钢轨伤损-标准-检测与维修可修改文字
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
铝热焊接头气孔缺陷
典型钢轨伤损-缺陷类
焊接接头裂纹
典型钢轨伤损-疲劳类
轨头鱼鳞状剥离
典型钢轨伤损-疲劳类
钢轨表面剥离
典型钢轨伤损-疲劳类
轨头剥离严重时引发的掉块
典型钢轨伤损-疲劳类
轨头核伤及断轨典型钢轨伤损-磨耗类
钢轨波磨
1.2 焊接接头伤损
伤损现象及形成原因
提高钢轨硬度
➢ 钢轨耐磨性能随硬度增加。采用轨头全长淬火热处理 钢轨或合金钢轨，将钢轨头部硬度提高到340-370HB， 可显著延长曲线钢轨使用寿命。
科学合理的轮缘润滑
➢ 采用固体润滑。采用固体润滑时，曲线钢轨侧磨可维 持在0.02mm/Mt左右且基本无剥离。使用车载喷脂润 滑时，减磨效果相当但钢轨剥离严重。
钢轨材质不良
疲劳裂纹萌生及扩展
鱼鳞
麻点
剥离掉块 核伤及断轨
钢轨疲劳的减缓措施
改善钢轨材质
➢ 提高钢轨材料的纯净度。减少夹杂物，减少有害元素 及气体含量。
➢ 改进热处理工艺。轨头应具有足够深度和均匀的淬火 硬化层，细化珠光体晶粒。
➢ 采用优质合金钢轨。
合理地进行钢轨大机打磨
➢ 采用钢轨预打磨去除钢轨表面脱碳层； ➢ 采用钢轨定期打磨，提高钢轨磨耗速率，去除钢轨表
严格控制钢中夹杂物含量。要求A类（硫化物） 夹杂物≤2-2.5级，B类（氧化物）、C类（硅 酸盐）、D类（球状氧化物）夹杂物≤1.01.5级。
轨钢中非金属夹杂物要求/级
标准
TB/T2344 250 km/h 350km/h
A类（硫 B类（氧 化物） 化铝）
≤2.5 ≤2.5 ≤2.0
≤2.0 ≤1.5 ≤1.0
钢轨平直度要求/mm
部位
项目
允许偏差
轨端
轨端与轨身重叠 区
垂直（向上） 垂直（向下） 水平(左右) 垂直
1.3 轨头侧面磨耗
钢轨侧面磨耗的形成机理
轮轨两点接触及超前距
A
B
A B
超前距与轮轨冲角成正 比。B点发生轮缘在轨 侧的快速滑动。
磨耗成份 粘着、切削、塑性流动
磨耗阶段性 早期剧烈磨耗期、中期稳定磨耗期
及晚期快速磨耗期 磨耗因子
磨耗速率与各主要力学参数的关系
Wid F
钢轨侧面磨耗的减缓措施
面疲劳层。
加强轨道的维修养护
➢ 增加和保持轨道弹性，减小轨道不平顺，改善钢轨受 力状态。
1.5 钢轨波形磨耗
钢轨波磨的现象
钢轨波形磨耗普遍出现
➢ 重载线路线上 ➢ 高速客运专线上 ➢ 城市地铁上
长波和短波
➢ 短波30-80mm，长波150－500mm ➢ 列车速度较高时，常出现短波磨耗，重载线路上主要
波磨成因理论分类
➢ 动力类。认为轮轨振动在一定条件下致使钢轨产生波 磨，波磨可能是不均匀磨耗、塑性变形或两者的混合。
➢ 非动力。认为即使轮轨作用力为常值，也会因为不均 匀塑性变形及磨损等原因形成波磨。
钢轨波形磨耗动力类成因理论
➢ 轮轨接触共振理论 ➢ 轮轨系统垂向共振理论 ➢ 轨枕弯曲振动理论 ➢ 轮对横向振动理论 ➢ 轮对扭转张驰振动理论 ➢ 车轮弯曲弹性波理论 ➢ 钢轨表面超声波理论
0.15~0.35 0.10~0.50 0.50~0.70
1.10~1.40 0.80~1.30 0.75~1.05
≤0.025 ≤0.025 ≤0.025
≤0.025c ≤0.025c ≤0.025c
0.65~0.75 0.70~0.78
0.10~0.50 0.50~0.70
0.80~1.30 0.75~1.05
