韩原线钢轨擦伤地段廓形修复的研究和实施

高国海

摘 要：为了适应韩原线提速运行的要求，针对韩原线部分地段钢轨顶面擦伤、垂磨、肥边、光带不均匀等实际病害和车间班组人员、机具等现实情况，积极组织相关技术人员进行现场调查，并结合钢轨修理的理念，确定了钢轨“廓形修复”的思路，制定了详细的打磨修理作业方案并组织实施，及时消除了行车安全隐患，同时，为韩原线提速运行奠定了坚实的基础。

关键词：韩原线；钢轨；廓形修复；打磨修理作业方案

中图分类号：U213.4 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.09.119

2017-02下旬，接到路局紧急通知，我段管内韩原线计划分阶段提速至160 km/h运行。针对上下行k158+200～k159+000间800 m范围内钢轨顶面擦伤多达59处（上行42处、下行17处）的严重病害，我段在线路科成立了韩原线钢轨修理管理小组。管理小组组织对病害地段进行了钢轨廓形修复性打磨，在消除了既有病害的同时，有效改善了轮轨关系。下面，笔者简要介绍目前打磨修理现状及原因分析，钢轨廓形修复性修理技术的研究和组织实施情况以及取得的成效。

1 车间打磨修理工作现状及原因分析

1.1 现状

目前，车间开展打磨修理作业的主要目的是打磨钢轨肥边、鱼鳞伤和铝热焊缝，所以，打磨修理主要是针对伤损的局部区域和范围进行的，而且打磨过程中除了钢板尺和塞尺，没有任何精确的检查和检测工具，打磨修理作业标准不高，进而引发打磨修理作业质量不高，打磨修理工作滞后等一系列问题。

1.2 原因分析

1.2.1 认识不到位

出现这些情况的原因之一是工作人员对打磨修理的重要性认识不到位，对打磨修理，特别是预防性打磨修理不够重视。一直以来，车间和班组对“打磨修理”，特别是“修理”的重要性认识不到位，所以，打磨修理一直停留在“打磨”上，根本谈不上“修理”，更谈不上预防性打磨修理了。经调查了解发现，韩原线擦伤病害发生于2014年韩原线联调联试初期，在开通运营后3年以来，下官院线路车间一直未组织进行有效的打磨修理。这是造成不均匀磨耗等次生病害发生的直接原因。

1.2.2 打磨修理形不成规模

打磨修理機械动力设备和擦伤、磨耗检查检测工具配备不足，导致车间的打磨修理形不成规模。目前，各车间和班组配备的打磨机主要有道岔仿形打磨机和锂电磨光机。受打磨机械机力和性能等客观条件的限制和影响，很多车间日常除了组织对严重低塌的铝热焊缝进行打磨修理外，基本不安排其他任何打磨修理作业。另外，车间除了侧磨尺，基本没有任何精确的检查检测工具，致使车间在没有准确了解和掌握钢轨病害情况时，打磨修理作业过程得不到有效的监控和管理。

1.2.3 打磨修理技术力量薄弱

近年来，总公司和路局对钢轨打磨修理的要求越来越高，我段为了进一步提高车间班组的钢轨打磨修理水平，也曾多次邀请打磨机械厂家专业技术人员来我段进行打磨技术普及培训。但是，由于车间班组对打磨修理不重视，打磨修理人员不固定等种种原因，打磨修理人员一直未能对打磨修理技术有一个全面、系统的了解和认识。这就出现了各车间、班组打磨修理技术力量薄弱的情况。

2 钢轨“廓形修复性”打磨修理的生产组织

提出“钢轨廓形修复”的修理思路后，我段及时成立了钢轨修理管理小组，管理小组由主管维修生产的副段长任主管，线路科主管工程师任组长，相关技术人员任组员。钢轨修理管理小组全面负责全段钢轨修理工作的统一协调和管理，监控记录钢轨修理的生产组织、打磨修理的方法和作业质量等全程，及时与标准轨头廓形比对，实时修正打磨修理的角度和方法，确保修理作业的有效性。我段在道岔整修队和综合机修车间分别组建了一个打磨修理工班，工班的日常打磨修理作业在线路科钢轨修理管理组的统一安排和部署下实施。

3 廓形修理的组织实施情况

3.1 引进新型廓形打磨机械和廓形检查、检测设备

为了提高劳动生产率和打磨修理的作业质量，根据钢轨廓形修理需求，我段积极与厂家沟通协商，成功引进新型多功能垂直打磨机4台、钢轨波纹打磨机2台、数控钢轨精磨机2台。同时，为了精确测量钢轨廓形，实时为打磨修理作业方案提供依据，我们还及时购买了新式廓形尺和钢轨轨头全断面检测仪，为韩原线钢轨的全方位打磨修理和检查（测）提供强有力的硬件支持。

