岸橋小車(chē)軌道短軌損壞和缺陷形式分析及修復(fù)

王少華

（上海振華重工股份有限公司，上海 200125）

隨著我國(guó)港口的不斷發(fā)展，迫切地需要各種機(jī)械產(chǎn)品用于其中，因?yàn)楦劭跈C(jī)械產(chǎn)品的運(yùn)用能夠在很大程度上減少人力、物力以及財(cái)力，這就推動(dòng)了港口經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)?？梢哉f(shuō)，港口機(jī)械產(chǎn)品在港口的實(shí)際發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著十分重要的作用。隨著岸橋使用率和頻率的增加，使小車(chē)軌道損壞現(xiàn)象愈發(fā)頻繁。軌道破損不僅會(huì)產(chǎn)生噪聲和沖擊振動(dòng)，如果情況嚴(yán)重，甚至?xí)斐稍O(shè)備停止運(yùn)行。本文將以岸橋小車(chē)短軌為主要研究對(duì)象，對(duì)其損壞和缺陷形式進(jìn)行了闡述。

1 岸橋小車(chē)軌道短軌的損壞和缺陷形式

對(duì)于這些研究的成果而言，關(guān)于岸橋小車(chē)軌道短軌的損壞和缺陷形式，主要可以概括為以下幾個(gè)方面。

1.1 短軌簡(jiǎn)介

承軌梁的前后大梁質(zhì)檢銜接處是負(fù)載能力最為脆弱的部分，而短軌就是位于前后大梁鉸點(diǎn)處的軌道，能夠與普通長(zhǎng)軌有效銜接。通常來(lái)說(shuō)，短軌屬于特殊制造，可以承受高于其他組件所能承受的沖擊力，并且一旦出現(xiàn)因短軌接頭承載力不足，導(dǎo)致承軌梁和軌道出現(xiàn)形變的問(wèn)題，必然會(huì)造成小車(chē)的運(yùn)行振動(dòng)，形成軌道沖擊，影響裝置的正常使用。

早期的短軌與長(zhǎng)軌大多采用魚(yú)尾板加緊對(duì)接接頭的形式，用以保證設(shè)備的穩(wěn)定性。但由于此類(lèi)形式的對(duì)接處容易出破損狀況，產(chǎn)生小車(chē)顛簸，因此，當(dāng)前通常采用焊接連接軌道進(jìn)行取代，確保小車(chē)行駛過(guò)程的安全性。

1.2 短軌的損壞形式

1.2.1 短軌邊緣崩裂

短軌采用的是螺栓固定組成形式，在長(zhǎng)時(shí)間的軌道振動(dòng)中，容易在軌道外側(cè)邊緣出現(xiàn)金屬脫落的情況形成缺口、裂痕。如果此類(lèi)問(wèn)題得不到及時(shí)、有效的處理，不僅會(huì)導(dǎo)致小車(chē)輪表面和導(dǎo)向輪踏的結(jié)構(gòu)損壞，影響相關(guān)裝置的使用壽命，還會(huì)造成動(dòng)力能源的大量耗損，產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟(jì)損失。通過(guò)分析多個(gè)實(shí)際案例可知，造成軌道振動(dòng)，引發(fā)短軌邊緣崩裂的主要原因是小車(chē)運(yùn)行線路角度設(shè)置不夠科學(xué)，導(dǎo)致軌道長(zhǎng)期遭受導(dǎo)向輪的擠壓產(chǎn)生缺口。為了消除此類(lèi)問(wèn)題，當(dāng)前制造商會(huì)在小車(chē)輪上安裝偏心套裝置，幫助小車(chē)進(jìn)行直線度的調(diào)整調(diào)整，確保運(yùn)行穩(wěn)定。

1.2.2 短軌縱向開(kāi)裂

短軌縱向開(kāi)裂屬于脆性斷裂，通常是由于材料質(zhì)量不佳，無(wú)法有保持高強(qiáng)度的抗震動(dòng)能力，使得短軌所能承受的負(fù)載力遠(yuǎn)低于材料的屈服強(qiáng)度，從而產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象。同時(shí)，短軌是以高鉻合金結(jié)構(gòu)鋼作為構(gòu)成原料，在使用時(shí)需要進(jìn)行材料的淬火熱處理，才能確保材料的高強(qiáng)度和耐腐蝕性，但由于鉻金屬本身容易引發(fā)高溫回火脆性，使材料的斷裂強(qiáng)度降低，加快裂紋擴(kuò)散的速度，造成嚴(yán)重的安全隱患。因此，為了避免此類(lèi)破損現(xiàn)象的產(chǎn)生，需要優(yōu)化熱處理技術(shù)，提高材料的實(shí)際性能，避免回火脆性的發(fā)生。

