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面對鋼軌出現的魚鱗傷到底是啥為難了探傷

2021-06-11 13:38:12

對現場魚鱗傷損的發生發展趨勢進行調查,分類針對不同情況通過解剖、疲勞試驗等手段。提出魚鱗傷判傷的標準和校對方法。


一、魚鱗傷的成因


魚鱗傷主要分布于曲線、坡道地段、直線上也有但是很少。


基本上是由于輪軌的相互作用,軌頂面反復出現接觸應力,輪軌接觸面表層金屬發生塑性變形,當接觸應力接近鋼軌的剪切屈服極限時,使鋼軌的幾何形狀發生變化,表現為軌頭踏面壓寬、碾邊、垂直磨耗和側面磨耗。


鋼軌塑性變形程度和磨耗速率與輪軌接觸應力和摩擦力成正比與鋼軌的硬度成反比。


鋼軌表面的塑性變形一方面使軌頂表面金屬加工硬化,硬度提高在表面出現疲勞裂紋,導致薄片狀剝離。


另一方面疲勞裂紋易在表面萌發和沿變形流線方向發展。


當塑性變形達到一定深度時,在表面形成的疲勞裂紋將在接觸剪應力作用下沿變形流線方向傾斜向下發展。


當裂紋的擴展速率大于磨耗速率時,在接觸應力較大的軌頂內側小圓弧處出現魚鱗狀剝離裂紋,這種魚鱗狀的剝離裂紋的方向與行車方向一致,剝離裂紋深度與塑性變形對應,在小半徑曲線外軌處,一般可達2mm以上。在


曲線外軌輪軌的粘著濡滑作用下,促進了裂紋發展,前后魚鱗裂紋貫通而出現掉塊。


在長大坡道、信號機前后線路上列車爬坡制動、啟動、輪軌劇烈摩擦。使鋼軌表面產生淬火馬氏體金相組織,硬度高,韌性低。在輪軌接觸應力作用下易產生龜裂和剝離。


目前我們統稱為魚鱗傷或魚鱗傷引起的剝落掉塊。 


二、魚鱗傷的發展趨勢


根據我段調查結果,魚鱗傷的發展趨勢有以下三種。


1、隨列車的運行磨掉,魚鱗傷不發展。


2、隨著塑性變形的流線方向發展,達到一定深度時在水平方向的對稱脈環正交剪應力作用下形成水平帽。


水平帽繼續擴展,有的形成掉塊,由于軌道的不平順,增加了輪軌沖擊力,加速了裂紋發展,如果遇到鋼軌本身存在鏈狀夾雜物,向下形成縱橫向型核傷。


3、魚鱗裂紋直接向下傾斜形成核傷。


三、目前我段鋼軌魚鱗傷的形勢


1、內昆線和滬昆線屬于單線地段,由于列車的往復運行兩個趨向的魚鱗狀裂紋擴展相較,主要形成軌面的剝離。


由于滬昆線曲線半徑小,曲線上股的輪軌接觸壓力很大,所以往往很小的軌面剝離就形成斷軌,這和我們使用彎軌器解剖核傷的原理很相近。


2、洙六復線在曲線地段大面積存在魚鱗傷。成密集狀分布,屬典型的魚鱗傷。


由于洙六復線運量大,速度快使得磨耗速率近似或大于魚鱗裂紋的擴展速度普遍深度不深一般只有1~2毫米。


四、魚鱗傷帶來問題


1、魚鱗傷有的深度雖然不深,但是由于傷損趨向良好,所以在儀器上的波形也很強與早期小核傷的出波位置,位移量近似,同時由于魚鱗傷連續分布嚴重干擾了我們的判傷。造成早期小核傷的漏檢。


2、由于軸重增加,致使鋼軌接觸疲勞強度不足,形成軌頭表面剝離(或掉塊),在軌面呈黑斑并繼續往前延伸,在其延伸方向容易產生核傷,核傷的上部帶有剝離層“帽沿”。由于“水平帽”的存在阻擋了超聲波對于“水平帽”下核傷無法檢測。


3、車流密度高,行車速度快的重載軌道區段。由于列車在復線中單向運行,小半徑曲線上股軌頭內側表面經常發生魚鱗狀破損。


它不同于一般的金屬碎裂和剝離,常以裂紋尖端為疲勞源,逐步形成核傷,其特點是發展快,且呈多面核,造成鋼軌折斷,嚴重影響行車安全。


綜合以上所述區分魚鱗傷和核傷儀器檢查的波形是一個關鍵。


五、五魚鱗傷的判定和校對探討


1、加強二次波探傷。由于大運量區段曲線上股的魚鱗傷,其特征存在縱、橫兩個傾斜面,在復線區段儀器迎著列車方向推行時,應將后發70°探頭偏內,有利于魚鱗破損引起核傷的探測。


2、由于鋼軌接觸疲勞強度不足,曲線上或部分直線地段形成魚鱗狀剝離。向軌頭內側發射的通道,A型顯示的熒光屏刻度7.5~8.5間會出現有規律、連續、循環、出現回波顯示(由于軌頭磨耗、探頭位置不同和儀器探測范圍校正誤差,回波位置會有所不同)。


3、有些魚鱗傷由于寬度已接近或超過軌面之半,所以在顯示二次波的同時,會有一次傷波顯示,這是軌頭近表面縱向傾斜面的作用。


凡檢查正向有一次波顯示,波形位移長或反向有二次檢查波顯示,則表明魚鱗傷已向軌頭內劈裂形成核傷。


4、根據線路情況對魚鱗傷本身制定傷損程度標準,量化到儀器出波上。


當深度超過重傷標準時即判重傷,避免發展成核傷造成斷軌影響運輸生產,即出波大于1格判輕傷,大于3格判重傷。


5、隨著軸重增加,速度提高,軌頭魚鱗破損有分布廣、形式多、擴展快的特點。


針對以上特點,魚鱗破損軌檢查中應作到檢查方式要多樣;應慢走細看,重點注意波幅強、位移大的回波,因為魚鱗剝離末端很容易產生核傷。


6、對波幅強、位移大的回波要進行嚴格校驗確認、去偽存真,以防魚鱗傷引起核傷的斷軌。


以上是筆者我對魚鱗傷探傷的一些認識,還有一些不足之處。


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