铁路工务线路钢轨技术分析

发表时间:2021/7/21   来源:《工程管理前沿》2021年第7卷3月第8期   作者:董津羽
[导读] 在铁路系统中,铁路工务线路是非常重要的环节,主要负责做好铁路线路及其相关设备的保养、维修等工作
        董津羽
        丰台工务段材料科  北京 100071
        摘要:在铁路系统中,铁路工务线路是非常重要的环节,主要负责做好铁路线路及其相关设备的保养、维修等工作。然而,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。因此,本文以铁路工务线路钢轨常见病害问题为切入点,进一步对铁路工务线路钢轨技术要点进行分析,希望以此为铁路工务线路运行的可靠性及安全性提供有效技术支持。
        关键词:铁路工务线路;钢轨技术;常见病害问题;技术要点

        近年来,在社会经济稳步发展的背景下,我国铁路工程事业呈现了较为快速的发展态势。而在铁路交通压力不断加大的状况下,受到载运重量增加、列车速度提升、行车条件要求变高等因素影响,使得铁路工务线路钢轨的性能及质量受到影响,进而易引发一些病害问题[1]。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,便有必要重视铁路工务线路钢轨技术的实施。由此可见,本文围绕“铁路工务线路钢轨技术”进行分析研究价值意义显著。

1.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:
1.1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。
1.2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,使轨道受到不规则冲击,进而发生此类变形病害问题[2]。
1.3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,考虑到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,易使列车在运行期间出现不平稳的情况。
1.4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关键。

2.铁路工务线路钢轨技术要点分析
        如前所述,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:
2.1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:通常,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。需注意的是,钢轨原位修复技术主要有两种,一种是不插入短轨,另一种是插入短轨,不管采取何种修复技术方法,基于修复期间,均需保证无缝线路锁定的轨温不会产生变化[3]。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。
2.2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处理,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,进一步将雾化之后的粒子,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:其一,叠加效果优良;其二,喷涂后的零件不易发生形变,且表面受热影响小;其三,操作便利等。针对受磨损钢轨部位,采取乙炔火焰喷焊工艺,能够起到理想的效果。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。
2.3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钢轨打磨技术与钢轨铣磨技术,技术要点为:(1)钢轨打磨技术,即基于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[4]。(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,针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,但针对钢轨表面进行修正期间,修正需适度,避免过度修正,进而使轨头金属磨损量偏大的状况避免发生。
2.4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,该项技术和常规的手工电弧焊补修复技术比较,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,且从预防裂缝问题的发生,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。
2.5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。通常,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预防控制,进而使重载曲线钢轨的使用时间得到有效延长。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,进一步导致脱轨、钢轨断裂故障的发生。因此,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[5]。此外,可配合激光技术,针对钢轨表面进行涂抹处理,以此使钢轨表面平滑度及坚固度得到有效提升,使车轮与钢轨的摩擦力减小,最终使钢轨自身的摩擦损耗得到有效减轻。

3.结语
        综上所述,铁路工务线路钢轨病害问题较多,需重视钢轨原位修复技术、表面热喷涂修复技术、整修钢轨表面伤损技术、钢轨堆焊修复技术以及轮滚润滑技术在其中的合理科学应用,使病害问题有效预防控制,使铁路工务线路钢轨的性能质量得到有效保证,进一步保证铁路列车运行的质量及安全性。
参考文献:
        [1]思积栋.提高铁路工务普速线路维修质量的措施[J].绿色环保建材,2019(07):103-104.
        [2]刘磊.换轨小车的技术革新[J].铁道运营技术,2019,25(01):34-36.
        [3]曾志清.试论铁路线路轨道工务维修养护技术[J].建材与装饰,2019(01):280-281.
        [4].中国铁物钢轨探伤系统顺利接入全国铁路工务信息大平台[J].铁路采购与物流,2018,13(11):38.
        [5]王川.谈铁路工务物资的全寿命管理[J].铁路采购与物流,2018,13(11):94-95.
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