(yōu)良的抗接觸疲勞、耐磨、抗震和耐腐蝕性能，回火處理后沒(méi)有明顯的回火脆性，表現(xiàn)出良好的低溫沖擊韌性，同時(shí)具有優(yōu)異的焊接工藝性能，可滿(mǎn)足城市單軌交通系統(tǒng)的使用要求，已成為單軌交通軌道的理想材料之一，并已成功應(yīng)用于華東首條城市單軌線(xiàn)路——蕪湖單軌1號(hào)線(xiàn)[2]。

然而，單軌交通軌道所用的鋼板沒(méi)有統(tǒng)一的選材標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)外以美標(biāo)ASTM A709的HPS70W、HPS50W等牌號(hào)為主，國(guó)內(nèi)部分參照國(guó)外選用A709標(biāo)準(zhǔn)的牌號(hào)、部分選用普通Q345級(jí)鋼板，尚無(wú)單軌交通軌道鋼板的國(guó)家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，考慮到國(guó)家城市單軌交通的發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展趨勢(shì)，以及充分滿(mǎn)足我國(guó)單軌交通軌道建設(shè)對(duì)原材料的性能要求，結(jié)合國(guó)內(nèi)單軌交通軌道用鋼板的實(shí)物質(zhì)量水平，提出了制定《單軌交通軌道用耐候鋼板》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的申請(qǐng)。2018年7月由中國(guó)特鋼企業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)下達(dá)了制定計(jì)劃，由南京鋼鐵股份有限公司、中車(chē)浦鎮(zhèn)龐巴迪運(yùn)輸系統(tǒng)有限公司、蕪湖力鈞軌道裝備有限公司、中信金屬股份有限公司、冶金工業(yè)規(guī)劃研究院等組成標(biāo)準(zhǔn)編制組，完成該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。

《單軌交通軌道用耐候鋼板》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定，切實(shí)從單軌交通軌道的生產(chǎn)制造需要出發(fā)，在參考《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》[3]（GB/T 714-2015）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》[4]（ASTM A709/A709M-2017）美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，結(jié)合單軌交通軌道用鋼的特殊需求，對(duì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行加嚴(yán)和擴(kuò)展，使該標(biāo)準(zhǔn)更具市場(chǎng)性、先進(jìn)性、針對(duì)性和實(shí)用性，填補(bǔ)細(xì)分市場(chǎng)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的空白，滿(mǎn)足下游用戶(hù)的定制化需求。

三、主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比分析

1.標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)

本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象定位于單軌交通軌道建設(shè)所用的耐候鋼板，直接突出體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的主體對(duì)象及便于用戶(hù)使用，本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)定為《單軌交通軌道用耐候鋼板》。

2.范圍

本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了單軌交通軌道用耐候鋼板的訂貨內(nèi)容、牌號(hào)表示方法、尺寸、外形、重量及允許偏差、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明書(shū)等。本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)適用于厚度不大于100mm的單軌交通軌道及附屬結(jié)構(gòu)用單軋耐候鋼板。

3.牌號(hào)表示方法

本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)參照耐候鋼的牌號(hào)表示方法，保持與原有標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)的協(xié)調(diào)性，同時(shí)考慮到單軌交通軌道用鋼的特殊用途，給出了單軌交通軌道用鋼板牌號(hào)的表示方法。規(guī)定單軌交通軌道用耐候鋼板的牌號(hào)由代表“單軌”的漢語(yǔ)拼音首字母、規(guī)定的屈服強(qiáng)度最小值及質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、代表“耐候”的漢語(yǔ)拼音首字母等部分組成。例如，DG485ENH，其中DG代表“單軌”的漢語(yǔ)拼音首字母；485代表規(guī)定的屈服強(qiáng)度最小值，單位為兆帕（MPa）；E代表質(zhì)量等級(jí)為E級(jí)；NH代表“耐候”的漢語(yǔ)拼音首字母。對(duì)于厚度方向性能鋼板，再在牌號(hào)后加上厚度方向性能級(jí)別（Z15、Z25、Z35），例如DG485ENHZ35。

4.尺寸、外形、重量及允許偏差

針對(duì)單軌交通軌道用鋼對(duì)尺寸及允許偏差的較高要求，本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)明確提出“鋼板的尺寸、外形、重量及允許偏差應(yīng)符合GB/T 709[5]的規(guī)定，其中厚度偏差按C類(lèi)，不平度≤5mm/m”。厚度C類(lèi)偏差是GB/T 709中A類(lèi)、B類(lèi)、C類(lèi)和N類(lèi)4種允許厚度公差中最嚴(yán)格的指標(biāo)。不平度≤5mm/m，比GB/T 709中“單軋鋼板按寬度和厚度不同，其不平度≤5～9mm/m”的要求進(jìn)一步加嚴(yán)。

