火车车轮是机车车辆与钢轨直接接触的核心部件，其状态直接关系到列车的运行安全、平稳性和经济性。车轮踏面（即车轮与钢轨接触的工作表面）在使用过程中不可避免地会出现各种类型的损伤，这些损伤统称为“踏面伤口”或“踏面缺陷”。科学、统一地界定这些伤口的类型、严重程度标准及其处置要求，是保障铁路运输安全的关键环节。

 一、 踏面伤口的定义与重要性

定义：车轮踏面伤口是指在车轮滚动圆（踏面）区域出现的，超出允许限度的材料缺失、变形、裂纹或其他异常状态。这些伤口破坏了踏面的理想几何形状和材料完整性。

   重要性：

       安全： 严重伤口可能导致车轮崩裂、脱轨等灾难性事故；影响轮轨接触关系，降低粘着力和制动效果；加剧对轨道结构的冲击破坏。

       平稳性： 伤口是引起轮轨冲击噪声、车辆异常振动（如“扁疤”引起的周期性冲击）的主要原因，影响乘坐舒适度。

       经济性： 加速车轮本身和钢轨的磨耗；增加维修成本（频繁镟修或更换车轮）；可能导致列车晚点甚至停运。

 二、 常见踏面伤口类型及其判定标准

各国铁路管理部门和车辆制造商都有详细的技术规范（如中国铁路的《铁路机车车辆修理规则》、《铁路货车运用维修规程》，国际铁路联盟UIC标准，AAR标准等），对不同类型的踏面伤口规定了具体的尺寸限值。以下列举几种最常见伤口的判定标准（具体数值需参照最新有效版本的标准文件，此处提供通用性描述和典型范围）：

