ISO 23300-1:2021
(Main)Railway infrastructure — Rail welding — Part 1: General requirements and test methods for rail welding
Railway infrastructure — Rail welding — Part 1: General requirements and test methods for rail welding
This document specifies requirements concerning the approval and/or homologation of welding processes, contractors, welders, inspectors and acceptance of welded joints in the factory and/or track. This document is applicable to the following rail welding processes: flash butt welding (FBW); gas pressure welding (GPW); aluminothermic welding (ATW); enclosed arc welding (EAW). In this document, 43 kg/m to 75 kg/m new flat-bottomed rails of the same profiles and same steel grades are used as the subject of welding. This document does not specify requirements or test methods specific to each welding process. These are to be prescribed in the subsequent parts of the ISO 23300 series. Concerning butt welding, this document is restricted to connecting rail ends. This document does not cover the welding for construction of crossings, railway switches, signal bond installation or restoration of rails. This document does not cover any safety regulations for welding operations. In this document, the qualifications of individuals and organizations that are approved by the railway authority for rail welding are not specified.
Infrastructure ferroviaire — Soudage des rails — Partie 1: Exigences de portée générale et méthodes d'essais pour le soudage des rails
Le présent document spécifie des exigences relatives à l’approbation et/ou à l’homologation des procédés de soudage et des entreprises, soudeurs, contrôleurs, ainsi qu’à la réception en usine ou en voie des joints soudés. Le présent document s’applique aux procédés de soudage des rails suivants: a) soudage par étincelage (FBW); b) soudage au gaz (GPW); c) soudage par aluminothermie (ATW); d) soudage à l’arc sous enveloppe (EAW). Dans le présent document, le soudage porte sur des rails à fond plat, neufs, de masse 43 kg/m – 75 kg/m de profils et de nuances d’acier identiques. Le présent document ne spécifie pas les exigences ni les méthodes d’essai spécifiques à chaque procédé de soudage; celles-ci seront spécifiées dans les parties ultérieures de la série ISO 23300. Le présent document traite du soudage bout à bout des abouts de rail. Le présent document ne couvre pas les travaux de soudage destinés à la construction des appareils de voie, à l’installation des liaisons électriques ou à la réparation des rails. Le présent document ne traite pas des règlements de sécurité relatifs aux travaux de soudage. Le présent document ne spécifie pas la qualification des personnes et des entreprises qui exécutent les soudures de rails.
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 23300-1
First edition
2021-08
Railway infrastructure — Rail
welding —
Part 1:
General requirements and test
methods for rail welding
Reference number
©
ISO 2021
© ISO 2021
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Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Rail welding processes . 3
5 General process of rail welding . 3
6 Approval/homologation of welding processes . 4
6.1 General . 4
6.2 Non-destructive testing (NDT) . 4
6.3 Slow-bending test . 4
6.4 Past-the-post fatigue test . 5
6.5 Macro examination . 5
6.6 Micro examination . 5
6.7 Hardness test . 5
6.8 Drop-hammer test (optional) . 5
6.9 Recording of defects . 5
6.10 Test result reports . 5
7 Acceptance in factory/track . 6
7.1 General . 6
7.2 Weld inspection . 6
7.3 Straightness inspection . 6
7.4 Documentation . 8
8 Requirement on contractor/welder/inspector . 8
8.1 Contractor . 8
8.2 Welder, operator and inspector . 8
8.3 Audit . 9
Annex A (normative) Slow-bending test method for rail foot in tension.10
Annex B (normative) Slow-bending test method for rail head in tension .13
Annex C (normative) Three-point bending fatigue test .16
Annex D (normative) Four-point bending fatigue test .18
Annex E (normative) Macro examination.20
Annex F (normative) Micro examination .21
Annex G (normative) Hardness test .24
Annex H (normative) Drop-hammer test .26
Annex I (normative) Recording of defects on fracture faces .28
Annex J (normative) Ultrasonic testing .30
Annex K (normative) Magnetic particle testing .36
Annex L (normative) Dye penetrant testing .38
Annex M (informative) Examples of acceptance criteria for straightness.40
Bibliography .43
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 269, Railway applications, Subcommittee
SC 1, Infrastructure.
A list of all parts in the ISO 23300 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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Introduction
Rail welding is an essential technology in the railway track domain for reducing noise and vibration on
rail joints, improving ride comfort and reducing maintenance costs.
Since environments (e.g. geography, deployable resources and energy affairs) differ by region and
railway line, rail welding processes have been developed to meet the requirements and conditions of
each environment. As a result, various rail welding processes exist, e.g. flash butt welding (FBW), gas
pressure welding (GPW), aluminothermic welding (ATW) and enclosed arc welding (EAW).
For this reason, a general rail welding standard on an international level covering conventional rail
welding processes was deemed necessary. This document contributes to the development of railways by
ensuring the quality of welded joints in terms of enhancing the reliability of train operation, improving
the welding work efficiency and facilitating the introduction of new procedures.
This document covers the general requirements for rail welding and is used in conjunction with the
subsequent parts of the ISO 23300 series, which cover the specific requirements for each welding
process (such as FBW, GPW, ATW and EAW).
INTERNATIONAL STANDARD ISO 23300-1:2021(E)
Railway infrastructure — Rail welding —
Part 1:
General requirements and test methods for rail welding
1 Scope
This document specifies requirements concerning the approval and/or homologation of welding
processes, contractors, welders, inspectors and acceptance of welded joints in the factory and/or track.
This document is applicable to the following rail welding processes:
a) flash butt welding (FBW);
b) gas pressure welding (GPW);
c) aluminothermic welding (ATW);
d) enclosed arc welding (EAW).
In this document, 43 kg/m to 75 kg/m new flat-bottomed rails of the same profiles and same steel
grades are used as the subject of welding.
This document does not specify requirements or test methods specific to each welding process. These
are to be prescribed in the subsequent parts of the ISO 23300 series.
Concerning butt welding, this document is restricted to connecting rail ends.
This document does not cover the welding for construction of crossings, railway switches, signal bond
installation or restoration of rails.
This document does not cover any safety regulations for welding operations.
In this document, the qualifications of individuals and organizations that are approved by the railway
authority for rail welding are not specified.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 6507-1, Metallic materials — Vickers hardness test — Part 1: Test method
ISO 6508-1, Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 1: Test method
ISO 7500-1, Metallic materials — Calibration and verification of static uniaxial testing machines — Part 1:
Tension/compression testing machines — Calibration and verification of the force-measuring system
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
railway authority
either the railway regulator or the owner of a railway infrastructure or the custodian with a delegated
responsibility for a railway infrastructure
3.2
process supplier
company which provides a rail welding process which is approved by the railway authority (3.1) to
supply machines, consumables and tools for the making of welded joints (3.13)
3.3
training centre
organization or centre responsible for training welders (3.5) and which is approved by the railway
authority (3.1), and, in the case of aluminothermic welding, by the process supplier (3.2)
3.4
contractor
company approved by the railway authority (3.1) to provide staff and machinery in order to execute the
production (3.8) of welded joints (3.13)
3.5
welder
person who is trained and competent to undertake the appropriate welding process
3.6
operator
person who is trained and competent to undertake the appropriate welding machine operation
3.7
inspector
person who is trained, qualified, approved and competent to carry out inspection of welded joints (3.13)
by observation and judgement, accompanied as appropriate by measurement and testing techniques
3.8
production
butt welding work to connect rails for rail transport operation, whether performed in-factory or on-site
3.9
fixed plant
stationary production line for solid phased welding of rails
3.10
profile finishing
operation by which the rail head or relevant part of the rail head at the welded joint (3.13) is returned to
rail profile
Note 1 to entry: Operation can be carried out by grinding, milling, planing or any other suitable means.
3.11
post-weld heat treatment
application of heating and cooling control to a welded joint (3.13) after welding
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3.12
heat-affected zone
HAZ
part of the unmelted base metal where the metal structure, metallurgical properties, mechanical
properties are transformed due to heat input during the welding process such as welding, post-weld
heat treatment (3.11) and flame cutting
3.13
welded joint
rail joints bonded by welding, which includes the weld metal and the heat-affected zone (3.12)
3.14
finished condition
welded, trimmed, dressed and profile finished (3.10)
3.15
non-destructive testing
NDT
application of technical methods to examine materials or components in ways that do not impair their
future usefulness and serviceability, in order to detect, locate and evaluate defects, to assess integrity,
properties, composition and geometrical characteristics
3.16
acceptance in factory/track
acceptance inspection conducted from the viewpoint of quality control targeting welded joints (3.13)
which will be used in track
4 Rail welding processes
The following processes are currently applied for butt welding connecting rail ends:
a) FBW: Hot pressure welding process using electric current and axial force to produce a welded joint
(there are two types: fixed plant and mobile).
b) GPW: Hot pressure welding process using gas flame and axial force to produce a welded joint.
c) ATW: Cast fusion welding process using aluminothermic reaction to generate liquid steel.
d) EAW: Electric arc welding process performed by surrounding rails with copper or ceramic block.
5 General process of rail welding
The rail welding process generally consists of the following stages:
a) Preparatory stage: Including provision of information from the railway authority or delegated
company and arrangement of conditions.
b) Working stage: Including rail end preparation, alignment, step treatment, welding work and post-
weld heat treatment.
c) Finishing stage: Including profile finishing and welded joint identification.
d) Verification/acceptance stage: Including the tests/inspections classified in Clauses 6 and 7.
NOTE Further details on each stage of each applied process will be prescribed in the subsequent parts of the
ISO 23300 series.
6 Approval/homologation of welding processes
6.1 General
Initial approval/homologation tests shall be carried out for every application of each rail welding
process. Approval/homologation tests are used to confirm the reliability of the welding process
and do not reflect quality control in production. Approval/homologation tests shall be carried out
for a particular rail profile and grade, using a specific welding machine or specific type of welding
consumable material.
NOTE The series and sequence of tests for each welding process, together with the number of specimens for
each test item, are specified in the subsequent parts of the ISO 23300 series.
The specification requirements of each approval/homologation test shall be provided to the contractor
from the railway authority before conducting the test.
6.2 Non-destructive testing (NDT)
In this document, NDT methods include:
a) visual testing (VT);
b) ultrasonic testing (UT);
c) magnetic particle testing (MT);
d) dye penetrant testing (PT).
After the VT, further appropriate NDT methods shall be applied in accordance with the relevant annexes
of this document and the subsequent parts of the ISO 23300 series, and shall be used to inspect the
welded joint in finished condition.