要求铁路在开通运行前进行预打磨。打磨深 度一般不得超过0.20-0.3mm。因此，钢轨的 脱碳层深度应不大于0.3mm。
高断裂韧性和低疲劳裂纹扩展速率
在试验温度-20C下测得的断裂韧性KⅠC的最小 值 及 平 均 值 应 分 别 不 小 于 26 MPam1/2 和 29MPam1/2。
疲劳裂纹扩展速率da/dN规定为：当△K=10 MPa m1/2时，da/dN ≤17m/Gc；当 △K=13.5MPa m1/2时，da/dN ≤55m/Gc 。
C类（硅 酸盐）
≤2.0 ≤1.5 ≤1.0
D类（球 状氧化 物
≤2.0
≤1.5
≤1.0
严格控制钢轨表面缺陷
在热状态下形成的钢轨纵向导卫板刮伤、磨 痕、热刮伤、纵裂、氧化皮压入等的最大允 许 深 度 ： 钢 轨 踏 面 0.35mm ， 钢 轨 其 他 部 位 0.5mm。
在冷状态下形成的钢轨纵向划痕最大允许深 度：钢轨踏面和轨底下表面0.3mm；钢轨其 他部位0.5mm。
➢ “250km/h客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件”（铁 科技[2005]298号）
➢ “250km/h和350km/h客运专线钢轨检验及验收暂行标 准”（铁建设函[2005] 402号）
➢ “350km/h客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件”等3个 技术条件局部修订条文（铁科技[2007]164号）。
（最大允许修 不应小于深度的5
磨深度）
倍。
轨头踏面≤0.35mm 其它部位≤0.50mm
轨头踏面和轨底下表面≤0.30mm 其它部位≤0.50mm
踏面 0.35mm，其 踏面 0.35mm，其它 它部位0.5mm。每 部位0.5mm。每10m 25m钢轨可修磨2处。 可修磨一处。
浅的脱碳层深度
钢轨表层脱碳，造成表面硬度降低，耐磨、 耐剥离性能下降，会导致波磨等表面伤损的 过早出现。
≤0.025 ≤0.025
≤0.025c ≤0.025c
高铁钢轨的主要改进，在于提高抗疲劳的性能。
显著提高钢质洁净度
严格控制钢中的有害元素。如P、S含量，要 求P≤0.025%，S ≤0.025%。
严格控制钢中气体含量。氢、氧含量分别小 于2.5×10-4%和20×10-4%，钢轨成品氢含量 小于2.0×10-4%。
严格控制钢中残留元素 Mo<0.02%,Ni<0.10%,Cr<0.15%,Cu<0.15%, Ti<0.025%,Sb<0.040%,Sn<0.040%, Cu+10Sn<0.35%,Cr+Mo+Ni+Cu<0.35%；
严格控制钢中铝含量。为了有效减少钢中的 氧化铝夹杂，采用无铝脱氧，要求钢中铝含 量≤0.004%；
2. 钢轨技术条件
2.1 钢轨技术条件相关文件
不同钢轨的技术条件
为满足铁路提速、高速运输的需要，借鉴国 外先进标准，结合我国的实际，近年来制定 了系列钢轨技术条件，涵盖了高速铁路、提 速线路以及既有线钢轨，形成了我国铁路钢 轨的系列技术条件。
高速钢轨技术条件
➢ TB/T3276-2011：“350km/h客运专线60kg/m钢轨暂行 技术条件”（铁科技[2004]120号）
➢ 采用间断润滑。观察钢轨表面及侧面的剥离情况，当 剥离出现时，停止润滑。
设置合理轨道参数，可取得一定的减磨效果
➢ 适当增加轨道弹性 ➢ 尽量减小轨道几何不平顺 ➢ 设置10-15%的欠超高 ➢ 设置略大的轨距
1.4 钢轨疲劳伤损（剥离、掉块、裂纹、断
