摘要：小半径曲线段是钢轨结构强度中最为薄弱的部分，因此在实际的投入应用中较易受到病害的干扰，通过对国内某段小曲线钢轨进行跟踪调研后，综合分析了小半径曲线易遭受的病害类型，并对病害形成的原因进行简要分析，根据分析的结果针对性的提出减缓小半径曲线钢轨磨耗的具体措施，以求延长小半径曲线段的使用寿命，保证小半径曲线段的良好运行状态。通过在某小半径曲线钢轨地段进行相应的维护测试，经对比取得了良好的效果，通过对经验的总结成文，望对相关路段的维护人员提供参考。
关键词：小半径曲线；钢轨伤损；铁路整治
地铁运行的全程轨道中小半径曲线段最容易受到磨损危害，当车辆行驶至曲线段时轨道的弯度迫使机车转弯，由于高速行驶的车辆拥有较大的惯性，因此会对曲线段的轨道产生强大的冲击力，当此冲击力过大时就容易使轨道发生形变，同时对轨道造成侧磨和波磨的危害，当轨道长期没得到合理的措施就会对轨道的内外轨造成偏载，这就会加剧钢轨的磨损程度，造成车辆行驶的震荡，在严重时甚至会使行车的安全造成威胁。
1 铁路小半径曲线钢轨伤损主要种类
1.1 核 伤
核伤又称为轨头横向裂纹，其产生的原因主要有材质本身缺陷和接触疲劳，是小半径曲线上钢轨伤损比例最大的一类伤损。随着核伤发展增大，钢轨承载能力急剧下降，在高速重载的使用条件下极易发生钢轨折断，因此核伤也是钢轨伤损中危害最大的一类伤损。
1.1.1 材质缺陷形成的核伤
钢轨在制造过程中，由于冶金缺陷和工艺控制原因，钢锭内部存在非金属夹杂、白点、翻皮、偏析和缩孔残余等缺陷，经辊轧后成片状存在于轨头中，在列车荷载的重复作用下，这些缺陷逐步发展，形成核伤。这类核伤从断面看具有平坦光亮的表面，通常称为白核，当白核进一步发展到表面与空气接触后氧化，就称为黑核。
1.1.2 接触疲劳形成的核伤
大运量重载区段，由于车轮与钢轨间接触应力过大，在列车荷载反复作用下，轨头顶面产生表面剥离或其他表面伤损，然后向轨头内部逐步发展蔓延，形成核伤。
1.2 鱼鳞伤
鱼鳞伤是产生在钢轨顶面的一种伤损，只发生在复线单方向运行的铁路线路上。产生鱼鳞伤的重要原因之一是钢轨与车轮之间存在黏着性伤损，钢轨承受的荷载越大，黏着磨损的磨损量也越大，钢轨材质的屈服极限会变小，轮轨接触应力达到一定值后会使钢轨表面金属产生塑性变形，随着塑性变形情况不断加重，轨头表面金属组织产生迁移，就形成了表面裂纹。由于列车在线路上长期单方向运行，轨头表面金属组织的迁移方向固定，就会逐步形成从轨头内侧作用边缘向轨顶面发展的、具有一定倾斜角度的、沿钢轨纵向密集分布的类似鱼鳞的表面细小裂纹，现场一般称其为鱼鳞伤。它不同于一般的轨头金属碎裂和剥离，常以裂纹尖端未疲劳源，向下逐步发展形成核伤。
1.3 磨耗
磨耗主要有侧面磨耗、垂直磨耗和波浪形磨耗三类，有些文献资料称其为“磨粒伤损”。在列车转向架通过小半径曲线时，转向架前轴外轮踏面与曲线外轨顶面相接触，车轮轮缘与轨头侧面相接触。在车轮运转时，由于曲线两股钢轨不等长，车轮会存在滚动中夹杂滑动的现象，造成轨顶面垂直磨耗，同时由于上股钢轨内侧车轮轮缘与轨头侧面相接触，轨头侧面被轮缘磨削，造成钢轨侧面磨耗。侧面磨耗严重时对钢轨承载力影响较大，一方面钢轨断面面积减小，强度下降，钢轨受力状态恶化，各种伤损发展加剧，另一方面侧面磨耗严重时，车轮轮缘对钢轨轨头下颌的挤压，以及水平冲击力和挠曲应力的复合作用，会使轨头下颌尖端处产生微细裂纹，成为疲劳源，在列车往复作用下，发展形成核伤。
2 铁路小半径曲线钢轨探伤检查重点
2.1 严格卡控现场探伤作业，及时发现伤损
数字式探伤仪不仅现场使用方便，还能存储检查数据，便于检查后在计算机上进行分析。其中，钢轨探伤仪能够对轨头内、中、外侧三个部位分前后方向进行检查，基本具备全方位检查轨头伤损的能力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是，仪器不是万能的，探伤人员对仪器的正确操作使用才能有效发挥仪器的作用，因此在检查时必须注意以下几点。