1.2.3 短軌接頭處崩裂

短軌接頭崩裂，通常發(fā)生在短軌銜接處，裂紋形式為延性斷裂。其形成原因與縱向開(kāi)裂的回火脆性有一定聯(lián)系，主要是由于軌道材質(zhì)和結(jié)構(gòu)與實(shí)際應(yīng)用情況不符，難以保證長(zhǎng)時(shí)間、高質(zhì)量的使用，容易受環(huán)境因素的影響，使得結(jié)構(gòu)耐久性下降，為裂紋的分散提供了傳播路徑，導(dǎo)致安全隱患的產(chǎn)生。鑒于二者的故障聯(lián)系性，可采用相同的解決措施進(jìn)行處理，即提高熱處理的質(zhì)量，選擇高質(zhì)量的原材料。

1.3 短軌的缺陷形式

1.3.1 對(duì)接焊縫缺陷

（1）通常是由于焊接技術(shù)應(yīng)用不夠合理，使焊縫處存在凹坑狀破損。此類(lèi)缺陷容易造成小車(chē)振動(dòng)，導(dǎo)致小車(chē)輪嚴(yán)重受損并伴有軌道開(kāi)裂狀況的產(chǎn)生。

（2）在焊接時(shí)缺少對(duì)排裝工作的有效把控，使對(duì)接處出現(xiàn)結(jié)構(gòu)扭曲，這種缺陷同樣會(huì)造成小車(chē)振動(dòng)、搖擺不定，干擾司機(jī)的駕駛舒適度。同時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致小車(chē)軌道和小車(chē)輪的嚴(yán)重磨損。

以上兩種缺陷通常采用具有針對(duì)性的電焊方法進(jìn)行解決，如使用電阻焊，可以降低軌道的形變和錯(cuò)位，適用于小車(chē)軌道的地面制造。而對(duì)于高空的維護(hù)修理需要使用手工電弧焊。同時(shí)，在工作開(kāi)展前，需要進(jìn)行預(yù)熱保溫，確保裝置具有一定的自由收縮能效，減少應(yīng)力的產(chǎn)生，保障焊接質(zhì)量。

1.3.2 軌道排裝缺陷

（1）軌道排裝缺陷體現(xiàn)為軌道一側(cè)的順環(huán)脫落，主要是由于短軌之間的間隙設(shè)置不夠合理，達(dá)不到實(shí)際建設(shè)的4MM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

（2）軌道底板道裂脫落，也是軌道排裝缺陷的表現(xiàn)形式之一，通常是因?yàn)檐壍赖装迦鄙俣ㄆ诘木S護(hù)與保養(yǎng)，受自然環(huán)境的影響，出現(xiàn)金屬銹蝕，降低材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，引發(fā)貫通性裂紋的產(chǎn)生。

1.3.3 小車(chē)輪排裝缺陷

小車(chē)輪的軌跡呈現(xiàn)不斷變化的趨勢(shì)，較深的痕跡是小車(chē)輪與軌道間不斷滑動(dòng)形成的。若小車(chē)輪端平面與軌道不平行或出現(xiàn)較大偏差，勢(shì)必會(huì)被其他3個(gè)輪子所影響，該車(chē)輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周就被迫滑回回位，在軌道上留下了摩擦的痕跡。這種缺陷會(huì)產(chǎn)生異常響動(dòng)，并加快車(chē)輪的磨損。

2 岸橋小車(chē)短軌修復(fù)工藝方案

2.1 檢查測(cè)量

短軌焊接施工前后及焊接過(guò)程中，應(yīng)進(jìn)行必要的檢查測(cè)量，以掌握相關(guān)零件尺寸及位置情況、影響焊接和安裝的輔助材料的布置情況，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果和規(guī)范要求進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整和預(yù)留。測(cè)量方法如下：

