無(wú)縫線路鋼軌探傷探討

宋文濤

摘? ?要：該文將對(duì)無(wú)縫線路鋼軌探傷進(jìn)行探討，主要從鋼軌的焊縫、母材兩方面對(duì)鋼軌產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析，闡述了母材尺寸、型號(hào)、線路曲線、溫度等多方面的影響，在此基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，利用專業(yè)知識(shí)調(diào)整鋼軌探傷周期，從而實(shí)現(xiàn)探傷組織結(jié)構(gòu)的最優(yōu)解，確保鋼軌設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，并對(duì)制定及調(diào)整無(wú)縫線路鋼軌探傷周期的對(duì)策提供了幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：無(wú)縫線路? ?鋼軌探傷? ?探傷周期? ?探討

中圖分類號(hào)：U213.4? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： This paper will discuss the flaw detection of CWR rail， mainly analyze the influence of the weld and base metal of the rail on the rail， and elaborate the influence of the base metal size， model， track curve， temperature and other aspects. On this basis， combined with practical work experience， use professional knowledge to adjust the flaw detection cycle of rail， so as to realize the optimal solution of flaw detection organization structure， This paper ensures the safety and stability of rail equipment operation， and provides some suggestions for formulating and adjusting the flaw detection cycle of CWR rail.

Key Words： CWR; Rail flaw detection; Flaw detection cycle; Discuss

現(xiàn)階段，在軌道施工結(jié)構(gòu)中無(wú)縫線路已經(jīng)成為了主要現(xiàn)代化技術(shù)，但是由于常年承載著運(yùn)輸工作，鋼軌出現(xiàn)損傷的問(wèn)題較為嚴(yán)重，為列車運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。為此，保證列車安全運(yùn)行就需要基礎(chǔ)處理軌道損傷。影響軌道的因素有很多種，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)調(diào)整軌道探傷周期，促使列車行駛的安全。

1無(wú)縫線路鋼軌探傷的影響因素

1.1焊縫的影響

無(wú)縫線路一般應(yīng)用在鋼軌之間的鏈接，是通過(guò)焊接的方式促使鋼軌與鋼軌之間相連接，是組成電氣化鐵路的一個(gè)主要部分?，F(xiàn)階段，鋼軌焊接方式只要有鋁熱焊、閃光焊、氣壓焊這3種方式，其中鋁熱焊是使用最廣泛的一種焊接方式。在應(yīng)用鋁熱焊接的過(guò)程中，對(duì)焊接工藝和工作人員專業(yè)技能具有較高的要求，焊接過(guò)程中，工作人員焊接操作水平、焊接溫度、密貼閉合空間不嚴(yán)密等因素都會(huì)造成焊接工作出現(xiàn)各種問(wèn)題，常見(jiàn)的焊接缺陷有氣孔、夾渣、裂縫、表面凹凸不平等，這些問(wèn)題的存在都會(huì)為后期列車使用帶來(lái)安全隱患。完成焊接步驟以后，焊接口處會(huì)留有一定形狀的焊筋，這就需要工作人員對(duì)其進(jìn)行打磨，只有經(jīng)過(guò)打磨并且符合列車通行以后才允許投入使用。隨著使用時(shí)間的不斷增加，焊縫位置的鋼軌呢不很容易存在生疲勞裂紋的安全隱患，為此需要對(duì)其進(jìn)行探傷工作，一般情況下，對(duì)鋼軌的探傷范圍起始于焊縫，沿著焊縫兩側(cè)向延伸200 mm，該范圍內(nèi)就是探傷檢測(cè)工作中的主要位置。鋼軌焊接采用鋁熱焊縫方式的，探傷周期通常情況下是180天，開(kāi)展探傷工作一般采用超聲波儀器進(jìn)行檢測(cè)。另外，針對(duì)鋼軌曲線階段和重載地段采用焊接方式連接的，應(yīng)當(dāng)合理地對(duì)探傷周期進(jìn)行調(diào)整，適當(dāng)縮短探傷周期[1-2]。

