钢轨探伤工电子版2

-1-第一节钢轨知识一、钢轨的作用和要求钢轨是轨道结构的重要部件，直接承受机车、车辆荷载的作用，它的强度和状态，直接关系到铁路运输的安全、平稳和畅通。（一）钢轨的作用支持并引导机车车辆按规定的方向运行，将来自车轮的荷载和冲击传布于轨枕和扣件之上；在自动闭塞区段，钢轨又成为轨道电路中的一部分，起到信号电流的传输作用；在电气化区段，钢轨还作为电力机车牵引电流的回流导线作用。（二）钢轨的要求钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面，又为机车提供最大的粘着牵引力，因而要求钢轨顶面具有相应的摩擦系数，能产生一定的摩擦力；钢轨受到车轮辗压会产生弯曲，为抵抗弯曲，钢轨应具有相当的强度。但因钢轨是承受冲击的受力体，为了减轻车轮对钢轨的冲击作用，减少机车、车辆走行部分及钢轨的裂损，钢轨又必须具有一定的可挠性；为使钢轨不至被巨大压力压溃或迅速磨耗，钢轨应具有足够的硬度。但硬度太高时，钢轨又容易被车轮的动力冲击所折断，因此，钢轨又应具有一定的断裂韧性。此外，钢轨还应具有较强的抗剥离性和抗疲劳性，一定的耐腐蚀性，良好的可焊性等。二、钢轨的分类和断面尺寸*（一）钢轨的分类目前我国定型生产的钢轨分类如下：-2-1．按钢种分碳素轨和合金轨。碳素轨主要以碳(C)、锰(Mn)两元素来提高强度，改善韧性。如U71Mn、AP1、U74。合金轨是以碳素轨为基础，添加适量合金元素钒(V)、钛(Ti)、铬(Cr)、钼(Mo)等，来提高钢轨的强度和韧性。如PD1、PD3、V－Ti轨。2．按钢轨的重量分38kg/m（P38）、43kg/m（P43）、45kg/m（P45）、50kg/m（P50）、60kg/m（P60）和75kg/m（P75）。3．按力学性能分普通轨、高强轨、耐磨轨。普通轨它是指抗拉强度不小于800MPa的钢轨；高强轨它是指抗拉强度不小于900MPa的钢轨；耐磨轨它是指抗拉强度不小于1100MPa的钢轨。（二）钢轨的截面尺寸钢轨断面为左右对称的工字型（图2－1），从上往下分为轨头、轨腰和轨底三部分。不同型号的钢轨，其截面尺寸和螺孔位置各不相同（表2－1）。图2－1钢轨截面、侧面示意图表2－1部分钢轨外形几何尺寸（mm）表轨型项目钢轨类型（kg/m）384345506075a钢轨高度134140145152176192b轨头宽度687067707375c轨腰厚度1314.514.515.516.520d轨底宽度114114126132150150e轨底边缘厚度9111010.51213.5f轨头内高3942444248.555.3g轨底内高2427262730.532.3h螺栓孔直径292929313131-3-i轨端至1孔中心距565676667696j1孔至2孔中心距110110140150140220k2孔至3孔中心距160160140140140130（三）AT钢轨的截面尺寸（图2－2）图2－2AT钢轨截面图三、钢轨的标志及说明**钢轨出厂时应有制造厂标、钢轨类型、钢种符号、钢轨制造年月、熔炼号、品级号等标志，了解和掌握钢轨标志的内含，可为今后有针对性地进行钢轨探伤、判断伤损形成原因和发展方向提供依据。（一）国内外钢轨生产厂家名称代号及炉罐号说明钢轨标志一般均轧制于钢轨一侧轨腰上，有两种类型，一种是辊轧凸字，字体凸出于轨腰表面；另一种为热轧凹字，字体凹陷在轨腰表面以下。1．国产钢轨生产厂家名称、代号（辊轧凸字）见表2－2。表2－2国产钢轨生产厂家名称、代号（辊轧凸字）-4-顺号厂名厂标主要生产钢种1攀枝花钢铁公司U71Mn、PD1、PD2、PD32鞍山钢铁公司AP1、U71Mn3武汉钢铁公司WP1、WP24包头钢铁公司P75、U742．国产钢轨炉罐号说明（热轧凹字）见表2－3。