轨）
钢轨疲劳的形成机理
轮轨滚动接触疲劳 轨头表层剪切疲劳
伤损现象
➢ 裂纹 ➢ 气泡 ➢ 材质不均匀
形成原因
➢ 焊接种类选择 ➢ 焊接工艺控制 ➢ 热处理工艺
减缓焊接伤损的措施
采用长定尺钢轨、减少焊接接头 采用质量稳定的焊接方式
➢ 能用基地闪光焊，则不用移动闪光焊； ➢ 能用移动闪光焊，则不用气压焊； ➢ 能用气压焊，则不用铝热焊； ➢ 尽量减少铝热焊，尤其在重载铁路上。
严格控制钢轨几何尺寸精度和平直度
钢轨的几何尺寸高精度、高平直度是提速线 路实现平顺运行的重要保证。系列技术条件 规定了客运专线及提速线路用钢轨严格的几 何尺寸公差、钢轨端头和本体平直度、扭曲 等指标。
项目
钢轨高度 轨头宽度 轨头顶部断面 轨底宽度 轨腰厚度 轨底边缘厚度 接头夹板安装面斜度 接头夹板安装面高度 轨底凹陷a 端面斜度 断面不对称 长度
提速及既有线钢轨技术条件
➢ TB/T2344-2003:43-75kg/m热轧钢轨订货技术条件 （用于既有线时速160公里以下的线路）
➢ TB/T2635-2004:热处理钢轨技术条件（用于既有线时 速160公里以下的线路）。
2.2 高速铁路钢轨技术条件
标准 TB/T2344
钢种
U71Mn U75V
随着钢轨生产技术水平提高，因制造缺陷造 成的早期伤损大幅下降。随着列车速度、轴 重和密度提高，钢轨后期伤损日趋严重。
钢轨伤损分类
缺陷类 疲劳类
➢ 剥离 掉块 ➢ 核伤 ➢ 裂纹 断裂
磨损类
➢ 垂磨 侧磨 ➢ 波磨
变形类
➢ 压溃 ➢ 波磨
典型钢轨伤损-缺陷类
钢轨轨腰裂纹
典型钢轨伤损-缺陷类
钢轨伤损（机理、检测、维修）
报告内容
1. 钢轨伤损机理及减缓措施 2. 钢轨技术条件 3. 钢轨检测与维修
1. 钢轨伤损机理及减缓措施
1.1 钢轨伤损概况
伤损发展的浴盆曲线
钢轨伤损随运量的变化大致符合浴盆曲线， 早期伤损较快、中期较为稳定、晚期较快。
造成钢轨早期伤损的原因主要是由于钢轨制 造或焊接、热处理等工艺不良造成的缺陷以 及或轮轨磨合。
250 km/h
U71Mn U71Mnk U75V
350km/h
U71Mnk U75V
钢轨化学成分
C
Si
Mn
P
S
0.65~0.76 0.71~0.80
0.15~0.35 0.50~0.80
1.10~1.40 0.70~1.05
≤0.030 ≤0.030
≤0.030 ≤0.030
0.65~0.76 0.65~0.75 0.71~0.78
250 km/h客运专线钢轨技术条 件 0.6 0.5 0.6 1.0 +1.0，–0.5 +0.75，–0.5 +1.0，–0.5 +0.6，–0.5 ≤0.3 ≤0.6 ±1.2 6.0 双方协商 0.7 0.7
350km/h客运专线钢轨技术 条件 0.6 0.5 +0.6，–0.3 1.0 +1.0，–0.5 +0.75，–0.5 0.35 +0.6，–0.5 ≤0.3 ≤0.6 ±1.2 30 100m:30 0.7 0.7
采用稳定的焊接工艺
➢ 按规定进行型式检验，确定合理的钢轨焊接工艺； ➢ 重视焊接接头的周期性生产检验（落锤、硬度），稳
定钢轨焊接工艺。
严格工艺操作
➢ 认真检查母材，避免不合格母材焊接出厂铺设上道； ➢ 避免焊接过程中出现钳口打火； ➢ 避免焊接过程中推凸不当伤及钢轨；
采用良好的焊后热处理技术
钢轨波形磨耗非动力类成因理论
➢ 钢轨冶金性能理论 ➢ 残余应力理论 ➢ 不均匀磨损和理论 ➢ 不均匀塑性变形理论 ➢ 接触疲劳理论 ➢ 应力限值理论 ➢ 轮轨廓形匹配理论