1.2母材的影響

1.2.1尺寸方面

無(wú)縫線路鋼軌在使用過(guò)程中會(huì)受到各種因素影響，比如：軌道結(jié)構(gòu)、線路幾何尺寸等都會(huì)影響到線路鋼軌狀態(tài)，在列車行駛過(guò)程中，會(huì)對(duì)鋼軌產(chǎn)生一定的沖擊，進(jìn)而導(dǎo)致鋼軌產(chǎn)生微小的形變，并且列車帶來(lái)的荷載力也會(huì)對(duì)鋼軌內(nèi)部產(chǎn)生影響，而這個(gè)影響的程度與鋼軌尺寸、受力面積、截?cái)嗝娴任恢糜嘘P(guān)[3]。為此，需要對(duì)鋼軌受力范圍和受力點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)可靠的測(cè)算，基于此，制定出合理的探傷周期。在列車經(jīng)過(guò)以后，所產(chǎn)生的應(yīng)力到達(dá)鋼軌內(nèi)部后，鋼軌受到應(yīng)力的方式有動(dòng)應(yīng)力、接觸應(yīng)力、附加應(yīng)力、殘余應(yīng)力等，并且線路鋼軌會(huì)應(yīng)用在各種環(huán)境中，由于環(huán)境的不同鋼軌也會(huì)受到各種溫度應(yīng)力的影響，鋼軌的受理范圍、內(nèi)部損傷應(yīng)力特征等帶來(lái)的影響具體見(jiàn)表1。

1.2.2型號(hào)方面

就目前來(lái)說(shuō)，我國(guó)鋼軌應(yīng)用較為廣泛的是43 kg/m、50 kg/m、60 kg/m型號(hào)，通常情況下鋼軌使用剛度可以隨著鋼軌型號(hào)增加不斷提升。當(dāng)列車通過(guò)的時(shí)候，在鋼軌和車輪接觸面會(huì)產(chǎn)生剪應(yīng)力，隨著時(shí)間的累計(jì)剪應(yīng)力會(huì)對(duì)鋼軌造成一定的影響，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)導(dǎo)致鋼軌出現(xiàn)彎曲變形的問(wèn)題，鋼軌形變也存在著一定的規(guī)律，鋼軌形變量會(huì)隨著鋼軌剛度增加而逐漸降低，形變量也就越小，對(duì)鋼軌的傷害也越小。

1.2.3螺孔受力方面

沿著鋼軌接頭向兩側(cè)各延伸3 m，在此范圍內(nèi)列車經(jīng)過(guò)會(huì)對(duì)車輪和鋼軌接觸面產(chǎn)生較大的應(yīng)力，分別是剪應(yīng)力好和正應(yīng)力，剪應(yīng)力會(huì)沿著鋼軌斷面縱向傳遞，正應(yīng)力會(huì)沿著鋼軌橫向傳遞，剪應(yīng)力和正應(yīng)力會(huì)在軌腰處匯集，導(dǎo)致在螺孔部位形成一種集中的應(yīng)力。鋼軌長(zhǎng)期受到兩種應(yīng)力的反復(fù)作用，就會(huì)在螺孔出形成是疲勞損傷，進(jìn)而出現(xiàn)細(xì)微的裂痕，細(xì)痕會(huì)隨著時(shí)間退役快速擴(kuò)展，根據(jù)力學(xué)傳遞規(guī)律來(lái)說(shuō)，第一螺孔受到的應(yīng)力最大，影響也最大，第二個(gè)螺孔相對(duì)小一些，由此可知，細(xì)紋逐漸發(fā)展成了表面缺陷時(shí)，螺孔受力呈現(xiàn)出一條正線和一條法線，將螺孔受力面沿著逆時(shí)針?lè)较騽澐殖傻冖?、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限。并且縱向裂紋將會(huì)成為Ⅱ、Ⅳ象限裂紋，橫向裂紋將會(huì)成為Ⅰ、Ⅲ象限裂紋，若是不及時(shí)采取措施補(bǔ)救，任其發(fā)展將會(huì)導(dǎo)致鋼軌斷裂的情況[4]。

