现场胶接绝缘接头操作流程、 注意事项及常见问题

知识点：绝缘接头

1 胶接技术原理

胶接作用发生在相互接触的界面间。粘接前，应对胶接面进行适当处理，然后涂抹胶粘剂均匀覆盖在交界面上。接着便是胶粘剂湿润、扩散、渗透之后，使界面紧密接触。当胶粘剂的大分子与被粘接物表面的距离小于0.5mm时，便会相互吸引，产生范德华力或形成氢键、配位键、共价键、离子键、金属键等，加上渗入被粘物表面空隙中的胶粘剂。固化后生成无数的小“胶钩子”，从而完成 粘接过程，从此获得了牢固的连接。整个胶接 过程是一个复杂的物理和化学转变过程。

1.1 胶接技术三个要素：

压力——施加一定的压力保证胶粘剂充分渗透粘接物表面空隙；

温度——保证一定的温度，以便保持胶粘剂分子的活性 ；

时间——给予胶接一定的时间保证物理和化学转变充分。

2 胶接绝缘接头介绍

钢轨胶接绝缘接头，是轨道电路的重要组成部分，广泛应用于道岔区间和无缝线路。

2.1 胶接绝缘接头性能要求

钢轨胶接绝缘接头，是轨道电路的重要组成部分，广泛应用于道岔区间和无缝线路。在工厂内，采用玻璃纤维布、胶、金属夹板粘接成为复合绝缘夹板，在施工现场，采用复合绝缘夹板、高强度紧固件、绝缘套管、绝缘端板、胶粘剂将两段钢轨连接成为一体。保证接头部位抗拉强度满足无缝线路温度力变化要求，保证接头部位绝缘性能满足轨道电路要求，保证接头有足够的强度和抗老化性能。

2.2 胶接绝缘接头组成

胶接绝缘接头组成

2.3 厂制胶接绝缘接头和现场胶接绝缘接头的区别

2.4 胶粘剂

（1）SY-TG3(Ⅱ)环氧树脂双组份胶

常温固化胶，主要用于环境温度高于20℃，湿度不大于60%的现场施工，当温度降低时胶的固化时间延长。使用时间4-10月。

（2）SY-TG2丙烯酸三组份胶

适合低温固使用，适用于20℃以下，-10～0℃时固化时间不大于40分钟。根据试验，环境温度20℃时固化时间约为12分钟，环境温度30℃时固化时间约为8分钟。使用时间11-3月

自2017年11月开始，因冬季施工需要，给各段陆续发送了部分SY-TG2丙烯酸三组份胶。截至目前，有的已经使用完，有的在仓库存放未使用。根据近期天气情况，环境温度持续升高，局部高达30℃，钢轨温度近45℃，这种温度下使用SY-TG2丙烯酸三组份胶固化时间5-8分钟。为了避免胶固化速度太快而影响接头粘接质量，建议当施工点内环境温度高于20℃时使用SY-TG3(Ⅱ)环氧树脂双组份胶粘接，环境温度不高于20℃时使用SY-TG2丙烯酸三组份胶粘接。

