GW70型罐車旋壓密封式制動缸積水故障及對策

韋如松

（南寧鐵路局 南寧南車輛段，工程師 廣西 南寧 530003）

GW70型罐車旋壓密封式制動缸在運用中發(fā)生積水故障，致使車輛空氣制動系統(tǒng)作用不良并危及行車安全。本文聯(lián)系故障實例作原因及對策分析。

1 故障實例

2016年12月，南寧鐵路局南寧南車輛段承攬中糧油脂（欽州）公司GW70型自備罐車段修，使用WQL-JS-D型集控單車試驗裝置對該車輛空氣制動系統(tǒng)進行緩解感度性能試驗，單車試驗裝置移2位充氣，制動缸壓力在45 s時為100 kPa，壓力值不符合《鐵路貨車制動裝置檢修規(guī)則》規(guī)定“30 kPa以下”要求，判定車輛緩解作用不良。分解制動缸，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有大量積水，緩解彈簧及前蓋嚴重銹蝕，潤滑油脂乳化變質(zhì)，皮碗工作面有明顯磨損。進一步調(diào)查得知，該公司所有80輛GW70型自備罐車，制動缸內(nèi)部均不同程度存在積水故障，屬批量性質(zhì)量問題。制動缸內(nèi)部故障見圖1、圖2所示。

圖1嚴重銹蝕圖

2油脂乳化變質(zhì)

2 原因排查

2.1 調(diào)查制動缸制動缸為305×254 A型旋壓密封式，由缸體組成、活塞組成、缸座組成、緩解彈簧及前蓋組成等零配件構(gòu)成。缸體采用碳素鋼一次旋壓加工成型，密封性、耐磨性優(yōu)良。外觀檢查制動缸，零配件齊全良好，前蓋安裝緊固無泄漏。

2.2 排查制動管系逐段排查車輛120型制動機各管路及儲氣室，分解檢查遠心集塵器下體、120閥中間體、各儲氣室排水堵、制動缸后蓋連通管，均未發(fā)現(xiàn)有積水。排除了制動缸內(nèi)部積水經(jīng)制動管路進入的可能性。

2.3 檢查罐體結(jié)構(gòu)GW70型罐車由中車西安車輛有限公司為裝運食用油而設(shè)計和生產(chǎn)。罐體外側(cè)設(shè)有半包型加溫套，罐體與枕梁鞍座采用焊接裝配固定，罐體中部的上鞍與中梁的下鞍使用40顆8.8級M 24連接螺栓固定。上鞍與罐體組焊區(qū)域，加溫套板與罐體設(shè)有收口，收口斷面夾角90°位于車輛制動缸正上方。如圖3所示。

圖3 車輛局部結(jié)構(gòu)圖

2.4 模擬降雨試驗清除故障車輛制動缸內(nèi)積水，重新組裝。將車輛送至降雨試驗裝置，模擬中等降雨試驗。試驗水噴淋罐體外部，水沿加溫套外壁滑落至加溫套板與罐體收口處，收口斷面形成雨檐效應(yīng)，中斷試驗水繼續(xù)滑落，大量滴淋在制動缸體、前蓋及活塞桿體上，如圖4所示。降雨試驗持續(xù)過程中對車輛進行制動、緩解試驗。試驗5 min停止，重新分解制動缸前蓋，發(fā)現(xiàn)缸內(nèi)有明顯積水。

調(diào)查試驗確定，制動缸內(nèi)部積水是雨水從前蓋活塞桿孔倒流進入，特別是在車輛緩解時，制動缸活塞向內(nèi)移動，其外側(cè)區(qū)域形成負壓，極易大量吸入雨水。當(dāng)制動缸內(nèi)部積水液面與前蓋濾塵器孔平齊后，多余積水從濾塵器孔溢出缸外。

3 故障成因及危害

3.1 故障成因制動缸內(nèi)部有大量積水，長時間浸泡。一方面使涂抹在制動缸體內(nèi)壁、活塞、皮碗上的89 D型潤滑脂乳化變質(zhì)，喪失潤滑功能。車輛反復(fù)制動、緩解過程中，皮碗與制動缸內(nèi)壁等摩擦副長時間處在干摩擦狀態(tài)，引發(fā)皮碗破損、制動缸內(nèi)壁拉傷，制動缸出現(xiàn)“串風(fēng)”故障；另一方面，積水形成電解液，使活塞組成、緩解彈簧、制動缸內(nèi)壁發(fā)生電蝕，降低了零配件可靠性，增大緩解阻力，導(dǎo)致車輛緩解不良。

3.2 故障危害車輛制動時，制動缸出現(xiàn)“串風(fēng)”故障，制動缸內(nèi)壓力空氣壓強降低，導(dǎo)致制動力不足，延長了列車制動距離，嚴重時危及行車安全。車輛緩解時，制動缸緩解不良，輪對被抱死踏面發(fā)生擦傷故障，輕則降低車輛運行品質(zhì)，重則引發(fā)車輛脫軌事故。

4 改進建議

4.1 加裝擋雨檐在半包型加溫套頂端焊裝擋雨檐，阻斷雨水沿加溫套外壁從上向底部滑落，從源頭上防止雨水直接滴淋在制動缸上。擋雨檐材質(zhì)為Q 25 A，長度為2 m，厚度為4 mm，機械沖壓成型120°夾角，邊長40×40 mm。焊接工藝：采用CO 2氣體保護焊接，焊絲選用ER 56-1型，直徑1.0 mm，CO 2保護氣體流量18～21 L/min，焊接電流控制在140～160 A之間。擋雨檐與加溫套頂部平面滿焊，檢查焊縫無虛焊、氣孔缺陷，焊后人工涂刷防銹底漆，等干燥后（以不粘手為準），涂刷與罐體顏色一致的面漆。雨檐焊裝見圖5所示。

圖4 擋雨檐安裝圖

4.2 增強制動缸前蓋防水功能在車輛段修時，分解取下制動缸前蓋，在前蓋根部正下方機械鉆孔Φ7 mm，攻絲M 9內(nèi)螺紋，取用120閥半自動緩解閥上蓋的粉末冶金杯形濾塵縮堵Φ2.0，裝入孔內(nèi)安裝擰緊，如圖5所示。既可排水，又可防塵。在極端惡劣天氣下，制動缸內(nèi)部形成積水時，濾塵縮堵可及時排除，徹底消除積水故障隱患。

圖5 濾塵縮堵加裝圖

4.3 加強檢修控制GW70型罐車段修、站修時，加強對制動缸外觀檢查及緩解性能試驗，發(fā)現(xiàn)緩解作用不良時，須分解檢修。擦凈制動缸體內(nèi)壁、活塞、皮碗上的油脂，更換皮碗、前襯墊、前蓋濾塵套組成（須在50℃的89 M脂中浸潤透）、濾塵器組成。制動缸體內(nèi)壁有少量銹蝕時，使用100～120目的砂紙人工磨除，圓滑過渡。制動缸組裝時，制動缸體內(nèi)壁、活塞、皮碗涂抹89 D型制動缸脂。制動缸須經(jīng)單車試驗，制動、緩解性能須合格。

5 結(jié)束語

在GW70型罐車加溫套上加焊擋雨檐，增強制動缸前蓋防水功能，可有效防止制動缸內(nèi)部發(fā)生積水故障，對消除類似故障具有借錢和推廣作用。