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钢轨更换的主要原因是磨耗和疲劳伤损

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钢轨更换的主要原因是磨耗和疲劳伤损

发布日期:2017-09-19 00:00 来源:http://www.haibo065.com 点击:

钢轨作为一根支承在连续弹性基础上的无限长梁,主要承受来自机车车辆的集中垂直荷载,在其断面上产生一定的弯矩。钢轨由于断面抗弯强度不足而损坏的事例较少。钢轨更换的主要原因是磨耗和疲劳伤损。轻钢轨的磨耗在直线及曲线上有不同形式和程度上的表现。直线上主要为接头部分的鞍形磨耗。曲线上主要为外股钢轨的侧面磨耗、内股钢轨的头部压溃和波形磨耗,而在小半径曲线上更显得特别严重。钢轨疲劳伤损的主要表现是核伤。它起源于轨头内部存在的细小裂纹。随着机车车辆通过时轨头内部出现极为复杂的应力组合,使这一细小裂纹先是成核,然后再向轨头四周发展,最后则在无预兆下猝然折断,引起后果十分严重的行车事故。

减少曲线钢轨磨耗的主要措施在于改进机车车辆转向架的设计,借以改善轮轨间的相互作用条件,减少彼此间的摩擦。作为治标措施,可采用曲线钢轨侧面涂油或在小半径曲线上铺设耐磨性能高的特种合金钢轨。防止核伤的最有效方法是对钢料进行控制性冷却,避免钢轨内部因氢气逸出而产生的细小裂纹,从而根本消灭了产生核伤的疲劳源。但是,尽管采取各种预防措施,钢轨核伤仍无法绝对避免。为确保行车安全,必须进行定期的钢轨探伤,以便及时消除隐患,避免发生重大行车事故。

钢轨的强度、耐磨性以及抵抗冲击的能力,在很大程度上取决于钢轨的材质,也就是取决于钢材的化学成分、金相组织、生产工艺和热处理质量。钢轨的化学成分,除含铁外,还含有碳、锰、硅、硫和磷等。含碳量高,可增加钢轨的强度,但含碳过高,将使其塑性及冲击韧性降低。适当提高锰和硅的含量,能增加钢轨的强度、硬度和韧性。硫和磷是有害杂质,不容许超过规定的限度。此外,在钢轨中加入适量的铬、镍、钼、钒、钛或铜等元素制成合金钢轨,可提高钢轨的质量。中国自70年代起已生产含稀土、低锰、中硅及含钛、含铜等低合金钢轨。为提高轨端部分的抗磨性能,防止压陷,保证钢轨全长磨耗均匀,通常在钢轨的两端进行轨面淬火,以提高其硬度;全长淬火,钢轨使用效果更好。

钢轨焊接缺陷

(1) 接触焊不良引起钢轨断裂

接触焊不良常常造成钢轨焊缝端面不能完全焊合,而形成局部熔融状表面和未熔融区,在行车中钢轨从焊缝中发生脆断。

(2) 铝热焊不良引起钢轨折断

铝热焊是一种铝热冶炼工艺,其生成物为铸态组织,常存在各种铸造缺陷,这些缺陷经列车反复作用常由局部微小裂纹发展成钢轨宏观断裂。引起钢轨宏观断裂的铸造缺陷为结晶裂缝、央渣、晶粒粗大。

(3) 气压焊不起引起钢轨断裂

气压焊不良常常造成钢轨光斑和断裂。光斑是指未能焊合的这种缺陷,其断口呈银灰色。由于气压焊不良造成钢轨残余应力较大,尤其是在腰部焊缝处存在残余拉应力,在行车过程中这种拉应力与列车通过产生的工作应力叠加,超过其强度时则发生钢轨沿腰部呈“s”形断裂。

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