The NDT methods for sectioned and full-size samples are dependent upon the welding process being
used.
NOTE The NDT methods for sectioned and full-size samples are described in the subsequent parts of the
ISO 23300 series.
6.3 Slow-bending test
The slow-bending test for a welded joint is a practical and efficient test method that can simply evaluate
the performance of the welded joint on whether the load and the deflection satisfy the specified value.
However, the original purpose of the test is to force failure of the welded joint and to observe the
existence or non-existence of weld defects on the fracture face.
In this test, two loading modes are applied as appropriate:
a) one with the rail head upwards in which tensile stress is applied to the rail foot;
b) one with the rail head downwards in which tensile stress is applied to the rail head.
Each slow-bending test shall also be continued until the load or deflection reaches the specified value
or fracture occurs.
For applying the slow-bending test in which tensile stress is applied to the rail foot, the requirements
and the test method given in Annex A shall be followed.
For applying the slow-bending test in which tensile stress is applied to the rail head, the requirements
and the test method given in Annex B shall be followed.
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6.4 Past-the-post fatigue test
The straightness of the welded joint in finished condition shall not affect the execution of a past-the-
post fatigue test.
The test sample shall be subject to NDT, which shall include VT and UT, MT or PT as appropriate. Only
those samples that have been qualified by NDT can be used for the fatigue test.
The test shall be conducted in three-point or four-point bending with the rail foot in tension. Each test
type is sufficient for approval.
The requirements for the three-point bending test and the test method given in Annex C shall be
followed.
The requirements for the four-point bending test and the test method given in Annex D shall be followed.
6.5 Macro examination
Macro examination shall be performed to investigate the presence or absence of defects in the relevant
sections, or on a fracture face following bend, fatigue or drop-hammer testing that is not identified as
a surface breaking defect in the welded joint and to confirm that the appropriate heat input has been
achieved. The macro structures depend on each welding process.
The macro examination described in Annex E shall be followed.
6.6 Micro examination
Micro examination shall be performed to investigate the presence or absence of an abnormal
metallographic structure in the welded joint. The micro structures depend on each welding process.
The micro examination described in Annex F shall be followed.
6.7 Hardness test
A hardness test shall be performed to evaluate wear resistance and to confirm accordance with
specification. The hardness values depend on each welding process.
The hardness test described in Annex G shall be followed.
6.8 Drop-hammer test (optional)
A railway authority may demand a drop-hammer test to assess the welded joint’s performance.
If applied, the drop-hammer test described in Annex H shall be followed.
6.9 Recording of defects
The details of weld defects shall be recorded.
The recording of defects described in Annex I shall be followed.
6.10 Test result reports
Test result reports shall contain, as a minimum, items in accordance with the relevant annexes and
shall reference this document.
7 Acceptance in factory/track
7.1 General
Documentation and records relating to traceability shall be made available upon request by the railway
authority.
7.2 Weld inspection
Prior to any inspection, the welded joint shall be completed and the traceability shall be identified. The
welded joint shall be in the finished condition.
Joints welded in a fixed plant shall be inspected in the plant. Based on the inspection, the welded joint
shall be deemed as accepted or rejected.
Joints welded on-site shall be inspected on the railway track. Based on the inspection, the welded joint
shall be deemed as accepted or rejected. This is applicable to FBW using a mobile machine, GPW, ATW
and EAW.
The equipment used for inspection shall be calibrated and shall meet the requirements of the relevant
equipment supplier and the railway authority.
The inspector shall be competent and shall meet the requirements of the railway authority.
A weld inspection report containing the result and details of the weld inspection shall be completed.
When the inspection results do not conform to this document or the subsequent parts of the ISO 23300
series, the welded joint shall be treated as unqualified products.
Items to be inspected for the acceptance of welded joints shall include:
a) straightness (see 7.3);
b) NDT (VT shall be applied to find the surface breaking defect about the welded joint. Other inspection
items are optional, and shall be defined by the railway authority. If applicable, Annexes J, K and L
shall be followed).
7.3 Straightness inspection
The straightness of the welded joint in finished condition shall be measured, vertically and horizontally
over a 1 m span. The error of 1 m straight edge shall not exceed 0,05 mm.
The straightness shall be measured while the welded joint is at ambient temperature. In some specific
cases (i.e. immediately following profiling, insufficient cooling times for site-made welded joints), any
measurement of alignment can be made while the welded joint is hot. The effect of temperature on the
welded joint shall be taken into consideration.
Straightness across the welded joint shall be measured as follows (see Figure 1):
a) The vertical straightness of the running surface shall be measured along the longitudinal surface
of the rail. Measurement points are shown in Figures 1 a) and b). For negative tolerance, see
Figure 1 a). For positive tolerance, see Figure 1 b).
b) The horizontal straightness of the welded joint at the running edge shall be measured on one or
both faces at a gauge measuring point below the running surface. Measurement points are shown
in Figures 1 c) and d). For negative tolerance which widens the gauge, see Figure 1 c). For positive
tolerance which tightens the gauge, see Figure 1 d).
c) The necessity of measurement on the field side shall be confirmed by the railway authority with
the contractor.
6 © ISO 2021 – All rights reserved
d) The means of measuring the straightness of the welded joint as described shall be the choice of the
contractor, but in the case of acceptance inspection a calibrated straight edge shall be used.
Acceptance criteria for straightness shall be specified by the railway authority.
Examples of acceptance criteria for straightness are given in Annex M.
a) running surface straightness (negative tolerance)
b) running surface straightness (positive tolerance)
c) running edge straightness (widens gauge)
d) running edge straightness (tightens gauge)
Key
w weld centre
L measurement span, L = 1 m
a vertical straightness tolerance on the running surface (a is negative tolerance)
1 1
a vertical straightness tolerance on the running surface (a is positive tolerance)
2 2
b horizontal straightness tolerance (tolerance widens gauge)
b horizontal straightness tolerance (tolerance tightens gauge)
Figure 1 — Schematic of straightness measurement
7.4 Documentation
Documentation shall contain traceability of the welded joint and inspection reports in accordance with
the relevant annexes and shall reference this document.
8 Requirement on contractor/welder/inspector
8.1 Contractor
The welding contractor shall maintain a management system of rail welding that complies with the
requirements of the railway authority.
The welding contractor shall maintain a system that ensures the competence of employed welders,
welding operators and inspectors through appropriate training, assessment and authorization, and
which shall include:
a) welder/operator training and competences;
b) weld records;
c) number of welded joints produced in a given period;
d) number of welded joints rejected;
e) notified number of welded joints failed in service.
The welding contractor shall maintain a system of weld inspection according to the relevant railway
authority requirements. Nonconformities found during these inspections shall be recorded in the
traceability system.
Welding equipment and welding consumable materials shall be approved by the relevant railway
authority. Equipment shall comply with the manual of the welding process.
Inspection and calibration equipment shall comply with those requirements as agreed between the
contractor and the relevant railway authority.
8.2 Welder, operator and inspector
The welder, operator and inspector shall be trained at an approved training centre.
Training shall include both practical and theoretical elements.
All training shall conclude with a practical and theoretical examination to confirm the trainee’s ability
to carry out the welding of rails in accordance with the requirements of the relevant welding process.
The qualification to work in track shall be provided by the railway authority.
The knowledge acquired by the trainee should contain, but is not limited to:
a) basic safety;
b) rails;
c) operating equipment;
d) specific information to the welding process (FBW, GPW, ATW, EAW);
e) abnormalities, causes and effects;
f) grinding and finishing;
g) NDT of welded joints;
8 © ISO 2021 – All rights reserved
h) record of installation and inspection.
8.3 Audit
The railway authority reserves the right to audit the welding contractor, welder/operator/inspector
or training centre at any time. Audits may be carried out by technical organizations recognized by the
railway authority which include the ATW process supplier.
Annex A
(normative)
Slow-bending test method for rail foot in tension
A.1 General
For the requirements and test method for the slow-bending test in which tensile stress is applied to the
rail foot, see A.2 to A.4.
A.2 Bending test arrangement
All test welded joints shall be in the finished condition. Test welded joints shall either be selected from
the production line or be made using appropriate test pieces.
The straightness of the welded joint in finished condition shall not affect the execution of the slow-
bending test.
All test welded joints shall be at ambient temperature when tested. The test welded joints shall be
placed on the two supports of the bending testing machine, with the weld centre of the rail head located
at the span centre to bear the concentrated load.
The radius of curvature of the three load points shall not be less than 30 mm.
Figure A.1 shows the relative positions of the test welded joint on the bending testing machine. The
length of the test welded joints should be 200 mm to 600 mm longer than the span (L) with the weld
itself at the centre.
Key
F force
L span
r radius of curvature of the lower load point (3)
r radius of curvature of the upper load point (4)
1 rail head
2 centre of welded joint
3 lower load point
4 upper load point
Figure A.1 — Bending test arrangement for rail foot in tension
10 © ISO 2021 – All rights reserved
A.3 Bending testing machine and load
The loading capacity of bending testing machine shall not be less than 2 000 kN. The bending testing
machine shall be calibrated at least once every two years in accordance with ISO 7500-1.
The specified value of the test load shall be determined based on the required minimum tensile bending
strength according to the rail grade and type. The minimum specified value of the load for evaluating
the welded joint shall be calculated using Formula (A.1):
F = (4M × σ)/L (A.1)
where
F is the specified load applied on the rail (expressed as N);
σ is the minimum tensile bending strength (expressed as MPa);
L is the span of the test rig (expressed as mm);
M is the section modulus base (expressed as mm ).
The minimum tensile bending strength shall be prescribed by the railway authority. Table A.1 shows
examples of the minimum tensile bending strength for slow-bending test requirements applied in
China, Europe and Japan.
The loading rates depend on each welding process. Each bending test shall be continued until the
specified values (F) are reached. In cases where fracture face observation is necessary, the bending test
can be continued or the drop-hammer test (see Annex H) can be used. To ensure that fracture occurs in
the welding zone, the test welded joints may be notched at the centre of the welded joint.
A.4 Test results, interpretation and test report
The load and deflection shall be recorded when the specified value is reached or the test weld fractures.
If any test piece fractures before achieving the specified load (F), the welding process shall be rejected.
Any defects/imperfections found on the fracture face of each test welded joint shall be recorded on a
rail profile grid. The record shall include the following details:
a) reference to this document, i.e. ISO 23300-1:2021;
b) identification number of the welded joint;
c) the date of testing;
d) type of defect/imperfection;
e) dimensions;
f) shape;
g) location;
h) depth of pores.
