摘要：焊軌基地承擔著焊接生產(chǎn)鐵路無縫線路用長鋼軌的任務(wù)，是推動鐵路高質(zhì)量發(fā)展的重要載體，其技術(shù)發(fā)展水平不僅關(guān)乎長鋼軌焊接質(zhì)量，而且與綜合技術(shù)和經(jīng)濟效益的提升密切相關(guān)。本文對比了中老鐵路與雅萬高鐵焊軌基地的布局、數(shù)據(jù)管理方式、建設(shè)經(jīng)濟指標和生產(chǎn)技術(shù)指標，分析了海外鐵路自主化焊軌基地建設(shè)的技術(shù)現(xiàn)狀和需要解決的主要問題，探究了未來技術(shù)發(fā)展方向與趨勢。相關(guān)結(jié)論既可為其他海外鐵路項目焊軌基地建設(shè)提供參考，也可為國內(nèi)相關(guān)鐵路建設(shè)中的臨時焊軌基地設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：海外鐵路；焊軌基地；技術(shù)現(xiàn)狀；展望

長鋼軌焊接是鐵路鋪設(shè)無縫線路的基礎(chǔ)工作，鋼軌焊接按照作業(yè)場所分為工廠焊接（簡稱廠焊或基地焊）和現(xiàn)場焊接，工廠焊接是指在專用工廠或基地內(nèi)將定尺鋼軌（國內(nèi)標準一般指25 m、75 m、100 m的鋼軌）焊接成長鋼軌（國內(nèi)一般指長度大于100 m的鋼軌）^［1-3］。

中老鐵路焊軌基地（以下稱萬象焊軌基地）選址位于萬象西北方向，靠近連接中國與老撾的13號公路，在焊軌基地將25 m定尺鋼軌焊接成500 m長鋼軌，承擔鋼軌焊接任務(wù)418 km。雅萬高鐵焊軌基地（以下稱萬隆焊軌基地）選址位于萬隆東南方向，靠近既有鐵路線路和車站，距離鋼軌到岸港口（芝拉扎港口）230 km，在焊軌基地將50 m定尺鋼軌焊接成500 m長鋼軌，承擔鋼軌焊接任務(wù)292 km。

萬象焊軌基地和萬隆焊軌基地是我國海外鐵路自主化焊軌基地的代表，對其進行研究具有重要的現(xiàn)實意義，相關(guān)結(jié)論具有代表性。

1海外鐵路自主化焊軌基地布局

萬象焊軌基地和萬隆焊軌基地生產(chǎn)線布局主要參考了國內(nèi)焊軌基地生產(chǎn)線布局特點并結(jié)合實際選址進行了針對性設(shè)計，焊軌基地焊接生產(chǎn)線工藝流程、生產(chǎn)設(shè)備、檢驗設(shè)備均為自主化研發(fā)設(shè)計，均具有自主知識產(chǎn)權(quán)。

1.1萬象焊軌基地

萬象焊軌基地整體布局與國內(nèi)多數(shù)焊軌基地不同，采用“U”字形布局，按照“Z”字形流程運行，即冷、熱線作業(yè)完成后通過冷線使長鋼軌回到長軌存放區(qū)，如圖1所示。基于現(xiàn)場生產(chǎn)效率、場地面積及建設(shè)成本的綜合考慮，設(shè)置熱線2條、冷線1條，2條熱線中的焊機和熱處理機采用雙機頭配置（作業(yè)機頭2套，共用1套控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、風冷水冷系統(tǒng)等），在不影響效率的情況下可大幅節(jié)約設(shè)備成本。萬象焊軌基地采用彩鋼板臨時搭建全長尺寸的工棚作為生產(chǎn)廠房（圖2），作業(yè)空間大，但成本略高。

1.2萬隆焊軌基地

萬隆焊軌基地整體布局與萬象焊軌基地相近，但是設(shè)置熱線1條、冷線1條，如圖3所示。萬隆焊軌基地生產(chǎn)線設(shè)備的特點在于采用集裝箱式廠房，各工位作業(yè)裝備在工廠內(nèi)生產(chǎn)并安裝于集裝箱房內(nèi)，其優(yōu)點在于設(shè)備生產(chǎn)、安裝、調(diào)試及相關(guān)試驗不受其他條件的制約，有利于加快工程進度。同時，多數(shù)工位采用標準集裝箱進行拼接而成，如圖4所示，方便運輸、結(jié)構(gòu)強度高、可實現(xiàn)整體搬遷轉(zhuǎn)運，且具有較好的防火、隔熱功能^［4］。

