中国铁路济南局集团有限公司济南工务段 山东省 济南市 250000
摘要：随着国家经济和科技的飞速发展，我国的铁路建设取得了长足进步。但是随着国民需求日益增长，社会对铁路运输的要求越来越高，现有的铁路钢轨的质量已经不能满足高速、重载、高密度以及高频度的运输现状。当前阶段，铁路钢轨产品仍然有一定的缺陷，严重桎梏了我国铁路运输事业的发展。基于此，本文从钢轨对于铁路运输的作用着手，首先阐述了现阶段钢轨生产的特点，随后简要分析了铁路钢轨的常见缺陷及其产生的原因，并且笔者根据目前国内的生产技术提出了消除钢轨缺陷的具体措施。以此来供相关人士交流参考。
关键词：钢轨；常见缺陷；原因
引言：
纵观近些年来我国铁路运输事业的发展，在火车运输速率以及载重量的发展上，进步非常大，相关的生产技术越来越成熟。但是对于使用频率与磨损率较高的铁路钢轨，目前的生产技术仍然存在一定的局限性，生产出来的钢轨产品在质量上有缺陷，影响了铁路运输事业的进一步发展。为了适应目前正在不断向更高速、更安全、承载量更大的方向发展的铁路运输事业，钢轨的质量必须得到有效的提高。如何探索总结目前铁路钢轨的常见缺陷和原因，并且研究出切实可行的缺陷改进方案，是目前钢轨生产行业面临的首要问题。
一、现阶段钢轨生产的特点
钢轨是铁路轨道的主要组成部件，其主要功能是引导和辅助机车车辆的车轮前进，将车体的巨大压力传递到轨枕上，为机车车辆的车轮提供连续、平稳以及阻力最小的滚动表面。钢轨主要分为起重机轨、重轨、轻轨等，我国目前使用的钢轨的规格参数有75千克每米、60千克每米、50千克每米、43千克每米、38千克每米等。钢轨质量的好坏直接关系到铁路运输事业效率与安全性能的发展。铁路钢轨的断面形状采用的是具有最佳抗弯性能的工字形断面，分为轨头、轨腰以及轨底三部分[1]。根据目前国内钢轨生产质量的要求，生产出来的钢轨产品必须在保证必要强度的条件下，还要有足够的高度，头部和底部之间要有足够的高度和面积，腰部和底部不能太薄。除此之外，钢轨还要求有良好的冷弯性能和优良的塑性，以及光滑的表面和全场平直度，这样才能保证钢轨产品投入铁路运输事业之后能够更好地承受来自机车车辆各方面的力。
分析目前的铁路钢轨生产技术，生产出来的钢轨产品按照生产要求，一方面应当足够笔直，不得有显著的弯曲与扭转状况。对于轻轨、重轨的局部弯曲、扭转以及矫正变形量、轨端面的倾斜度等，不得超出技术标准规定。另一方面，钢轨表面应当洁净平滑，不能有裂纹、杂质、结疤等缺陷，端面不能有夹层和缩孔的痕迹。当前阶段，国内的铁路钢轨生产质量，基本能够满足以上这些质量条件，但是在质量的细节上，控制技术仍然有待提高。
二、铁路钢轨常见缺陷产生的原因及其消除方法
（一）钢轨裂纹产生的原因
钢轨在投入使用的过程中，由于机车车辆的压力和长期的摩擦，钢轨会产生伤损，其中最容易发生的伤损是钢轨折断。钢轨发生折断，严重威胁铁路行车安全。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆钢轨发生折断，很大程度上是因为钢轨生产过程中质量不过关，钢轨的部分材料发生分离，形成了裂纹，如轨腰螺栓孔螺纹等。钢轨裂纹多出现在轨底，一般在铁路钢轨的表面上呈现直线形缝隙，长短不一，并且轧制方向一致。钢轨产生裂纹主要有以下几个方面的原因：（1）生产过程中，选取的钢轨的原材料——钢坯自身存在裂纹，经过加热轧制的生产工序后，钢坯发生变形，裂纹延伸到了轧价的表面，最后出现在铁路钢轨的成品上[2]。（2）进行加热工序时，由于技术和工艺不合理，造成钢轨材料产生了热应力，形成的裂纹。（3）铁路钢轨进行轧制的过程中，由于冷却工序操作不当，如冷却时间过长、冷却时水的用量过多等，低温导致裂纹的产生。