1.2.4線路曲線方面

為保障鋼軌的使用能夠滿足生活生產(chǎn)需求，鋼軌的組成是由直線和曲線部分組成。就縱向沖擊力來(lái)說(shuō)，列車在曲線軌道上與直線軌道相比較，接觸面所受到的沖擊力比較高。并且，為了保證列車可以平穩(wěn)度過(guò)彎道，曲線部位應(yīng)當(dāng)外側(cè)軌道高于內(nèi)側(cè)軌道，保持列車平穩(wěn)通過(guò)彎道。這種設(shè)計(jì)理念下，列車通過(guò)時(shí)由于慣性的影響，會(huì)對(duì)鋼軌產(chǎn)生一定的彎曲應(yīng)力，這種彎曲應(yīng)力很容易造成鋼軌軌頭內(nèi)部損傷，也就是人們常說(shuō)的核傷，列車在彎曲階段產(chǎn)生的彎曲力隨著型號(hào)的增加而減少，但是鋼軌的型號(hào)與產(chǎn)生的核傷之間不形成規(guī)律，呈現(xiàn)隨意分布狀態(tài)。

1.2.5溫度方面

線路鋼軌由于會(huì)應(yīng)用到各種環(huán)境中，面對(duì)不同環(huán)境產(chǎn)生的溫度應(yīng)力影響也不同，由于鋼軌材質(zhì)自身的性質(zhì)，在外界溫度發(fā)生改變時(shí)，會(huì)隨著溫度產(chǎn)生一定的變化。當(dāng)外界出現(xiàn)高溫、低溫、溫度突然變化的情況時(shí)，會(huì)加快鋼軌受傷程度，而這種溫度影響最大的是我國(guó)北方城市，尤其是在冬季階段，鋼軌損傷程度比較嚴(yán)重。為此，在北方地區(qū)入冬和春融時(shí)期，將會(huì)是軌道探傷工作的重點(diǎn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

1.2.6其他方面

除上述主要路段外，還存在一些比較特殊的路段對(duì)鋼軌也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，比如：隧道、橋梁、涵洞等一些特殊路段，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，制定具有針對(duì)性的鋼軌探傷周期，以此保證軌道安全使用。

2? 制定及調(diào)整無(wú)縫線路鋼軌探傷周期的建議

一般情況下，軌道探傷中采用超聲探傷，每年探傷次數(shù)應(yīng)當(dāng)超過(guò)7次，其中每個(gè)季節(jié)1次，冬季和春季期間沒(méi)個(gè)月進(jìn)行1次探傷，通常探傷周期分為正常運(yùn)行期、大修初期、超大修3種周期，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，可以從以下幾個(gè)方面開(kāi)展：第一，由于受到人力、物力的限制，不斷增加探傷次數(shù)，減少探傷周期的方法，并非是軌道探傷檢測(cè)的最佳方式，探傷過(guò)程中最主要的應(yīng)當(dāng)是找到軌道關(guān)鍵點(diǎn)，在制定軌道探傷周期的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)將軌道承載的運(yùn)行量作為基本要素進(jìn)行制定[5]。第二，就冬季軌道探傷而言，基于上述基本原則上，應(yīng)當(dāng)對(duì)橋梁、隧道、長(zhǎng)大坡道、接頭區(qū)域、第一螺孔、小半徑曲線的鋼軌接頭焊縫兩側(cè)各延伸100 mm范圍等重點(diǎn)位置適當(dāng)增加探測(cè)次數(shù)，縮短探測(cè)周期，反之常溫階段可以適當(dāng)延長(zhǎng)探傷周期，但是在比較燃熱的夏季需要對(duì)重點(diǎn)區(qū)域提高探傷次數(shù)。第三，在軌道中，如果采用無(wú)縫線路氣壓焊接方式堆積的探傷次數(shù)相對(duì)于鋁熱焊接次數(shù)可以適當(dāng)減少，鋼軌型號(hào)采用60 kg/m的階段，可以根據(jù)比鋪設(shè)50 kg/m的軌道型號(hào)減少30%注定探傷周期同時(shí)確保探傷效果。第四，充分利用基層力量，就軌道重點(diǎn)區(qū)域階段，在季節(jié)明顯變化期間，加大探傷工作周期和監(jiān)測(cè)工作，使其形成動(dòng)態(tài)管理[6]。

3? ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，軌道探傷工作對(duì)軌道正常運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用，軌道使用過(guò)程中，會(huì)受到焊縫、母材等方面的影響，常溫情況下對(duì)軌道探傷通常要求一個(gè)季度1次，特殊季節(jié)可適當(dāng)縮短或延長(zhǎng)探傷周期，找到軌道容易出現(xiàn)損傷的關(guān)鍵點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求調(diào)整探傷周期，保證列車行駛安全性。

參考文獻(xiàn)

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