2海外鐵路自主化焊軌基地數(shù)據(jù)管理

萬象焊軌基地和萬隆焊軌基地采用集成化生產(chǎn)線技術(shù)，主要工位均產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，各個工位相互獨立又緊密聯(lián)系。由于鋼軌焊接工藝的復雜性，對產(chǎn)品質(zhì)量的可追溯性要求嚴格，生產(chǎn)的每個環(huán)節(jié)都必須記錄相關(guān)信息。因此，以產(chǎn)品編碼為主線，自動關(guān)聯(lián)材料、生產(chǎn)、產(chǎn)品、人員等信息，可實現(xiàn)焊軌生產(chǎn)質(zhì)量溯源的綜合信息管理系統(tǒng)，對于提高焊軌基地管理效率和質(zhì)量具有重要意義。萬象焊軌基地和萬隆焊軌基地生產(chǎn)線全部采用了國產(chǎn)裝備技術(shù)，其核心控制軟件均為自主開發(fā)，這對于建立一套具有完整管理權(quán)限、實現(xiàn)信息無縫對接的信息管理系統(tǒng)提供了有利的條件^［5］。焊軌基地焊接生產(chǎn)管理系統(tǒng)主要根據(jù)焊軌基地工藝布局特點，對與焊接接頭質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù)進行采集和處理，實現(xiàn)對生產(chǎn)全過程的信息化管理和監(jiān)控。焊軌基地生產(chǎn)管理系統(tǒng)總體架構(gòu)主要由監(jiān)控層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層和基礎(chǔ)層四部分組成，如圖5所示。

3海外鐵路自主化焊軌基地經(jīng)濟技術(shù)指標

3.1建設(shè)經(jīng)濟指標

焊軌基地建設(shè)中，設(shè)備和房屋構(gòu)成主要建設(shè)成本，表1為萬象焊軌基地、萬隆焊軌基地與同等規(guī)模的國內(nèi)焊軌基地主要建設(shè)經(jīng)濟指標對比。對比可見萬象焊軌基地、萬隆焊軌基地建設(shè)主要成本明顯低于同等規(guī)模國內(nèi)焊軌基地需要的建設(shè)成本，萬象焊軌基地和萬隆焊軌基地總成本均僅為國內(nèi)同等規(guī)模焊軌基地的31%。同時，采用集裝箱式設(shè)備的萬隆焊軌基地建設(shè)成本低于采用固定安裝設(shè)備的萬象焊軌基地，節(jié)約投資31%。

3.2生產(chǎn)技術(shù)指標

焊接母材（定尺鋼軌）長度、焊接鋼軌類型、焊接作業(yè)效率、應(yīng)用線路速度、存軌數(shù)量（母材和成品軌）、焊接鋼軌長度等作為焊軌基地主要技術(shù)指標，反映出焊軌基地的主要技術(shù)能力。表2是萬象焊軌基地和萬隆焊軌基地主要技術(shù)指標，兩個焊軌基地在定尺鋼軌長度、作業(yè)標準、作業(yè)效率、存軌量等方面有所差異。

4海外鐵路自主化焊軌基地建設(shè)難題

4.1建設(shè)規(guī)劃難題

在海外鐵路項目中建設(shè)自主化焊軌基地需要面臨眾多復雜的地理、經(jīng)濟等因素。尤其在選址評估過程中，除考慮地理位置和地形、交通便捷性、原材料供應(yīng)外，還必須考慮當?shù)氐淖诮獭⒚褡逦幕纫蛩?。同時，規(guī)劃中要明確基地的規(guī)模、產(chǎn)能、工藝流程和設(shè)備配置，并結(jié)合當?shù)氐姆杉耙?guī)程進行設(shè)計，確保焊軌基地能夠滿足項目的技術(shù)標準、產(chǎn)能及存軌量等需求。

4.2焊軌裝備及工藝技術(shù)