2.5 胶粘剂特点

（1）粘接强度高: 抗剪切强度可达到50Mpa以上，剥离强度达到6KN/m以上。

（2）电绝缘性能优良：体积电阻率为1013-1016Ω.cm，介电强度为30-50kV/mm，作为绝缘接头使用，这是必要的特性。

（3）收缩率小:固化时几乎不放出低分子产物，线膨胀系数受温度影响小，因此，接头胶层的尺寸稳定性好。胶粘剂收缩率在1%以下。

（4）耐腐蚀性优良: 胶粘剂分子键间排列紧密，交联密度又大，故有良好的耐溶剂、耐油、耐酸、耐碱、耐水等良好的耐腐蚀性。

（5）工艺性好:具有优良的混合性、湿润性、渗透性、稳定性，固化容易。

3 现场胶接绝缘接头操作流程及相关注意事项 

胶接准备→钻孔锯切→打磨除锈→对轨→和胶、涂胶→组装紧固→检测电阻→保温、固化、复紧→修磨、检查→记录

3.1 胶接准备

（1）检查胶接材料是否齐全，主要为螺栓、螺母、绝缘套管、端板数量，胶粘剂是否超期等

（2）人员组织，单个接头施工人员不少于4人。

（3）工具准备，对照使用说明书施工机具明细表。

施工机具明细表

序号	机具名称	单位	数量	备注
1	发电机   5KW	台	1月2日	附带电缆及多功能插座
2	角磨机   φ120	台	2	粘接面除锈，轨端倒棱
3	电磨机	台	1	螺栓孔扩孔、倒棱、除锈
4	轨端打磨机    φ200	台	1	轨端打磨
5	拉轨机    75	台	1	调整轨缝，顶紧端板
6	扭力扳手   2000N.m	把	2	配带于螺栓、螺母配套的套筒
7	扣件拆卸丁字扳手  M24	把	4月6日	拆卸扣件螺栓
8	呆头、活扳手	把	4月6日	拆卸、紧固夹板螺栓
9	撬棍	把	4月6日	拨动钢轨
10	起道器   3-5吨	台	2	钢轨抬高
11	道钉锤   5-10kg	把	1	敲打夹板，使其位置端正
12	钢平尺    1m、塞尺	把	各1	测量接头处轨顶及工作边直线度
13	宽座角尺  200	把	1	测量轨端纵向及横向偏斜量
14	轨温测量仪	个	1	测量钢轨温度
15	温湿度计 -20-70	台	1	测量环境温度、湿度
16	平锉刀   200-300	把	1	修整轨端边棱
*17	氧气、乙炔（或液化气）	组	1	加热钢轨粘接面，除湿、加温。
18	万用表	台	1	测量绝缘电阻
19	钢卷尺、直尺	把	各1	测量钻孔尺寸，钢直尺规格：500mm。
20	镜子	个	1	检查轨头下颚除锈洁净程度
21	砂轮片、磨头、砂轮		备足	打磨除锈用
22	棉纱		备足	清理钢轨打磨除锈后表层灰尘

3.2 锯切钻孔

（1）对钢轨进行锯切，采用宽座角尺检查端面垂直度，允许有不大于0.5mm的内倾。若出现外倾，采用轨端打磨机或角磨机进行处理。

（2）对钢轨进行钻孔，钻孔使用带定位工具的内燃钻孔机。

（3）检查螺栓孔尺寸精度，使用样板检测。

螺栓孔精度检测

螺栓孔偏差

夹板标准孔径φ33mm、钢轨标准孔径φ31mm、套管内外直径分别为φ25mm和φ28mm、螺栓外径φ24mm。考虑到夹板孔位置存在1mm的偏差，经过计算，钢轨孔理论长度方向或高度方向±3mm（极限偏差）以内仍可以安装，但实际操作中孔的位置在长度与高度方向都存在偏差，这就出现即使单个方向尺寸没有超出极限，两个方向偏差相互叠加后也会超出极限偏差，导致套管无法安装。

螺栓孔偏差

3.3 打磨、除锈

（1）采用角磨机对粘接面打磨除锈，打磨范围：纵向自轨端起长度460mm，横向自轨头下颚至轨底上边缘，轨端断面。打磨表面质量：显现金属光泽。

（2）采用角磨机对接头钢轨轨端倒棱，采用电磨机对螺栓孔除锈、周边倒角，倒棱、倒角技术要求：（0.8-1.5）mm×45°。

（3）对已除锈的粘接面、螺栓孔采用棉纱清除表面浮尘及铁屑。轨端毛刺可通过锉刀打磨清除。

3.4 对轨

（1）将绝缘端板放置在轨缝中间，调整两端部钢轨，使轨顶面垂直方向不能低凹。

（2）对于v≤200km/h线路，接头部位轨顶面垂直方向最大偏差不应超过0.3mm，轨头侧面工作边水平方向最大偏差不应超过0.3mm；对于v>200km/h线路，接头部位轨顶面垂直方向最大偏差不应超过0.2mm，轨头侧面工作边水平方向最大偏差不应超过0.2mm。

（3）根据施工实际情况，人工调整或采用拉轨机顶紧两端钢轨，防止绝缘端板脱落.

