岸橋小車軌道短軌損壞和缺陷形式分析及修復(fù)

王少華

（上海振華重工股份有限公司，上海 200125）

隨著我國港口的不斷發(fā)展，迫切地需要各種機械產(chǎn)品用于其中，因為港口機械產(chǎn)品的運用能夠在很大程度上減少人力、物力以及財力，這就推動了港口經(jīng)濟的快速增長?？梢哉f，港口機械產(chǎn)品在港口的實際發(fā)展過程中發(fā)揮著十分重要的作用。隨著岸橋使用率和頻率的增加，使小車軌道損壞現(xiàn)象愈發(fā)頻繁。軌道破損不僅會產(chǎn)生噪聲和沖擊振動，如果情況嚴(yán)重，甚至?xí)斐稍O(shè)備停止運行。本文將以岸橋小車短軌為主要研究對象，對其損壞和缺陷形式進(jìn)行了闡述。

1 岸橋小車軌道短軌的損壞和缺陷形式

對于這些研究的成果而言，關(guān)于岸橋小車軌道短軌的損壞和缺陷形式，主要可以概括為以下幾個方面。

1.1 短軌簡介

承軌梁的前后大梁質(zhì)檢銜接處是負(fù)載能力最為脆弱的部分，而短軌就是位于前后大梁鉸點處的軌道，能夠與普通長軌有效銜接。通常來說，短軌屬于特殊制造，可以承受高于其他組件所能承受的沖擊力，并且一旦出現(xiàn)因短軌接頭承載力不足，導(dǎo)致承軌梁和軌道出現(xiàn)形變的問題，必然會造成小車的運行振動，形成軌道沖擊，影響裝置的正常使用。

早期的短軌與長軌大多采用魚尾板加緊對接接頭的形式，用以保證設(shè)備的穩(wěn)定性。但由于此類形式的對接處容易出破損狀況，產(chǎn)生小車顛簸，因此，當(dāng)前通常采用焊接連接軌道進(jìn)行取代，確保小車行駛過程的安全性。

1.2 短軌的損壞形式

1.2.1 短軌邊緣崩裂

短軌采用的是螺栓固定組成形式，在長時間的軌道振動中，容易在軌道外側(cè)邊緣出現(xiàn)金屬脫落的情況形成缺口、裂痕。如果此類問題得不到及時、有效的處理，不僅會導(dǎo)致小車輪表面和導(dǎo)向輪踏的結(jié)構(gòu)損壞，影響相關(guān)裝置的使用壽命，還會造成動力能源的大量耗損，產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟損失。通過分析多個實際案例可知，造成軌道振動，引發(fā)短軌邊緣崩裂的主要原因是小車運行線路角度設(shè)置不夠科學(xué)，導(dǎo)致軌道長期遭受導(dǎo)向輪的擠壓產(chǎn)生缺口。為了消除此類問題，當(dāng)前制造商會在小車輪上安裝偏心套裝置，幫助小車進(jìn)行直線度的調(diào)整調(diào)整，確保運行穩(wěn)定。

1.2.2 短軌縱向開裂

短軌縱向開裂屬于脆性斷裂，通常是由于材料質(zhì)量不佳，無法有保持高強度的抗震動能力，使得短軌所能承受的負(fù)載力遠(yuǎn)低于材料的屈服強度，從而產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。同時，短軌是以高鉻合金結(jié)構(gòu)鋼作為構(gòu)成原料，在使用時需要進(jìn)行材料的淬火熱處理，才能確保材料的高強度和耐腐蝕性，但由于鉻金屬本身容易引發(fā)高溫回火脆性，使材料的斷裂強度降低，加快裂紋擴散的速度，造成嚴(yán)重的安全隱患。因此，為了避免此類破損現(xiàn)象的產(chǎn)生，需要優(yōu)化熱處理技術(shù)，提高材料的實際性能，避免回火脆性的發(fā)生。

1.2.3 短軌接頭處崩裂

短軌接頭崩裂，通常發(fā)生在短軌銜接處，裂紋形式為延性斷裂。其形成原因與縱向開裂的回火脆性有一定聯(lián)系，主要是由于軌道材質(zhì)和結(jié)構(gòu)與實際應(yīng)用情況不符，難以保證長時間、高質(zhì)量的使用，容易受環(huán)境因素的影響，使得結(jié)構(gòu)耐久性下降，為裂紋的分散提供了傳播路徑，導(dǎo)致安全隱患的產(chǎn)生。鑒于二者的故障聯(lián)系性，可采用相同的解決措施進(jìn)行處理，即提高熱處理的質(zhì)量，選擇高質(zhì)量的原材料。

1.3 短軌的缺陷形式

1.3.1 對接焊縫缺陷

（1）通常是由于焊接技術(shù)應(yīng)用不夠合理，使焊縫處存在凹坑狀破損。此類缺陷容易造成小車振動，導(dǎo)致小車輪嚴(yán)重受損并伴有軌道開裂狀況的產(chǎn)生。

（2）在焊接時缺少對排裝工作的有效把控，使對接處出現(xiàn)結(jié)構(gòu)扭曲，這種缺陷同樣會造成小車振動、搖擺不定，干擾司機的駕駛舒適度。同時，還會導(dǎo)致小車軌道和小車輪的嚴(yán)重磨損。

以上兩種缺陷通常采用具有針對性的電焊方法進(jìn)行解決，如使用電阻焊，可以降低軌道的形變和錯位，適用于小車軌道的地面制造。而對于高空的維護修理需要使用手工電弧焊。同時，在工作開展前，需要進(jìn)行預(yù)熱保溫，確保裝置具有一定的自由收縮能效，減少應(yīng)力的產(chǎn)生，保障焊接質(zhì)量。