3.2 邀请专业技术人员为打磨修理组人员培训

引进新型打磨机械设备和钢轨轨头全断面检测仪后，我段先后分别邀请燕红达铁路设备有限公司和山西普煜科贸有限公司专业技术人员，从理论和实做2个方面对管理组和修理工班人员进行了全面的培训和现场指导，让所有成员系统地了解和认识廓形修理的相关内容，为钢轨修理提供了有效的技术支持。

3.3 工作量的精细调查

钢轨的廓形修复性打磨必须有详细且准确的工作量调查。为此，在打磨修理实施前，线路科钢轨管理组及时组织工班负责人，利用钢轨磨耗检查尺和钢轨轨头全断面检测仪全面调查现场钢轨擦伤、磨损、肥边等情况，并详细登记每一处擦伤，为其拍照，并将擦伤深度标注在对应的轨腰位置。另外，每隔20 m测量一下钢轨轨头全断面廓形，以准确掌握病害情况。经调查，该段线路主要病害有以下3点。

3.3.1 钢轨顶面擦伤

检查统计发现，韩原线上行k158+200～k158+900间顶面擦伤共计42处，其中，擦伤深度1 mm及以下23处，深度1～2 mm间19处；下行k158+150～k158+300间擦伤共计17处，其中，擦伤深度1 mm及以下1处，1～2 mm间16处。图1、图2分别为韩原线上行k158+675处右股钢轨擦伤照片和轨头全断面廓形，擦伤深度1.92 mm，长度40 mm。

3.3.2 垂直磨耗

自韩原线开通运营后，一直未组织进行钢轨大机打磨修理，轨顶普遍存在0.8～1.1 mm的垂直磨耗。图2为韩原线上行k158+675处右股钢轨轨头全断面图，该处垂直磨耗达1.08 mm。

3.3.3 肥边

该段为曲线地段，经过列车碾压，该段钢轨工作边普遍有1～1.5 mm的肥边。图2为韩原线上行k158+675处右股钢轨轨头全断面图，该处工作边肥边达1.6 mm。

3.4 制订详细的打磨修理作业方案

3.4.1 选择合理的打磨机械搭配模式

廓形精细化修理一般需要垂直打磨机、波纹打磨机和数控精磨机组合使用。因为垂直打磨机、波纹打磨机、数控精磨机3台机械的打磨功率、打磨覆盖范围、打磨精度有所不同，所以，每次打磨修理应根据现场钢轨伤损情况的不同，选择不同的机械搭配模式。鉴于韩原线轨顶擦伤病害突出的实际情况，经过分析研究，钢轨打磨修理组选择了“4+2+2”的组合搭配模式，即“4台多功能垂直打磨机+2台钢轨波纹打磨机+2台数控钢轨精磨机”模式。垂直打磨机主要打磨修理轨头-30°～40°范围；波纹打磨机主要打磨修理钢轨轨头0°～25°范围；数控精磨机因为内置钢轨轨面打磨程序，预设轨面打磨曲线，并在1 m范围内有一个从0—0.2—0的平滑过渡，所以，数控精磨机用于配合垂直打磨机和波纹打磨机对轨头-60°～60°范围进行精细打磨修理。

3.4.2 据使用打磨机台数选择作业单元

如果打磨修理范围比较大，为了确保进度和质量，作业前，应根据使用打磨机械的多少（台数），划定合理的作业單元（一般在70～150 m之间）。在韩原线打磨的过程中，鉴于组织的机械比较多，确定每一个打磨单元为120 m。另外，韩原线图定天窗为5：20—7：20，大部分作业时间在夜间，为了确保打磨修理均匀，在划定范围的两端设置了爆闪灯，防止每个往返打磨的开始和结束节点不准引发的次生病害， 进而确保不同作业单元之间的有效衔接。

3.4.3 选择打磨起始角度和角度调整范围

通过对韩原线k158～k159既有钢轨廓形的测量分析，可以直观了解轨头每个角度需打磨修理的深度。因此，工作人员在打磨时，垂直打磨机从轨头-30°开始打磨修理，数控精磨机从轨头-60°开始，每打磨修理完成一个往返。以上2个打磨机的打磨角度各调整2°，波磨机从轨头的0°开始打磨修理，每打磨修理完成一个往返，调整1°。

3.4.4 利用工具随时检查（测）廓形

在整个打磨修理过程中，每个打磨修理工班带班人携带一把廓形尺，随时检查打磨修理效果。另外，针对每次打磨修理作业，由线路科钢轨管理小组指派一名检测人员，在打磨修理单元范围内选择一个检测点，利用钢轨全断面检测仪在每一个打磨往返完成通过后，及时检测钢轨轨头廓形，并与标准廓形图和原始廓形图或上一次检测廓形图对比分析，以求直观掌握和了解打磨修理的作业质量和进度，为下一轮打磨修理方案的制订提供依据。