2.1.1 正确设置仪器参数
在使用数字式探伤仪时，要对仪器的灵敏度、线路行别、检查股别等参数进行正确设置，否则仪器无法进行正常检查，或者只能使用较为抽象的脉冲模式，而无法使用清晰直观的图形模式进行探伤，也不能正确存储数据，无法回放分析。
2.1.2 调整仪器推行速度和横向位置，加强耦合
进入小半径曲线，仪器推行速度要适当降低。虽然经过测试，钢轨探伤仪在推行速度为4.5 km/h的情况下仍能正常探伤，但推行速度超过4 km/h时，探伤作业人员对仪器出波报警的反应时间相应缩短，存在伤损漏检的可能，因此在小半径曲线上推行速度尽量控制在3 km/h以下为宜。进入曲线后，观察轨顶面光带位置，根据钢轨侧面磨耗情况，适当调整仪器探头的横向位置，确保探头发出的超声波对轨头进行全覆盖，并调大水量，改善探头与轨顶面的耦合，使超声波能顺利通过耦合水层进行钢轨内部。
2.1.3 对疑似伤损报警要注意分析
轨头任意通道出现长报警，或某个通道在一次波范围内出现较长位移的报警，以及直70 °通道出现报警，均意味着可能存在较大的伤损，应当立即反复检查确认，还可以用同组作业的另一台仪器对报警进行分析确认，防止伤损漏检。
2.1.4 对伤损进行复查
注意对现存的伤损进行复查，尤其是一些重点监控的伤损，要通过出波报警的通道、出波位置和位移长度，判断出伤损大小，确认伤损是否发展变大，是否需要更换下道等。
2.1.5 重视对鱼鳞伤的甄别
曲线上股钢轨鱼鳞伤较多，仪器报警声频繁，容易形成听觉疲劳，一定程度上影响作业人员对报警的分析，但一定要坚持慢走细看，对鱼鳞报警位移大于2个大格的要坚决判重伤。
2.1.6 重视现场焊缝的探伤
尤其是线上焊接的铝热焊焊缝，应当在焊接后轨温降至正常温度时立即使用SDW-900型焊缝探伤仪进行全断面探伤，最迟不宜超过7天。有伤焊缝每年至少要使用SDW-900型焊缝探伤仪检查2次以上。
2.2 加强数据回放分析，实现“二次探伤”
2.2.1 对疑似伤损要加强分析，确认为疑似伤损时安排现场复查
在分析过程中，发现有疑似伤损时，要采用多种手段进行分析和排查，通过查阅既有伤损资料、焊缝资料分析是否是既有伤损或焊缝，或者是否仪器出现不正常工作，产生不正常的非伤损报警，排除以上因素后多人共同确认为疑似伤损的，根据伤损报警通道、显示的大小、所在轨头部位等因素，确定复查期限，疑似伤损很大，影响行车安全的，应当通知作业人员立即进行复查，疑似伤损较大，一定程度上存在安全隐患的，要在一个星期之内复查，一般的疑似伤损，可以在一个探伤周期内安排复查。
2.2.2 通过回放分析，规范现场探伤人员的作业行为，促进标 准化作业
进行数据回放分析能看出现场探伤人员是否存在不规范的作业行为，如不按规定使用自动灵敏度、焊缝处不站停看波和进行标记等。对发现的问题要及时进行通报，以逐步规范现场探伤人员的作业行为，只有现场探伤人员按标准化作业要求进行探伤作业，才能将伤损漏检的几率降至最低，有效避免伤损漏检和发生断轨。
3 结语
探伤检查只是一个方面，更重要的是在探伤检查出伤损后，线路养护、重点伤损的监控以及重伤钢轨的处理应当及时跟进，同时在钢轨使用一定年限后，进行成段更换下道，换新钢轨上道使用，是改善钢轨使用状况，确保行车安全的重要举措。
参考文献：
[1] 刘全仁，李强，孙高伟，等.北同蒲线钢轨伤损分析及防范对策[A].发展重载运输技术适应经济社会建设―铁路重载运输货车暨工务学术研讨会论文集[C].2011.
论文作者:林秀群
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/17
标签：伤损论文; 钢轨论文; 曲线论文; 磨耗论文; 半径论文; 作业论文; 鱼鳞论文; 《基层建设》2018年第27期论文;