A weld fracture face containing no defects/imperfections shall have the rail profile grid clearly worded
“No visible defects/imperfections”.
Table A.1 — Example of minimum tensile bending strength requirements for rail foot in tension
a
No. Railways Welding Rail grade Minimum tensile Remarks
process bending strength
(MPa)
FBW HR280, HT340 915 Welded joint is in
finished condition.
(The post-weld heat
GPW HR280, HT340 915
1 China railway treatment is
normalizing.)
Welded joint is in
ATW HR280, HT340 800
finished condition.
HR220 978 Welded joint is in as
welded condition or
FBW
HR260A,
1 065
finished condition.
HR260B, HT350A
NOTE: The values
HR 200 700
of the minimum
HR320, HT370C,
tensile bending
HT400
strength for FBW of
European railways
have been calcu-
lated and aver-
aged from the test
European force specified in
railways EN 14587-1:2018,
Table A.1, and
ATW
EN 14587-2:2009,
HR220, HR260A,
Table A.1.
HR260B, HT350A, 800
HT350B
The values of the
minimum tensile
bending strength
for ATW of Euro-
pean railways have
been referenced
from EN 14730-
1:2017, 7.3.
HR235 865
FBW
HT320, HT330 865
HR235 865
GPW
HT320, HT330 865
Welded joint is in
3 Japan railways
finished condition.
HR235 680
ATW
HT320, HT330 680
HR235 865
EAW
HT320, HT330 865
a
Rail grades are referenced from ISO 5003:2016.
12 © ISO 2021 – All rights reserved
Annex B
(normative)
Slow-bending test method for rail head in tension
B.1 General
For the requirements and test method for the slow-bending test in which tensile stress is applied to the
rail head, see B.2 to B.4.
B.2 Bending test arrangement
All test welded joints shall be in the finished condition. Test welded joints shall either be selected from
the production line or be made using appropriate test pieces.
The straightness of the welded joint in finished condition shall not affect the execution of the slow-
bending test.
All test welded joints shall be at ambient temperature when tested. The test welded joints shall be
placed on the two supports of the bending testing machine, with the weld centre of the rail foot located
at the span centre to bear the concentrated load.
The radius of curvature of the three load points shall not be less than 30 mm.
Figure B.1 shows the relative positions of the test welded joint on the bending testing machine. The
length of the test welded joints should be 200 mm to 600 mm longer than the span (L), with the weld
itself at the centre.
Key
F force
L span
r radius of curvature of the lower load point (3)
r radius of curvature of the upper load point (4)
1 rail head
2 centre of welded joint
3 lower load point
4 upper load point
Figure B.1 — Bending test arrangement for rail head in tension
B.3 Bending testing machine and load
The loading capacity of bending testing machine shall not be less than 2 000 kN. The bending testing
machine shall be calibrated at least once every two years in accordance with ISO 7500-1.
The specified value of the test load shall be determined based on the required minimum tensile bending
strength according to the rail grade and type. The minimum specified value of the load for evaluating
the welded joint shall be calculated using Formula (B.1):
F = (4M × σ)/L (B.1)
where
F is the specified load applied on the rail (expressed as N);
σ is the minimum tensile bending strength (expressed as MPa);
L is the span of the test rig (expressed as mm);
M is the section modulus head (expressed as mm ).
The minimum tensile bending strength shall be prescribed by the railway authority. Table B.1 shows
examples of the minimum tensile bending strength for slow-bending test requirements applied in
China, Europe and Japan.
Table B.1 — Examples of minimum tensile bending strength requirements for rail head in
tension
a
No. Railways Welding Rail grade Minimum ten- Remarks
process sile bending
strength (MPa)
FBW HR280, HT340 950 Welded joint is in
finished condition.
(The post-weld heat
GPW HR280, HT340 950
1 China railway
treatment is
normalizing.)
Welded joint is in
ATW HR280, HT340 800
finished condition.
FBW NA NA
European
railways
ATW NA NA
HR235 955
FBW
HT320, HT330 955
HR235 955
GPW
HT320, HT330 955
Welded joint is in
3 Japan railways
finished condition.
HR235 840
ATW
HT320, HT330 840
HR235 880
EAW
HT320, HT330 880
a
Rail grades are referenced from ISO 5003:2016.
The loading rates depend on each welding process. Each bending test shall be continued until the
specified values (F) are reached. In cases where fracture face observation is necessary, the bending test
can be continued or the drop-hammer test (see Annex H) can be used. To ensure that fracture occurs in
the welding zone, the test welded joints may be notched at the centre of the welded joint.
14 © ISO 2021 – All rights reserved
B.4 Test results, interpretation and test report
The load and deflection shall be recorded when the specified value is reached or the test weld fractures.
If any test piece fractures before achieving the specified load (F), the welding process shall be rejected.
Any defects/imperfections found on the fracture face of each test welded joint shall be recorded on a
rail profile grid. The record shall include the following details:
a) reference to this document, i.e. ISO 23300-1:2021;
b) identification number of the welded joint;
c) the date of testing;
d) type of defect/imperfection;
e) dimensions;
f) shape;
g) location;
h) depth of pores.
A weld fracture face containing no defects/imperfections shall have the rail profile grid clearly worded
“No visible defects/imperfections”.
Annex C
(normative)
Three-point bending fatigue test
C.1 General
For applying the three-point bending fatigue test method, the requirements and test method are
provided in C.2 to C.4.
C.2 Fatigue test arrangement
The test shall be performed at ambient temperature. The test sample is placed on the two supports of
the fatigue testing machine, with the weld centre of the rail head located at the span centre to bear the
concentrated load.
The radius of curvature of the three load points shall not be less than 30 mm.
Figure C.1 shows the relative positions of test samples on a fatigue testing machine.
Key
F force
L span (1,0 m ≤ L ≤ 1,6 m)
r radius of curvature of the lower load point (3)
r radius of curvature of the upper load point (4)
1 rail head
2 centre of welded joint
3 lower load point
4 upper load point
Figure C.1 — Fatigue test arrangement
16 © ISO 2021 – All rights reserved
C.3 Fatigue testing machine and load cycles
The loading capacity of fatigue testing machine shall not be less than 500 kN. The fatigue testing
machine shall be calibrated annually. The error of maximum load and load range shall not exceed 2 %.
When testing under certain loads, the error of indicating values shall not exceed ±1 %.
A pulse bending fatigue test shall be carried out. The load shall be determined according to the rail
type, with the maximum load recorded as F and the minimum load recorded as F . The load cycles
max min
shall be counted when the required load is reached.
The span may be changed according to the test equipment, which shall be in the range of 1 m to 1,6 m.
The maximum load for different spans shall be calculated using Formula (C.1):
F = (4M × σ )/L (C.1)
max max
where
F is the maximum load applied on the rail (expressed as N);
max
σ is the maximum fatigue stress (expressed as MPa);
max
L is the span of the test rig (expressed as mm);
M is the section modulus base (expressed as mm ).
Continue cycling until either the test piece breaks or two million cycles have been applied.
C.4 Test results, interpretation and test report
If any test piece breaks at less than two million cycles, the welding process shall be rejected.
If the test welded joint has fractured, the fracture origin shall be identified.
For each test, the following shall be reported:
a) reference to this document, i.e. ISO 23300-1:2021;
b) identification number of the welded joint;
c) the date of testing;
d) the spans of the test rig;
e) the outer fibre stresses applied;
f) whether the test result is failure or pass;
g) in the case of failure, the crack initiation location;
h) in the case of failure, the cause of fracture.
Annex D
(normative)
Four-point bending fatigue test
D.1 General
For applying the four-point bending fatigue test method, the requirements and test method are provided
in D.2 to D.4.
D.2 Fatigue test arrangement
The span (L) shall exceed the loading width (l) by at least twice the rail height (H) and shall be
symmetrical about the loading width, see Formula (D.1):
L ≥ l + 2 × H (D.1)
The arrangement is shown in Figure D.1.
Key
F force
H rail height
l loading width
L span (1,0 m ≤ L ≤ 1,6 m)
r radius of curvature of the lower load point (3)
r radius of curvature of the upper load point (4)
1 rail head
2 centre of welded joint
3 lower load point
4 upper load point
Figure D.1 — Fatigue test arrangement
18 © ISO 2021 – All rights reserved
The span and the loading width shall be measured and recorded. The distances from the centre line of
the actuator to the loading points shall be measured and recorded. Corresponding dimensions on either
side of the actuator centre line should not differ by more than 5 mm. The radius of curvature of four
load points shall not be less than 30 mm. The loading point contact surfaces shall be free to rotate so
that friction between the loading points and the specimen is minimized.
High contact stresses may result in cracks developing at the loading points. The use of arrangements
that minimize contact stresses at the loading point
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 23300-1
Première édition
2021-08
Infrastructure ferroviaire — Soudage
des rails —
Partie 1:
Exigences de portée générale et
méthodes d'essais pour le soudage des
rails
Railway infrastructure — Rail welding —
Part 1: General requirements and test methods for rail welding
Numéro de référence
©
ISO 2021
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2021 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Procédés de soudage des rails . 3
5 Procédé général de soudage des rails . 3
6 Approbation/homologation des procédés de soudage . 4
6.1 Généralités . 4
6.2 Contrôles non destructifs (CND) . 4
6.3 Essai de flexion lente . 4
6.4 Essai de fatigue «Past-the-post» . 5
6.5 Examen macrographique . 5
6.6 Examen micrographique . 5
6.7 Essai de dureté . 5
6.8 Essai de choc vertical par chute libre (facultatif) . 5
6.9 Enregistrement des défauts . 5
6.10 Rapports des résultats d’essais. 6
7 Réception en usine ou en voie . 6
7.1 Généralités . 6
7.2 Contrôle des soudures . 6
7.3 Contrôle de rectitude . 6
7.4 Documentation . 8
8 Exigences relatives aux entreprises/soudeurs/contrôleurs . 8
8.1 Entreprise . 8
8.2 Soudeur, opérateur et contrôleur . 8
8.3 Audit . 9
Annexe A (normative) Méthode d’essai de flexion lente – champignon en tension .10
Annexe B (normative) Méthode d’essai de flexion lente – champignon en tension .13
Annexe C (normative) Essai de fatigue en flexion 3 points .16
Annexe D (informative) Essai de fatigue en flexion 4 points .18
Annexe E (normative) Examen macrographique .20
Annexe F (normative) Examen micrographique .21
Annexe G (normative) Essai de dureté .24
Annexe H (normative) Essai de choc vertical par chute libre (FBW ou GPW) .26
Annexe I (normative) Enregistrement des défauts sur les faciès de rupture .28
Annexe J (normative) Examen par ultrasons .30
Annexe K (normative) Examen par magnétoscopie .36
Annexe L (normative) Examen par ressuage .38
Annexe M (informative) Exemples de critères de réception concernant la rectitude .40
Bibliographie .43
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 269, Applications ferroviaires, sous-
comité SC 1, Infrastructure.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 23300 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
iv © ISO 2021 – Tous droits réservés
Introduction
Le soudage des rails constitue un aspect technologique important dans le secteur ferroviaire; il
contribue à la réduction du bruit et des vibrations au niveau des joints de rail tout en améliorant le
confort de conduite et en réduisant les coûts d’entretien.
