线路钢轨缺陷之表面锈蚀

铁路线路钢轨在使用过程中，经过长时间的风吹雨淋，加之环境因素的影响钢轨表面极易形成锈蚀缺陷，该缺陷一般轨腰及轨底较多，车轨头因长期与车轮接触，锈蚀情况较少。本期将带您深入了解铁路线路钢轨的表面锈蚀缺陷成因及预防措施。

1 缺陷特征

钢轨表面形成的锈蚀点或片状锈蚀层，如图1、图2所示，严重者可能产生锈蚀坑甚至分层脱落，在钢轨表面可以看见明显的深褐色甚至是黑色区域，如图3所示。

2 缺陷检验方法及标准

钢轨轨腰及轨底上表面的锈蚀坑可以直接目视检查，轨底锈蚀通过镜面反射查看或通过超声波探伤检测，锈蚀缺陷的判定可参照表1进行。

3 缺陷产生原因

钢轨锈蚀是钢轨表面与周围介质发生化学反应或电化学反应后遭到破坏的现象，其本质是钢轨中的铁元素被氧化，在钢轨表面形成一层疏松的铁氧化物的过程。钢轨锈蚀可分为化学锈蚀和电化学锈蚀两类，化学锈蚀是钢轨直接与周围介质发生化学反应而产生的锈蚀，这种锈蚀多数是钢轨发生氧化作用而在表面形成疏松的铁氧化物；电化学锈蚀是钢轨与电解质溶液接触，形成微电池而产生的锈蚀，潮湿环境中钢轨表面被一层电解质水膜所覆盖，在钢轨表面易形成许多微电池，加速钢轨锈蚀。电化学锈蚀是钢轨锈蚀最主要的形式，也是导致钢轨锈蚀严重的形式。

钢轨锈蚀主要有几方面的原因：

一是线路排水不理想导致自然降水附着在钢轨表面，甚至钢轨直接浸泡在水中；

二是钢轨与其他部件，如扣件、轨距挡板等产生动态振动形成卡痕，雨水或其他滴落物在钢轨表面堆积产生局部腐蚀；

三是环境空气污染导致的锈蚀，如空气中的水分较大，加上CO2、SO2等酸性气体溶解在水蒸汽中加剧了腐蚀的产生，以隧道等通风不良的区段较为明显，此外海滨、盐渍地区等区域的大气环境也会加速钢轨的锈蚀；

四是列车的废水、矿粉和排污物等散漏在钢轨上，造成锈蚀，在站点进出站时较为明显，但随着列车排污系统的改进，该原因产生的锈蚀有所减少。

4 缺陷发展结果

锈蚀会使钢轨轨腰和轨底的断面尺寸逐渐减小，使钢轨的有效面积降低，降低钢轨强度及使用寿命；轨底下表面因锈蚀形成的腐蚀坑因其隐蔽不易发现，形成裂纹源，在应力作用下发生裂纹扩展及断裂。

5 缺陷钢轨处理方法

对于表面锈蚀较轻的钢轨，可以采用机械打磨的方式去除锈蚀层。锈蚀严重无法打磨除锈的钢轨应及时更换。

6 缺陷预防措施

1.掌握钢轨使用状态，对曲线、站内、桥隧等重点地段加强检查，摸清锈蚀和伤损规律，缩短钢轨易锈蚀地段的检查周期，常规探伤时，加强对轨底横向裂纹检测，分析人员应重点查看和分析探伤回放数据，做好各周期台阶波形变化对比分析，保证及时发现因锈蚀导致的钢轨伤损。

2.做好线路设备日常保养，及时疏通排水系统，清除具有腐蚀性的煤、砂等，防止长期接触侵蚀钢轨。

3.在钢轨表面涂抹防锈剂（底层环氧富新漆、面层灰铅漆或者防锈油）等防止钢轨锈蚀。

4.在易锈蚀低端铺设耐腐蚀钢轨。

5.通过牺牲阳极的阴极保护法，为了保护阴极的钢轨不被腐蚀，通过贴上锌片等阳极材料，以牺牲阳极材料来保护阴极不被锈蚀，然而阳极材料大小的选择将直接关系到成本与使用效果，过大则造成成本浪费，过小则不能起到保护作用，因此该方法仍有待持续研究。