表2－3国产钢轨炉罐号说明（热轧凹字）顺号厂名炉罐号及说明1攀枝花钢铁公司P0921502623AP－攀钢代号，09－2009年生产，2－第2号转炉，15024－第15026炉钢，2－连铸机第2流，3－第3支钢坯，A－第1根钢轨（钢轨分切号，一个铸坯轧成钢轨后根据定尺要求再次分切的顺序，用英文表示，从A向Z顺序编号）2鞍山钢铁公司4205335B4－第4号转炉，2053－第2053炉钢（超过一万炉时，第一位编号为A），3－连铸机第3流，5－第5支钢坯，B－第2根钢轨（钢轨分切号）3武汉钢铁公司A941304B03025CA－武钢厂代号，9－2009年（年号均用1位表示），4－第4号转炉，1304－第1304炉钢（超过一万炉时，第一位编号为Y），B－连铸机第B流，03－第3支钢坯，025－轧制顺序为第025号，C－第3根钢轨（钢轨分切号）4包头钢铁公司09125361122D△09－2009年，1－第1号转炉，25361－第25361炉钢，1－连铸机第1流，32－第32支钢坯，D－第4根钢轨（百米轨无分切号，25米轨从A向Z顺序编号），△－乙班作业3．进口钢轨生产厂家名称代号（辊轧凸字）见表2－4。表2－4进口钢轨生产厂家名称代号（辊轧凸字）顺号国别厂名(厂标或代号)汉译厂名附注1奥地利DO奥钢联(多纳维吹厂)50U普钢轨2日本NKK钢管厂50N普钢轨3日本(NSC)新日铁公司50N普钢轨4法国HY海洋什厂50F普钢轨5卢森堡MR奥唐什厂50F普碳轨6德国THYSSEN蒂森厂43G普碳轨7英国BRITISHSTEEL英钢联公司60B全淬轨-5-8澳大利亚BHP布罗希尔厂50S全淬轨9津巴布韦津斯柯篦厂50Z铬合金轨10法国MR（厂址在卢森堡)奥唐什厂60F全淬轨11日本NIPPONNTEEL日钢联公司60N全淬轨油浸全长12加拿大SYDNEY悉尼50cAR合金轨13西班牙ENS埃沙蒂违50xAR合金轨4．进口钢轨炉罐号说明（热轧凹字）见表2－5。表2－5进口钢轨炉罐号说明（热轧凹字）顺序国别厂名轨型（kg/m）炉罐号及说明1澳大利亚BHP500567812FU7505678－该炉本年度熔炼号，12－12号钢锭，F－第6根钢轨，U75－平均含碳量为0.75%级别（或钢号）的钢轨。2德国THYSSEN4312210111－1号连铸坯，2－第2个坯段，2－第2根钢轨，1011－熔炼号。3德国THYSSEN604586A154586－熔炼号，A－钢轨号，15－钢坯号。4法国HY50C71C4567B610C71－平均含碳量为0.71%，C4567－熔炼号，B－第2根钢轨，6－6号连铸坯，10－第10个坯段。5法国（卢森堡）MR5052391A50952391－熔炼号，A－第1根钢轨，5－5号连铸坯，09－第9坯段.60(淬火轨)49A1549－热处理号，A－第A(B、C)坯段，15－15号连铸坯。6津巴布韦z50AR001234506AAR－合金钢，0012345－熔炼号，06－号钢锭，A－第1根钢轨。7英国BRITISHSTEEL60123458AU781234－熔炼号，58－58号连铸坯，A－第1根钢轨，U78－平均含碳量为0.78%级别（或钢号）的钢轨。8日本NKK503103C4567C713－第3根钢轨，1－第1号连铸坯，03－第3个坯段，C4567－熔炼号，C71－平均含碳量为0.71%。10日本NSC6043LT09702C784－第4根钢轨，3－第3号连铸坯，L－第12个坯段，T09702－熔炼号，C78－平均含碳量为0.78%。11西班牙ENS501~31~51~6456789钢轨号钢坯号坯段号熔炼号12加拿大SYDNEY5034500P…S1.2.3…12（L）熔炼号钢轨号坯段号连铸坯号13奥地利DO50233A(Z)32233－熔炼号，A(Z)－第1(最后)根钢轨，3－第3个坯段，2－第2号连铸坯。14乌克兰A65V66P65A293V－亚速冶金厂，66－1966年5月生产，P65－65kg/m钢轨，A－A号炉，293－熔炼号。-6-15俄罗斯K65KM76BP293Cn123K－库兹列茨厂，M76B－钢号，P293－熔炼号，Cn123－钢轨号（二）炼钢炉、炼钢工艺、钢种及热处理标志说明1．