Les environnements (par exemple, localisation géographique, ressources déployables et questions
énergétiques) varient d’une région et d’une ligne ferroviaire à l’autre. C’est pourquoi les procédés de
soudage des rails ont été élaborés afin de répondre aux besoins et conditions de chaque environnement
spécifique. Par conséquent, plusieurs procédés de soudage des rails sont aujourd’hui disponibles
(soudage par étincelage, soudage au gaz, soudage par aluminothermie, soudage à l’arc sous enveloppe,
etc.). (En anglais: flash butt welding (FBW), gas pressure welding (GPW), aluminothermic welding
(ATW) et enclosed arc welding (EAW)).
Tous ces facteurs ont contribué à la nécessité d’élaborer une Norme internationale générale pour
le soudage des rails qui couvrirait l’ensemble des procédés de soudage des rails conventionnels. Le
présent document contribue à l’amélioration des réseaux ferroviaires en garantissant la qualité des
joints soudés par le renforcement de la fiabilité opérationnelle des trains, l’optimisation des travaux de
soudage et l’introduction de nouvelles procédures.
Ce document spécifie les exigences générales pour le soudage des rails et doit être utilisé conjointement
avec les parties ultérieures de la série ISO 23300, qui couvriront les exigences spécifiques à chaque
procédé de soudage (soudage par étincelage (FBW), soudage au gaz (GPW), soudage par aluminothermie
(ATW), soudage à l’arc sous enveloppe (EAW)).
NORME INTERNATIONALE ISO 23300-1:2021(F)
Infrastructure ferroviaire — Soudage des rails —
Partie 1:
Exigences de portée générale et méthodes d'essais pour le
soudage des rails
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie des exigences relatives à l’approbation et/ou à l’homologation des
procédés de soudage et des entreprises, soudeurs, contrôleurs, ainsi qu’à la réception en usine ou en
voie des joints soudés.
Le présent document s’applique aux procédés de soudage des rails suivants:
a) soudage par étincelage (FBW);
b) soudage au gaz (GPW);
c) soudage par aluminothermie (ATW);
d) soudage à l’arc sous enveloppe (EAW).
Dans le présent document, le soudage porte sur des rails à fond plat, neufs, de masse 43 kg/m – 75 kg/m
de profils et de nuances d’acier identiques.
Le présent document ne spécifie pas les exigences ni les méthodes d’essai spécifiques à chaque procédé
de soudage; celles-ci seront spécifiées dans les parties ultérieures de la série ISO 23300.
Le présent document traite du soudage bout à bout des abouts de rail.
Le présent document ne couvre pas les travaux de soudage destinés à la construction des appareils de
voie, à l’installation des liaisons électriques ou à la réparation des rails.
Le présent document ne traite pas des règlements de sécurité relatifs aux travaux de soudage.
Le présent document ne spécifie pas la qualification des personnes et des entreprises qui exécutent les
soudures de rails.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 6507-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers — Partie 1: Méthode d’essai
ISO 6508-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Rockwell — Partie 1: Méthode d’essai
ISO 7500-1, Matériaux métalliques — Étalonnage et vérification des machines pour essais statiques
uniaxiaux — Partie 1: Machines d’essai de traction/compression — Étalonnage et vérification du système
de mesure de force
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
autorité ferroviaire
régulateur ferroviaire ou propriétaire de l’infrastructure ferroviaire ou gestionnaire responsable par
délégation de l’infrastructure ferroviaire
3.2
fournisseur du procédé
société qui fournit un procédé de soudage des rails et qui est agréée par l’autorité ferroviaire (3.1) pour
fournir les machines, les consommables et les outillages nécessaires à l’exécution des joints soudés (3.13)
3.3
établissement de formation
centre ou organisme de formation de soudeurs (3.5) approuvé par l’autorité ferroviaire (3.1), et par le
fournisseur du procédé (3.2) en cas de soudage par aluminothermie
3.4
entreprise
société agréée par une autorité ferroviaire (3.1) pour la fourniture du personnel et des machines
nécessaires à la production (3.8) des joints soudés (3.13)
3.5
soudeur
personne formée et compétente pour exécuter le procédé de soudage approprié
3.6
opérateur
personne formée et compétente pour manœuvrer la machine de soudage appropriée
3.7
contrôleur
personne formée, qualifiée, agréée et compétente pour réaliser un contrôle des joints soudés (3.13) sur
la base de ses observations et de son jugement, en s’appuyant si nécessaire sur des techniques d’essai et
de mesure
3.8
production
soudage bout à bout pour des rails destinés au transport ferroviaire (soudage réalisé en usine ou en
voie)
3.9
installation fixe
ligne de production stationnaire pour le soudage par étincelage de rails
3.10
finition du profil
opération par laquelle le champignon du rail ou la partie correspondante du champignon du rail au
niveau du joint soudé (3.13) est ramené au profil du rail
Note 1 à l'article: L’opération peut être réalisée par meulage, fraisage, rabotage ou tout autre moyen adapté.
2 © ISO 2021 – Tous droits réservés
3.11
traitement thermique après soudage
procédé de chauffage et de refroidissement appliqué à un joint soudé (3.13) après soudure
3.12
zone affectée thermiquement (ZAT)
partie non fondue du métal de base, où la structure métallique, les propriétés métallurgiques, les
propriétés mécaniques, etc. se transforment sous l’effet de l’apport de chaleur du procédé de soudage
(exécution de la soudure, traitement thermique après soudage (3.11) et découpage au chalumeau)
3.13
joint soudé
joints de rail assemblés par soudage, incluant le métal déposé et la zone affectée thermiquement (3.12)
3.14
état final (parachevé)
finition du profil (3.10), soudage, ébavurage et parachèvement
3.15
contrôles non destructifs
CND
application de techniques pour l’examen des matériaux ou composants, sans affecter leur utilisation ni
leur aptitude au service futures, dans le but de détecter, de localiser, de mesurer et d’évaluer les défauts,
de contrôler l’intégrité, les propriétés et la composition, et de mesurer les caractéristiques géométriques
3.16
réception en usine ou en voie
contrôle de réception visant à évaluer la qualité des joints soudés (3.13) qui seront utilisés en voie
4 Procédés de soudage des rails
Les procédés suivants sont actuellement utilisés pour le soudage bout à bout des abouts de rail:
— Soudage par étincelage (FBW, Flash Butt Welding): procédé de soudage sous pression à chaud qui
combine l’utilisation d’un courant électrique et d’une force axiale pour la production des jonctions
de rails (l’installation peut être fixe ou mobile).
— Soudage au gaz (GPW, Gas Pressure Welding): procédé de soudage sous pression à chaud qui combine
l’utilisation d’une flamme de gaz et d’une force axiale pour la production des jonctions de rails.
— Soudage par aluminothermie (ATW, Aluminothermic Welding): procédé de soudage par coulée de
métal en fusion qui produit de l’acier liquide par réaction aluminothermique.
— Soudage à l’arc sous enveloppe (EAW, Enclosed Arc Welding): procédé de soudage électrique à l’arc
réalisé en recouvrant les rails d’une couche de cuivre ou céramique.
5 Procédé général de soudage des rails
Le procédé de soudage des rails comprend généralement les étapes suivantes:
a) Étape de préparation: comprend la fourniture des informations par l’autorité ferroviaire ou par
l’entreprise déléguée, ainsi que la spécification des conditions.
b) Étape de réalisation: comprend la préparation, l’alignement, le traitement des décalages, la
réalisation de la soudure et le traitement thermique après soudage des abouts de rail.
c) Étape de finition: comprends la finition du profil et l’identification des joints soudés.
d) Étape de vérification/de réception: comprend les contrôles/essais décrits aux Articles 6 et 7.
NOTE Les différentes étapes de chaque procédé mis en œuvre seront décrites en détail dans les parties
ultérieures de la série ISO 23300.
6 Approbation/homologation des procédés de soudage
6.1 Généralités
Des essais d’approbation/d’homologation initiale doivent être effectués à chaque mise en œuvre du
procédé de soudage. Les essais d’approbation/d’homologation ont pour objet de confirmer la fiabilité
du procédé de soudage et ne reflètent pas le contrôle qualité en production. Les essais d’approbation/
d’homologation doivent être effectués pour un profil de rail et une nuance d’acier particuliers, à l’aide
d’une machine de soudage spécifique ou d’un type spécifique de consommable de soudure.
NOTE La série et la séquence d’essais pour chaque procédé de soudage, ainsi que le nombre d’échantillons
pour chaque essai, seront spécifiés dans les parties ultérieures de la série ISO 23300.
Les exigences de spécification de chaque essai d’approbation/d’homologation doivent être
communiquées à l’entreprise par l’autorité ferroviaire avant d’engager l’essai.
6.2 Contrôles non destructifs (CND)
Dans le présent document, les méthodes CND comprennent les examens suivants:
— examen visuel (VT, Visual Testing);
— examen par ultrasons (UT, Ultrasonic Testing);
— examen par magnétoscopie (MT, Magnetic Particle Testing);
— examen par ressuage (PT, Dye Penetrant Testing).
Après l’examen VT, d’autres méthodes CND adéquates doivent être utilisées conformément aux annexes
applicables du présent document et aux parties ultérieures de la série ISO 23300, et doivent être
utilisées pour le contrôle du joint soudé parachevé.
Les méthodes CND à appliquer pour les échantillons découpés et les échantillons de taille réelle
dépendent du procédé de soudage utilisé.
NOTE Les méthodes CND pour les échantillons découpés et les échantillons de taille réelle seront décrites
dans les parties ultérieures de la série ISO 23300.
