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.
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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 23300-1:2021(E)
©
ISO 2021
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ISO 23300-1:2021(E)
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
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Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO 23300-1:2021(E)
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
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ISO 23300-1:2021(E)
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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ISO 23300-1:2021(E)
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).
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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.
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ISO 23300-1:2021(E)
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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ISO 23300-1:2021(E)
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.
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ISO 23300-1:2021(E)
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.
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ISO 23300-1:2021(E)
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.
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ISO 23300-1:2021(E)
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)
1
b horizontal straightness tolerance (tolerance tightens gauge)
2
Figure 1 — Schematic of straightness measurement
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ISO 23300-1:2021(E)
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 ex
...
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
ISO 23300-1:2021(F)
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
Stade FDIS
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i
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Droits de reproduction
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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ii
réservés
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contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni
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compris la photocopie, l'affichageou la diffusion sur l'internetl’internet ou sur un Intranetintranet,
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ISO/FDIS 23300-1:2021(F)ISO 23300-1:2021(F)
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
© ISO 2021 – Tous droits réservés© ISO 2021 – Tous droits
iv
réservés
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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
© ISO 2021 – Tous droits réservés© ISO 2021 – Tous droits
v
réservés
---------------------- Page: 5 ----------------------
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
© ISO 2021 – Tous droits réservés© ISO 2021 – Tous droits
vi
réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
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
© ISO 2021 – Tous droits réservés© ISO 2021 – Tous droits
vii
réservés
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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 .
...
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 23300-1:2021(F)
©
ISO 2021
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ISO 23300-1:2021(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
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
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 23300-1:2021(F)
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
© ISO 2021 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 23300-1:2021(F)
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
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 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’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)).
© ISO 2021 – Tous droits réservés v
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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
© ISO 2021 – Tous droits réservés 1
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ISO 23300-1:2021(F)
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
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ISO 23300-1:2021(F)
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.
© ISO 2021 – Tous droits réservés 3
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ISO 23300-1:2021(F)
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
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ISO 23300-1:2021(F)
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.
© ISO 2021 – Tous droits réservés 5
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ISO 23300-1:2021(F)
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
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...
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 23300-1
ISO/TC 269/SC 1
Railway applications — Rail
Secretariat: AFNOR
welding —
Voting begins on:
2021-05-13
Part 1:
Voting terminates on:
General requirements and test
2021-07-08
methods for rail welding
Applications ferroviaires — Soudage des rails —
Partie 1: Exigences de portée générale et méthodes d'essais pour le
soudage des rails
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 23300-1:2021(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
©
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2021
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ISO/FDIS 23300-1:2021(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2021
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address
below or ISO’s member body in the country of the requester.
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CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 23300-1:2021(E)
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
© ISO 2021 – All rights reserved iii
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ISO/FDIS 23300-1:2021(E)
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.
iv © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 23300-1:2021(E)
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).
© ISO 2021 – All rights reserved v
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 23300-1:2021(E)
Railway applications — 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.
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ISO/FDIS 23300-1:2021(E)
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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ISO/FDIS 23300-1:2021(E)
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.
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ISO/FDIS 23300-1:2021(E)
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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ISO/FDIS 23300-1:2021(E)
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.
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ISO/FDIS 23300-1:2021(E)
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 rail 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
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ISO/FDIS 23300-1:2021(E)
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)
1
b horizontal straightness tolerance (tolerance tightens gauge)
2
Figure 1 — Schematic of straightness measurement
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ISO/FDIS 23300-1:2021(E)
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
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.