3.5 和胶涂胶

（1）清洗：采用毛刷蘸丁酮分别对夹板、钢轨粘接面进行清洗，清除表面污渍。钢轨粘接面清洗时应遵循：自一侧开始，由上而下，接头部位一定要清洗干净。

（2）和胶：将小筒内胶倒入大筒，采用铁铲将小筒残留胶刮入大筒内，采用竹铲上下翻动及搅动，使之混合均匀，色泽一致。

（3） 涂胶：采用铁铲分别对夹板、钢轨粘接面及轨底托板内侧涂抹，要求：无遗漏、涂抹均匀；端板两侧涂胶量适当加大，以保证多余胶挤出塞满接头处轨缝。

3.6 组装、紧固

（1）挑起两侧夹板与钢轨对位，穿入套管、螺栓（按照1、3、5跟端同侧，2、4、6跟端同侧），先采用呆头扳手（或开口扳手）拧紧螺母；采用道钉锤敲打夹板，使夹板与钢轨相对位置尽量保持间隙均匀。

（2） 按照2、5、3、4、1、6的顺序，采用大扭矩扳手扭紧螺母，使扭紧力矩达到1400N?m。

（3）在轨缝处轨底端安装轨底托板，使轨缝位于轨底托板中间。

3.7 检测电阻

（1） 根据TB/T2975检测接头电阻值，电阻值大于1000Ω为合格，若不合格需拆除重新粘接。

（2）线上施工，使用在线电流检测表其阻值大于20Ω即为合格。

3.8 保温、固化、复紧

（1）自由状态下，人工调整两端钢轨使端板顶紧（或接头顶死），钢轨不再向两端回缩。采用氧气、乙炔（或液化气）加热，单侧10-15min；加热完毕，再紧固螺栓，使之扭矩达到1400N?m。

（2）要点粘接、采用拉轨机顶紧端板状态下，松动拉轨机会产生回缩。采用氧气乙炔加热，直至溢出的胶完全固化（手摸胶完全硬化）；再紧固螺栓，使之扭矩达到1400N?m。

3.9 修磨、检查

（1）采用角磨机或手砂轮修整接头部位外露端板及接头部位直线度，使轨顶面垂直方向不能低凹。

（2）对于v≤200km/h线路，接头部位轨顶面垂直方向最大偏差不应超过0.3mm，轨头侧面工作边水平方向最大偏差不应超过0.3mm；

（3）对于v>200km/h线路，接头部位轨顶面垂直方向最大偏差不应超过0.2mm，轨头侧面工作边水平方向最大偏差不应超过0.2mm。

3.10 记录

填写《现场胶接绝缘接头胶接记录表》。

4 接头使用过程中的维护保养 

（1）定期检查钢轨胶接绝缘接头使用清理，发现问题应及时处理。

（2）检查夹板两端部是否有油污、污物堆积，若有及时清除。

（3）检查螺栓是否松动，若出现松动及时复紧。

（4）用于曲线地段的胶接绝缘接头，还应定期打磨钢轨侧面飞边，避免飞边过大搭接到夹板上导致绝缘失效。

5 接头粘接或使用过程中常见问题及解决措施

（1）绝缘接头绝缘失效

（2）端板断裂

（3）胶体固化不完全。

（4）绝缘接头拉开

（5）电阻值低

5.1 绝缘接头绝缘失效

正常情况胶接绝缘接头的钢轨与钢轨、钢轨与夹板相互绝缘。下面列举一些常见的失效原因及分析：

（1）原因分析

①钢轨钻孔后未倒角，残留毛刺，组装夹板时毛刺穿透胶层，导致绝缘失效。

②钻孔、除锈的铁屑清理不干净，夹在钢轨与夹板之间，拧紧螺栓后铁屑穿透胶层，导致失效。

③钻孔偏差过大，套管安装困难，强行安装导致套管破裂，螺栓与钢轨连接导致失效；有时套管破裂不会立即显露出来，而是运行一段时间后，随着列车对接头的冲击，套管破裂程度加剧，导致螺栓与孔壁接触，夹板与钢轨或钢轨与钢轨导通，绝缘失效。

④紧固时拧螺栓导致套管跟随螺栓转动，如果钻孔位置有偏差，套管与螺栓孔内壁之间空间狭小，套管与孔壁摩擦、挤压，发生破裂，夹板与钢轨或钢轨与钢轨导通，绝缘失效。

⑤对钢轨锯切后被磁化，底部吸附铁屑，铁屑相互接触导致失效。

⑥绝缘接头在线路上使用一段时间后轨头产生飞边，相互搭连，导致失效。

⑦未安装绝缘套管、操作过程中夹板表面绝缘胶层刮蹭、损坏。

⑧曲线地段的胶接绝缘接头，钢轨侧面飞边过大搭接到夹板上导致绝缘失效。

（2）解决措施

①按操作规定对螺栓孔进行倒角。

②粘接前用毛刷蘸取清洗剂对夹板及钢轨粘接面进行清洗，一定要注意自一侧开始，由上而下，把铁屑清洗干净，防止二次污染。

③提高钻孔精度。使用带有定位装置的钻孔机钻孔，钻孔后使用测量工具或标准样板检验。粘接前需试组装夹板，查看六个螺栓是否全能顺利穿入套管，如果不能，必须扩孔修正。试组装完毕后才能进行和胶涂胶工作，以免因为钻孔不合适，和好的胶在桶内或夹板上固化，影响安装。