5.牌號(hào)和化學(xué)成分

本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)明確了單軌交通軌道用耐候鋼板常用牌號(hào)，包括DG355、DG420、DG485、DG550共4個(gè)牌號(hào)。同時(shí)，根據(jù)單軌交通軌道的使用要求，進(jìn)行了定制化設(shè)計(jì)，與ASTM A709標(biāo)準(zhǔn)相比，體現(xiàn)出以下先進(jìn)性：為保證可焊性，明確提出了焊接裂紋敏感指數(shù)Pcm、碳當(dāng)量CEV的具體要求；為了保證耐候性能，明確提出了耐候指數(shù)I≥6.0的要求；明確規(guī)定硫≤0.005%，同時(shí)為了控制硫化物形態(tài)，要求進(jìn)行鈣處理，以減少硫化錳夾雜對(duì)性能的影響；規(guī)定硼≤0.000 5%，氫≤0.000 2%，防止硼和氫對(duì)鋼板性能和焊接接頭性能的不利影響；規(guī)定了銅、鉻、鎳等合金元素含量的下限，以保證耐候性能，同時(shí)規(guī)定鉬元素含量的下限，以得到穩(wěn)定的銹層，進(jìn)一步提高耐候性能，特別是在氯離子環(huán)境下的耐候性能。

6.交貨狀態(tài)

本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鋼板可按熱軋、控軋、熱機(jī)械軋制（TMCP）、TMCP+回火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)交貨。且規(guī)定鋼板需以熱軋平板狀態(tài)交貨，防止卷板開(kāi)平產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力對(duì)切割及焊接板形產(chǎn)生的影響。

7.力學(xué)性能

本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)明確給出了單軌交通軌道用耐候鋼板交貨狀態(tài)的力學(xué)性能，如表1所示。與ASTM A709標(biāo)準(zhǔn)相比，本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)具有以下先進(jìn)性：明確提出了屈強(qiáng)比≤0.85的要求，以保證單軌交通軌道的結(jié)構(gòu)安全性，從而保障單軌列車(chē)安全運(yùn)行；考慮單軌交通軌道服役期間會(huì)受到頻繁的沖擊載荷，本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)提高了鋼板沖擊吸收能量的指標(biāo)要求，規(guī)定C、D、E級(jí)鋼板的沖擊吸收能量不低于120 J，F(xiàn)級(jí)鋼板的沖擊吸收能量不低于50 J，技術(shù)指標(biāo)水平遠(yuǎn)高于ASTM A709標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的-23℃、沖擊吸收能量不低于34 J或48 J的要求。

表1 力學(xué)性能

8.表面質(zhì)量

本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)特別規(guī)定鋼板表面不允許打鋼印，以防止產(chǎn)生不均勻腐蝕對(duì)整體結(jié)構(gòu)耐候性的影響。

9.超聲檢測(cè)

單軌交通運(yùn)輸涉及到重大公共安全，而單軌交通軌道是單軌交通系統(tǒng)的重要組成部分，為保證安全性，本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)從嚴(yán)規(guī)定鋼板的探傷要求，明確規(guī)定鋼板應(yīng)逐張進(jìn)行超聲檢測(cè)，檢測(cè)方法執(zhí)行GB/T 2970[6]，合格級(jí)別為I級(jí)。

10.檢驗(yàn)規(guī)則

為保證單軌交通軌道質(zhì)量和運(yùn)行的安全性，本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)從嚴(yán)規(guī)定了鋼板組批驗(yàn)收原則，規(guī)定鋼板應(yīng)逐軋制張組批進(jìn)行性能檢驗(yàn)、驗(yàn)收。同時(shí)，給出了鋼板拉伸性能、沖擊性能、彎曲性能和Z向性能不符合規(guī)定時(shí)的復(fù)驗(yàn)與判定規(guī)則。

11.附錄

《單軌交通軌道用耐候鋼板》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)考慮了與國(guó)際接軌，如在強(qiáng)度等級(jí)設(shè)置上采用了美標(biāo)和歐標(biāo)中常用的屈服強(qiáng)度355MPa和485MPa級(jí)，同時(shí)在附錄中給出了與國(guó)外類(lèi)似鋼級(jí)的對(duì)照表，如表2所示，以便于在國(guó)外使用。

表2 牌號(hào)對(duì)照表

四、結(jié)論

目前，我國(guó)重慶已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)4條單軌，未來(lái)還將有香港、沈陽(yáng)、吉林、安陽(yáng)、汕頭、蕪湖、桂林等10余座城市擬建造單軌交通系統(tǒng)，在“一帶一路”沿線(xiàn)國(guó)家，如泰國(guó)、新加坡、越南等城市也在規(guī)劃建設(shè)單軌交通系統(tǒng)，單軌軌道用鋼將具有廣闊的市場(chǎng)前景。本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定，快速響應(yīng)了我國(guó)城市軌道交通的發(fā)展趨勢(shì)，首次提出單軌交通軌道的選材標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)空白，技術(shù)水平處于國(guó)際領(lǐng)先，為我國(guó)單軌交通軌道制造行業(yè)的高速發(fā)展提供了有力支撐；使原料生產(chǎn)企業(yè)和下游單軌軌道建設(shè)企業(yè)對(duì)單軌交通軌道用鋼的各參數(shù)指標(biāo)有了更為清晰的了解，引導(dǎo)各方形成合力，促進(jìn)我國(guó)城市單軌交通行業(yè)的發(fā)展；在“一帶一路”互聯(lián)互通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，也將發(fā)揮重要的保障作用。