钢轨矫直的三种工艺

钢轨矫直有三种工艺，即压力矫直工艺、辊式矫直工艺和拉伸矫直工艺。

压力矫直工艺速度低，仅用于对钢轨进行补充矫直。钢轨常规矫直工艺主要采用辊式矫直工艺。在辊式矫直中又有大变形量矫直与小变形量矫直之分。采用大变形量矫直钢轨可以用较少的矫直辊对钢轨进行矫直，但往往使钢轨的残余应力较大。采用小变形量矫直，则需要较多的矫直辊．但钢轨的残余应力较小。实践证明，现代辊式矫直工艺存在两种弊病：一是造成钢轨残余应力大，过大的残余应力将会威胁列车的行车安全，减少钢轨寿命；二是辊矫工艺无法矫直每支钢轨的两端，为保证端头的平直度，还必须采用压力矫对端头进行补矫，即使这样，压力矫也很难使钢轨端头达到高速铁路对钢轨端头平直度(0.1mm/m)的要求。为什么要这样高的平直度精度呢?这是因为在高速条件下，在机车车轮作用下，钢轨和轨枕之间要产生振动，这种振动往往会造成行车事故，因此高速铁路用的钢轨要具有高的平直度精度和小的残余应力。

法国从1976年开始研究新的钢轨矫直工艺，到1981年发明了采用拉伸法矫直钢轨的新工艺。采用这种工艺，可以保证钢轨具有高的平直度精度和微小的残余应力。

拉伸矫直工艺是在钢轨两端施加大于被矫钢轨钢屈服强度的拉力，钢轨在拉力作用下，沿其长度方向伸长，伸长多少取决于平直度要求。这里的平直应是连续的平直，不能是断续或局部的。与辊矫工艺相比，拉伸矫直钢轨残余拉应力仅为辊式矫直的1/10。拉伸矫直机设备能力为10000~15000kN．可以矫直各种断面的钢轨，这样的拉力采用液压很容易实现。

众所周知，钢轨在使用时要承受巨大的长度方向的拉力，这个拉力往往造成材料的早期疲劳和加速裂纹扩展。法国钢铁研究院的国家钢轨实验室专门对采用拉伸矫与辊矫工艺矫直的钢轨进行了疲劳检验对比。试验采用UIC60kg/m钢轨，其σ_b为900MPa，以及136RE的合金轨，其σ_b为1100MPa。对这两个钢种，拉伸矫直比辊式第二节现代化钢轨生产工艺16l矫直，钢轨的裂纹扩展时间要延长40%～60%，且具有低的疲劳扩展速度。总的使用寿命，拉伸矫直钢轨增加30%~50%，其疲劳表面积增加50%以上，这就使钢轨寿命延长40%，使钢轨更安全。经过拉伸矫直，UIC耐磨轨屈服强度提高70MPa，136RE台金轨屈服强度提高90MPa。对于辊式矫直工艺，欲提高钢轨屈服强度是根本不可能的。提高屈服强度对曲线上低轨抗压溃和岛轨抗剥离都有重要的作用。