3.4.5 油刷

每个打磨修理天窗完成后，油刷打磨修理地段轨头选点，通过观察光带进一步检查修理质量。为了直观地观察打磨修理后的轨面光带，每一个修理天窗点结束设备开通前，组织下官院车间在打磨地段起点和终点，以及中间每隔20 m处，用自喷漆（白色）在钢轨轨面喷印1个15～20 cm的色带，便于在列车碾压24 h后通过观察光带进一步检查和确认打磨修理质量。

4 打磨修理过程管理措施

4.1 全面普及“廓形修理”的思想

传统的打磨修理作业只是针对病害进行局部打磨，实际上只完成了“打磨”，根本谈不上是“修理”。这种粗放的作业方法往往不能从根本上解决问题，也很难做好顺坡，甚至会造成次生病害。这在120 km/h及以下线路中表现得不太明显，但是，对于160 km/h的线路来说，是非常明显的。所以，从打磨修理的第一个天窗点开始，就不断在打磨修理作业人员中普及“廓形修理”的理念。另外，在打磨修理过程中，要引导打磨作业人员识读轨头全断面廓形图，通过对比廓形图和光带等让他们认识到钢轨廓形修理的重要性和必要性。

4.2 严格打磨修理作业标准

在整个打磨修理过程中，每2个人为1组，负责1台打磨机，打磨操作人员始终站在机器的操作边，且右手要一直抓住砂轮盘，随时掌握打磨下刀深度。打磨起步时，先启动打磨机，下砂轮时，第一刀速度一定要缓慢，避免因为下刀太深擦伤钢轨。打磨结束时，要缓慢转动砂轮盘，调起砂轮。

4.3 明确专人管理打磨机械

在每个打磨工班，指定一名人员每天打磨结束返回车间后负责全面检查和保养打磨机具，同时，根据实际情况加油、更换砂轮，确保次日打磨工作能够正常进行。

5 取得的效果

5.1 消除病害的同时恢复钢轨廓形

通过对韩原线k158～k159段擦伤钢轨的修复性打磨修理，该段线路既有擦伤、垂磨和肥边等病害得到了有效处理，钢轨轨头廓形得到了有效恢复，光带得到了有效调整。图3为修理前后轨头廓形对比情况。

5.2 节省了线路维修成本

由工作量调查结果可知，上下行钢轨轨面擦伤深度>1 mm的多达35处。根据《铁路线路修理规则》第3.4.3条钢轨轻伤和重伤标准来看，虽然这35处按照目前列车运行120 km/h允许速度来看没有达到重伤标准，但是，列车提速160 km/h运行后，这35处就达到了重伤标准。如果对达到重伤标准的地段进行换轨焊联，至少需要新配25 m标准钢轨10根，仅材料费就达7.05万余元。由此可见，经过此次打磨修理，在消除钢轨病害的同时大大节省了维修成本。

5.3 改变了以往的打磨修理理念

钢轨廓形修理的提出和实施并取得成功，让干部职工对钢轨修理工作有了更深入的认识和理解。过去，车间和班组组织的修理作业主要打磨焊缝和肥边，都是针对具体病害进行的局部修理。这样的打磨修理往往是劳而无功，治标不治本。而廓形修理旨在修复钢轨轨头廓形，有效改善轮轨匹配关系，使钢轨受力均匀、居中，进而从根本上预防滚动接触疲劳、波浪（波纹）磨耗等病害的产生和进一步发展。

5.4 为段培养了一批新型钢轨修理人才

为了进一步适应钢轨廓形修复的需要，针对我段所属车间和班长打磨修理技术薄弱的实际情况，在钢轨打磨修理管理组成立伊始，段主要领导就提出明确要求，必须通过此次韩原线廓形修理工作，为段培养一批新型钢轨修理和管理人才。为此，我段从一开始就邀请厂家专业技术人员从各个打磨机的工作原理、操作规程、维修保养等方面为所有参加修理的人员进行系统的培训。另外，在修理期间，我段再次邀请厂家专业技术人员一同参加天窗工作，累计对5个天窗点进行了全过程跟班指导，让管理组和修理工班所有人员都熟悉掌握了廓形修理技术，从而为我段今后的钢轨打磨修理和管理奠定良好的基础。

6 结束语

从此次韩原线擦伤地段打磨修理所取得的效果来看，改变传统的打磨修理方法，树立“廓形修复”新理念，落实“以钢轨廓形修复为原则，以改善轮轨关系为目的”的打磨修理是非常必要的，这也是我段各车间迫切需要加强和推进的工作之一。钢轨管理组将在下一步的修理作业和管理过程中不断总结教训，积累经验，进一步提升廓形修理水平。

〔编辑：白洁〕