1.  踏面剥离：

       描述： 踏面表层金属材料因疲劳、材质缺陷或过大的接触应力（如制动热负荷）而发生的片状剥落。常呈现为月牙形、鱼鳞状或不规则坑洼。

       标准：

           长度： 单个剥离的长度（沿圆周方向测量）不得超过规定值（例如：客运车辆常要求≤30mm；货运车辆可能放宽至≤50mm或更长，但需考虑剥离深度和分布）。

           深度： 剥离坑的深度通常有严格限制（例如：≤1mm或≤0.5mm）。深度超标意味着材料损失严重，应力集中风险高。

           分布： 同一车轮上，剥离的总长度或密集程度（如相邻剥离间距）也可能有限制。禁止存在贯通整个踏面宽度的剥离。

           位置： 剥离发生在踏面主要工作区域（滚动圆附近）时危害更大。

2.  踏面擦伤：

       描述： 车轮在钢轨上发生滑动摩擦（如制动抱死、空转打滑）导致局部区域瞬间高温熔化或严重塑性变形，冷却后形成扁平的硬化区域（扁疤）或材料堆积/沟槽。

       标准：

           长度： 单个擦伤的长度（圆周方向）是主要判据（例如：≤60mm, ≤75mm, 或按车轮直径比例计算）。超过临界长度会引起显著的周期性冲击振动。

           深度： 擦伤凹陷或凸起的高度差（深度）通常也有限制（例如：≤1mm或≤0.5mm），过深会破坏轮轨接触几何。

           数量： 同一车轮上允许存在的擦伤数量有限（如≤2处），且相邻擦伤间距需足够大。

           “扁疤”特指： 长度超标或深度超标的擦伤通常被称为“扁疤”，是重点检修对象。

3.  踏面凹陷：

       描述： 由于碾压轨面上硬质异物（如道碴、金属块）或车轮材质局部缺陷造成的踏面局部压痕。

       标准： 主要关注深度（例如：≤1mm）和是否伴随裂纹。小而深的凹陷应力集中严重。

4.  踏面裂纹：

       描述： 出现在踏面或轮缘根部区域的裂纹，是最危险的缺陷类型，可能导致车轮崩裂。包括径向裂纹、圆周向裂纹等。

       标准：

           绝对禁止： 绝大多数标准规定，踏面工作区域（滚动圆及附近）出现任何肉眼可见的裂纹都是绝对禁止的，必须立即停止使用并更换车轮。

           检查方法： 裂纹检测通常依赖磁粉探伤（MT）或超声波探伤（UT）等无损检测手段，目视检查发现可疑迹象时也必须进行专业探伤确认。

5.  局部异常磨耗：

       描述： 不均匀磨耗形成的台阶、沟槽等。

       标准： 对磨耗台阶的高度差（例如：≤0.5mm）、沟槽的深度和宽度有规定。过大的台阶会干扰轮轨正常接触。

6.  碾堆：

       描述： 在擦伤或严重剥离边缘形成的材料隆起（塑性变形）。

       标准： 隆起的高度通常有限制（例如：≤1mm），过高的碾堆会加剧冲击。

 三、 通用性踏面状态限值

除了针对特定伤口的判据，标准还对踏面的整体状态有要求：

   轮缘厚度： 保证导向功能。

   踏面磨耗深度： 超过限度会影响轮径、轮轨接触几何和强度。

   轮径差： 同一转向架、同一车辆或同一动力单元内，各车轮直径差需控制在允许范围内（如≤1mm, ≤2mm），以保证运行平稳性和减少滑动。

   踏面轮廓： 踏面形状应符合规定的轮廓（如S1002, JM, LMA等）。过度偏离标准轮廓会影响动力学性能，需要通过镟修恢复。

 四、 检测方法与工具

   目视检查： 最基本、最常用的方法。检查员利用手电筒、镜子等工具仔细观察踏面和轮缘。

   车轮检查器/第四种检查器： 专用量具，可快速测量轮缘厚度、高度、踏面磨耗、轮径差（相对测量）以及擦伤/剥离长度等关键参数。

   轮径尺： 精确测量车轮滚动圆直径。

   踏面轮廓仪： 接触式或激光非接触式，精确测量并绘制踏面轮廓形状，与标准模板对比，评估磨耗和变形。

   无损检测（NDT）：

       磁粉探伤： 检测踏面和轮缘区域的表面及近表面裂纹（特别是轮辋裂纹）。

       超声波探伤： 检测车轮内部缺陷（如辐板孔裂纹、轮辋内部缺陷）和深度较大的表面裂纹。

   在线监测系统： 部署在轨道上的声学监测（Acoustic Detection Systems, ADS）、轨道冲击载荷监测（Wheel Impact Load Detectors, WILD）等，能实时检测通过车轮的扁疤等缺陷引起的异常冲击信号，提供预警。

 五、 处置原则与流程

1.  发现与记录： 任何检查（日常、定期、临修）中发现踏面伤口，必须准确记录其类型、位置、尺寸（长度、深度、数量等）。

2.  对照标准： 将测量结果与适用的技术标准进行严格比对。

3.  处置决策：

       允许运行： 伤口尺寸在允许限度内，且无扩展风险，可继续监控运行至下一次计划修。

       镟修： 伤口超标但未达到报废程度（如剥离、擦伤、磨耗超限、轮廓失准），需在车轮车床（不落轮镟或落轮镟）上进行镟修，恢复踏面几何形状和尺寸至标准范围内。镟修量需尽量经济。

       更换车轮： 出现以下情况必须更换车轮：

                任何踏面裂纹。

                伤口尺寸严重超标，镟修后无法保证轮辋最小厚度或轮径满足要求。

                轮辋厚度低于报废限度。

                内部缺陷（经UT确认）超标。

                其他结构损伤（如轮毂松动、辐板严重变形裂纹）。

4.  镟修/更换后检查： 镟修后需重新检查踏面尺寸和轮廓；更换车轮后需检查轮径差、安装状态等。

5.  跟踪监控： 对于接近限值或特定类型的伤口（如轻微剥离），在允许运行期间需加强监控，观察其发展情况。

 六、 标准的发展与挑战

   精细化与科学化： 现代标准越来越基于深入的轮轨关系研究、疲劳断裂力学分析和大量运用数据统计，力求限值设定更科学、更经济。

   状态修导向： 结合先进的在线监测和预测性维护技术，标准可能向更动态、基于实际状态评估的方向发展。

   新材料新工艺： 新型车轮材料（如改进型CL60、ER8, 贝氏体钢）和制造工艺（如辗钢、铸钢、热处理）的应用，需要对标准的适用性进行评估和更新。

   高速重载挑战： 高速列车和重载货车对车轮踏面状态的要求更为苛刻，其标准通常更严格。

 结论

火车轮踏面伤口标准是保障铁路运输安全、高效、经济的基石。它是一套严谨、细致的技术规范体系，明确界定了各类常见踏面缺陷（剥离、擦伤、裂纹、凹陷等）的允许限值和处置要求。严格执行这些标准，依赖于规范的检查流程、准确的测量工具（从简单量具到精密轮廓仪和NDT设备）和科学的处置决策（镟修或更换）。随着技术进步和运用经验的积累，踏面伤口标准也在不断发展和完善，以适应更高速度、更大运量和更严苛运行环境的需求。对检修人员和工程师而言，深刻理解并熟练应用这些标准，是确保车轮处于良好工作状态、防范运行风险的核心能力。