既有鐵路貨車非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸故障原因分析及改進(jìn)建議

梁春利

（哈鐵安全監(jiān)管辦駐哈爾濱車輛段 驗(yàn)收室，黑龍江哈爾濱150016）

既有鐵路貨車非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸故障原因分析及改進(jìn)建議

梁春利

（哈鐵安全監(jiān)管辦駐哈爾濱車輛段 驗(yàn)收室，黑龍江哈爾濱150016）

對(duì)既有鐵路貨車裝用的非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸故障產(chǎn)生的具體原因從焊修工藝、組裝技術(shù)作業(yè)過(guò)程、車輛定期檢修作業(yè)質(zhì)量控制等幾方面存在的問(wèn)題及不足進(jìn)行了全面的分析，并對(duì)如何解決既有鐵路貨車裝用的非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸存在的質(zhì)量問(wèn)題提出了具體改進(jìn)建議，對(duì)于指導(dǎo)車輛檢修作業(yè)質(zhì)量控制具有一定的參考價(jià)值。

既有鐵路貨車；非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸；故障；改進(jìn)

隨著我國(guó)鐵路客運(yùn)專線、高鐵的相繼投入使用，既有鐵路通道的運(yùn)能運(yùn)力將進(jìn)一步得到釋放，同時(shí)鐵道車輛車種、車型的進(jìn)一步優(yōu)化，為鐵路貨車提速、重載又創(chuàng)造了有利條件，這樣必將大大緩解目前既有鐵路通道運(yùn)輸能力的緊張局面。在當(dāng)前貨運(yùn)改革的新形勢(shì)下，車輛需求量很大，這為鐵路貨車的運(yùn)行技術(shù)狀態(tài)提出了更高的要求。然而在北方冬季受低溫天氣（零下30℃以下）的影響，貨物列車制動(dòng)系統(tǒng)故障明顯增多，尤其是非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸故障，在列檢始發(fā)作業(yè)漏泄量超標(biāo)時(shí)查找及處理比較困難，造成列車技術(shù)檢查時(shí)間嚴(yán)重不足，經(jīng)常發(fā)生編組后甩車、列車始發(fā)晚點(diǎn)情況，這對(duì)鐵路運(yùn)輸秩序、車輛使用效率的提高產(chǎn)生嚴(yán)重影響，而在車輛運(yùn)行時(shí)甚至發(fā)生瞬間斷裂而脫落，既危及行車安全，又影響運(yùn)輸秩序。

1 非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸故障調(diào)查情況

筆者利用3個(gè)月時(shí)間對(duì)在北方冬季檢修的既有鐵路貨車進(jìn)行了調(diào)查。在調(diào)查的這段時(shí)間內(nèi)共檢修車輛（包括企業(yè)自備車）1 659輛，其中裝用非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸947輛，占檢修車輛的57.6%。發(fā)現(xiàn)非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸各類故障134件，輛均故障0.14件。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1

從調(diào)查結(jié)果看，裝用非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸的車輛占既有鐵路貨車的絕大多數(shù)，非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸吊座焊縫裂紋，儲(chǔ)風(fēng)缸與連接支管裂紋、折損，吊座連接螺栓松動(dòng)、丟失，吊座變形、裂損等為主要故障表現(xiàn)形式，已嚴(yán)重制約車輛的使用效率，為此，在檢修時(shí)應(yīng)將裝用非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸的車輛作為安全風(fēng)險(xiǎn)控制點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)控制。

2 原因分析

（1）從儲(chǔ)風(fēng)缸吊座焊縫裂紋表面來(lái)看，均沿著焊縫向熱影響區(qū)擴(kuò)散，說(shuō)明焊縫及焊接熱影響區(qū)的組織異常。從焊縫的外觀來(lái)看，焊縫與母材之間甚至存在未熔合的凹坑、氣孔、焊瘤等，且起弧、收弧時(shí)弧坑沒(méi)有填滿，顯然儲(chǔ)風(fēng)缸板材開(kāi)裂的直接原因是焊縫內(nèi)部組織與外部質(zhì)量欠佳造成的。

