对高速铁路钢轨质量监督办法的探讨和实践
2009-05-19 来源: 浏览次数:钢轨作为轨道结构的重要部件,其质量的优劣直接影响到铁路的行车安全和钢轨的使用寿命。
2001年铁道部运输局发布了《铁路用钢轨质量管理办法》(铁运[2001]82号),该办法明确了管理目的、管理范围、管理职责等。遵照管理办法的精神,铁道部驻攀钢钢轨质量监督站对钢轨的生产质量进行了过程监督、单据审核、成品检测和信息反馈。对钢轨生产工艺、成品质量进行了有效的监督与管理,对于钢轨质量的稳定与提高起到了一定的促进作用。
为了进一步满足中国铁路发展的需要,在过去质量监督的基础上,为适应攀钢生产工艺的改进,监督站需进一步对高速铁路钢轨质量监督方法进行探讨和实践,以求对钢轨生产质量全过程的监督与控制,确保铁路运输的安全。
高速铁路对钢轨的基本要求
高速铁路因其行驶速度快、机车轴重较轻、线路曲线半径较大等特点,对钢轨质量提出了更高的要求。主要是:钢质洁净,高表面质量、脱碳层深度、较高高尺寸精度、高平直度等。
攀钢钢轨生产工艺的改进和更新
为了满足高速铁路的发展的需要,攀钢进行了三期技术改造,主要表现在以下三方面:
(1)炼钢工艺。为了实现无缺陷钢坯及高纯净、窄成分、无(少)偏析钢轨的生产,攀钢在冶炼及连铸工序新增了镁脱硫装置、新建了LF炉外精炼炉、RH真空处理炉及大方坯连铸机等先进设备。
(2)轧钢工艺。轧钢工序以满足高速铁路钢轨的“高尺寸精度、高表面质量”为基本要求,建设了步进式加热炉、七机架万能轧机、多点除鳞系统及自动打印机和头尾锯切机等装置,满足了100米超长钢轨生产的需要。
(3)精整加工、检测工艺。精整工序以满足生产高平直度、高表面质量、100米定尺、低残余应力无缺陷钢轨为基本要求,建设了步进式冷床、复合矫直机、检测中心及定尺锯钻等,其功能全面、技术先进。
对高速铁路钢轨质量监督办法进行的探讨和实践
搞好钢轨质量监督工作,必须强调结合实际,注重实效。针对高速铁路钢轨的服役条件以及出现伤损的特点,着重对以下质量控制关键点进行监督检查。
对炼钢工艺的钢质洁净保障能力进行监督
对氢含量的控制的监督。钢水中的氢含量过高将导致钢轨低倍出现白点缺陷,易使钢轨发生脆性断裂。
钢轨采用缓冷工艺可以有效地避免白点的产生,这在过去的25m钢轨的生产中是可以执行的,但钢轨采用长尺生产后,将无法对较长的钢轨进行缓冷。因此,如何保证钢轨不出现白点低倍缺陷,将是面临的新的课题。在精炼工序,监督站重点监控了中间包测氢数据的稳定性,从而保证成品钢轨氢含量小于等于1.5×10-4%。
对夹杂物控制的监督。钢轨内部材质高度洁净,有利于提高其疲劳性能,是高速铁路钢轨的最基本要求。因此,监督站在平时的监督检查过程中积累了厂方理化检验数据,并根据检验结果及时提醒攀钢调整炼钢工艺确保夹杂物满足纯净度的要求。
通过以上的监督,监督站给攀钢提出了一系列的合理化建议,督促攀钢进行了科技攻关,主要研究解决了三个面的技术问题:① 转炉高效脱P技术;② 无Al脱氧条件下低T[O]及B、C和D类夹杂物的控制,高下限S(≥.08%)条件下的A类夹杂物控制;③ 高铸坯质量要求的连铸控制技术。通过以上手段,解决了高洁净钢生产中的限制性环节,使攀钢实现了高速铁路钢轨的高效冶炼。
对钢坯的加热工艺进行监督,控制钢轨的脱碳层深度
钢轨表层脱碳,使其表面硬度降低,导致波状磨损等表面伤损过早出现。攀钢虽然淘汰了推钢式加热炉,换成步进式加热炉,加热工艺日趋合理,但监督站仍然把此工序作为监督重点,对其加热时间、加热温度、停轧待热的温度控制进行了监督检查,以求合理控制钢轨的脱碳层深度。
对钢轨的几何尺寸精度的监督检查
在生产初期,由于生产装备、生产工艺及检测设备的技术改造刚刚完成,钢轨万能轧制孔型系统在轧制存在的主要问题有:出钢扭转、出钢弯曲、 尺寸波动大。
监督站多次与攀钢召开了现场联席会议,共同研究改进七机架万能轧制工艺的办法,督促其对引进的七机架万能轧制技术进行了创新和提高,主要包括高尺寸精度钢轨万能轧制孔型设计方法、连轧微张力控制技术、无刮伤万能轧机导卫设计技术。改进后的钢轨轧制技术有大幅度的提高。可以实现高精度钢轨的稳定轧制,提高了对钢轨几何尺寸精度的保障能力。除此之外,在检测中心和收集台架加强了对钢轨的几何尺寸的监督检查。
对钢轨的平直度的监督检查
轨道的平顺状态是直接影响和控制行车速度的主要因素。为此,监督站对钢轨的平直度进行了重点监督检查。
