軌底沉陷

軌底沉陷屬於軌條損傷，是指由於鋼軌老化、列車的壓力和振動等因素帶來的鋼軌結構性破壞。軌條損傷主要分為鋼軌核傷、鋼軌接頭損傷、鋼軌縱向與垂直水平裂紋、鋼軌軌底裂紋。常用的軌條探傷的方法是超音波、磁粉、渦流等。

基本介紹

• 中文名：軌底沉陷
• 外文名：Rail base subsidence
• 分類：鋼軌核傷、軌底裂紋等
• 檢測方法：超音波、磁粉、渦流
• 定義：鋼軌老化、列車壓力等帶來的破壞

研究軌條損傷的重要性

作為鐵路現代化的一個標誌，重載運輸大幅度提高了鐵路運輸能力，適應了現代化運輸要求。重載線路貨運量增加，給國民經濟帶來發展的同時，也造成輪軌嚴重損傷，這不僅大大增加了鐵路運輸成本，更嚴重影響了鐵路運輸安全，因此對鐵路鋼軌損傷進行分析研究顯得尤為重要。

分類

鋼軌傷損是鐵路軌道交通中較為嚴重的問題，直接影響了列車運行的安全與平穩，與運輸成本、鋼軌材料的選定以及相關的設計製造有著密切的關係。鋼軌需要支持並且引導機車按照規定的方向來行駛。然而在長期的使用過程中，鋼軌會出現損傷，例如常見的折斷、裂紋以及其他影響性能的各種情況。只有明確鋼軌傷損及其成因，才能更好地提高鋼軌探傷的工作質量。

鋼軌核傷

主要是因為鋼軌在冶煉或者是軋制的過程中，所使用的材質比較差，或者是在使用過程中存在著缺陷，使得機車在反覆荷載的作用下，應力得以集中，疲勞源不斷增加並且擴展。鋼軌核傷主要發生在鋼軌的頭部位置內側，並且伴隨核傷的直徑加大，鋼軌所承載的能力便會隨之降低。因此在高速重複載荷的作用下，鋼軌極其容易發生折斷。

鋼軌接頭損傷

這是線路當中最為薄弱的一個環節，機車車輛車輪不斷作用於鋼軌的接頭上，使得承受最大的慣性力要比其他部位增加55%左右。因此在平常的鋼軌探傷過程中，經常會發生螺孔裂紋或者是馬鞍形磨耗等。

鋼軌縱向與垂直水平裂紋

鋼軌縱向與垂直水平的裂紋主要是因為鋼軌製造工藝較差，沒有重視鋼錠中存在的嚴重偏析、縮孔、夾雜等問題。使得鋼錠在軋製成為鋼軌之後，那些缺陷就會成片狀地殘留在鋼軌頭部、鋼軌軌腰部位還有鋼軌軌底部位，相反地與鋼軌縱向平行，呈現水平或者是垂直的狀態。

鋼軌軌底裂紋

從鋼軌腰垂直縱向裂紋向下發展，便成為了鋼軌軌底裂紋。鋼軌軌底銹坑或者是劃痕便會形成鋼軌軌底橫向裂紋。另外在製造鋼軌的過程中，鋼軌軌底有軋制、與墊板軌枕間不密貼等缺陷，使得鋼軌底部受到極大的應力，從而導致鋼軌軌底橫向裂紋或者破裂。

軌條損傷的探測

超音波探傷

超音波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，並由一截面進入另一截面時，在界面邊緣發生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法，當超音波束自零件表面由探頭通至金屬內部，遇到缺陷與零件底面時就分別發生反射波，在螢光屏上形成脈衝波形，根據這些脈衝波形來判斷缺陷位置和大小。

磁粉探傷

磁粉探傷利用了鋼鐵製品表面和近表面缺陷（如裂紋，夾渣，發紋等）磁導率和鋼鐵磁導率的差異，磁化後這些材料不連續處的磁場將發生畸變，形成部分磁通泄漏處工件表面產生了漏磁場，從而吸引磁粉形成缺陷處的磁粉堆積——磁痕，在適當的光照條件下，顯現出缺陷位置和形狀，對這些磁粉的堆積加以觀察和解釋，就實現了磁粉探傷。

渦流探傷

渦流探傷是以交流電磁線圈在金屬構件表面感應產生渦流的無損探傷技術。渦流磁場方向與外加電流的磁化方向相反，因此將抵消一部分外加電流，從而使線圈的阻抗、通過電流的大小相位均發生變化。管的直徑、厚度、電導率和磁導 率的變化以及有缺陷存在時，均會影響線圈的阻抗。若保持其他因素不變，僅將缺陷引起阻抗的信號取出，經儀器放大並予檢測，就能達到探傷目的。

軌條損傷的處理

(1)鋼軌在使用一段時間後採用打磨方法將鋼軌踏面形狀打磨成更接近鋼軌原有的型(狀)線，這樣可將輪軌接觸點轉移到鋼軌的踏面中央部位，減小接觸應力，控制接觸疲勞裂紋的形成和擴展。改變輪軌接觸的位置和形態，也可以將火車的車輪打磨成磨耗形踏面來改變輪軌接觸的位置和形態。採用磨耗形車輪後將原來的錐形接觸變成圓弧接觸，減小了橫向壓力同時也降低了輪軌接觸應力磨耗形踏面由於與鋼軌面的接觸是圓弧接觸，因而它的接觸應力較錐形踏面降低了70%，防止了鋼軌頭部疲勞裂紋的形成和擴展。

(2)通過改善線路條件(如線路參數的設定可根據線路的實際情況改變原線路下股軌底坡的設計，將原1/40改為1/20可以降低上股的橫向壓力，即減輕了輪軌接觸間的接觸應力;提高道床的平順度，加強道渣的清理等措施完善線路的維修與養護，維修與養護的好壞直接關係到輪軌接觸應力的大小，即直接影響鋼軌產生接觸疲勞損傷的時間)，也可以達到改變輪軌接觸形態，改善和降低輪軌接觸應力和橫向壓力，從而達到減少和消除接觸疲勞傷損的目的。

(3)線上路上可選用耐磨性一般的U71Mn鋼軌即可。