（2）腐蝕的影響，造成儲(chǔ)風(fēng)缸吊座焊縫連接處強(qiáng)度降低。尤其是平車（含NX系列）及棚車等車輛在夏季受雨水、高溫、空氣濕度大等自然環(huán)境因素的影響，在非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸吊座焊縫連接處產(chǎn)生腐蝕，造成焊縫連接強(qiáng)度降低，車輛運(yùn)行時(shí)導(dǎo)致焊縫裂紋，甚至可能造成儲(chǔ)風(fēng)缸脫落。

（3）儲(chǔ)風(fēng)缸吊座與現(xiàn)車吊座、儲(chǔ)風(fēng)缸與管系間組裝時(shí)彎曲、變形、位不正而強(qiáng)力對(duì)正。這樣強(qiáng)行組裝后易造成缸體吊座焊縫處、法蘭接頭處、各管箍接頭等位置應(yīng)力集中，在運(yùn)用過(guò)程中因車輛振動(dòng)、沖擊產(chǎn)生疲勞裂紋。在調(diào)查的時(shí)間內(nèi)，檢修1輛X70型的臨修車時(shí)發(fā)現(xiàn)該車降壓風(fēng)缸缸體與法蘭連接部位焊波沿圓周開(kāi)裂60 mm，分解后發(fā)現(xiàn)該車與17 dm3降壓風(fēng)缸相連的DN10連通管與風(fēng)缸法蘭座不正位，偏差12 mm，該風(fēng)缸連接的支管組裝時(shí)彎曲，存在嚴(yán)重的別勁，導(dǎo)致降壓風(fēng)缸接頭體裂紋。

（4）儲(chǔ)風(fēng)缸吊座與現(xiàn)車吊座間剛性接觸，車輛長(zhǎng)時(shí)間在軌道上運(yùn)行，輪對(duì)與鋼軌間產(chǎn)生的振動(dòng)沖擊及車輛自身產(chǎn)生的振動(dòng)影響，導(dǎo)致儲(chǔ)風(fēng)缸焊縫開(kāi)裂。

（5）站修作業(yè)場(chǎng)在處理儲(chǔ)風(fēng)缸裂紋時(shí)，嚴(yán)重簡(jiǎn)化焊修工藝。在現(xiàn)車直接進(jìn)行焊接，焊接前沒(méi)有對(duì)裂紋處進(jìn)行預(yù)熱、裂紋端部沒(méi)有鉆φ6 mm止裂孔，焊后沒(méi)有將焊縫打磨平整，尤其是在冬季室外溫度達(dá)到－30℃的情況下，焊修后儲(chǔ)風(fēng)缸受低溫影響，焊縫熱影響區(qū)導(dǎo)致非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸冷卻異常、內(nèi)部產(chǎn)生大量殘余應(yīng)力使鋼板焊接質(zhì)量嚴(yán)重降低，造成焊后又開(kāi)裂。

（6）在北方冬季車輛檢修時(shí)用防銹檢漏劑檢查車輛儲(chǔ)風(fēng)缸吊座焊縫、法蘭接頭及制動(dòng)管系等部位漏泄時(shí)，由于庫(kù)內(nèi)溫度低、且車輛緩霜時(shí)間短，將防銹檢漏劑涂抹在儲(chǔ)風(fēng)缸吊座焊縫、法蘭接頭及制動(dòng)管系連接處等部位，不但起不了檢查漏泄的作用，反而在其表面結(jié)上一層薄冰，掩蓋了漏泄故障的查找，在車輛運(yùn)行時(shí)裂紋處的冰層逐漸脫落，導(dǎo)致該處再次漏泄。

防銹檢漏劑涂抹不均勻，尤其是儲(chǔ)風(fēng)缸吊座焊縫靠近內(nèi)側(cè)的部位、法蘭接頭內(nèi)側(cè)、管箍焊縫內(nèi)側(cè)有時(shí)根本就沒(méi)有涂抹，造成有漏泄的情況下不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