钢轨波磨的减缓措施
主要措施
➢ 提高钢轨材质强度及耐磨性能 ➢ 钢轨打磨
其他措施
➢ 减少轨道不平顺 ➢ 提高轨道的弹性和阻尼 ➢ 适当降低曲线地段外轨超高 ➢ 钢轨倒换 ➢ 反向行车
螺栓孔直径 螺栓孔位置
钢轨尺寸允许偏差/mm
TB/T2344-2003（50~75kg/m钢轨）
0.6 0.5 未规定 +1.0，–1.5 +1.0，–0.5 +0.75，–0.5 +1.0，–0.5 +0.6，–0.5 ≤0.4 ≤0.8 ±1.2 ≤25m:6.0（有孔）、10.0（无孔） >25m:供需双方协商; 0.8 0.8
➢ 合理控制焊接后的正火温度。在焊接后冷却至500℃ 以下进行重新加热；正火升温轨头部位应达到900℃， 轨底应达到800℃。
➢ 合理控制正火后冷却方式及冷却速度。采用轨头喷风 冷却，保证焊接接头轨头硬度与母材匹配；对热处理 钢轨应采用较高的喷风冷却强度（喷风压力0.2MPa）； 对热轧钢轨应采用较低的喷风冷却强度（喷风压力 0.1MPa）。
表面缺陷深度要求
项目
TB/T2344
250 km/h
350km/h
热轧状态下刮 轨头踏面及其它部 伤、轧痕、纵 位≤0.50mm 向线纹、折叠、 氧化皮压入深 度（mm）
冷态下形成的 轨头踏面和轨底下 纵、横向划痕、 表面≤0.40mm 碰伤深度（mm） 其它部位≤0.50mm
表面缺陷修磨 表面缺陷清理宽度
出现长波磨耗。
波磨的形成和发展
➢ 波磨的形成原因和发展原因可能是相同的，也可 能是不同的，目前尚无定论；
➢ 短波磨耗发展到一定程度时，波深和波长趋于稳 定；
➢ 长波磨耗随着车轮作用，波长趋于稳定，波深持 续加大。
波磨的危害
➢ 短波引起剧烈振动 ➢ 长波引起剧烈振动的同时，危害行车安全。
钢轨波磨的成因理论
典型钢轨伤损-缺陷类
焊接接头裂纹
典型钢轨伤损-疲劳类
轨头鱼鳞状剥离
典型钢轨伤损-疲劳类
钢轨表面剥离
典型钢轨伤损-疲劳类
轨头剥离严重时引发的掉块
典型钢轨伤损-疲劳类
轨头核伤及断轨典型钢轨伤损-磨耗类
钢轨波磨
1.2 焊接接头伤损
伤损现象及形成原因
提高钢轨硬度
➢ 钢轨耐磨性能随硬度增加。采用轨头全长淬火热处理 钢轨或合金钢轨，将钢轨头部硬度提高到340-370HB， 可显著延长曲线钢轨使用寿命。
科学合理的轮缘润滑
➢ 采用固体润滑。采用固体润滑时，曲线钢轨侧磨可维 持在0.02mm/Mt左右且基本无剥离。使用车载喷脂润 滑时，减磨效果相当但钢轨剥离严重。
钢轨材质不良
疲劳裂纹萌生及扩展
鱼鳞
麻点
剥离掉块 核伤及断轨
钢轨疲劳的减缓措施
改善钢轨材质
➢ 提高钢轨材料的纯净度。减少夹杂物，减少有害元素 及气体含量。
➢ 改进热处理工艺。轨头应具有足够深度和均匀的淬火 硬化层，细化珠光体晶粒。
➢ 采用优质合金钢轨。
合理地进行钢轨大机打磨
➢ 采用钢轨预打磨去除钢轨表面脱碳层； ➢ 采用钢轨定期打磨，提高钢轨磨耗速率，去除钢轨表
严格控制钢中夹杂物含量。要求A类（硫化物） 夹杂物≤2-2.5级，B类（氧化物）、C类（硅 酸盐）、D类（球状氧化物）夹杂物≤1.01.5级。
轨钢中非金属夹杂物要求/级
标准
TB/T2344 250 km/h 350km/h
A类（硫 B类（氧 化物） 化铝）
≤2.5 ≤2.5 ≤2.0
≤2.0 ≤1.5 ≤1.0
钢轨平直度要求/mm
部位
项目
允许偏差
轨端
轨端与轨身重叠 区
垂直（向上） 垂直（向下） 水平(左右) 垂直
