历史变迁
钢轨可以说是我们生活中很常见的不起眼的东西了,在影视剧里随处可见:
而作为一个以此为生的人来说,在工作生活里更是俯拾皆是,比如这张我刚才在路边拍的照片:
它总是处于不起眼的地方,供列车碾压、给列车导向,埋在土里、深入尘埃。但是它不仅是我的饭碗,也是一个有历史的家伙。今天我就来说说它,先来一个目录,不然跑写的跑偏了……
要说钢轨的历史,肯定要从英国开始,毕竟世界上第一条铁路就诞生在英国,英国当时是"日不落帝国",在全世界修铁路,当然也包括中国。
钢轨在诞生之初不是现在这个样子,甚至也不是现在这种材质,一开始就是一块方形的木料,后来是木料上覆盖铁皮包裹,随着火车速度、重量的提升钢轨也一步步的变成现在这个样子,而且以后还会继续变化下去(感谢灵魂画师友情赞助了纯手绘钢轨截面图,谢绝引用和转载)。
大家可以看到,从1858年开始,钢轨就基本是现在这个样子了。
现代的钢轨
我们可以看到,进入20世纪以后,钢轨的外形基本就变得和现在没啥大区别了,都是"工"字形,这个图形也因为原来铁道部的LOGO(一工一人组成火车头)而深入人心。
进入现代,随着研究的深入、列车的速度和轴重的增加、对平稳性要求的提高、生产制造工艺的提升等等因素,钢轨的分类越来越细。
按照重量分类
钢轨的型号通常是按照重量区分的,比如我们常说的50轨,就是指重量50kg/m的钢轨,依此类推,有38轨、43轨、50轨、60轨、75轨等等,当然还有24轨、18轨,不过那都是老黄历了,我本人是没见过。其中43轨及以上的钢轨一般称之为重轨。
按照制造工艺分类
主要分为热轧钢轨和热处理钢轨。其实钢轨都是热轧工艺生产出来的,热处理钢轨是在热轧成型后的钢轨进行再次热处理,分为在线热处理和离线热处理两种,在线热处理已经是主流了,更加节约能源而且更加高效。关于热处理的话题,我会专门另文讨论。
按照强度分类
钢轨是一个复杂和合金,除了主要成分铁(Fe)以外,还有五大元素,碳(C)、锰(Mn)、硅(Si)、磷(P)、硫(S),当然还会有一些起决定性作用的微量元素钒(V)、铬(Cr),以及一些稀土元素等,这些元素互相融合以及制造工艺的不同,造就了钢轨不同的物理性能,其中最重要的是三项:强度、硬度、韧度(一般用断后伸长率来考察),三者互相关联,最主要的是强度,所以也有了根据强度等级来分类钢轨的方法。我们会见到780Mp、880Mp,高到还有1450Mp等等,根据不同的需要进行选择。一般来说,地铁用钢轨强度在880—1180Mp之间。
说句题外话,一般来说提纲强度、硬度、韧度最便利的方法不是改变配方啥的,而是进行热处理,效果明显,谁用谁知道。下图摘自《TB/T 2344-2012》
按钢轨用途分类
按照用途分类基本是最惯常的做法了,现在各类轨道交通建设方兴未艾,钢轨的用途也多种多样。
先说国家铁路的范畴内的。
首先是高铁,基本是站场内(就是停车场)的轨道用60轨(部分停车线50轨),正线(包含站线、辅助线)用的也是60轨,不过高铁的钢轨要求很高,平直度、各部尺寸要求都更高。
还有普通铁路,就是高铁建成之前的客货运铁路(现在也还在运营),也是基本车辆段和停车场是50轨,正线是60轨。
然后还有一些特殊的铁路。一是重载铁路,类似大秦、朔黄铁路和神华运煤专线等,特点是列车轴重大总重也大,一列车的载重就能达到1万吨以上(作为对比,普通地铁大概100吨左右),这类铁路一般用的是特殊制造的75轨,可以大大增加使用寿命。二是高寒铁路,具体来说就是青藏线,穿越永久冻土带,对钢轨的耐寒、耐腐蚀要求很高,使用的是特殊制造的60轨。
然后是目前市场火爆的地铁。国内的地铁现在基本都是车辆段用50轨,正线用60轨了,当然年代久远的地铁正线使用的是50轨……。
还有就是目前很多小城市选择的有轨电车。有轨电车因为车轮小、转弯半径小、道岔号码小,容易脱轨,所以选择了自带护轨的槽型钢轨。
还有一些其他铁路。不属于铁总也不属于地方政府,而是属于企业的,所以标准很不统一,轨距不标准,钢轨型号也没有一定之规,38轨、43轨、50轨都会用上,比如很多大型的企业,钢厂、船厂等等。
最后,还有新兴的交通形式,比如磁悬浮。所以,要说磁悬浮用啥钢轨,你TM在逗我?
说了这么多,我把上面说到的钢轨的类型何在一起弄了一个图,当然为了保密,具体的尺寸我删掉了,大家看个意思吧。
钢轨的生产
钢轨的生产制造是轨道交通行业的基础,图画的再漂亮,造不出来也没球用,当然也不是啥高科技的玩意,能做的地方也不少。多啰嗦一句,现在咱们中国可是生产全世界最优质的钢轨,可以和新日铁在澳大利亚、巴西、美国竞争,那可是钢钢的。
在国内,主要是攀钢、包钢、鞍钢、武钢生产。攀钢和包钢现在是主力,鞍钢是老字号,武钢也是历史悠久近几年也进行了重建也正在发力,还记得前几年新闻上看见汉阳造的钢轨现在还在用(当然是厂内线)。
当然,前面说到的故事在100年后也被反转,真是天道有轮回。
来源:知乎 www.zhihu.com
作者:lei xi
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