在海外鐵路焊軌基地的建設(shè)與運營過程中，焊接裝備及工藝技術(shù)的適應(yīng)性是關(guān)鍵難點。由于不同國家和地區(qū)的鐵路技術(shù)標準、鋼軌材質(zhì)和環(huán)境氣候等因素存在差異，焊軌裝備及工藝技術(shù)需要根據(jù)具體情況進行適配與創(chuàng)新；同時，為了滿足焊軌基地裝備再利用及方便轉(zhuǎn)運的需求，焊軌裝備需要具有快速組裝、結(jié)構(gòu)簡單、工藝穩(wěn)定、標準化組裝等屬性。

4.3材料供應(yīng)與物流體系

焊軌基地的運營需要穩(wěn)定的材料供應(yīng)和高效的物流體系。海外項目的材料供應(yīng)可能受到距離、經(jīng)濟等多種因素的影響，導致材料供應(yīng)不穩(wěn)定或成本上升。此外，物流運輸?shù)男屎统杀疽彩怯绊懞杠壔剡\營的重要因素。例如，受到海陸運輸載體和港口裝卸能力的限制，鋼軌長度無法達到100 m定尺長度，雅萬高鐵采用50 m定尺鋼軌、中老鐵路磨萬段采用25 m定尺鋼軌，導致海外鐵路無縫線路上焊接接頭數(shù)量成倍增加，對焊接質(zhì)量、作業(yè)效率和成本控制提出了更高要求。

4.4質(zhì)量控制與標準

我國承建的海外鐵路項目所在國通常沒有自己國家的鋼軌焊接標準體系及接頭檢測實驗室，需要尋找鄰近國家的試驗室進行焊接接頭性能檢測，導致檢測周期長、成本高，且具有多重不確定性。尤其是中國鋼軌焊接標準與歐標、美標在型式檢驗、生產(chǎn)檢驗要求及實驗室設(shè)備等方面存在較大差異，導致在國外很難找到可以依據(jù)中國鋼軌焊接標準進行接頭質(zhì)量檢驗的試驗室，是中國鋼軌焊接技術(shù)及標準“走出去”必須要解決的難題。

4.5人員培訓與管理

海外鐵路項目所在國家通常缺少鋼軌焊接相關(guān)作業(yè)人員，包括技術(shù)人員、操作人員、管理人員等。由于不同國家和地區(qū)的文化差異和語言障礙，人員培訓和管理成為難點。焊軌基地除需要建立完善的培訓體系和管理制度外，還應(yīng)盡量通過采用成熟可靠和簡單易用的設(shè)備降低對作業(yè)人員的要求。

5海外鐵路自主化焊軌基地技術(shù)展望

隨著海外鐵路建設(shè)的不斷推進，基于中國標準的海外鐵路自主化焊軌基地建設(shè)及裝備技術(shù)也日益受到關(guān)注，其中智能化、集成化已成為主要發(fā)展方向。

5.1智能化技術(shù)展望

隨著科技的飛速發(fā)展，智能化已成為現(xiàn)代制造業(yè)的核心競爭力。焊軌基地作為鐵路建設(shè)的重要組成部分，其智能化發(fā)展對于提升生產(chǎn)效率、保障產(chǎn)品質(zhì)量、降低運營成本具有重要意義。

5.1.1智能化生產(chǎn)線

焊軌基地可引入先進的自動化設(shè)備和智能化系統(tǒng)，構(gòu)建高度自動化的生產(chǎn)線。通過集成物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化控制、實時監(jiān)測和優(yōu)化調(diào)度。這將極大地提高生產(chǎn)效率，減少人為干預，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。

5.1.2智能質(zhì)量管理系統(tǒng)

焊軌基地應(yīng)用智能質(zhì)量管理系統(tǒng)，通過采集生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)，運用機器學習、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，對焊接質(zhì)量進行實時監(jiān)測和預測。一旦發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量問題，系統(tǒng)將自動報警并提示相應(yīng)的處理措施，從而確保焊軌質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性。

5.1.3智能維護與故障診斷

焊軌基地主要裝備加裝智能維護與故障診斷系統(tǒng)，通過實時監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)和性能參數(shù)，預測設(shè)備的維護需求和可能出現(xiàn)的故障。這將大大提高設(shè)備的維護效率，減少停機時間，延長設(shè)備的使用壽命，從而降低運營成本。

