吕　博

摘要：分析车轴容易发生冷切的部位及原因，对强化车轴探伤，防止车轴冷切提出几点意见。

关键词：防止 车轴 冷切 意见

0 引言

随着铁路运输事业的飞速发展，车辆滚动轴承轮对在货车上广泛应用，车辆轮轴运行速度越来越快、承受的载荷也越来越大，因此，对车辆轮轴强度的要求也越来越高，这样，加强轮轴探伤检查工作就显得尤为重要。近年来，铁路在车轴的探伤检查上做了大量试验和探索，以磁悬液复合磁化探伤代替了以往的马蹄形和环形探伤器，超声波实行了自动探伤、多通道探伤人机互控的探伤模式，大大降低了冷切事故的发生，但仍没有杜绝。因此，如何面对新形势，采取多种措施，防止车轴冷切事故的发生就成为货车轮轴探伤工作中关键问题。

1 调查分析，掌握车轴发生冷切的主要部位和产生裂纹的主要原因

从2000年以来全路共发生车轴冷切事故8件，其中轴颈卸荷槽7件、轮座1件，充分说明轴颈卸荷槽是造成车轴冷切的关键部位，而且，我们通过分析发现，冷切事故的车轴，其车轴断口处均位于RD2轴颈卸荷槽部位，其裂纹源均发生在腐蚀坑、机械伤或刀痕部，在长期的运行当中逐渐产生疲劳裂纹，由于近次定检时探伤漏探最终导致车轴轴颈卸荷槽处断裂，发生冷切事故。

1.1 例2004年7月26日，在京九线10915次列车机后40位C62A4528204一位轮对一位轴颈卸荷槽处发生了冷切。原因：断口处表面存在较深加工刀痕，一定程度的锈蚀和疲劳累积损伤共同作用产生疲劳裂纹。它们同样由底部产生裂纹，不在同一截面的裂纹经过扩展并相互交汇，形成了多源的宏观裂纹，裂纹在继续扩展中次裂纹受到阻碍，主裂纹在交变应力作用下继续扩展，直到断裂。

1.2 例2008年7月21日，26217次货物列车在哈尔滨局管内滨绥线牡丹江站机后5辆C64K 4880658四位轴颈卸荷槽处发生冷切。原因：该车轴断面处存在60%以上的旧痕，有三处较为明显的疲劳裂纹，观察其车轴断口的侧面，即轴颈卸荷槽表面存在一定的腐蚀痕迹，和裂纹源有对应关系，它所引起的疲劳裂纹是导致车轴轴颈卸荷槽断裂的主要原因。

通过对以上两起轴颈卸荷槽冷切事故的调查分析可以看到：RD2型车轴轴颈卸荷槽部位由于机械伤、腐蚀和刀痕引起的疲劳裂纹是导致冷切事故的主要原因。

2 防止轴颈卸荷槽部位产生冷切的意见

2.1 防止轴颈卸荷槽腐蚀 在车辆运行中，由于密封罩、后挡处风砂、雨水渗透，加上长期受交变载荷作用，此处极易产生腐蚀沟，从而产生疲劳源，进而发展为裂纹，从大量退卸轴承的裂纹轴来观察卸荷槽处90%以上都存在锈痕，作为段修单位，我们要对不退轴承轮对加装轴承防护套后再进行轮对的冲洗，避免人为因素使水分流入，对于退卸轴承轮对，要严格控制轮对冲洗除锈质量，彻底除去各部位锈垢，并在轮对压装前，在其轴颈卸荷槽等部位均匀涂抹一层PR-1型铁道车辆轴颈卸荷槽专用防锈脂。

2.2 防止轴颈卸荷槽机械伤、刀痕 作为我们段修单位一是加强轮厂车轴机加质量，严格按照加修标准进行加工，达到粗糙度要求，消除加工刀痕；二是在轮对运搬中、轴承压装时，强化作业过程的监督检查控制，消除轮对轴颈机械拉伤、运搬磕伤现象的发生，达到消除疲劳裂纹源的目的。