④紧固时按规定拧螺母而不能拧螺栓。

⑤用清洗剂对钢轨断面进行清洗，并注意清理底部铁屑。

⑥锯切后及时倒棱处理，并做好日常检查及养护工作。

⑦按规定操作，防止夹板刮蹭，破坏胶层。

⑧ 定期对钢轨侧磨产生的飞边进行打磨。

5.2 端板断裂

（1）原因分析

① 粘接时两端钢轨未顶紧，端板存在活动空间，列车通过时对端板碾压，会导致端板折断。

② 锯切后钢轨断面垂直度差，呈“V”或倒“V”形，也会导致端板折断。

③ 粘接后，端板顶端高出钢轨，未进行打磨，列车经过时受到冲击，出现端板脆断。

（2）解决措施

① 顶紧钢轨，冬季施工一定要使用大型伸缩器拉紧钢轨，防止胶体未固化导致打开。

② 检查钢轨断面垂直度，使用角磨机打磨，必要时使用端磨机进行打磨；粘接时在端板上抹胶，填充端板与钢轨之间的缝隙，减少活动空间。

③ 粘接完后进行打磨，保证端板与钢轨平顺过渡。

5.3 胶体长时间不固化或固化不完全。

（1）原因分析

① 和胶不匀，表现为胶体局部发粘，未固化完全。

② 胶过期，催化剂已失效。表现为B组份胶在桶内部分或全部氧化，呈果冻状。

（2）解决措施

① 按规定搅拌，使之混合均匀，色泽一致，如果气温过低用热水加热AB胶，增加其流动性。

② 使用前应检查包装外壳上生产日期。保质期12个月，过期严禁使用。

5.4 绝缘接头拉开

（1）原因分析

① 扭矩扳手扭矩过小，导致螺栓紧固力小。

② 胶未和匀，未能完全固化

③ 固化时间过短，胶未完全固化时便进行线路放散或通车。

④使用拉轨器拉伸钢轨粘接时，胶体未完全固化即松开拉轨器。

⑤ 粘接前钢轨粘接面打磨不彻底，在有锈迹的情况下粘接，接头剪切强度降低。

（2）解决措施

①扭矩扳手按规定调到1400N?M。

②按规定和胶均匀。

③如果没有充足的固化时间，粘接完成后对其轨顶加热，使其热量慢慢传到至整个接头，注意加热过程中用火焰来回扫掠，切勿过度加热，以免烤糊胶体。

④线上粘接因轨缝过大需使用拉轨器拉轨粘接时，应配备加热装置，粘接完成后对钢轨夹板进行加热，加快胶固化，确保在规定时间内开通线路。

⑤严格按照操作说明打磨钢轨粘接端，直至露出金属光泽，粘接前还应用清洗剂清洗打磨表面。

5.5 电阻值低

（1）原因分析

①现场环境湿度过大，未进行烘烤除湿。

②接头端板处缝隙较大，雨季雨水渗入缝隙内部，长时间导致钢轨生锈，锈迹浸润到夹板上连接两根钢轨。

（2）解决措施

①粘接前使用加热设备对钢轨除湿烘烤，湿度对绝缘接头的电阻值有较大影响。

②锯轨时保证钢轨端面垂直度，粘接时顶紧轨端。

6 其它问题

6.1 绝缘电阻的检测

根据TB/T2975-2018《钢轨胶接绝缘接头》规定，胶接绝缘接头在干燥和潮湿两种状态均达到要求为合格，干燥状态电阻值大于10MΩ，潮湿状态电阻值大于1000Ω。以上电阻值的检测条件，干燥状态下铁标中规定是在室内进行，试件应为干燥状态，且搁置在干燥的绝缘体上，现场很难满足干燥状态，所以一般测量潮湿电阻。