5.1.4智能化倉庫管理系統(tǒng)

焊軌基地可建立智能化倉庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)原材料、半成品和成品的智能存儲、管理和調(diào)度。通過運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能算法，系統(tǒng)能夠?qū)崟r追蹤庫存狀態(tài)，優(yōu)化庫存結(jié)構(gòu)，提高庫存周轉(zhuǎn)率，降低庫存成本。

5.2集成化技術(shù)展望

海外鐵路自主化焊軌基地與國內(nèi)大型焊軌基地不同，具有典型的生產(chǎn)周期短、接頭數(shù)量少、建設(shè)工期緊、快速搬遷和重復利用等特點和需求。為了滿足海外鐵路市場的需求，自主化焊軌基地的集成化技術(shù)顯得尤為重要。

5.2.1技術(shù)標準集成化

海外鐵路項目往往涉及不同國家和地區(qū)的技術(shù)標準與規(guī)范。因此，焊軌基地需要滿足中國標準的同時，還應(yīng)兼容其他國際常用的鋼軌焊接技術(shù)標準，確保所生產(chǎn)的焊接軌道能夠滿足各種國際鐵路的要求。此外，需要開發(fā)移動式通用檢測裝置，同時滿足不同標準體系的接頭性能檢測需求。

5.2.2裝備模塊化與標準化

為了滿足海外鐵路項目多樣化和定制化的需求，焊軌基地需要實現(xiàn)裝備的模塊化與標準化設(shè)計。通過模塊化設(shè)計，可以靈活組合和配置焊接設(shè)備，快速適應(yīng)不同項目的需求。同時，標準化設(shè)計有助于降低制造成本和維護難度，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。

5.2.3數(shù)據(jù)集成與遠程監(jiān)控

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)集成和遠程監(jiān)控技術(shù)將成為海外鐵路自主化焊軌基地的重要發(fā)展方向。通過建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)焊接工藝、設(shè)備狀態(tài)、質(zhì)量監(jiān)測等數(shù)據(jù)的集成和共享。同時，引入遠程監(jiān)控技術(shù)，實現(xiàn)對焊接設(shè)備和生產(chǎn)線的實時監(jiān)控和維護，提高設(shè)備的運行效率和穩(wěn)定性。

6結(jié)語

（1）依托海外鐵路建設(shè)，我國已形成了完整、成熟的基于中國標準的海外鐵路項目成套自主化焊軌基地裝備與技術(shù)方案。

（2）海外鐵路項目自主化焊軌基地建設(shè)要充分考慮建設(shè)地的實際條件，建設(shè)風格也要盡量結(jié)合當?shù)厝宋奶攸c，注重適應(yīng)性設(shè)計。

（3）裝備模塊化、技術(shù)標準集成化、管理智能化、成本精細化將是海外鐵路項目焊軌基地建設(shè)中的重點技術(shù)方向。

（4）在國內(nèi)鐵路建設(shè)項目中也可根據(jù)實際情況考慮建設(shè)采用集成化技術(shù)的焊軌基地，以節(jié)省建設(shè)投資成本。

參考文獻

［1］ 高振坤，丁韋，李力，等.我國固定式鋼軌閃光焊機發(fā)展與應(yīng)用［J］.熱加工工藝，2018，47（17）：5-9.

［2］ 張劍.朔黃鐵路焊軌基地統(tǒng)籌建設(shè)研究［J］.焊接技術(shù)，2021，50（9）：155-157.

［3］ 何鵬飛，陳秀霞.焊軌基地工藝設(shè)計的研究［J］.山西建筑，2016，42（16）：147-148.

［4］ 彭鵬，高振坤.雅萬高鐵臨時焊軌基地集成技術(shù)研究及應(yīng)用［J］.中國鐵路，2023（12）：130-137.

［5］ 彭鵬，朱峰，李力，等.雅萬高鐵焊軌基地信息管理系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用［J］.鐵路計算機應(yīng)用，2022，31（4）：54-58.

作者單位：1.中國鐵路國際有限公司綜合部，北京100086；

作者單位：2.中國鐵道科學研究院集團有限公司金屬及化學研究所，北京100081

作者簡介：李娜，女，經(jīng)濟師。