在生产初期,监督站发现100m钢轨冷却后全长弯曲度大,在矫直时,为保证平直度采取大压下量导致钢轨轨底残余应力超标等问题。将此问题及时向攀钢进行了通报,督促攀钢进行改进和攻关,要求其改进长尺钢轨要采用预弯工艺,对矫直工艺与平直度相互关系的综合研究,力求保证轨底残余应力满足要求且保持参数的稳定。
与此同时,在检测工序,监督站对用于检测钢轨平直度的激光检测仪器的运行状态进行检查,监督设备是否正常使用并及时记录,同时还定期对成品轨利用靠尺人工抽查平直度进行检验,使其满足技术条件要求。
对钢轨的表面质量的监督检查
钢轨表面存在原始缺陷,不仅影响钢轨的安全使用,而且会增加表面的接触疲劳伤损,缩短钢轨的使用寿命。在轧钢工序,监督站重点监控连铸坯加热后用高压水除鳞装置是否正常运行,督促轨梁厂定期对轧制成型的热态钢轨立即取样,在中间大冷床上进行表面质量(表面轧痕、纵向线纹等)的及时检查,以防止批量的表面缺陷出现。
在精整检测工序,监督站重点监督攀钢检测人员借助灯光及镜子用肉眼检测钢轨全断面的表面质量。为保证出厂钢轨满足客运专线的要求,监督站除对生产及检验过程中表面质量和尺寸进行检查外,还抽查监督钢厂检验记录、进行成品批量的抽查检验,避免漏检钢轨出厂。
对探伤工艺的执行过程进行监督检查
加强钢轨在线逐支探伤工作,是保证出厂钢轨内部质量的关键环节。如果漏检,内部有缺陷的钢轨铺设上道,将严重危及行车安全。攀钢钢轨探伤技术已有了长足的发展,但是在平时的操作过程中,监督站发现存在一些问题,如:超声波探伤试块或探伤基准的加工有的欠规范,在钢轨横断面上的探测范围和在纵向上的探测长度和标准的要求尚有差距;探伤设备的稳定性有待提高等。
针对以上问题,在过程监督中,督促攀钢制定统一的加工和检测钢轨试块标准,确定合理的耦合补偿值,选用先进的探伤工艺。在监督过程中,重点监督设备运行的可靠性,要求每班8小时调整探伤灵敏度,并跟踪记录探伤结果。保证了出厂钢轨的内部质量。
及时与用户进行联系沟通,搞好质量监督工作
监督站通过走访用户等方式,认真收集听取用户在钢轨使用过程中提出的意见和建议,确定钢轨质量监督工作侧重点,进一步完善和加强监督站工作。同时注意总结、统计、分析现场铺设钢轨质量异议发生的规律,反馈指导、改进、加强监督站的工作,使质量监督检验制度成为杜绝不合格钢轨上道的坚固防线。
探讨和实践取得的效果
减少了现场质量异议处理,使铁路冶金企业取得双赢。
100米钢轨长大笨重,运输到货后就无法退回,因此出现钢轨质量异议时,必须到现场进行认定和索赔。这样要花费很大的人力和财力,而且对这些缺陷钢轨的检查和更换会给用户造成很大的麻烦和损失,不合格的钢轨上道会给钢轨生产厂和用户都带来伤害。由于监督站加强管理,现场监督人员不顾气候酷暑炎热,全天24小时跟班监控,严把钢轨出厂质量关,发往铁路钢轨共产生质的异质量异议率仅为万分之2.4,一直保持在一个较低的水平,说明了出厂钢轨质量基本是稳定的,可控的,良好的。由于钢轨质量基本得到保证,得到了铁路用户的一致好评。
促进钢厂加强钢轨质量管理和提高生产技术水平
通过监督站的探索和实践,攀钢积极加强其自身的质量管理和质量检验工作,制定了相应的规章制度和考核奖惩办法,提高了钢轨生产和检验人员的工作责任心,使不合格钢轨的漏检率逐年下降。钢轨质量监督信息的沟通和反馈,使钢厂得以及时改进其技术装备和生产工艺,如针对超声探伤存在的问题,攀钢改造了超声波探伤设备,并制定新的超声波探伤管理办法,使超声波探伤范围和精度得以改善,等等。
大大减少缺陷钢轨上道,确保了铁路运输安全
铁道部驻攀钢质量监督站在对高速铁路钢轨质量监督的探讨和实践中,确实通过生产过程的监督和成品钢轨的抽检发现了较多问题。如果没有质量监督站的把关,这些不合格钢轨就可能铺设上道,构成行车事故隐患,影响铁路运输安全。因此,钢轨质量监督工作在铁路发展的进程中,将显得更加重要。
总之,铁道部驻攀钢质量监督站在对高速铁路钢轨质量进行监督的探讨和实践中,以高度的责任感,和科学的态度进行钢轨质量监督,深入工序流程,认真履行盖章前的各项责任,同时注意总结、统计、分析现场铺设钢轨发生质量异议的规律,反馈指导、改进、加强监督站的工作,使质量监督检验制度成为杜绝不合格钢轨上道的坚固防线。 ■
(作者:铁道部驻攀钢质量监督站)
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