（7）非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸吊座所選用不等邊角鋼厚度不足，將不等邊角鋼立面焊在儲(chǔ)風(fēng)缸外圓周上，屬于線接觸，有的不等邊角鋼厚度只有4.8 mm，且焊角過(guò)小，焊波高度不足。

非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸吊座焊縫長(zhǎng)度不足。有的焊縫長(zhǎng)度只有170 mm，儲(chǔ)風(fēng)缸吊座與缸體接觸面積小，焊縫引起缸體應(yīng)力集中。

由于非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)缺陷及焊接工藝問(wèn)題，車輛運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊力的影響導(dǎo)致焊縫裂紋。

（8）吊座間連接所選用螺栓的螺紋公稱直徑過(guò)?。ìF(xiàn)吊座連接采用的螺栓為GB/T 5781 M12×40 4.8級(jí)），螺栓連接強(qiáng)度不足，車輛運(yùn)行中致使吊座螺栓松動(dòng)、折損。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)螺母與螺栓點(diǎn)焊時(shí)由于焊接電流過(guò)大在螺紋處產(chǎn)生3.4 mm深的電蝕坑，在車輛長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)與沖擊力的作用下使螺栓連接強(qiáng)度下降，還容易造成螺栓丟失。

（9）管件制造質(zhì)量不良。在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)支管裂紋、折損故障調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼管壁厚過(guò)薄、管系螺紋采用車床加工，造成該處的連接強(qiáng)度下降，車輛運(yùn)行時(shí)導(dǎo)致支管裂紋、折損的發(fā)生。

（10）冬季車輛檢修時(shí)各儲(chǔ)風(fēng)缸及吊座等處積雪未及時(shí)清除，外觀檢查不細(xì)致，各儲(chǔ)風(fēng)缸及吊座等處裂紋、折損未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

（11）平車（含NX系列）型車輛受車體結(jié)構(gòu)的影響，在車輛運(yùn)用時(shí)，列檢作業(yè)人員無(wú)法檢查各儲(chǔ)風(fēng)缸及吊座的技術(shù)狀態(tài)；而TFDS設(shè)備對(duì)各儲(chǔ)風(fēng)缸各部是否裂損，吊座是否裂損、松動(dòng)，無(wú)法進(jìn)行有效的圖像采集，動(dòng)態(tài)檢車員也不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，這樣就造成平車（含NX系列）型車輛在運(yùn)用時(shí)各儲(chǔ)風(fēng)缸及吊座等處的技術(shù)狀態(tài)檢查存在死角。

3 改進(jìn)建議

（1）既有平車（含NX系列）廠修時(shí)須全部更換嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸。其他車型（包括企業(yè)自備車）在廠修時(shí)須將原儲(chǔ)風(fēng)缸從現(xiàn)車卸下，去掉儲(chǔ)風(fēng)缸吊座，改裝成嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸或圓鋼U型吊卡式儲(chǔ)風(fēng)缸。

（2）吊座連接螺栓孔為長(zhǎng)條孔，以便于儲(chǔ)風(fēng)缸安裝時(shí)進(jìn)行調(diào)整，防止出現(xiàn)別勁。焊裝在車體上的吊座與缸體上的吊座變形影響組裝時(shí)須進(jìn)行調(diào)修，并符合下列要求：焊裝在車體上同一吊座兩下平面與該缸體吊座上平面平行度為1.5 mm，同一缸體兩吊座上面高度差不大于1 mm。

