干货|铁路工务线路钢轨技术分析

发布时间:2021-12-13分类:轨道交通人物来源:轨道科技网
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在铁路系统中,铁路工务线路是非常重要的环节。但同时,铁路工务线路钢轨常见病害问题较多,比如钢轨蠕变塌陷、钢轨纵向变形以及横截面变形等。为了使铁路工务线路钢轨的性能、质量得到有效保证,进而保证铁路工务线路运行的可靠性及安全性,有必要重视铁路工务线路钢轨技术的实施。


一、铁路工务线路钢轨常见病害问题分析



  从目前来看,在铁路工务线路钢轨环节,其存在的病害问题较多,总结起来主要包括以下四种常见病害问题:


  1、钢轨蠕变塌陷病害问题


  钢轨蠕变塌陷病害具体表现为:(1)当列车经过有缺陷问题的轨道,缺陷易受到冲击,从而形成比正常负载高出许多的压力,在轨道承受的压力偏大的情况下,会导致缺陷钢轨损害加重,使钢轨失效。(2)如果损害部位承受偏大的压力,在冲击能量的作用下,易导致下方轨枕、垫板受到很大程度的损害,进而导致道床发生局部下沉的安全隐患问题,使铁路的稳定性大大减弱。


  2、钢轨纵向变形病害问题


  对于钢轨纵向变形病害问题来说,其表现形式包括:(1)长波距变形,长度在300mm到1000mm范围内,通常由于钢轨制作工艺不达标诱发;(2)短波距变形,长度在100mm到300mm范围内,通常处于铁路曲线部位出现此类变形问题,其在短轨一侧的轨道上此类变形问题较为多见;(3)极短波距变形,长度在30mm到100mm范围内,基于铁路直线位置易出现,主要因列车在高速运行状态下,轨道受到不规则冲击,进而发生此类变形病害问题。


  3、钢轨横截面变形病害问题


  基于列车运行期间,钢轨与车轮相接触的部位,对列车内部及表面应力起到了决定性的作用。因此,在钢轨横截面引发变形的情况下,会改变轮轨关系,对列车的运行造成较大程度的影响,例如车轮碾压形成的钢轨踏面肥边,小半径曲线地段易形成的轨头侧磨。当钢轨与车轮接触不良时,易引发钢轨与车轮层面上的疲劳损害及轮缘爬上踏面的危险。并且在列车运行时,为保证列车横向振动的发生得到有效预防控制,需确保等效锥度维持在可控范围内。尤其是高速铁路,更需合理控制等效锥度量,倘若锥度量超出规定标准,会导致列车在运行期间出现不平稳的情况。


  4、钢轨表面疲劳病害问题


  钢轨表面疲劳病害,指的是因重载车导致铁路轨面失效的一种疲劳病害。基于线路繁忙、轨道润滑不足的区域,此类病害问题较容易出现。通常,避免疲劳是从某个材料的疲劳点开始,然后不断扩散;在钢轨没有遭遇严重的磨损的情况下,金属易处于原处伸长,进一步达到疲劳极限状态。从列车运行的安全性角度考虑,采取有效措施,消除钢轨表面疲劳病害问题非常必要。


二、铁路工务线路钢轨技术要点分析



  综上所述,铁路工务线路钢轨常见病害问题较多,针对这些病害问题则需重视修复技术的实施。总结起来,具体修复技术要点如下:


  1、钢轨原位修复技术


  钢轨原位修复技术,指的是针对钢轨受到损害的部位,采取永久性修复的一种技术方法,该技术实施要点为:在实际锁定轨温比实际轨温更高的条件下,锯切受损钢轨,进而采取液压钢轨拉伸器,针对收缩钢轨实施拉伸、重焊处理。需要注意的是,钢轨原位修复技术主要有两种,一种是插入短轨,另一种是插入短轨,不管采取何种修复技术方法,在修复期间,均需保证无缝线路锁定的轨温不会产生变化。此外,和传统修复方法比较,钢轨原位修复技术方法在节省人力资源、材料资源方面优势显著,而且还能够提升修复的速度,值得推广及应用。


  2、表面热喷涂修复技术


  热喷涂修复技术,指的是利用热源,将涂层材料进行加热至半溶化状态,或溶化状态之后,采取高速气体材料让材料雾化,将雾化之后的粒子,向钢轨表面喷射的一种工艺修复技术。这种修复技术的优势包括:(1)叠加效果优良;(2)喷涂后的零件不易发生形变,且表面受热影响小;(3)操作便利。针对受磨损钢轨部位,采取乙炔火焰喷焊工艺,能够达到理想的效果。但需注意的是,采取热喷涂修复技术,对钢轨表面的要求较高,且需对钢轨提前进行热处理。因此,需结合铁路工务线路钢轨的实际情况,合理选择工艺技术,达到理想修复的效果。


  3、整修钢轨表面伤损技术


  在整修钢轨表面伤损技术方面,主要的技术要点包括:(1)钢轨打磨技术,即铁路钢轨表面修整期间,在保证轨头强度不受到影响的套件下,将横向轮廓度与纵向平顺度恢复至良好的状态当中。(2)钢轨铣磨技术,采取刀盘圆周面上的铣刀,针对钢轨轨距圆角及钢轨顶面实施铣削加工处理,其工作边也需进行铣削加工处理,然后,对钢轨表面损害进行清除处理,进一步采取打磨盘,对钢轨表面棱角实施打磨处理。这种工艺技术的处理速度快,且空气噪声污染偏低,但在钢轨表面进行修正期间,修正需适度,避免过度修正,导致轨头金属磨损量偏大的状况发生。


  4、钢轨堆焊修复技术


  一般情况下,在铁路工务线路钢轨病害问题方面,会采取手工电弧焊补修复技术,虽然操作简单、成本低廉,但容易受到人为因素的影响。因此,需选择一些新颖的钢轨堆焊修复技术,比如埋弧修复技术,该项技术比常规的手工电弧焊补修复技术焊缝质量更优、焊接电流更大,且焊接效率更高,能够在一定程度上使焊接材料得到节省,适用范围更广,从而预防裂缝问题的发生。同时,还可以选用双丝埋弧焊补技术。此外,从提高焊层的综合机械性能及焊补效率层面考虑,可以选用自我保护药芯焊丝修复技术。


  5、轮滚润滑技术


  在铁路工务线路钢轨的轮缘与轨道侧面磨损预防控制方面,可以合理科学地应用轮滚润滑技术。可将曲线钢轨的非对称打磨与轮滚润滑技术有效结合应用,使曲线钢轨侧磨的发生得到有效的控制,使重载曲线钢轨的使用时间得到延长。但是,因钢轨润滑技术的应用,易使钢轨疲劳缝的扩散速度提升,导致脱轨、钢轨断裂故障的发生。需合理使用轮滚润滑技术,避免过分依赖,在此基础上将疲劳、润滑、打磨三者之间的关系进行协调处理。另外,可配合激光技术,对钢轨表面进行涂抹处理,使钢轨表面平滑度及坚固度得到有效提升,降低车轮与钢轨之间的摩擦力,使钢轨自身的摩擦损耗得到有效减轻。

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