炼钢炉种类及炼钢工艺代号说明（辊轧凸字）见表2－6。表2－6炼钢炉种类及炼钢工艺代号说明（辊轧凸字）顺号标志字母含义与说明1LD转炉吹氧。如：奥地利、日本、德国产普通碳素轨2LDVT转炉吹氧，真空处理。如：英国、日本产全长热处理轨3LDCB转炉复合吹氧。如：澳大利亚产全长热处理轨4EAVT电弧炉、真空处理。如：津巴布韦产铬合金轨5OLP转炉吹氧。如：法国普通碳素钢6OLPVT转炉吹氧、真空处理。如：法国产全长热处理轨7PL平炉铝脱氧。如：鞍钢产50kg/m普通碳素轨8“→”连铸坯段头部方向2．钢种、炉种代号及生产时间说明（辊轧凸字）见表2－7。表2－7钢种、炉种代号及生产时间说明（辊轧凸字）内容代号说明钢种U中国钢轨钢P前苏联钢轨钢炼钢炉种类P中国平炉D中国顶吹转炉M前苏联平炉Б前苏联转炉OH美国平炉OA美国转炉E美国、津巴布韦电弧炉钢号AP1、U71Mn中国平均含碳量为0.71%的中锰钢P74、U74中国平均含碳量为0.74%的碳素钢WP1武钢含铜碳素钢WP2武钢含铜高硅钢PD1攀钢残余钒钛钢PD2攀钢中锰全长淬火轨PD3攀钢高碳微钒轨U75、U78平均含碳量0.75%、0.78%级别的进口钢轨钢AR进口合金钢轨钢CR进口铬合金钢轨钢生产时间92XI92－1992年，XI－11月1992IIII1992－1992年，IIII－4月-7-3．热处理（淬火）工艺代号说明（辊轧凸字或热轧凹字）见表2－8。表2－8热处理（淬火）工艺代号说明（辊轧凸字或热轧凹字）顺号标志字母含义与说明1EH轨端淬火2SQ全长缓慢淬火，如：攀钢PD2轨及澳大利亚全淬轨3NHH全长缓慢淬火，如：日本钢管厂全淬轨4DHH全长余热淬火，如：日本新日铁全淬轨5THH全长余热淬火，如：日本钢管厂全淬轨6CHHR全长余热淬火，如：法国、卢森堡全淬轨7MHH微合金轨全长淬火，如：法国此类全淬轨8SHH普通碳素轨全长淬火，如：法国此类全淬轨9HT全长余热淬火，如：英钢联的全淬轨10QT淬火回火工艺11HSH、HR头部热处理，如：奥钢联强韧化轨4．国内各厂淬火轨标记见表2－9。表2－9国内各厂淬火轨标记顺号单位名称打印标记（统一编号）1攀枝花钢铁公司PD2－SQ,PD3轨底涂绿色2呼铁局工务工厂HHC3京铁局保定工务器材厂BBC4郑铁局郑州工务机械厂ZZC5上海局工务工厂SHC6成铁局成都焊轨厂CDC7广铁公司衡阳机械厂GHC8铁科院钢轨热处理中心TKC9部物总鞍山工务器材厂ASC10瓦房店铁路工务器材厂WFC四、钢轨生产过程***钢轨制造应采用平炉、氧气转炉冶炼的镇静钢制造，为保证钢轨没有缩孔和有害的偏析，相当于钢锭头、尾的钢坯应进行充分切除，并应采用使钢轨中不产生白点的生产工艺。目前，世界上主要采用长流程艺和短流程两种生产钢轨的工艺。（一）钢轨长流程工艺以矿石为原料，经高炉、转炉冶炼，再经炉外精炼、真空脱气、连铸机铸成一定-8-尺寸的钢坯等14道工序（表2－10）来完成钢轨的制造。表2－10钢轨生产的长流程工艺工序项目内容1冶炼通过高炉和转炉冶炼出铁水。2精炼吹氧化钙（CaO）粉进行铁水预脱硫（S），吹氧（O）降低磷（P）和其他夹杂物。3脱气真空脱气处理控制钢中含氢（H）量，调整成分，降低非金属夹杂物含量。4浇铸用模铸法或连铸法，铸成一定尺寸的钢锭或钢坯。5加热将钢锭或钢坯加热到轧制温度1320℃。6开坯形成钢轨雏形（仅用于钢锭）。7轧制通过万能轧机，经粗轧、中轧、精轧成钢轨成品。8打印用轮式打印机在热状态下，在钢轨轨腰打上炉罐号等。9锯切成品钢轨在热状态下由热锯按要求锯成一定长度的钢轨。10冷却在步进式冷床上按要求降低钢轨温度达到50°C左右。11矫直在矫直机上进行矫直。矫直方法有压力矫直、辊式矫直、拉伸矫直。12探伤用涡流探伤方法检查钢轨表面缺陷，用超声波探伤方法检查钢轨内部缺陷。13检测使用线性扫描相机和激光测距仪，对成品钢轨进行外观尺寸检查。14加工根据要求对钢轨进行铣头和钻孔。（二）钢