6.3 Essai de flexion lente
L’essai de flexion lente pour les joints soudés est une méthode d’essai pratique et efficace qui permet
d’évaluer l’aptitude du joint soudé pour déterminer si la charge et la déformation respectent les valeurs
spécifiées. Toutefois, l’objet principal de cet essai est de provoquer une défaillance du joint soudé et
d’observer la présence ou l’absence de défauts de soudure sur le faciès de rupture.
Dans cet essai, deux modes de charge sont appliqués:
a) dans le premier mode, le champignon est orienté vers le haut et l’effort est appliqué sur la face
inférieure du rail;
b) dans le second mode, le champignon est orienté vers le bas et l’effort est appliqué sur le champignon.
Chaque essai de flexion lente doit également être poursuivi jusqu’à ce que la charge ou la déformation
atteigne la valeur spécifiée ou que la soudure se rompe, selon le cas.
Pour réaliser l’essai de flexion lente en appliquant l’effort sur la face inférieure du rail, les exigences et la
méthode d’essai fournies dans l’Annexe A doivent être appliquées.
4 © ISO 2021 – Tous droits réservés
Pour réaliser l’essai de flexion lente en appliquant l’effort sur le champignon, les exigences et la méthode
d’essai fournies dans l’Annexe B doivent être appliquées.
6.4 Essai de fatigue «Past-the-post»
La rectitude du joint soudé parachevé ne doit pas affecter la réalisation de l’essai de fatigue «Past-the-
post».
L’échantillon d’essai doit être soumis à des CND qui devront inclure les examens VT et UT, puis
l’examen MT ou PT selon le cas. Seuls les échantillons qui ont été qualifiés à l’issue des CND peuvent être
utilisés lors de l’essai de fatigue.
L’essai doit être réalisé en trois ou quatre points de flexion en appliquant l’effort sur le champignon.
Chaque type d’essai est suffisant pour l’approbation.
Les exigences relatives à l’essai de flexion 3 points et la méthode d’essai associée fournies dans
l’Annexe C doivent être appliquées.
Les exigences relatives à l’essai de flexion 4 points et la méthode d’essai associée fournies dans
l’Annexe D doivent être appliquées.
6.5 Examen macrographique
L’examen macrographique doit être effectué pour étudier la présence ou l’absence de défauts dans les
sections concernées, ou sur le faciès de rupture à la suite d’un essai de flexion, de fatigue ou de choc
vertical par chute libre qui n’est pas identifié comme un défaut de rupture de surface dans le joint soudé
et pour confirmer que l’apport thermique approprié a été atteint. Les macrostructures dépendent de
chaque procédé de soudage.
Il convient d’appliquer l’examen macrographique décrit dans l’Annexe E.
6.6 Examen micrographique
L’examen micrographique doit être effectué pour contrôler la présence ou l’absence de structure
métallographique anormale dans le joint soudé. Les microstructures dépendent de chaque procédé de
soudage.
Il convient d’appliquer l’examen micrographique décrit dans l’Annexe F.
6.7 Essai de dureté
Un essai de dureté doit être réalisé afin d’évaluer la résistance de la soudure à l’usure et de confirmer
que la soudure respecte les spécifications. Les valeurs de dureté dépendent de chaque procédé de
soudage.
Il convient d’appliquer l’essai de dureté décrit dans l’Annexe G.
6.8 Essai de choc vertical par chute libre (facultatif)
Une autorité ferroviaire peut exiger la réalisation d’un essai de choc vertical par chute libre afin
d’évaluer la résistance du joint soudé.
Si appliqué, l’essai de choc vertical par chute libre décrit dans l’Annexe H doit être appliqué.
6.9 Enregistrement des défauts
Les défauts de soudure doivent être enregistrés en détail.
L’enregistrement des défauts décrit dans l’Annexe I doit être appliqué.
6.10 Rapports des résultats d’essais
Les rapports des résultats d’essais doivent contenir, au minimum, des éléments conformes aux annexes
pertinentes et doivent faire référence au présent document.
7 Réception en usine ou en voie
7.1 Généralités
Les documents et dossiers de traçabilité doivent être disponibles sur demande par l’autorité ferroviaire.
7.2 Contrôle des soudures
Avant toute vérification, le joint soudé doit être achevé et la traçabilité doit être identifiée. Le joint soudé
doit être parachevé.
Les joints soudés dans une installation fixe doivent être examinés en usine. Selon le résultat du contrôle,
le joint soudé doit être déclaré comme accepté ou rejeté.
Les joints soudés sur site doivent être contrôlés en voie. Selon le résultat du contrôle, le joint soudé doit
être déclaré comme accepté ou rejeté. Cela s’applique aux procédés suivants: FBW (machine mobile),
GPW, ATW et EAW.
Les équipements de contrôle utilisés doivent être étalonnés et respecter les exigences du fournisseur
d’équipement et de l’autorité ferroviaire.
Le contrôleur doit être compétent et respecter les exigences de l’autorité ferroviaire.
Le résultat et les détails du contrôle effectué doivent être consignés dans un rapport de contrôle de la
soudure. Lorsque les résultats du contrôle ne sont pas conformes aux exigences du présent document,
ou des parties ultérieures de la série ISO 23300, les joints doivent être considérés comme des produits
non qualifiés.
Les éléments à contrôler lors de la réception des joints de rail soudés doivent inclure:
a) la rectitude (voir 7.3);
b) des CND (un examen VT doit être réalisé afin de rechercher la présence éventuelle d’un défaut de
surface sur le joint soudé. Les autres contrôles sont facultatifs et doivent être définis par l’autorité
ferroviaire. Voir Annexes J, K et L, si applicables).
7.3 Contrôle de rectitude
La rectitude du joint soudé parachevé doit être mesurée verticalement et horizontalement sur une
longueur de 1 m. L’erreur de lecture sur la règle de 1 m ne doit pas dépasser 0,05 mm.
La rectitude doit être mesurée lorsque le joint soudé est à température ambiante. Dans certains cas
spécifiques (c’est-à-dire immédiatement après le profilage lorsque le temps de refroidissement n’est pas
suffisant pour les soudures réalisées sur site), l’alignement peut être mesuré lorsque le joint soudé est
chaud. L’effet de la température sur le joint soudé doit être pris en compte.
La rectitude du joint soudé doit être mesurée comme indiqué ci-après (voir Figure 1):
a) La rectitude verticale de la table de roulement doit être mesurée le long de la surface longitudinale
du rail. Les points de mesure sont indiqués à la Figure 1 a) et b). Voir Figure 1 a) pour la tolérance
négative. Voir Figure 1 b) pour la tolérance positive.
b) La rectitude horizontale du joint soudé au niveau du flanc actif du champignon doit être mesurée
sur une face ou sur les deux faces au niveau du point de mesure au-dessous de la table de roulement.
6 © ISO 2021 – Tous droits réservés
Les points de mesure sont indiqués à la Figure 1 c) et d). Voir Figure 1 c) pour la tolérance négative
qui élargit l’écartement. Voir Figure 1 d) pour la tolérance positive qui réduit l’écartement.
c) La nécessité de réaliser une mesure sur le côté extérieur doit être confirmée par l’autorité
ferroviaire en accord avec l’entreprise
d) Le moyen de mesure de la rectitude du joint soudé tel que décrit doit être au choix de l’entreprise.
Cependant, en cas de contrôle d’acceptation, une règle étalonnée doit être utilisée.
Les critères de réception concernant la rectitude doivent être déterminés par l’autorité ferroviaire.
L’Annexe M fournit des exemples de critères de réception concernant la rectitude.
a) rectitude de la table de roulement (tolérance négative)
b) rectitude de la table de roulement (tolérance positive)
c) rectitude du flanc actif du champignon (écartement élargi)
d) rectitude du flanc actif du champignon (écartement réduit)
Légende
w centre de la soudure
L longueur de mesure, L = 1 m
a tolérance de rectitude verticale au niveau de la table de roulement (a est la tolérance négative)
1 1
a tolérance de rectitude verticale au niveau de la table de roulement (a est la tolérance positive)
2 2
b tolérance de rectitude horizontale (la tolérance élargit l’écartement)
b tolérance de rectitude horizontale (la tolérance réduit l’écartement)
Figure 1 — Schéma de mesure de la rectitude
7.4 Documentation
La documentation doit contenir la traçabilité du joint soudé, les rapports de contrôle conformément aux
annexes pertinentes et doit faire référence au présent document.
8 Exigences relatives aux entreprises/soudeurs/contrôleurs
8.1 Entreprise
L’entreprise de soudage doit mettre en œuvre un système de management pour le soudage des rails
conforme aux exigences de l’autorité ferroviaire.
L’entreprise de soudage doit mettre en œuvre un système qui garantit la compétence des soudeurs
employés, des opérateurs de soudage et des contrôleurs par une formation, une évaluation et une
autorisation adéquates. Ce système devra notamment préciser:
a) la formation et les compétences des soudeurs/opérateurs;
b) la liste des soudures réalisées;
c) le nombre de joints soudés produits sur une période donnée;
d) le nombre de joints soudés refusés;
e) le nombre de soudures déclarées ayant fait l’objet d’une défaillance en service.
L’entreprise de soudage doit mettre en œuvre un système de contrôle des soudures conforme aux
exigences de l’autorité ferroviaire. Les non-conformités relevées durant ces contrôles doivent être
enregistrées dans le système de traçabilité.
Les machines de soudage et les consommables de soudure doivent être agréés par l’autorité ferroviaire.
Les équipements doivent être conformes au manuel du procédé de soudage.
Les équipements de contrôle et d’étalonnage doivent respecter les exigences définies par l’entreprise et
l’autorité ferroviaire.
8.2 Soudeur, opérateur et contrôleur
Le soudeur, l’opérateur et le contrôleur doivent avoir été formés au sein d’un établissement de formation
agréé.
La formation doit comporter une partie pratique et théorique.
Toute formation doit se conclure par un examen pratique et théorique visant à confirmer la capacité
du stagiaire à réaliser des soudures de rails conformément aux exigences du procédé de soudage
applicable.
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L’agrément pour le travail en voie doit être spécifié par l’autorité ferroviaire.
Les connaissances acquises par le stagiaire peuvent couvrir notamment:
a) la sécurité de base;
b) les rails;
c) les équipements opérationnels;
d) les informations spécifiques au procédé de soudage (ATW, GPW, FBW, EAW);
e) les anomalies, ainsi que leurs causes et effets;
f) le meulage et la finition;
g) les CND de joints soudés;
h) les rapports d’installation et de contrôle.