1.3 轨头侧面磨耗
钢轨侧面磨耗的形成机理
轮轨两点接触及超前距
A
B
A B
超前距与轮轨冲角成正 比。B点发生轮缘在轨 侧的快速滑动。
磨耗成份 粘着、切削、塑性流动
磨耗阶段性 早期剧烈磨耗期、中期稳定磨耗期
及晚期快速磨耗期 磨耗因子
磨耗速率与各主要力学参数的关系
Wid F
钢轨侧面磨耗的减缓措施
面疲劳层。
加强轨道的维修养护
➢ 增加和保持轨道弹性，减小轨道不平顺，改善钢轨受 力状态。
1.5 钢轨波形磨耗
钢轨波磨的现象
钢轨波形磨耗普遍出现
➢ 重载线路线上 ➢ 高速客运专线上 ➢ 城市地铁上
长波和短波
➢ 短波30-80mm，长波150－500mm ➢ 列车速度较高时，常出现短波磨耗，重载线路上主要
波磨成因理论分类
➢ 动力类。认为轮轨振动在一定条件下致使钢轨产生波 磨，波磨可能是不均匀磨耗、塑性变形或两者的混合。
➢ 非动力。认为即使轮轨作用力为常值，也会因为不均 匀塑性变形及磨损等原因形成波磨。
钢轨波形磨耗动力类成因理论
➢ 轮轨接触共振理论 ➢ 轮轨系统垂向共振理论 ➢ 轨枕弯曲振动理论 ➢ 轮对横向振动理论 ➢ 轮对扭转张驰振动理论 ➢ 车轮弯曲弹性波理论 ➢ 钢轨表面超声波理论
0.15~0.35 0.10~0.50 0.50~0.70
1.10~1.40 0.80~1.30 0.75~1.05
≤0.025 ≤0.025 ≤0.025
≤0.025c ≤0.025c ≤0.025c
0.65~0.75 0.70~0.78
0.10~0.50 0.50~0.70
0.80~1.30 0.75~1.05
要求铁路在开通运行前进行预打磨。打磨深 度一般不得超过0.20-0.3mm。因此，钢轨的 脱碳层深度应不大于0.3mm。
高断裂韧性和低疲劳裂纹扩展速率
在试验温度-20C下测得的断裂韧性KⅠC的最小 值 及 平 均 值 应 分 别 不 小 于 26 MPam1/2 和 29MPam1/2。
疲劳裂纹扩展速率da/dN规定为：当△K=10 MPa m1/2时，da/dN ≤17m/Gc；当 △K=13.5MPa m1/2时，da/dN ≤55m/Gc 。
C类（硅 酸盐）
≤2.0 ≤1.5 ≤1.0
D类（球 状氧化 物
≤2.0
≤1.5
≤1.0
严格控制钢轨表面缺陷
在热状态下形成的钢轨纵向导卫板刮伤、磨 痕、热刮伤、纵裂、氧化皮压入等的最大允 许 深 度 ： 钢 轨 踏 面 0.35mm ， 钢 轨 其 他 部 位 0.5mm。
在冷状态下形成的钢轨纵向划痕最大允许深 度：钢轨踏面和轨底下表面0.3mm；钢轨其 他部位0.5mm。
➢ “250km/h客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件”（铁 科技[2005]298号）
➢ “250km/h和350km/h客运专线钢轨检验及验收暂行标 准”（铁建设函[2005] 402号）
➢ “350km/h客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件”等3个 技术条件局部修订条文（铁科技[2007]164号）。
（最大允许修 不应小于深度的5
磨深度）
倍。
轨头踏面≤0.35mm 其它部位≤0.50mm
轨头踏面和轨底下表面≤0.30mm 其它部位≤0.50mm
踏面 0.35mm，其 踏面 0.35mm，其它 它部位0.5mm。每 部位0.5mm。每10m 25m钢轨可修磨2处。 可修磨一处。