潮湿电阻测量方法：

在端板处浇水2L，1-2分钟间用不低于10V的万用表测量两钢轨及钢轨与夹板间的绝缘电阻值，大于1000Ω即为合格。

线上粘接时，根据运电信号函【2015】241号文要求，胶接绝缘接头使用轨道在线测试仪测量绝缘电阻大于20Ω为绝缘良好。

6.2 接头使用过程中在线电阻小于20Ω时的处理

接头在正常使用时，如果测得在线电阻值小于20Ω时，应对该接头重点监测，加大检查频次；若在线绝缘电阻小于5Ω时，采取以下措施进行处理：

（1）采用丁酮清洗绝缘接头部位，将表面油污、铁屑清除干净。

（2）采用逐个更换螺栓、套管的方式将螺栓、套管更换一遍

采用以上两种方式处理后，接头部位在线绝缘电阻大于5Ω，该绝缘接头可继续使用并加强观测。若经过以上方式处理后，在线绝缘电阻仍小于5Ω时，则判定该接头失效，应立即更换。

6.3 瞬间红光带的应急处置

（1）若接头部位在毫无征兆的情况下，突然造成红光带或在线绝缘电阻小于5Ω，应先用在线电阻测试仪检测钢轨与钢轨、钢轨与夹板间电阻值，再根据测量情况采取以下措施进行处理：

（2）检查接头部位两侧钢轨是否被水浸、有石渣埋过钢轨底、有其它物体将两钢轨、钢轨与夹板搭连，电务线是否裸露与夹板钢轨相连，若有，排除后检测在线电阻值。

（3）将接头端板部位石渣扒开，检查是否有污物渗入到轨端部位，采用硬质塑料或木片、竹片通开。

以上两项检查处理后仍无效果，再按照（二）接头使用过程中在线电阻小于20Ω时的处理方式进一步处理，若测量在线电阻值仍为零或小于5Ω，应立刻要点对接头拆解后重新粘接。

6.4 绝缘接头失效应后处理措施

接头部位出现红光带，并确定该接头失效后，应做如下处理：

（1）依次松开螺母。

（2）使用氧气乙炔、液化气、汽油喷灯烘烤夹板，着重烘烤螺栓孔内部及夹板两侧，使内部胶层碳化失效。

（3）使用道钉锤及扁铲配合，自侧面拆卸夹板。

（4）拆卸完成后按现场胶接绝缘接头使用说明书中操作流程重新粘接。

7 案例分析

7.1 螺栓孔钻孔偏差大，运行一段时间后接头突然失效。

 （1）2018年3月14日济南工务段莱芜车间孝义站出现 胶接绝缘接头失效的情况，到达现场后看到，接头最外侧两螺栓（1号、6号）已拆除，接头尚未拉开，仍在线路上应用，经过查看发现该接头两端套管破裂。经过了解，该接头于线下粘接，未经检测，上线后便出现红光带，当拆除1、6号螺栓时，接头恢复正常，由此可见，是1、6号套管破裂导致螺栓与钢轨搭接，故而出现绝缘失效的情况。

位置偏差表

孔编号	长度方向偏差( mm )	高度方向偏差( mm )	叠加偏差( mm )
1	+4	+5.5	+6.8
2	+3.5	+2.4	+4.2
3	+4	+2.3	+4.6
4	-0.5	+2.1	+2.2
5	+0.7	+2.8	+2.9
6	+0.9	+2.7	+2.8

从表中可以看出1号孔的位置偏差最大，长度与高度方向偏差均超过极限偏差，其叠加偏差达到6.8mm（  42+5.52???????√=6.8 ），超出极限偏差3.8mm，这是1号套管出现破损（附图套管破损情况），螺栓与夹板连接，导致该接头失效的原因。

2、3号孔虽然水平与竖直方向偏差未超出极限，但是其叠加偏差超出极限，所以导致安装时套管破裂。

4、5、6号孔位置偏差未超出极限偏差，那为什么6号套管还是会破损呢？这是因为1号孔偏差太大，在安装过程中，夹板与钢轨相互借就，导致夹板向1号孔的位置偏移，从而6号套管安装时孔内空间狭小，强制安装下造成套管破裂，从而引起该接头失效。

（2）2012年2月22日，汉宜线荆州站18号与24号道岔间出现红光带。接头拆解后，发现有一个螺栓未使用绝缘套管，在螺栓上包裹有绝缘胶带。后经过了解，中铁十七局第五项目部施工的18号道岔岔后右股胶接时钢轨螺栓孔钻孔时不止一处出现较大偏差，组装过程中导致套管穿入后破碎，施工人员去掉套管后使用胶布把螺栓包裹继续使用，使用过程中出现红光带。

相关推荐链接：

1、电磁铁设备说明

2、磁铁与电磁铁的设计