8.3 Audit
L’autorité ferroviaire se réserve le droit d’auditer l’entreprise de soudage, le soudeur/l’opérateur/le
contrôleur ou l’établissement de formation à tout moment. Un audit peut être réalisé par des organismes
techniques reconnus par l’autorité ferroviaire, dont le fournisseur du procédé ATW.
Annexe A
(normative)
Méthode d’essai de flexion lente – champignon en tension
A.1 Généralités
Pour réaliser l’essai de flexion lente en appliquant l’effort de telle sorte que le champignon soit en
tension, les exigences et la méthode d’essai sont fournies aux A.2 à A.4.
A.2 Montage d’essai de flexion
Tous les joints soudés d’essai doivent être parachevés. Les joints soudés d’essai doivent être prélevés
dans la chaîne de production ou être réalisés à partir de coupons appropriés.
La rectitude du joint soudé parachevé ne doit pas affecter la réalisation de l’essai de flexion lente.
Tous les joints soudés d’essai doivent être à température ambiante lorsqu’elles sont soumises à l’essai.
Les joints soudés d’essai doivent être placés sur les deux supports de la machine d’essai, en plaçant le
centre de la soudure du champignon au milieu de la distance de mesure afin de supporter la charge
concentrée.
Le rayon de courbure des trois points de charge ne doit pas être inférieur à 30 mm.
La Figure A.1 représente les positions relatives des joints soudés d’essai sur la machine d’essai de
flexion. Il convient que le joint soudé d’essai soit entre 200 mm et 600 mm plus long que la longueur de
la distance de mesure (L), lorsque la soudure est placée au centre de celle-ci.
Légende
F force
L longueur de mesure
r rayon de courbure du point de charge inférieur (3)
r rayon de courbure du point de charge supérieur (4)
1 champignon
2 centre du joint soudé
3 point de charge inférieur
Figure A.1 — Montage d’essai de flexion pour la sollicitation du patin
10 © ISO 2021 – Tous droits réservés
A.3 Machine d’essai de flexion et charge
La capacité de charge de la machine d’essai de flexion ne doit pas être inférieure à 2 000 kN. La machine
d’essai doit être étalonnée au moins une fois tous les deux ans conformément à l’ISO 7500-1.
La valeur spécifiée pour la charge d’essai doit être déterminée en fonction de la résistance à la traction
par flexion minimale requise selon le type et la nuance d’acier du rail. La valeur minimale spécifiée
pour la charge utilisée lors de l’évaluation du joint soudé doit être calculée à l’aide de la Formule (A.1):
F = (4M × σ)/L (A.1)
où
F est la charge spécifiée appliquée sur le rail (exprimée en N);
σ est la résistance à la traction par flexion minimale (exprimée en MPa);
L est la longueur de mesure du montage d’essai (exprimée en mm);
M est le module d’inertie (exprimé en mm ).
La traction par flexion minimale requise doit être prescrite par l’autorité ferroviaire. Le Tableau A.1
donne des exemples de résistance à la traction par flexion minimale correspondant aux exigences
d’essai de flexion lente actuellement appliquées en Chine, en Europe et au Japon.
Les taux de chargement dépendent de chaque procédé de soudage. Chaque essai de flexion doit être
poursuivi jusqu’à ce que les valeurs spécifiées (F) soient atteintes. Lorsque le faciès de rupture doit
être examiné, l’essai de flexion peut être poursuivi ou un essai de choc vertical par chute libre (voir
Annexe H) peut être réalisé. Pour s’assurer que la rupture se produit dans la zone de soudage, les
soudures test peuvent être entaillées au centre du joint soudé.
A.4 Résultats, interprétation et compte-rendu des essais
La charge et la déformation doivent être consignées dans le rapport lorsque la valeur spécifiée
est atteinte ou que la soudure test se rompt. Si une éprouvette se rompt avant d’atteindre la charge
spécifiée (F), le procédé de soudage doit être rejeté.
Tout défaut/imperfection décelé sur le faciès de rupture de chaque joint soudé d’essai doit être indiqué
sur une grille de profil de rail. Les informations suivantes doivent être consignées:
a) la référence au présent document, soit l’ISO 23300-1;
b) la référence du joint soudé;
c) la date de l’essai;
d) le type de défaut/imperfection;
e) les dimensions;
f) la forme;
g) la position;
h) la profondeur des pores.
Les faciès de rupture de soudure ne contenant aucun défaut/imperfection doivent être identifiés par la
mention «Absence de défauts/imperfections visibles» sur la grille de profil du rail.
Tableau A.1 — Exemple d’exigences de résistance
à la traction par flexion minimale (champignon orienté vers le haut)
Résistance à
Procédé
Réseau la traction par
a
N° de sou- Nuance d’acier Remarques
ferroviaire flexion mini-
dage
male (MPa)
ATW 880 MPa, 980 MPa 800 La soudure est parachevée.
FBW 880 MPa, 980 MPa 900 La soudure est parachevée.
1 Chine
(normalisation réalisée par
GPW 880 MPa, 980 MPa 900
laminage à chaud)
HR 200 700 La soudure est réalisée ou para-
chevée.
HR320, HT370C, HT400 750
ATW
HR220, HR260A,
HR260B, HR350HT, 800
NOTE: Les valeurs de la résistance
HR350LHT
à la traction par flexion minimale
2 Europe
pour le procédé FBW mis en œuvre
HR220 978
sur le réseau ferroviaire européen
HR260A, HR260B,
ont été calculées et moyennées à
HR350HT
FBW
partir de la force d’essai spéci-
fiée à l’Annexe A - Tableau A.1 de
l’EN 14587-2.
HR260A 800
ATW
HT320, HT330 800
HR260A 900
EAW
HT320, HT330 900
3 Japon La soudure est parachevée.
HR260A 900
FBW
HT320, HT330 900
HR260A 900
GPW
HT320, HT330 900
a
Les nuances d’acier sont référencées dans l’ISO 5003:2016.
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Annexe B
(normative)
Méthode d’essai de flexion lente – champignon en tension
B.1 Généralités
Pour réaliser l’essai de flexion lente en appliquant l’effort de telle sorte que le champignon soit en
tension, les exigences et la méthode d’essai sont fournies aux B.2 à B.4.
B.2 Montage d’essai de flexion
Tous les joints soudés d’essai doivent être parachevés. Les soudures test doivent être prélevées dans la
chaîne de production ou être réalisées à partir de coupons appropriés.
La rectitude du joint soudé parachevé ne doit pas affecter la réalisation de l’essai de flexion lente.
Tous les joints soudés d’essai doivent être à température ambiante lorsqu’ils sont soumis à l’essai. Les
joints soudés d’essai doivent être placés sur les deux supports de la machine d’essai, en plaçant le centre
de la soudure du patin du rail au milieu de la distance de mesure afin de supporter la charge concentrée.
Le rayon de courbure des trois points de charge ne doit pas être inférieur à 30 mm.
La Figure B.1 représente les positions relatives des joints soudés d’essai sur la machine d’essai de
flexion. Il convient que le joint soudé test soit de 200 mm à 600 mm plus long que la longueur de la
distance de mesure (L) lorsque la soudure est placée au centre de celle-ci.
Légende
F force
L longueur de mesure
r rayon de courbure du point de charge inférieur (3)
r rayon de courbure du point de charge supérieur (4)
1 champignon
2 centre du joint soudé
3 point de charge inférieur
4 point de charge supérieur
Figure B.1 — Montage d’essai de flexion pour la sollicitation du champignon
B.3 Machine d’essai de flexion et charge
La capacité de charge de la machine d’essai de flexion ne doit pas être inférieure à 2 000 kN. La machine
d’essai doit être étalonnée au moins une fois tous les deux ans conformément à l’ISO 7500-1.
La valeur spécifiée pour la charge d’essai doit être déterminée en fonction de la résistance à la traction
par flexion minimale requise selon le type et la nuance d’acier du rail. La valeur minimale spécifiée
pour la charge utilisée lors de l’évaluation du joint soudé doit être calculée à l’aide de la Formule (B.1):
F = (4M × σ)/L (B.1)
où
F est la charge spécifiée appliquée sur le rail (exprimée en N);
σ est la résistance à la traction par flexion minimale (exprimée en MPa);
L est la longueur de mesure du montage d’essai (exprimée en mm);
M est le module d’inertie (exprimé en mm ).
La traction par flexion minimale requise doit être prescrite par l’autorité ferroviaire. Le Tableau B.1
donne des exemples de résistance à la traction par flexion minimale correspondant aux exigences
d’essai de flexion lente actuellement appliquées en Chine, en Europe et au Japon.
Tableau B.1 — Exemples d’exigences de résistance
à la traction par flexion minimale (champignon du rail en traction)
Résistance à
Procédé
Réseau la traction par
a
N° de sou- Nuance d’acier Remarques
ferroviaire flexion mini-
dage
male (MPa)
FBW HR280, HT340 950 Le joint soudé est parachevé.
Le traitement thermique post
1 Chine GPW HR280, HT340 950
soudure est normalisé
ATW HR280, HT340 800 Le joint soudé est parachevé.
FBW NA NA
2 Europe
ATW NA NA
HR235 955
FBW
HT320, HT330 955
HR235 955
GPW
HT320, HT330 955
3 Japon La soudure est parachevée.
HR235 840
ATW
HT320, HT330 840
HR235 880
EAW
HT320, HT330 880
a
Les nuances d’acier sont référencées dans l’ISO 5003:2016.
Les taux de chargement dépendent de chaque procédé de soudage. Chaque essai de flexion doit être
poursuivi jusqu’à ce que les valeurs spécifiées (F) soient atteintes. Lorsque le faciès de rupture doit
être examiné, l’essai de flexion peut être poursuivi ou un essai de choc vertical par chute libre (voir
Annexe H) peut être réalisé. Pour s’assurer que la rupture se produit dans la zone de soudage, les joints
soudés d’essai peuvent être entaillés au centre du joint soudé.
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B.4 Résultats, interprétation et compte-rendu de l’essai
La charge et la déformation doivent être consignées dans le rapport lorsque la valeur spécifiée
est atteinte ou que la soudure test se rompt. Si une éprouvette se rompt avant d’atteindre la charge
spécifiée (F), le procédé de soudage doit être rejeté.
Tout défaut/imperfection décelé sur le faciès de rupture de chaque joint soudé d’essai doit être indiqué
sur la grille du profil de rail. Les informations suivantes doivent être consignées:
a) la référence au présent document, soit l’ISO 23300-1:2021;
b) la référence du joint soudé;
c) la date de l’essai;
d) le type de défaut/imperfection;
e) les dimensions;
f) la forme;
g) la position;
h) la profondeur des pores.
