第二节 钢轨基本知识.docx

第二节钢轨基本知识一、钢轨使用规定高速铁路正线、到发线应采用60 kg / m无螺栓孔新钢轨；其他站线宜铺设50 kg / m钢 轨200 km/h及以上高速客运铁路应选用u71MnG、强度等级为880〜IPa热轧钢轨；200 km / h〜250 km/h高速客货混运铁路应选用U75VG、强度等级为980 MPa热轧钢轨其中，U代 表钢轨钢，71、75代表化学成分中碳平均含量为0. 71%、0. 75%, V代表钒元素，Mn代 表锰元素，G代表高速铁路高速铁路钢轨应具备安全使用性能好、几何尺寸精度高、平直度好的特点，同时要求钢 轨的实物质量达到高纯净、高平直、高精度、长定尺，这就要求钢轨钢质洁净、韧塑性高、焊 接性能优良、表面基本无原始缺陷二、钢轨长度及断面尺寸1. 钢轨长度高速铁路正线应采用符合相应技术标准的100 m定尺轨，短尺轨长度为95 m、96 m、97 ITI 和 99 ITI 四种 .；，，'2.钢轨断面尺寸60 kg/m钢轨断面尺寸，如图2-1所示70.8150（调0 leg/n:钢软斷面匮_)) 恳3一^?6.0^―> 1^訂加 I心娥 4丄 . 应..（b）50 kg/oi钢轨蛭栓扎律置图图2 60 kg/m^轨形式尺J （单-低如3.钢轨计算数据60 kg / m钢轨计算数据，如表2—9所示。

表2钢轨计算數耗三、钢轨材质1.钢轨的化学成分（表2—10）玉24駅枕化学戒井■ -： 乂U7 MnGc.站f 7.1C'. 'p -j.巧g t?3Cg 3；1VJ75VGn. 71--". SO0. S0-0. 70C. 75~1+ 05G 025g Z2：::.-：1-<|. OS:■•堆4•二紹締Z鴻沪壮鳶？丫烁辔 升憑晦"'：■■呷■ ■壮・i.’mh灌2. 钢轨拉伸性能和硬度钢轨的抗拉强度和伸长率及轨头顶面中心线上的表面硬度值应符合表2 一 11的规定表2 11 铳拉强度、伸吒率乳轨头顶曲磋度四、钢轨标志我国钢轨生产厂家主要有攀钢、包钢、鞍钢和武钢四家，各厂家标志如图2 2所示e庖钢标志⑹機钢标志图心钢厂标志■钢轨标准规定，在钢轨轨腰部位需要采用两种标记，即轧制标志和热压印标志，同时还 规定了其他标识，如在轨端刷漆以及粘贴标签1. 凸出标志钢轨一侧轨腰上轧制的凸出标志顺序：生产厂标志一一钢轨轨型（如60代表60 kg/m）——钢轨钢牌号（如u75vG、u71MnG）——制造年（轧制年度末两位）、月（如04代 表轧年度为2-4年，111代表3月份轧制）2. 凹入标志钢轨另一侧的轨腰上热压印凹人标志的顺序:钢厂代码一一生产年份一一炉号一一连铸 流号一一连铸坯号一一钢轨顺序号一一班别号。

各个钢厂的热压印标志不完全相同以攀钢为例说明，如图2 3所示钢轨轧制月倚:石月 讷轨轨制年度:2010^ 锻轨钢稗号：钢轨轨也：eokgta土产厂际金；第钢r V.J 70C336 3 03 A X图2-3鱼厂热压印标右恥例五、钢轨伤损标准钢轨伤损按程度分为轻伤、重伤和折断三类1. 钢轨轻伤和重伤评判标准如表2 12、表2—13、表2=二4所示2. 钢轨折断标准钢轨折断是指发生下列情况之一者：(1) 钢轨全截面断裂；(2) 裂纹贯通整个轨头截面；(3) 裂纹贯通整个轨底截面；(4) 钢轨顶面上有长度大于30 mm且深度大于5 mm的掉块线路上临时插入的短轨，长度不得短于6m,不得连续插入，且必须尽快恢复临时插入短 轨的线路允许速度不得大于16D km / ho表2-12舉轨冠伤和3■.伤评判标沖Mh克坯纸宿辽表£兀凹列賬題芒 虫越疑hi.述辽袁X ］仁斯列尿蕊之一占£00-*250 kfllfh.深虞丈 T 0. 5 mmE00—25D kni/hf醸度大于 1 mm彖;占含严-玫，kn”'h,棵度大“王:rcn—右_谷探■ * 3=山2 mm焊接揺士低瑶0r 2 0. 4 mm低塌*0. 4 mm:m自尺罚試"谨说余ii；i劃红-—出观抚却卜叛朮半叙汶：丢霍:■点襯 企平喪役.韭秋紐冋裂绞，轨底菠不含轮執接触 疲劳川底轨0 面轟面或近志探咲讥笔烬接缺晤或钢软内u迪僦陆束达 西託废和笊，i“；予判浚線推茄值小 于6dB料废标准—駆氏、细1「站向必其住取纹和左界鵲或造战的階面凹隔(麵飾〉i护界.無.:二软応岁度不址E ：：“”咸勧厚厘不足12 mnl注：谷深为相邻波峰与渡谷间的垂直距离。

