钢轨鱼鳞伤及探伤方法

钢轨鱼鳞伤及探伤方法探讨

摘要：对现场鱼鳞伤损的发生发展趋势进行调查，分类针

对不同情况通过解剖、疲劳试验等手段。提出鱼鳞伤判伤的

标准和校对方法。

一鱼鳞伤的成因

鱼鳞伤主要分布于曲线、坡道地段、直线上也有但是很少。基本上是由于轮轨的相互作用，轨顶面反复出现接触应力，轮轨接触面表层金属发生塑性变形，当接触应力接近钢轨的剪切屈服极限时，使钢轨的几何形状发生变化，表现为轨头踏面压宽、碾边、垂直磨耗和侧面磨耗。钢轨塑性变形程度和磨耗速率与轮轨接触应力和摩擦力成正比与钢轨的硬度成反比。钢轨表面的塑性变形一方面使轨顶表面金属加工硬化，硬度提高在表面出现疲劳裂纹，导致薄片状剥离。另一方面疲劳裂纹易在表面萌发和沿变形流线方向发展。当塑性变形达到一定深度时，在表面形成的疲劳裂纹将在接触剪应力作用下沿变形流线方向倾斜向下发展。当裂纹的扩展速率大于磨耗速率时，在接触应力较大的轨顶内侧小圆弧处出现鱼鳞状剥离裂纹，（这种鱼鳞状的剥离裂纹的方向与行车方向一致）剥离裂纹深度与塑性变形对应，在小半径曲线外轨处，一般可达2mm以上。在

曲线外轨轮轨的粘着濡滑作用下，促进了裂纹发展，前后鱼鳞裂纹贯通而出现掉块。

在长大坡道、信号机前后线路上列车爬坡制动、启动、轮轨剧烈摩擦。使钢轨表面产生淬火马氏体金相组织，硬度高，韧性低。在轮轨接触应力作用下易产生龟裂和剥离。

目前我们统称为鱼鳞伤或鱼鳞伤引起的剥落掉块。

二鱼鳞伤的发展趋势

根据我段调查结果，鱼鳞伤的发展趋势有以下三种。

1随列车的运行磨掉，鱼鳞伤不发展。

2随着塑性变形的流线方向发展，达到一定深度时在水平方向的对称脉环正交剪应力作用下形成水平帽。水平帽继续扩展，有的形成掉块，由于轨道的不平顺，增加了轮轨冲击力，加速了裂纹发展，如果遇到钢轨本身存在链状夹杂物，向下形成纵横向型核伤。

3鱼鳞裂纹直接向下倾斜形成核伤。

三目前我段钢轨鱼鳞伤的形势

1内昆线和沪昆线属于单线地段，由于列车的往复运行两个趋向的鱼鳞状裂纹扩展相较，主要形成轨面的剥离。由于沪昆线曲线半径小，曲线上股的轮轨接触压力很大，所以往往很小的轨面剥离就形成断轨。这和我们使用弯轨器解剖核伤的原理很相近。

2洙六复线在曲线地段大面积存在鱼鳞伤。成密集状分布。

属典型的鱼鳞伤。由于洙六复线运量大，速度快使得磨耗速率近似或大于鱼鳞裂纹的扩展速度普遍深度不深一般只有1~2毫米。

四鱼鳞伤带来问题

1鱼鳞伤有的深度虽然不深，但是由于伤损趋向良好，所以在仪器上的波形也很强与早期小核伤的出波位置，位移量近似，同时由于鱼鳞伤连续分布严重干扰了我们的判伤。造成早期小核伤的漏检。

2由于轴重增加，致使钢轨接触疲劳强度不足，形成轨头表面剥离（或掉块），在轨面呈黑斑并继续往前延伸，在其延伸方向容易产生核伤。核伤的上部带有剥离层“帽沿”。由于“水平帽”的存在阻挡了超声波对于“水平帽”下核伤无法检测。3车流密度高，行车速度快的重载轨道区段。由于列车在复线中单向运行，小半径曲线上股轨头内侧表面经常发生鱼鳞状破损。它不同于一般的金属碎裂和剥离，常以裂纹尖端为疲劳源，逐步形成核伤，（其特点是发展快，且呈多面核。）造成钢轨折断。严重影响行车安全。

综合以上所述区分鱼鳞伤和核伤仪器检查的波形是一个关键

五鱼鳞伤的判定和校对探讨

1加强二次波探伤。由于大运量区段曲线上股的鱼鳞伤，其特征存在纵、横两个倾斜面，在复线区段仪器迎着列车方向推

行时，应将后发70°探头偏内，有利于鱼鳞破损引起核伤的探测。

2由于钢轨接触疲劳强度不足，曲线上或部分直线地段形成鱼鳞状剥离。向轨头内侧发射的通道，A型显示的荧光屏刻度7.5~8.5间会出现有规律、连续、循环、出现回波显示(由于轨头磨耗、探头位置不同和仪器探测范围校正误差,回波位置会有所不同)。

3有些鱼鳞伤由于宽度已接近或超过轨面之半，所以在显示二次波的同时，会有一次伤波显示。这是轨头近表面纵向倾斜面的作用。凡检查正向有一次波显示，波形位移长，或反向有二次检查波显示，则表明鱼鳞伤已向轨头内劈裂形成核伤。

4根据线路情况对鱼鳞伤本身制定伤损程度标准，量化到仪器出波上。当深度超过重伤标准时即判重伤，避免发展成核伤造成断轨影响运输生产。(即出波大于1格判轻伤，大于3格判重伤。)

5随着轴重增加，速度提高，轨头鱼鳞破损有分布广、形式多、扩展快的特点。针对以上特点，鱼鳞破损轨检查中应作到检查方式要多样；应慢走细看，重点注意波幅强、位移大的回波。（因为鱼鳞剥离末端很容易产生核伤。）

6对波幅强、位移大的回波要进行严格校验确认、去伪存真。以防鱼鳞伤引起核伤的断轨。

以上是我对鱼鳞伤探伤的一些认识，还有一些不足之处。

希望行家们批评指正。