（3）組裝時(shí)現(xiàn)車儲(chǔ)風(fēng)缸吊座與缸體上的吊座間加裝聚酯彈性墊（圓鋼U型吊卡式儲(chǔ)風(fēng)缸除外），材料應(yīng)為聚酯型熱塑性彈性體，其厚度為10 mm。產(chǎn)品應(yīng)能滿足環(huán)境溫度為－50℃～70℃的使用要求。須使用GB/T 5782 M16×55 8.8級(jí)螺栓，由下向上安裝螺栓，加平墊圈、彈簧墊圈緊固后，用檢點(diǎn)錘敲擊螺栓不得松動(dòng)，且現(xiàn)車儲(chǔ)風(fēng)缸吊座與缸體上的吊座須密貼，再將螺母與螺栓點(diǎn)焊焊固。

（4）在北方冬季用防銹檢漏劑查找儲(chǔ)風(fēng)缸、法蘭盤、制動(dòng)管系及附屬配件等漏泄時(shí)，室內(nèi)溫度不得低于5℃，且車輛制動(dòng)系統(tǒng)各部須徹底緩霜后，再對(duì)各儲(chǔ)風(fēng)缸焊縫、法蘭接口、管系接口等處內(nèi)外側(cè)須均勻涂抹防銹檢漏劑，方可進(jìn)行各部位漏泄檢查。

（5）嚴(yán)格落實(shí)貨車制動(dòng)系統(tǒng)檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。在北方冬季車輛檢修或站修所處理制動(dòng)系統(tǒng)漏泄故障時(shí)，首先對(duì)管系、法蘭接縫處等進(jìn)行全面的外觀檢查，尤其是靠近管箍、法蘭接頭處等部位的雪痕、油跡要重點(diǎn)檢查。通過(guò)多年觀察和總結(jié)，管系、法蘭接頭處漏泄故障不僅能夠通過(guò)漏泄聲音上可以判斷出來(lái)，在管系、法蘭接頭處等外觀上也有象征，如果該部位積雪呈散射狀或有浸出油跡等外觀象征時(shí)，說(shuō)明大多是已發(fā)生了漏泄故障，須對(duì)該部位進(jìn)行重點(diǎn)檢查。然后再清除各管系、法蘭接頭、缸體吊座等部位殘留的積雪，對(duì)各管系、法蘭接頭、缸體吊座等部位技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行認(rèn)真、細(xì)致的檢查。并落實(shí)好段修管系敲打檢查、單車試驗(yàn)要求，對(duì)管系腐蝕、裂損、組裝定位不符合圖紙要求以及漏泄等故障需要更換配件時(shí)，不得強(qiáng)力組裝、不得火焰矯正制動(dòng)管系，制動(dòng)管系就位后不得借助撬棍等工具強(qiáng)力安裝各固定裝置和管卡，按照故障溯源的理念深入查找真實(shí)原因，徹底消除故障隱患。

（6）要加強(qiáng)對(duì)入廠、入段E型密封圈的采購(gòu)和復(fù)驗(yàn)質(zhì)量控制。貨車廠修、段修、站修、列檢處理制動(dòng)管系、法蘭連接部位等漏泄故障時(shí)必須換裝新品E型密封圈。

（7）嚴(yán)格執(zhí)行儲(chǔ)風(fēng)缸檢修工藝。儲(chǔ)風(fēng)缸各部焊縫開(kāi)裂焊修時(shí)，須將儲(chǔ)風(fēng)缸從現(xiàn)車卸下來(lái)。焊修前應(yīng)清除原焊縫裂紋周邊油漆，焊接須嚴(yán)格按規(guī)定調(diào)整電流、按材質(zhì)選用焊條或焊絲等，當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃時(shí)應(yīng)當(dāng)有預(yù)熱措施，除焊后熱處理外，還應(yīng)當(dāng)考慮冷、熱成形對(duì)變形區(qū)材料性能的影響以及使用條件等因素進(jìn)行熱處理。且焊縫高度須高于母材表面2 mm，焊縫與母材平滑過(guò)渡，焊后必須待冷卻后清除焊渣，并檢查確認(rèn)焊縫與熱影響區(qū)無(wú)裂紋、夾渣、弧坑和氣孔等焊接缺陷。