浅的脱碳层深度
钢轨表层脱碳，造成表面硬度降低，耐磨、 耐剥离性能下降，会导致波磨等表面伤损的 过早出现。
≤0.025 ≤0.025
≤0.025c ≤0.025c
高铁钢轨的主要改进，在于提高抗疲劳的性能。
显著提高钢质洁净度
严格控制钢中的有害元素。如P、S含量，要 求P≤0.025%，S ≤0.025%。
严格控制钢中气体含量。氢、氧含量分别小 于2.5×10-4%和20×10-4%，钢轨成品氢含量 小于2.0×10-4%。
严格控制钢中残留元素 Mo<0.02%,Ni<0.10%,Cr<0.15%,Cu<0.15%, Ti<0.025%,Sb<0.040%,Sn<0.040%, Cu+10Sn<0.35%,Cr+Mo+Ni+Cu<0.35%；
严格控制钢中铝含量。为了有效减少钢中的 氧化铝夹杂，采用无铝脱氧，要求钢中铝含 量≤0.004%；
2. 钢轨技术条件
2.1 钢轨技术条件相关文件
不同钢轨的技术条件
为满足铁路提速、高速运输的需要，借鉴国 外先进标准，结合我国的实际，近年来制定 了系列钢轨技术条件，涵盖了高速铁路、提 速线路以及既有线钢轨，形成了我国铁路钢 轨的系列技术条件。
高速钢轨技术条件
➢ TB/T3276-2011：“350km/h客运专线60kg/m钢轨暂行 技术条件”（铁科技[2004]120号）
➢ 采用间断润滑。观察钢轨表面及侧面的剥离情况，当 剥离出现时，停止润滑。
设置合理轨道参数，可取得一定的减磨效果
➢ 适当增加轨道弹性 ➢ 尽量减小轨道几何不平顺 ➢ 设置10-15%的欠超高 ➢ 设置略大的轨距
1.4 钢轨疲劳伤损（剥离、掉块、裂纹、断
轨）
钢轨疲劳的形成机理
轮轨滚动接触疲劳 轨头表层剪切疲劳
伤损现象
➢ 裂纹 ➢ 气泡 ➢ 材质不均匀
形成原因
➢ 焊接种类选择 ➢ 焊接工艺控制 ➢ 热处理工艺
减缓焊接伤损的措施
采用长定尺钢轨、减少焊接接头 采用质量稳定的焊接方式
➢ 能用基地闪光焊，则不用移动闪光焊； ➢ 能用移动闪光焊，则不用气压焊； ➢ 能用气压焊，则不用铝热焊； ➢ 尽量减少铝热焊，尤其在重载铁路上。
严格控制钢轨几何尺寸精度和平直度
钢轨的几何尺寸高精度、高平直度是提速线 路实现平顺运行的重要保证。系列技术条件 规定了客运专线及提速线路用钢轨严格的几 何尺寸公差、钢轨端头和本体平直度、扭曲 等指标。
项目
钢轨高度 轨头宽度 轨头顶部断面 轨底宽度 轨腰厚度 轨底边缘厚度 接头夹板安装面斜度 接头夹板安装面高度 轨底凹陷a 端面斜度 断面不对称 长度
提速及既有线钢轨技术条件
➢ TB/T2344-2003:43-75kg/m热轧钢轨订货技术条件 （用于既有线时速160公里以下的线路）
➢ TB/T2635-2004:热处理钢轨技术条件（用于既有线时 速160公里以下的线路）。
2.2 高速铁路钢轨技术条件
标准 TB/T2344
钢种
U71Mn U75V
随着钢轨生产技术水平提高，因制造缺陷造 成的早期伤损大幅下降。随着列车速度、轴 重和密度提高，钢轨后期伤损日趋严重。
钢轨伤损分类
缺陷类 疲劳类
➢ 剥离 掉块 ➢ 核伤 ➢ 裂纹 断裂
磨损类
➢ 垂磨 侧磨 ➢ 波磨
变形类
➢ 压溃 ➢ 波磨
典型钢轨伤损-缺陷类
钢轨轨腰裂纹
典型钢轨伤损-缺陷类
钢轨伤损（机理、检测、维修）
报告内容
1. 钢轨伤损机理及减缓措施 2. 钢轨技术条件 3. 钢轨检测与维修
1. 钢轨伤损机理及减缓措施
1.1 钢轨伤损概况
伤损发展的浴盆曲线