液皿钢轴头部摩耗晅饬琢冷乂吃钢轨厝轨! 1d10UK尖戦、心执、殳跟尖紈 ? ■:6注：①总磨耗一垂直磨耗+1 / 2侧面磨耗② 对于导轨、翼轨及尖轨、心轨、叉跟尖轨全断面区段，垂直磨耗在钢轨顶面宽1 / 3处(距 标准工作边)测量；对于尖轨、心轨、叉跟尖轨机加工区段，垂直磨耗自轨头最高点测量③ 侧面磨耗在钢轨踏面(按标准断面)下16 mm处测量④ 磨耗影响转换设备安装时，按重伤处理⑤ 基本轨、翼轨、尖轨、心轨磨耗会影响密贴及轨件高差，磨耗的轻重伤标准应较区问钢轨严格表去丄4锵執叫部廨菇車件标淮X月钢竝、导轨4£樓轨、揖轨乂就、心歌、3!理先轨六、钢轨伤损主要类型及伤损处理（一）钢轨伤损主要类型高速铁路常见伤损类型有波浪形磨耗、踏面接触疲劳裂纹（又称“鱼鳞状裂纹”）、核伤、 焊缝内部缺陷等1.渡浪形磨耗波浪形磨耗（图2—4）是指钢轨轨头踏面沿长度方向出现周期性的不均匀塑性变形和磨 耗，使钢轨全长呈现波浪形状的不平顺波浪磨耗的波谷处有明显塑性变形，使踏面碾宽或 出现碾边，轮轨接触光带变宽波峰处踏面的塑性变形量明显小于波谷，接触光带变窄波峰、 波谷踏面光带的明暗程度也有差异2•踏面接触疲劳裂纹踏面接触疲劳裂纹（图2 5）是指轨头踏面在轮轨接触应力作用下形成的沿钢轨全长密集 分布的表面裂纹，通常称为“鱼鳞状裂纹”裂纹的扩展方向与行车方向有关，用手指顺行 车方向探摸剥离裂纹时有刺手感.崔；＞：；•誥面接蝕痣旁裂纹3•内部裂纹内部裂纹又称“核伤”（图2—6），是指钢轨内部的制造缺陷（冶金缺陷、热处理缺陷等） 在运行载荷作用下形成和扩展的疲劳裂纹或脆性裂纹。

在内部裂纹未扩展到钢轨表面时，钢轨断 裂的断口具有金属光泽，一般现场称之为“白核”当内部裂纹已扩展到钢轨表面，由于受 氧化腐蚀作用，使断口呈暗褐色，现场称之为“黑核”⑷订孩 ・ 侃黑核Efl入忒 此ifc4 •焊接接头内部缺陷、钢轨焊接接头内部缺陷分闪光焊接头和铝热焊接头内部缺陷1) 闪光焊接头内部缺陷闪光焊接头内部缺陷主要是指接头内部存在的灰斑夹杂、疏松等缺陷，这些缺陷都有可 能形成裂纹并引起钢轨断裂灰斑夹杂是指位于焊缝处含有si、Mn等元素的夹杂物钢轨闪 光焊时，对接焊口金属在高温熔化时形成的氧化物或硅酸盐夹杂物未能完全从焊缝中挤掉而 留在焊缝区域，就会形成沿熔化线方向分布的不规则形状块状夹杂物，如图2—7所示疏 松缺陷是指钢轨对接处的局部金属高温熔化成液态金属，在顶锻时没有被挤出焊口，冷却凝固时 发生收缩，由于没有液态金属的补充，就会形成收缩孔洞或形成分散分布的显微缩孔，称为疏 松缺陷或疏松裂纹，如图2 8所示2 1 N光炸接认内部按毘火冬说跻图处刀光焊綾头内部疏松涙第(2) 铝热焊接头内部缺陷铝热焊接头内部的伤损主要有由于焊接工艺控制不良，焊筋边缘溢流飞边引起的疲劳断 裂，以及焊肉组织异常、疏松、气孔、热裂纹和未焊合等缺陷及引起的疲劳和脆性断裂。