Les faciès de rupture de soudure ne contenant aucun défaut/imperfection doivent être identifiés par la
mention «Absence de défauts/imperfections v
...
ISO/FDIS 23300-1:2021(F)
ISO/TC 269/SC 1
Date: 2021-05--0
ISO/FDIS 23300-1:2021(F)
ISO/TC 269/SC 1/GT 3
Date: 2021-08
ISO/TC 269/SC 1/GT 3
Secrétariat: JISC/ SACJISC/ SAC
Applications ferroviaires — Soudage des rails — Partie 1: Exigences de
portée générale et méthodes d'essais pour le soudage des rails
Railway applications — Rail welding — Part 1: General requirements and test methods for rail welding
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Infrastructure ferroviaire — Soudage des rails — Partie 1: Exigences de portée
générale et méthodes d’essais pour le soudage des rails
Railway infrastructure — Rail welding — Part 1: General requirements and test methods
for rail welding
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Sommaire Page
Avant-propos . v
Introduction . vi
1 Domaine d'application . 2
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 3
4 Procédés de soudage des rails . 5
5 Procédé général de soudage des rails . 5
6 Approbation/homologation des procédés de soudage . 5
6.1 Généralités . 5
6.2 Contrôles non destructifs (CND) . 6
6.3 Essai de flexion lente . 6
6.4 Essai de fatigue « Past-the-post » . 6
6.5 Examen macrographique . 7
6.6 Examen micrographique . 7
6.7 Essai de dureté . 7
6.8 Essai de choc vertical par chute libre (facultatif) . 7
6.9 Enregistrement des défauts . 7
6.10 Rapports des résultats d'essais . 7
7 Réception en usine ou en voie . 8
7.1 Généralités . 8
7.2 Contrôle des soudures . 8
7.3 Contrôle de rectitude . 8
7.4 Documentation . 11
8 Exigences relatives aux entreprises/soudeurs/contrôleurs . 11
8.1 Entreprise . 11
8.2 Soudeur, opérateur et contrôleur . 11
8.3 Audit. 12
Annexe A (normative) Méthode d'essai de flexion lente – champignon en tension . 13
A.1 Généralités . 13
A.2 Montage d'essai de flexion . 13
A.3 Machine d'essai de flexion et charge . 14
A.4 Résultats, interprétation et compte-rendu des essais . 15
Annexe B (normative) Méthode d'essai de flexion lente – champignon en tension . 17
B.1 Généralités . 17
B.2 Montage d'essai de flexion . 17
B.3 Machine d'essai de flexion et charge . 18
B.4 Résultats, interprétation et compte-rendu de l'essai . 19
Annexe C (normative) Essai de fatigue en flexion 3 points . 20
C.1 Généralités . 20
C.2 Montage d'essai de fatigue . 20
C.3 Machine d'essai de fatigue et cycles de charge . 20
C.4 Résultats, interprétation et compte-rendu de l'essai . 21
iv
réservés
ISO/FDIS 23300-1:2021(F)
Annexe D (informative) Essai de fatigue en flexion 4 points . 22
D.1 Généralités . 22
D.2 Montage d'essai de fatigue . 22
G.1 Machine d'essai de fatigue et cycles de charge . 23
G.2 Résultats, interprétation et compte-rendu . 23
Annexe E (normative) Examen macrographique . 24
Annexe F (normative) Examen micrographique . 25
Annexe G (normative) Essai de dureté . 28
G.1 Mesure de la dureté . 28
G.2 Évaluation des données de dureté . 29
Annexe H (normative) Essai de choc vertical par chute libre (FBW ou GPW) . 30
H.1 Généralités . 30
H.2 Montage d'essai de choc vertical par chute libre . 30
H.3 Machine d'essai de choc vertical par chute libre . 30
H.4 Résultats d'essais, interprétation et rapport d'essai . 30
Annexe I (normative) Enregistrement des défauts sur les faciès de rupture . 32
Annexe J (normative) Examen par ultrasons . 34
J.1 Généralités . 34
J.2 Personnel d'essai . 35
J.3 Équipements d'essai . 35
J.4 Techniques de balayage . 35
J.5 Blocs de référence . 36
J.6 Rapport d'essai . 39
Annexe K (normative) Examen par magnétoscopie . 40
K.1 Généralités . 40
K.2 Personnel d'essai . 40
K.3 Équipements et accessoires d'essai . 40
K.4 Méthode et procédure d'essai . 40
K.4.1 Préparation . 40
K.4.2 Procédure d'essai . 40
K.5 Rapport d'essai . 41
Annexe L (normative) Examen par ressuage . 42
L.1 Généralités . 42
L.2 Personnel d'essai . 42
L.3 Agents pénétrants et accessoires . 42
L.3.1 Agents pénétrants . 42
L.3.2 Équipement auxiliaire . 42
L.4 Méthode et procédure d'essai . 42
L.4.1 Préparation . 42
L.4.2 Procédure d'essai . 42
L.5 Rapport d'essai . 42
Annexe M (informative) Exemples de critères de réception concernant la rectitude . 44
Bibliographie . 47
Avant-propos . x
Introduction . xi
v
réservés
ISO/FDIS 23300-1:2021(F)ISO 23300-1:2021(F)
1 Domaine d’application . 14
2 Références normatives . 14
3 Termes et définitions . 15
4 Procédés de soudage des rails . 17
5 Procédé général de soudage des rails . 17
6 Approbation/homologation des procédés de soudage . 17
6.1 Généralités . 17
6.2 Contrôles non destructifs (CND) . 19
6.3 Essai de flexion lente . 19
6.4 Essai de fatigue «Past-the-post» . 19
6.5 Examen macrographique . 20
6.6 Examen micrographique . 20
6.7 Essai de dureté . 20
6.8 Essai de choc vertical par chute libre (facultatif) . 20
6.9 Enregistrement des défauts . 20
6.10 Rapports des résultats d’essais . 20
7 Réception en usine ou en voie . 21
7.1 Généralités . 21
7.2 Contrôle des soudures . 21
7.3 Contrôle de rectitude . 21
Figure 1 — Schéma de mesure de la rectitude . 1
7.4 Documentation . 1
8 Exigences relatives aux entreprises/soudeurs/contrôleurs . 1
8.1 Entreprise . 1
8.2 Soudeur, opérateur et contrôleur . 2
8.3 Audit. 2
Annexe A (normative) Méthode d’essai de flexion lente – champignon en tension . 3
A.1 Généralités . 3
A.2 Montage d’essai de flexion . 3
Figure A.1 — Montage d’essai de flexion pour la sollicitation du patin . 4
A.3 Machine d’essai de flexion et charge . 4
A.4 Résultats, interprétation et compte-rendu des essais . 5
Tableau A.1 — Exemple d’exigences de résistance à la traction par flexion minimale
(champignon orienté vers le haut) . 7
Annexe B (normative) Méthode d’essai de flexion lente – champignon en tension . 8
B.1 Généralités . 8
vi
réservés
ISO/FDIS 23300-1:2021(F)
B.2 Montage d’essai de flexion . 8
Figure B.1 — Montage d’essai de flexion pour la sollicitation du champignon . 9
B.3 Machine d’essai de flexion et charge . 9
Tableau B.1 — Exemples d’exigences de résistance à la traction par flexion minimale
(champignon du rail en traction) . 9
B.4 Résultats, interprétation et compte-rendu de l’essai . 10
Annexe C (normative) Essai de fatigue en flexion 3 points . 11
C.1 Généralités . 11
C.2 Montage d’essai de fatigue . 11
Figure C.1 — Montage d’essai de fatigue . 12
C.3 Machine d’essai de fatigue et cycles de charge . 12
C.4 Résultats, interprétation et compte-rendu de l’essai . 13
Annexe D (informative) Essai de fatigue en flexion 4 points . 14
D.1 Généralités . 14
D.2 Montage d’essai de fatigue . 14
Figure D.1 — Montage d’essai de fatigue . 15
D.3 Machine d’essai de fatigue et cycles de charge . 15
D.4 Résultats, interprétation et compte-rendu . 16
Annexe E (normative) Examen macrographique . 17
Figure E.1 — Schéma de prélèvement des échantillons . 18
Annexe F (normative) Examen micrographique . 19
Figure F.1 — Exemples de zones d’examen microscopique pour les procédés de soudage
par étincelage (FBW) et de soudage au gaz (GPW) . 21
Figure F.2 — Exemples de zones d’examen microscopique pour les procédés de soudage
par aluminothermie (ATW) et de soudage à l’arc sous enveloppe (EAW) . 22
Annexe G (normative) Essai de dureté . 24
G.1 Mesure de la dureté . 24
Figure G.1 — Mesure de la dureté longitudinale pour les procédés de soudage par
étincelage (FBW) et de soudage au gaz (GPW) . 25
Figure G.2 — Mesure de la dureté longitudinale pour les procédés de soudage par
aluminothermie (ATW) et de soudage à l’arc sous enveloppe (EAW) . 26
G.2 Évaluation des données de dureté . 26
Annexe H (normative) Essai de choc vertical par chute libre (FBW ou GPW) . 27
H.1 Généralités . 27
H.2 Montage d’essai de choc vertical par chute libre . 27
H.3 Machine d’essai de choc vertical par chute libre . 27
H.4 Résultats d’essais, interprétation et rapport d’essai . 27
vii
réservés
ISO/FDIS 23300-1:2021(F)ISO 23300-1:2021(F)
Annexe I (normative) Enregistrement des défauts sur les faciès de rupture . 29
Figure I.1 — Grille de profil du rail . 31
Annexe J (normative) Examen par ultrasons . 32
J.1 Généralités . 32
Tableau J.1 — Techniques de balayage couramment utilisées pour les examens par
ultrasons (UT) des joints soudés . 32
J.2 Personnel d’essai . 34
J.3 Équipements d’essai . 34
J.4 Techniques de balayage . 35
J.5 Blocs de référence . 36
Figure J.1 — Bloc de référence type pour la technique à sonde double . 37
Figure J.2 — Bloc de référence type pour la technique à sonde à faisceau normal . 38
Figure J.3 — Bloc de référence type pour la technique à sonde à faisceau angulaire . 39
Figure J.4 — Bloc de référence type pour la technique à sonde à faisceau angulaire au
niveau de l’aile/de la pointe du patin . 40
Figure J.5 — Bloc de référence type pour la technique à sonde simple et double . 41
J.6 Rapport d’essai . 42
Annexe K (normative) Examen par magnétoscopie . 43
K.1 Généralités . 43
K.2 Personnel d’essai . 43
K.3 Équipements et accessoires d’essai . 43
K.4 Méthode et procédure d’essai . 43
K.4.1 Préparation . 43
K.4.2 Procédure d’essai . 43
K.5 Rapport d’essai . 44
Annexe L (normative) Examen par ressuage . 45
L.1 Généralités . 45
L.2 Personnel d’essai . 45
L.3 Agents pénétrants et accessoires . 45
L.3.1 Agents pénétrants . 45
L.3.2 Équipement auxiliaire . 45
L.4 Méthode et procédure d’essai . 45
L.4.1 Préparation . 45
L.4.2 Procédure d’essai . 45
L.5 Rapport d’essai . 45
Annexe M (informative) Exemples de critères de réception concernant la rectitude . 47
viii
réservés
ISO/FDIS 23300-1:2021(F)
Tableau I.1 — Critères de réception concernant la rectitude . 48
Bibliographie . 51
ix
réservés
ISO/FDIS 23300-1:2021(F)ISO 23300-1:2021(F)
Avant-propos
L'ISOL’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d'organismesd’organismes nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaborationl’ISO).
