城市軌道交通鋼軌傷損檢測技術(shù)

1．鋼軌傷損是指鋼軌在使用過程中發(fā)生的折斷、裂紋及其他影響和限制鋼軌使用性能的各種狀態(tài)。鋼軌裂紋是指鋼軌表面或內(nèi)部的部分金屬發(fā)生分離。

2．鋼軌其他傷損是指除裂紋、折斷以外．影響鋼軌使用性能的磨耗、壓潰、壓陷(或凹陷)、波浪磨耗、彎曲變形、表面缺陷、外傷腐蝕等傷損。

3．鋼軌傷損狀態(tài)是指鋼軌傷損的宏觀形貌(或形狀)特征．它直接記錄和反映了傷損的發(fā)展過程和結(jié)果。

鋼軌傷損大致可分為五大類：鋼軌核傷，鋼軌接頭部位傷損，鋼軌的水平、垂直、斜向裂紋，鋼軌軌底裂紋，鋼軌焊接接頭傷損等。

1.鋼軌核傷

鋼軌核傷又稱黑核或白核，大多數(shù)發(fā)生在鋼軌軌頭內(nèi)，它是各類傷損中危害最大的鋼軌傷損之一。

核傷形成原因：由于鋼軌本身存在白點、氣泡和非金屬夾雜物或嚴(yán)重偏析等，在列車動荷載的重復(fù)作用下，這些微細(xì)疲勞源逐步擴展，使這些疲勞斷面具有平坦光亮的表面、通常稱作白核。當(dāng)白核發(fā)展至軌面時，疲勞斑痕受氧化逐漸發(fā)展成了黑核。

除材質(zhì)因素外還有其他因素產(chǎn)生的核傷：接觸疲勞形成的核傷、軌面剝離形成的核傷、擦傷(焊補)形成的核傷、魚鱗傷損形成的核傷、焊接不良形成核傷。

2.鋼軌接頭傷損

鋼軌接頭是線路上最薄弱的環(huán)節(jié)，車輪作用在鋼軌接頭上的最大慣性沖擊力比其他部位大60%左右，鋼軌接頭的主要傷損是螺孔裂紋，其次是下顎裂紋、接頭掉塊、馬鞍形磨耗等。

(1)螺孔裂紋產(chǎn)生的主要原因有：軌道結(jié)構(gòu)不合理，接頭沖擊過大，養(yǎng)護(hù)狀態(tài)不良等。

(2)下顎裂紋形成主要原因是：軌頭長期受到過大的偏載，水平推力以及軌頭撓曲應(yīng)力的復(fù)合作用等。

(3)接頭掉塊、馬鞍形磨耗形成主要原因是：鋼軌淬火層與鋼軌母材間硬度相差很大，而且沒有均勻過渡，大軌縫部位軌端承受車輪沖擊力大、線路暗坑吊板等，促使鋼軌掉塊、壓陷和不均勻磨耗。

3.鋼軌的水平、垂直、斜向裂紋

(1)鋼軌在制造過程中工藝不良，沒有切除鑄錠中帶有的嚴(yán)重偏析、縮孔、夾雜物等，使之在軌頭或軌腰中形成水平、垂直(縱向)或鼓包等裂紋。

(2)在無縫長軌地段，長期受到大的偏心負(fù)載、水平推力及軌頭撓曲應(yīng)力的復(fù)合作用，在焊接接頭下顎會產(chǎn)生水平裂紋。

(3)高硬度、耐磨的合金鋼軌、含碳量較高的淬火鋼軌因車輪的輾壓，在軌頭表面形成魚鱗斜向裂紋。

4．鋼軌軌底裂紋

軌底裂紋的表現(xiàn)形式大體有三種：軌底坑洼(或劃痕)發(fā)展形成的軌底橫向裂紋，軌腰縱向裂向下發(fā)展形成的軌底裂紋，焊接工藝不良造成的軌底橫向裂紋。在軌底熱影響區(qū)極容易產(chǎn)生軌底橫向裂紋。

5．鋼軌焊接接頭傷損

國內(nèi)長軌焊接方式有接觸焊、鋁熱焊、氣壓焊三種。焊接設(shè)備、材料、氣溫和操作工藝等諸多因素都會影響焊接質(zhì)量。

(1)鋁熱焊焊縫缺陷有夾渣、氣孔、夾砂、縮孔、疏松、未焊透和裂紋等，其中夾渣、氣孔可產(chǎn)生在焊縫中的任何部位，夾砂等多存在于軌底兩側(cè)，疏松多存在于軌底三角區(qū)，裂紋多產(chǎn)生在焊縫與母材之間。

(2)接觸焊焊縫缺陷有灰班、裂紋、燒傷，其中灰班可存在于鋼軌中的任何部位，特別是軌底邊居多，裂紋存在于軌腰和熱影響區(qū)，燒傷存在于離焊縫130～133 mm的區(qū)域。

(3)氣壓焊常見缺陷有光班、過燒、未焊透，其中光班存在于軌頭或軌底部位，過燒存在于軌底兩側(cè)和軌頭與軌腰結(jié)合處的凸出部位，未焊透存在于焊縫的任何部位。