当砂模密封不严或焊缝未对正，浇铸时钢水从缝隙处溢流出，在焊筋边缘的钢轨表面形 成溢流飞边，与钢轨表面形成类似成疲劳裂纹，并发展成横向断裂，如图2—9(a)所示钢水 的流失，补缩量的不足，还可能导致在接头最后的冷却凝固部位出现收缩孔、疏松或夹渣等缺陷, 造成钢轨的低周疲劳断裂，如图2—9(b)所示当焊剂成分异常有可能导致在焊缝区域出现粗大块状铁素体或在焊缝全断面出现马氏 体等异常组织，导致钢轨从内部产生疲劳裂纹，如图2 9(c)所示，或发生脆性断裂，如图2—9(d) 所示铝热焊缝处铸造组织在高温状态下及凝固前,受拉应力作用在晶界萌生裂纹并沿晶界或 穿晶扩展形成裂纹热裂纹处组织具有粗晶特征，通常位于焊缝尺寸较大的焊筋中部，沿横 向方向扩展，断口有发蓝的氧化色或温度色，如图2—9(e)所示铝热焊接过程中，钢轨端面预热温度不够或钢水的温度偏低时，待焊钢轨端面没有完全 被熔化，未能实现熔化结合，造成未焊合缺陷，如图2—9(f)所示中； (0图铝热洋摟头I托滞缺碟(二)钢轨伤损处理1 •伤损复核工务段接到探伤车探伤报告后3日内应完成对伤损的复核,并将复核结果报铁路局工务 处和钢轨探伤车工务段应对探伤车探测结果和注意观察处所认真复核，对复核确认的伤损信息进行保 存，保存时间不少于2年，以备核查。

2.钢轨综合修理(1) 为预防和整治钢轨病害，改善轮轨匹配关系，延长钢轨使用寿命，应做好钢轨修理 工作2) 当钢轨出现如表2 15所列表面轻伤及其他表面伤损时，应及时进行修复，或采用无 损加固处理 '一表》更搁轨症粤整治舉處IK钢软肥边>1 mm■.'.■■I：. I! II.[:L軌IS而孩■伤滦度大于0. 5 UIJ13深度大于Ck 35 mm此弯A0・ 3 mm>0. 2 mmri尺”飪當艸型打窕工片飾価而曲y詐(3) 当发现钢轨内部轻伤有发展时，应采用无损加固处理4) 伤损加固时，应尽量使伤损部位处于夹板中部，严禁夹板与焊筋接触5) 钢轨钻孔位置应在螺栓孔中心线上，且必须倒棱两螺栓孔净距不得小于大孔径的 两 倍其他专业需在钢轨上钻孔或加装设备时，必须经铁路局工务处同意并委托工务部门施工6) 严禁焊补钢轨，严禁使用火焰切割钢轨或烧孔，严禁使用剁子和其他工具强行截断 钢 轨及冲孔，严禁锤击轨底3．钢轨重伤处理发现钢轨重伤时，应立即进行处理1)对钢轨核伤和焊缝重伤可加固处理，并在适宜温度及时进行永久处理；在实施永久处 理前应加强检查，发现伤损发展时，应按照钢轨折断及时进行紧急处理、临时处理或永久处 理。

2)对垂直裂纹和可能引起轨头揭盖的重伤，应按照钢轨折断进行紧急处理、临时处理 或 永久处理3) 对其他重伤可采取修理或焊复方法处理，处理前可根据现场实际情况采取限速措施 4．钢轨折断处理 发现钢轨折断时应立即封锁线路，并根据现场情况分别采取紧急处理、临时处理或永久 处理1)紧急处理当断缝不大于30 mm 时，可在断缝处上夹板或臌包夹板，用急救器加固，拧紧断缝前 后各50 m 范围内的扣。