1.3.2 軌道排裝缺陷

（1）軌道排裝缺陷體現(xiàn)為軌道一側(cè)的順環(huán)脫落，主要是由于短軌之間的間隙設(shè)置不夠合理，達(dá)不到實際建設(shè)的4MM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

（2）軌道底板道裂脫落，也是軌道排裝缺陷的表現(xiàn)形式之一，通常是因為軌道底板缺少定期的維護與保養(yǎng)，受自然環(huán)境的影響，出現(xiàn)金屬銹蝕，降低材料結(jié)構(gòu)強度，引發(fā)貫通性裂紋的產(chǎn)生。

1.3.3 小車輪排裝缺陷

小車輪的軌跡呈現(xiàn)不斷變化的趨勢，較深的痕跡是小車輪與軌道間不斷滑動形成的。若小車輪端平面與軌道不平行或出現(xiàn)較大偏差，勢必會被其他3個輪子所影響，該車輪每轉(zhuǎn)動一周就被迫滑回回位，在軌道上留下了摩擦的痕跡。這種缺陷會產(chǎn)生異常響動，并加快車輪的磨損。

2 岸橋小車短軌修復(fù)工藝方案

2.1 檢查測量

短軌焊接施工前后及焊接過程中，應(yīng)進(jìn)行必要的檢查測量，以掌握相關(guān)零件尺寸及位置情況、影響焊接和安裝的輔助材料的布置情況，并根據(jù)測量結(jié)果和規(guī)范要求進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整和預(yù)留。測量方法如下：

（1）短軌與長軌焊縫預(yù)留長度、短軌絞點處間隙。

（2）前后短軌平行度。

（3）短軌墊板規(guī)格與平面度。

（4）短軌直線度。

（5）長、短軌踏面高度、硬度。

（6）前后大梁承軌梁高低差。

（7）大梁下絞座高度（磨損情況）。

（8）小車跑偏情況(包括水平輪磨擦軌道情況)。

（9）焊接參數(shù)檢查測量。

2.2 施工控制

小車短軌與長軌焊接安裝質(zhì)量主要受到軌道焊接和安裝施工過程的各個工藝要素的影響。焊接工藝參數(shù)控制不當(dāng)或不足，焊接區(qū)域?qū)a(chǎn)生較大應(yīng)力或變形，與軌道和焊縫狀態(tài)相關(guān)的岸橋零部件安裝工藝不符合規(guī)定要求，軌道和焊縫在小車運行中將會承受額外作用力，上述嚴(yán)重情形均會導(dǎo)致焊縫開裂。如何使小車軌道和軌道焊縫在小車運行中處于良好的狀態(tài)，是一個比較系統(tǒng)的工作，需要在以下幾個方面進(jìn)行工藝質(zhì)量控制，在施工中嚴(yán)格遵守工藝規(guī)程，執(zhí)行施工前后測量、過程檢測與記錄。

2.2.1 焊接工藝控制

（1）焊接參數(shù)（預(yù)熱，道間和后熱方式、溫度、時間，焊接電流、焊接速度）、施焊規(guī)范（焊縫清理、施焊方式）：按照工藝規(guī)程GTC-18（NT）、焊接工藝規(guī)程WPSTP08-01&02執(zhí)行，保證焊接接頭分層進(jìn)行，焊縫飽滿，焊接前后加熱長度、溫度和時間符合規(guī)定。

（2）焊工技能。

（3）環(huán)境因素（風(fēng)速、天氣溫濕度、軌道焊縫清潔度）：雨天和有霧情形下、相對濕度大于90%、氣溫小于-5℃、風(fēng)速大于3級且無擋風(fēng)措施、有結(jié)露的晚間室外環(huán)境，均不能進(jìn)行焊接。

（4）焊接材料工具（焊條規(guī)格及使用時間、保溫箱、保溫筒、測溫儀、焊機）：焊條使用前，必須按照工藝規(guī)程GTC-18（NT）要求進(jìn)行烘焙、防潮。

2.2.2 安裝工藝控制

（1）軌道對接焊縫寬度、定位：按工藝規(guī)程GTC-18（NT）進(jìn)行對接，保證接頭間隙15～20mm，調(diào)整好長短軌之間的直線度，在長度2m內(nèi)小于1mm。

（2）軌道與墊板支承面不平度在2m內(nèi)小于5mm，接觸度大于75%，軌道與承軌梁之間的間隙小于0.5mm。

（3）軌道壓板壓緊要求，取預(yù)緊力矩30%，不能壓得過緊，以不影響短軌焊接收縮為準(zhǔn)。

（4）焊后打磨設(shè)備及打磨要求：采用磨軌機打磨軌道表面，2m內(nèi)平面度小于0.5mm。

（5）前大梁下絞座中心至承軌梁上平面的高度偏差小于±2mm。

2.2.3 檢查測量

上述小車軌道焊接和安裝控制要素規(guī)范要求及檢測必須按照QW/GSZA-01-2012（港口機械和鋼結(jié)構(gòu)檢驗標(biāo)準(zhǔn)）、QW/GSZA-03-2012（岸邊集裝箱起重機安裝驗收規(guī)范）測量符合后，才能進(jìn)行下一步施工安裝。

3 結(jié)語

綜上所述可知，目前岸橋軌道短軌的損壞和缺陷形式已相當(dāng)清晰。短軌損壞體現(xiàn)在制造工藝，現(xiàn)場焊接，后期維保等各個方面。制造商加強出廠檢驗，合理避免和防止短軌損壞和減少缺陷，提高用戶方設(shè)備運營效率將帶來更多的經(jīng)濟效益。