嚴(yán)格水壓試驗(yàn)過(guò)程。進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，水壓應(yīng)當(dāng)緩慢地升降。當(dāng)水壓上升到工作壓力時(shí)，應(yīng)當(dāng)暫停升壓，檢查有無(wú)漏水或異?，F(xiàn)象，然后再升壓到試驗(yàn)壓力，達(dá)到保壓時(shí)間后，降到工作壓力進(jìn)行檢查。檢查期間壓力應(yīng)當(dāng)保持不變，在缸壁和焊縫上沒(méi)有水珠和水霧，其他部位沒(méi)有明顯殘余變形，徹底排除缸體內(nèi)的積水，補(bǔ)涂防銹漆、面漆。

（8）嚴(yán)格控制管件制作質(zhì)量。為保證管件制造質(zhì)量，一是要加強(qiáng)鋼管壁厚的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)鋼管壁厚不符合標(biāo)準(zhǔn)的禁止使用。二是不銹鋼鋼管必須采用專用煨管設(shè)備冷煨制作，不得采取加熱方式煨制，產(chǎn)生煨癟、煨裂等缺陷的嚴(yán)禁使用。三是制動(dòng)管與接頭體須采用定位工裝組焊，接頭體端面與制動(dòng)管中心線的垂直度，在端部200 mm范圍內(nèi)不得超過(guò)1.0 mm，100 mm范圍內(nèi)不得超過(guò)0.5 mm。四是焊接須嚴(yán)格按規(guī)定調(diào)整電流、按材質(zhì)選用焊條或焊絲等，焊后必須待冷卻后清除焊渣，并檢查確認(rèn)無(wú)焊接缺陷。五是管系螺紋必須使用專用工具加修，嚴(yán)禁使用車床加工螺紋。

（9）新品嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸納入資質(zhì)管理，并須檢驗(yàn)出廠。質(zhì)量保證期限6年。質(zhì)量保證內(nèi)容：焊縫不開(kāi)裂，缸體無(wú)裂損。并在缸體側(cè)面焊裝產(chǎn)品銘牌，內(nèi)容包括產(chǎn)品名稱、外形尺寸、質(zhì)量、容積、編號(hào)、制造年月、制造單位等。

4 結(jié)束語(yǔ)

在檢修時(shí)應(yīng)對(duì)裝用非嵌入式儲(chǔ)風(fēng)缸的車輛作為重點(diǎn)控制，認(rèn)真對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)各部技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行檢查，及時(shí)處理漏泄故障，切實(shí)從源頭保證車輛的技術(shù)狀態(tài)良好，提高車輛的使用效率，為鐵路貨車運(yùn)行安全、正點(diǎn)創(chuàng)造有利條件。

［1］ TB/T 1900—1998.鐵道車輛用儲(chǔ)風(fēng)缸通用技術(shù)條件［S］.

［2］ 鐵運(yùn)〔2008〕15號(hào).鐵路貨車制動(dòng)裝置檢修規(guī)則［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2008.

［3］ 鐵路貨車段修基本工藝［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2009.

［4］ 鐵運(yùn)〔2011〕207號(hào).鐵路貨車廠修規(guī)程［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2012.

［5］ 鐵運(yùn)〔2012〕202號(hào).鐵路貨車段修規(guī)程［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2012.

Failure Analysis and Improvement Suggestion of Non-embedded Air Cylinder for the Existing Railway Wagons

LIANG Chunli
（Harbin Railway Safety Supervision and Management office in Harbin EMU Depot Acceptance Room，Harbin 150016 Heilongjiang，China）

Aiming at the failure of non-embedded air cylinder for the existing railway wagons，this paper fully analyzes the existing problems and insufficiency in the welding repair process，assembly technique process，and quality control of vehicles regularly overhaul，and proposes the recommendations for quality improvement，which has a certain reference value to guide the quality control of vehicle overhaul.

existing railway wagons；non-embedded air cylinder；fault；improvements

U279.3＋4

B

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.06.31

1008－7842（2014）06－0119－03

4—）男，工程師，（

2014－06－13）