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勿讓鐵軌憾事再發生 鋼軌材質檢測重要性

台鐵軌道安全議題再度被關注重視,當話題環繞如何系統性檢查降低軌道事故風險,卻忽略了鐵軌 材質檢測 不確實所造成軌道安全潛在危機。

太魯閣號一起重大工安意外造成多人死傷慘劇,讓台鐵軌道安全議題再度被關注重視,國人除了討論此次人為輕忽造成嚴重損傷外,先前軌道斷軌、裂縫事件以及軌道檢查車五年未通過事件又被提出討論。當話題都關注如何系統性檢查來發現軌道問題降低事故風險,卻忽略了鐵軌 材質檢測 不確實所造成軌道安全潛在危機。

鋼軌需經過長年風吹日曬及高速火車行駛重壓,若鋼鐵品質不佳極有可能因為日積月累影響造成壽命縮短;台鐵每年公告上億元金額採購鋼軌原料(請見圖一),標案內容當中皆有明確指定鋼鐵國際牌號,國際牌號都有針對其元素濃度界定範圍(請見圖二);影響鋼鐵物理性質最重要元素為碳(C)、矽(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫(S),每個元素都有其主要特性確保在不同應用面能夠達到最佳效果。

鋼軌主要成分:

元素 物理特性 濃度含量
碳(C) 碳是鐵以外的含量最多的元素,碳元素含量較高時材質堅硬,強度比較大,硬度和耐磨性好,不過碳的含量不宜過多會造成質脆性 碳量約為0.4%~0.7%
矽(Si) 矽元素能夠消除鋼液中的氧與氣泡,使組織密緻增加鋼的密度,其硬度及強度皆可提高 一般含量0.15~0.3%
錳(Mn) 錳在鋼的製作過程中,可使碳分佈均勻而增加抗拉力耐磨性。另外可以減低磷與硫不良影響。為了減少曲線及道岔的鋼軌磨耗,可採用猛量特高的猛鋼,不過其成本較高。 含量1.0%左右為佳

 

超過1.2%則稱猛鋼

磷(P) 屬於雜質,會造成鋼軌的冷脆性,即鋼軌容易因常溫加工而破裂。其實許多在冬季接頭處的破裂都是磷成份所造成的,故鋼軌中的磷成份必須小於規定限度 不得大於 0.05%
硫(S) 屬於雜質,會導致鋼軌之熱脆性。含硫成份過多之鋼軌,於熱壓 延中容易疵裂,受衝擊也容易破壞。因此含硫量亦不得超過規定值。 不得大於 0.05%

*參考:交通部台灣鐵路管理局花蓮工務段:淺談鋼軌焊接與探傷檢測方法

喬哈斯_招標圖
▲ 圖一:台鐵鋼軌公開招標訊息

 

喬哈斯_碳成分分析
▲ 圖二:鋼軌化學成分表

鋼軌進料品質控管除了仰賴客戶提供第三方認證報告作為確認外,就是透過檢測設備進行,傳統常見使用分光儀(SPARK-OES)又稱火花直讀光譜儀進行分析,通常為實驗室內使用或簡易拖拉至近距離測試,測試精度可低於小數四位符合煉鋼等級,不過樣品需前處理、設備過重不方便攜帶且測試時間長無法數據即時呈現,針對台鐵廣大區域以及大量料品實在無法做到嚴謹管控。Sciaps LIBZ雷射導引光譜儀是目前業界唯一可同時分析碳(C)元素並計算碳當量(CE)手持式分析設備,樣品不受尺寸以及區域限制數秒內數據呈現,可分析低至80ppm碳含量,針對各類碳鋼材料皆可分析;搭配XRF螢光分析儀數秒分析低至100ppm磷(P)、硫(S)含量,報告可透過雲端整合並手機發出,迅速判斷有問題鋼軌進行汰換或禁止使用,大幅增加抽樣比例降低危害風險。

Sciaps LIBS and XRF
Sciaps LIBS and XRF分析碳、矽、錳、磷、硫

 

Sciaps LIBS和XRF
Sciaps 一箱二機:LIBS and XRF

無論是台鐵軌道、橋墩鋼索及捷運輕軌等,材料品質永遠是第一個安全關口,透過Sciaps手持式LIBS及XRF能夠迅速多樣檢測,無論山區海邊或山洞中,巡軌人員更方便攜至現場抽樣檢測,第一時間確保材料成分無誤,搭配高科技安全監控預防外來產生危機,讓大眾運輸系統更加安全,人民使用才會放心。

測試碳濃度影片點我

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