对于铁路钢轨生产过程中，容易产生裂纹的问题，一方面，在生产过程中，工作人员应当严格筛选原材料，认真检查，避免将本身裂纹较为严重的钢坯投入生产，在轧制前将钢坯表面的杂质清理干净。另一方面，加热过程中，技术人员要对加热的技术进行改进和优化，尽量提高加热工序的生产质量。此外，钢轨生产技术人员要在轧制过程中，精确把握冷却的时间和用水量，避免低温导致的钢轨裂纹。
（二）钢轨结疤产生的原因
在铁路钢轨的表面，由于各种因素，表面局部附着有金属薄片状的铁皮，其外形轮廓一般不规则，这种现象称为结疤。并且结疤的下面多会有非金属物质夹杂其中。结疤对于铁路钢轨的质量有直接影响。对于铁路钢轨，结疤的存在不仅对钢轨外观有一定的影响，钢轨投入使用之后，结疤处的磨损程度和对机车行驶过程中的安全威胁都会大大提高。钢轨结疤产生的原因一般是由于生产过程中，坯料未清理或者清理不到位，坯料表面原本就有结疤的存在。经过加热和轧制变形之后，坯料上附着的杂质残留在钢轨成品的表面上。对于钢轨表面的结疤，想要消除其对铁路运输过程的安全影响，在生产过程中，对钢坯进行加热轧制之前，就要将坯料表面的杂质和其它缺陷检查并且清除干净，保持原材料的高质量[3]。
（三）钢轨划痕产生的原因
铁路钢轨表面产生的划痕，有多种情况。一般情况下，钢轨表面存在深度不等的直线形或者弧形的沟槽，呈连续性或者断续地分布在钢轨的局部表面或者整段，即为划痕。钢轨表面出现划痕一般为一条，有时缺陷严重时会在钢轨表面出现多条划痕。铁路表面出现划痕有以下几个方面的原因：（1）在钢轨轧制过程中，安装在轧辊孔型前后帮助轧件按照既定方向和状态准确、稳定地进入和导出轧辊孔型的导卫安装不当，造成导卫对轧件的压力过大，从而划伤轧件的表面，导致钢轨表面划痕。（2）导卫装置的边角过渡区棱角分明，圆滑度不过关，或者导卫装置磨损严重，导致加工过程中导卫将轧件表面划伤，造成钢轨的表面划痕[4]。（3）轧制过程中，由于轧辊长期使用的严重磨损，轧辊与轧件进行接触时造成轧件的表面划痕。（4）钢轨经过轧制之后，在运输过程中由于辊道、盖板、预弯小车等家接触面与轧件之间产生较为剧烈的摩擦，导致轧件表面被划伤，造成钢轨的表面划痕。
消除钢轨表面划痕，一方面，加工过程中，要保持导卫装置表面的洁净光滑，并且对导卫表面进行打磨，导卫装置的过渡区，应当做凹槽或者将整个过渡区做成圆弧状。另一方面，轧制过程中，要保证轧辊的表面质量，对于磨损严重的轧辊进行更换。此外，对于运输过程使用的辊道、盖板、预弯小车等与轧件直接接触的部位进行打磨。
除此之外，钢轨常见的缺陷还有波浪形磨耗、轨头核伤等，生产技术人员应该严把操作技术关，在加工过程中规避不良操作行为，保证钢轨的良好质量。
三、结束语
综上所述，铁路运输过程中，钢轨的质量至关重要。在目前阶段，我国的钢轨生产技术还有面临一定的挑战，生产出来的铁路钢轨存在一些缺陷亟待消除。因此，钢轨生产的相关企业应该在生产技术上攻难攻坚，探索总结出铁路钢轨生产过程中造成产品缺陷的原因以及控制和改进策略，减少铁路钢轨的质量缺陷，使得我国的铁路运输事业的发展更上一层楼。
参考文献：
[1]丁韦,李力,赵国,et al.钢轨闪光焊灰斑缺陷形成原因及预防方法[J].铁道建筑,2018,58(10):133-136.
[2]岳彪,闵永智,马宏锋,et al.钢轨表面缺陷检测系统中图像增强预处理方法研究[J].铁道科学与工程学报,2018,15(12):234-242.
[3]许亚娟.钢轨闪光焊接头常见缺陷成因分析及控制措施探讨[J].铁道技术监督,2017(12):27-31.
[4]黄治军,易卫东,韩荣东,et al.钢轨闪光焊过烧缺陷识别与消除[J].电焊机,2018,v.48；No.375(08):92-95.
论文作者:赵鹏
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/12
标签：钢轨论文; 表面论文; 过程中论文; 铁路论文; 缺陷论文; 裂纹论文; 划痕论文; 《防护工程》2019年9期论文;