L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de l'ISOl’ISO.
Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet
effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec
l'ISOl’ISO participent également aux travaux. L'ISOL’ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbationd’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent
document a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC,
Partie 2 (voir www.iso.org/directives). Field Code Changed
L'attentionL’attention est appeléeattirée sur le fait que certains des éléments du présent document
peuvent faire l'objetl’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO et
l'IECL’ISO ne sauraientsaurait être tenuestenue pour responsablesresponsable de ne pas avoir identifié
de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les références aux droits de
propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l'élaborationl’élaboration du
document sont indiqués dans l'Introductionl’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISOl’ISO (voir www.iso.org/brevets). Field Code Changed
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l'intentionl’intention des utilisateurs et ne sauraient
constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISOl’ISO liés à l'évaluationl’évaluation de la conformité, ou pour toute information au
sujet de l'adhésionl’adhésion de l'ISOl’ISO aux principes de l'Organisationl’Organisation mondiale du
commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant :
Avantwww.iso.org/avant-propos — Informations supplémentaires.
Field Code Changed
Le présent document a été élaboré par le Comité Techniquecomité technique ISO/TC 269, Applications
ferroviaires, sous--comité SC 1, Infrastructure.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 23300 se trouve sur le site web de l'ISOl’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
x
réservés
ISO/FDIS 23300-1:2021(F)
Introduction
Le soudage des rails constitue un aspect technologique important dans le secteur ferroviaire ; il
contribue à la réduction du bruit et des vibrations au niveau des joints de rail tout en améliorant le
confort de conduite et en réduisant les coûts d'entretiend’entretien.
Les environnements (par exemple, localisation géographique, ressources déployables et questions
énergétiques, par exemple) varient d'uned’une région et d'uned’une ligne ferroviaire à l'autre.
C'estl’autre. C’est pourquoi les procédés de soudage des rails ont été élaborés afin de répondre aux
besoins et conditions de chaque environnement spécifique. Par conséquent, plusieurs procédés de
soudage des rails sont aujourd'huiaujourd’hui disponibles (soudage par étincelage, soudage au gaz,
soudage par aluminothermie, soudage à l'arcl’arc sous enveloppe, etc.). (En anglais : flash butt welding
(FBW), gas pressure welding (GPW), aluminothermic welding (ATW) et enclosed arc welding (EAW)).
Tous ces facteurs ont contribué à la nécessité d'élaborerd’élaborer une Norme internationale générale
pour le soudage des rails qui couvrirait l'ensemblel’ensemble des procédés de soudage des rails
conventionnels. Le présent document contribue à l'améliorationl’amélioration des réseaux ferroviaires
en garantissant la qualité des joints soudés par le renforcement de la fiabilité opérationnelle des trains,
l'optimisationl’optimisation des travaux de soudage et l'introductionl’introduction de nouvelles
procédures.
Ce document spécifie les exigences générales pour le soudage des rails et doit être utilisé conjointement
avec les parties ultérieures de la série ISO 23300, qui couvriront les exigences spécifiques à chaque
procédé de soudage (soudage par étincelage (FBW), soudage au gaz (GPW), soudage par
aluminothermie (ATW), soudage à l'arcl’arc sous enveloppe (EAW)).
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ISO/FDIS 23300-1:2021(F)ISO 23300-1:2021(F)
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Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne
peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique
ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur l’internet ou sur un Intranet, sans
autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Ch. de Blandonnet 8 • CP 401
CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
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Applications ferroviaires — Soudage des rails — Partie 1:
Exigences de portée générale et méthodes d'essais pour le
soudage des rails
ISO/FDIS 23300-1:2021(F)ISO 23300-1:2021(F)
Infrastructure ferroviaire — Soudage des rails — Partie 1:
Exigences de portée générale et méthodes d’essais pour le
soudage des rails
1 Domaine d'applicationd’application
Le présent document spécifie des exigences relatives à l'approbationl’approbation et/ou à
l'homologationl’homologation des procédés de soudage et des entreprises, soudeurs, contrôleurs, ainsi
qu'àqu’à la réception en usine ou en voie des joints soudés.
Le présent document s'appliques’applique aux procédés de soudage des rails suivants :
a) soudage par étincelage (FBW);
b) soudage au gaz (GPW);
c) soudage par aluminothermie (ATW);
d) soudage à l'arcl’arc sous enveloppe (EAW).
Dans le présent document, le soudage porte sur des rails à fond plat, neufs, de masse 43 kg/m –
75 kg/m de profils et de nuances d'acierd’acier identiques.
Le présent document ne spécifie pas les exigences ni les méthodes d'essaid’essai spécifiques à chaque
procédé de soudage ; celles-ci seront spécifiées dans les parties ultérieures de la série ISO 23300.
Le présent document traite du soudage bout à bout des abouts de rail.
Le présent document ne couvre pas les travaux de soudage destinés à la construction des appareils de
voie, à l'installationl’installation des liaisons électriques ou à la réparation des rails.
Le présent document ne traite pas des règlements de sécurité relatifs aux travaux de soudage.
Le présent document ne spécifie pas la qualification des personnes et des entreprises qui exécutent les
soudures de rails.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu'ilsqu’ils constituent, pour tout ou partie de
leur contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l'éditionl’édition
citée s'appliques’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence
s'appliques’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 6507-1, Metallic materials —-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers hardness test —
Part — Partie 1: Test method (disponible en anglais seulement)Méthode d’essai
ISO 6508--1, Metallic materials —Matériaux métalliques — Essai de dureté Rockwell hardness test —
Part — Partie 1: Test method (disponible en anglais seulement)Méthode d’essai
ISO 7500--1, Matériaux métalliques — Étalonnage et vérification des machines pour essais statiques
uniaxiaux — Partie 1 : Machines d'essaid’essai de traction/compression — Étalonnage et vérification du
système de mesure de force
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3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquents’appliquent.
L'ISOL’ISO et l'IECl’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées
en normalisation, consultables aux adresses suivantes ::
— IEC Electropedia : disponible à l'adresse http://www.electropedia.org/
— ISO Online browsing platform : disponible à l'adresse https://www.iso.org/obpl’adresse
https://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https://www.electropedia.org/
3.1
autorité ferroviaire
régulateur ferroviaire ou propriétaire de l'infrastructurel’infrastructure ferroviaire ou gestionnaire
responsable par délégation de l'infrastructurel’infrastructure ferroviaire
3.2
fournisseur du procédé
société qui fournit un procédé de soudage des rails et qui est agréée par l'autoritél’autorité ferroviaire
(3.1) pour fournir les machines, les consommables et les outillages nécessaires à l'exécutionl’exécution
des soudures de railsjoints soudés (3.13)
3.3
établissement de formation
centre ou organisme de formation de soudeurs (3.5) approuvé par l'autoritél’autorité ferroviaire, (3.1),
et par le fournisseur du procédé (3.2) en cas de soudage par aluminothermie
3.4
entreprise
société agréée par une autorité ferroviaire (3.1) pour la fourniture du personnel et des machines
nécessaires à l'exécutionla production (3.8) des souduresjoints soudés (3.13)
3.5
soudeur
personne formée et compétente pour exécuter le procédé de soudage approprié
3.6
opérateur
personne formée et compétente pour manœuvrer la machine de soudage appropriée
3.7
contrôleur
personne formée, qualifiée, agréée et compétente pour réaliser un contrôle des souduresjoints soudés
(3.13) sur la base de ses observations et de son jugement, en s'appuyants’appuyant si nécessaire sur des
techniques d'essaid’essai et de mesure
3.8
production
soudage bout à bout pour des rails destinés au transport ferroviaire (soudage réalisé en usine ou en
voie)
ISO/FDIS 23300-1:2021(F)ISO 23300-1:2021(F)
3.9
installation fixe
ligne de production stationnaire pour le soudage par étincelage de rails
3.10
finition du profil
opération par laquelle le champignon du rail ou la partie correspondante du champignon du rail au
niveau de la souduredu joint soudé (3.13) est ramené au profil du rail
Note 1 à l'article : L'opérationl’article: L’opération peut être réalisée par meulage, fraisage, rabotage ou tout
autre moyen adapté.
3.11
traitement thermique après soudage
procédé de chauffage et de refroidissement appliqué à un joint soudé (3.13) après soudure
3.12
zone affectée thermiquement (ZAT)
partie non fondue du métal de base, où la structure métallique, les propriétés métallurgiques, les
propriétés mécaniques, etc. se transforment sous l'effetl’effet de l'apportl’apport de chaleur du procédé
de soudage (exécution de la soudure, traitement thermique après soudage (3.11) et découpage au
chalumeau)
3.13
joint soudé
joints de rail assemblés par soudage, incluant le métal déposé et la zone affectée thermiquement (3.12)
3.14
état final (parachevé)
finition du profil (3.10), soudage, ébavurage et parachèvement
3.15
contrôles non destructifs (
CND)
application de techniques pour l'examenl’examen des matériaux ou composants, sans affecter leur
utilisation ni leur aptitude au service futures, dans le but de détecter, de localiser, de mesurer et
d'évaluerd’évaluer les défauts, de contrôler l'intégritél’intégrité, les propriétés et la composition, et de
mesurer les caractéristiques géométriques
3.16
réception en usine ou en voie
contrôle de réception visant à évaluer la qualité des joint
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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