（1）短軌與長(zhǎng)軌焊縫預(yù)留長(zhǎng)度、短軌絞點(diǎn)處間隙。

（2）前后短軌平行度。

（3）短軌墊板規(guī)格與平面度。

（4）短軌直線度。

（5）長(zhǎng)、短軌踏面高度、硬度。

（6）前后大梁承軌梁高低差。

（7）大梁下絞座高度（磨損情況）。

（8）小車(chē)跑偏情況(包括水平輪磨擦軌道情況)。

（9）焊接參數(shù)檢查測(cè)量。

2.2 施工控制

小車(chē)短軌與長(zhǎng)軌焊接安裝質(zhì)量主要受到軌道焊接和安裝施工過(guò)程的各個(gè)工藝要素的影響。焊接工藝參數(shù)控制不當(dāng)或不足，焊接區(qū)域?qū)?huì)產(chǎn)生較大應(yīng)力或變形，與軌道和焊縫狀態(tài)相關(guān)的岸橋零部件安裝工藝不符合規(guī)定要求，軌道和焊縫在小車(chē)運(yùn)行中將會(huì)承受額外作用力，上述嚴(yán)重情形均會(huì)導(dǎo)致焊縫開(kāi)裂。如何使小車(chē)軌道和軌道焊縫在小車(chē)運(yùn)行中處于良好的狀態(tài)，是一個(gè)比較系統(tǒng)的工作，需要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行工藝質(zhì)量控制，在施工中嚴(yán)格遵守工藝規(guī)程，執(zhí)行施工前后測(cè)量、過(guò)程檢測(cè)與記錄。

2.2.1 焊接工藝控制

（1）焊接參數(shù)（預(yù)熱，道間和后熱方式、溫度、時(shí)間，焊接電流、焊接速度）、施焊規(guī)范（焊縫清理、施焊方式）：按照工藝規(guī)程GTC-18（NT）、焊接工藝規(guī)程WPSTP08-01&02執(zhí)行，保證焊接接頭分層進(jìn)行，焊縫飽滿，焊接前后加熱長(zhǎng)度、溫度和時(shí)間符合規(guī)定。

（2）焊工技能。

（3）環(huán)境因素（風(fēng)速、天氣溫濕度、軌道焊縫清潔度）：雨天和有霧情形下、相對(duì)濕度大于90%、氣溫小于-5℃、風(fēng)速大于3級(jí)且無(wú)擋風(fēng)措施、有結(jié)露的晚間室外環(huán)境，均不能進(jìn)行焊接。

（4）焊接材料工具（焊條規(guī)格及使用時(shí)間、保溫箱、保溫筒、測(cè)溫儀、焊機(jī)）：焊條使用前，必須按照工藝規(guī)程GTC-18（NT）要求進(jìn)行烘焙、防潮。

2.2.2 安裝工藝控制

（1）軌道對(duì)接焊縫寬度、定位：按工藝規(guī)程GTC-18（NT）進(jìn)行對(duì)接，保證接頭間隙15～20mm，調(diào)整好長(zhǎng)短軌之間的直線度，在長(zhǎng)度2m內(nèi)小于1mm。

（2）軌道與墊板支承面不平度在2m內(nèi)小于5mm，接觸度大于75%，軌道與承軌梁之間的間隙小于0.5mm。

（3）軌道壓板壓緊要求，取預(yù)緊力矩30%，不能壓得過(guò)緊，以不影響短軌焊接收縮為準(zhǔn)。

（4）焊后打磨設(shè)備及打磨要求：采用磨軌機(jī)打磨軌道表面，2m內(nèi)平面度小于0.5mm。

（5）前大梁下絞座中心至承軌梁上平面的高度偏差小于±2mm。

2.2.3 檢查測(cè)量

上述小車(chē)軌道焊接和安裝控制要素規(guī)范要求及檢測(cè)必須按照QW/GSZA-01-2012（港口機(jī)械和鋼結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)）、QW/GSZA-03-2012（岸邊集裝箱起重機(jī)安裝驗(yàn)收規(guī)范）測(cè)量符合后，才能進(jìn)行下一步施工安裝。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述可知，目前岸橋軌道短軌的損壞和缺陷形式已相當(dāng)清晰。短軌損壞體現(xiàn)在制造工藝，現(xiàn)場(chǎng)焊接，后期維保等各個(gè)方面。制造商加強(qiáng)出廠檢驗(yàn)，合理避免和防止短軌損壞和減少缺陷，提高用戶(hù)方設(shè)備運(yùn)營(yíng)效率將帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。