钢轨伤损随运量的变化大致符合浴盆曲线， 早期伤损较快、中期较为稳定、晚期较快。
造成钢轨早期伤损的原因主要是由于钢轨制 造或焊接、热处理等工艺不良造成的缺陷以 及或轮轨磨合。
250 km/h
U71Mn U71Mnk U75V
350km/h
U71Mnk U75V
钢轨化学成分
C
Si
Mn
P
S
0.65~0.76 0.71~0.80
0.15~0.35 0.50~0.80
1.10~1.40 0.70~1.05
≤0.030 ≤0.030
≤0.030 ≤0.030
0.65~0.76 0.65~0.75 0.71~0.78
250 km/h客运专线钢轨技术条 件 0.6 0.5 0.6 1.0 +1.0，–0.5 +0.75，–0.5 +1.0，–0.5 +0.6，–0.5 ≤0.3 ≤0.6 ±1.2 6.0 双方协商 0.7 0.7
350km/h客运专线钢轨技术 条件 0.6 0.5 +0.6，–0.3 1.0 +1.0，–0.5 +0.75，–0.5 0.35 +0.6，–0.5 ≤0.3 ≤0.6 ±1.2 30 100m:30 0.7 0.7
采用稳定的焊接工艺
➢ 按规定进行型式检验，确定合理的钢轨焊接工艺； ➢ 重视焊接接头的周期性生产检验（落锤、硬度），稳
定钢轨焊接工艺。
严格工艺操作
➢ 认真检查母材，避免不合格母材焊接出厂铺设上道； ➢ 避免焊接过程中出现钳口打火； ➢ 避免焊接过程中推凸不当伤及钢轨；
采用良好的焊后热处理技术
钢轨波形磨耗非动力类成因理论
➢ 钢轨冶金性能理论 ➢ 残余应力理论 ➢ 不均匀磨损和理论 ➢ 不均匀塑性变形理论 ➢ 接触疲劳理论 ➢ 应力限值理论 ➢ 轮轨廓形匹配理论
钢轨波磨的减缓措施
主要措施
➢ 提高钢轨材质强度及耐磨性能 ➢ 钢轨打磨
其他措施
➢ 减少轨道不平顺 ➢ 提高轨道的弹性和阻尼 ➢ 适当降低曲线地段外轨超高 ➢ 钢轨倒换 ➢ 反向行车
螺栓孔直径 螺栓孔位置
钢轨尺寸允许偏差/mm
TB/T2344-2003（50~75kg/m钢轨）
0.6 0.5 未规定 +1.0，–1.5 +1.0，–0.5 +0.75，–0.5 +1.0，–0.5 +0.6，–0.5 ≤0.4 ≤0.8 ±1.2 ≤25m:6.0（有孔）、10.0（无孔） >25m:供需双方协商; 0.8 0.8
➢ 合理控制焊接后的正火温度。在焊接后冷却至500℃ 以下进行重新加热；正火升温轨头部位应达到900℃， 轨底应达到800℃。
➢ 合理控制正火后冷却方式及冷却速度。采用轨头喷风 冷却，保证焊接接头轨头硬度与母材匹配；对热处理 钢轨应采用较高的喷风冷却强度（喷风压力0.2MPa）； 对热轧钢轨应采用较低的喷风冷却强度（喷风压力 0.1MPa）。
表面缺陷深度要求
项目
TB/T2344
250 km/h
350km/h
热轧状态下刮 轨头踏面及其它部 伤、轧痕、纵 位≤0.50mm 向线纹、折叠、 氧化皮压入深 度（mm）
冷态下形成的 轨头踏面和轨底下 纵、横向划痕、 表面≤0.40mm 碰伤深度（mm） 其它部位≤0.50mm
表面缺陷修磨 表面缺陷清理宽度
出现长波磨耗。
波磨的形成和发展
➢ 波磨的形成原因和发展原因可能是相同的，也可 能是不同的，目前尚无定论；
➢ 短波磨耗发展到一定程度时，波深和波长趋于稳 定；
➢ 长波磨耗随着车轮作用，波长趋于稳定，波深持 续加大。
波磨的危害
➢ 短波引起剧烈振动 ➢ 长波引起剧烈振动的同时，危害行车安全。
钢轨波磨的成因理论