2.3 确立探伤方法，把握轴颈卸荷槽部位探伤质量

2.3.1 探头角度的选择 由于不退轴承探伤，探头角度的选择十分重要，如果角度偏大，容易引起内环反射波增多，裂纹波被杂质覆盖，探伤人员不易识别；如果角度偏小，超声波主声束偏离卸荷槽疲劳区域，造成漏探。通过对RD2轴型进行理论计算中发现：小角度探头的度数以10.5°最为有利，主声束完全可扫查到裂纹区域内（即距轴端195mm-215mm范围内），因此我们在卸荷槽探头角度选择上应严格按铁运（2007）98号文件规定要求执行，即不退轴承或轴承内圈时，轴颈卸荷槽检查使用4～5MHz的折射角为23°～25°的小角度纵波探头。

2.3.2 探头耦合的选择 探头与轴端接触面耦合是否良好，直接关系到声能能否大部分进入工作面，过去有些检修单位使用机油、浆糊或其它润滑脂，因轴端有钢印和顶针孔等不平滑原因，会造成能量损失，因此建议各单位严格按铁运（2007）98号文件规定，对不退轴承的轮对在轴端进行超声波探伤作业时，耦合剂应使用铁路专用轴承脂作耦合剂，并且校验探伤灵敏度和探伤作业时，应使用相同的耦合剂。

2.3.3 探头移动方式的选择 按铁运（2007）98号文件规定：探头指向中心孔，探头均匀受力2N-5N，以20mm/s-50mm/s的速度，在中心孔与轴端螺栓孔之间的环形区域内做往复移动，并偏转3°-5°。在实际探伤中，探头按上述要求运动，主声束有时会入射到内环上，引起不必要的杂波，有时探头超过顶针孔下边缘，造成探头悬空一部分，从而使声能大大降低，不利判伤，经过对比检验，铁科院鉴定的中心定位固定式小角度探头有效地防止了上述弊端，效果很好，因此还建议各检修单位均应采用该探头。

2.4 创造良好环境，建立一整套超声波探伤仪的使用、保养和维修制度

2.4.1 大力改善探伤环境，确保探伤设备正常运转 要建立单独、隔离的探伤间，超声波探伤间与磁粉探伤工作场地应保持适当的距离，以保证磁粉探伤作业不对超声波探伤作业产生影响。超声波探伤间还应远离翻砂、锻打、电焊、潮湿、粉尘场所，探伤设备所用的电源，应与大型机械、动力电源线分开并单独接线。超声波探伤间应整洁明亮，照度适中，通风良好，室内温度有效地控制在10-30℃范围内。

2.4.2 按规定对超声波探伤仪进行校验、保养和维修，保证使用中的探伤仪处于良好状态 超声波探伤仪要按规定进行日常性能校验和季度性能检查，保证超探仪在各项性能指标符合标准的前提下使用。同时要严格按规定的周期进行小修、中修和大修，并按规定进行计量检定，使用中的超探仪应保证状态良好，不得超过定检期。

2.5 不断总结、交流经验，提高轴颈卸荷槽裂纹的判断能力 不退轴承滚动轮对探伤虽然已开展多年，但RD2轴颈卸荷槽裂纹数量较少，所以现场探伤人员经验积累较少，为此，我们要不断摸索轴颈卸荷槽处裂纹的有效探测方法，积累伤波波形判断经验，并组织集中培训、研讨和交流经验，不断提高轴颈卸荷槽裂纹波形的判断能力。

2.6 不断提高探伤人员的技术素质和工作责任心 建议有关部门定期组织探伤人员进行实际探伤方面的培训，并经常性地举办探伤技术表演赛，奖优罚劣，激发探伤人员学习技术的积极性。另外，对各级轮轴管理人员也应该进行探伤业务培训，把懂得探伤基本知识作为选拔轮轴管理人员的基本条件，以便更好地检查、指导轮对探伤工作。在提高技术素质的同时，还要对探伤人员进行思想教育，阐明因工作疏忽而造成的严重后果，使他们能够真正意识到探伤工作的重要性和探伤人员所肩负的重大责任，从思想上把探伤工作提到一个新的高度。

2.7 加强管理，严格把住探伤作业质量关 各级管理人员要把探伤工作放在轮轴工作重中之重的位置，要坚持每天深入现场，对轮对探伤工作进行检查、指导和有效地管理，要充分发挥探伤检查员的作用，对探伤的每对轮对进行严格把关，杜绝漏判，防止冷切事故的发生。