時速160公里動力集中電動車組鼓形車車體結(jié)構(gòu)材料選型研究

羅敏　劉川

摘 要：簡要介紹了時速160公里動力集中電動車組鼓形車車體結(jié)構(gòu)基于25型車及既有的時速160公里動力集中電動車組（非鼓形車）車體結(jié)構(gòu)腐蝕現(xiàn)狀做了調(diào)整，將新材料應(yīng)用到該動車組中，使得該電動車組車體材料在防腐性能上得到了提升。

關(guān)鍵詞：160公里 耐候鋼 腐蝕 鼓形車

Research on the Selection of the Structure Material of the Drum Car Body of the 160 km/h Power-concentrated Electric Vehicle Unit

Luo Min，Liu Chuan

Abstract：The article briefly introduces the structure of the drum car body structure of the 160 km/h power centralized electric vehicle unit based on the 25-type car and the existing 160 km/h power centralized electric vehicle unit （non-drum car） body structure and adjustments have been made. The application of new materials to the EMU has improved the anti-corrosion performance of the body material of the EMU.

Key words：160 kilometers， weathering steel， corrosion， drum car

1 車體結(jié)構(gòu)設(shè)計材料介紹

25型客車及既有的時速160公里動力集中電動車組（非鼓形車）車體材質(zhì)主要為鎳鉻系耐候鋼，如Q310NQL2、Q345NQR2、Q450NQR1等。Q310NQL2在車體上主要用于車體與外界大氣相接觸的薄板部件，如側(cè)墻板、端墻板、車頂板、底架地板等。Q345NQR2主要用于車體骨架，如側(cè)墻、端墻梁柱，車頂彎梁、縱梁，底架橫梁、縱梁等。Q450NQR1主要用于對強度和剛度要求較高的司機室、排障器局部板材中。

2 車體結(jié)構(gòu)腐蝕現(xiàn)狀與原因

目前鐵路車輛碳鋼車體結(jié)構(gòu)設(shè)計壽命為30年，且15年之內(nèi)車體鋼結(jié)構(gòu)不得發(fā)生挖補和截換。25型客車車內(nèi)冷凝水及窗口處進入雨水等形成的積水，在長時間運行中，車體鋼結(jié)構(gòu)各大部件局部均會出現(xiàn)不同程度的腐蝕現(xiàn)象。主要腐蝕部位集中在窗口下部、側(cè)墻、端墻立柱下端，側(cè)墻板、端墻板與底架接口處等。而側(cè)墻立柱下端的腐蝕尤為嚴重，挖補更換程度超過整車的2/3，有的甚至達到報廢的條件，滿足不了30年的使用壽命，導致資源嚴重浪費。造成車體腐蝕的主要原因是多重的，例如車體用鋼材耐腐蝕性能、防腐涂料性能及涂裝工藝、車體結(jié)構(gòu)、運用維護保養(yǎng)等等。

現(xiàn)有25型客車側(cè)墻立柱（帽形結(jié)構(gòu)）與側(cè)墻板塞焊，側(cè)墻立柱下端與底架邊梁周圈滿焊，此封閉式結(jié)構(gòu)不利于后期進行重防腐處理，存在腐蝕隱患;時速160公里動力集中電動車組（非鼓形車）車體結(jié)構(gòu)已在此種結(jié)構(gòu)上做了優(yōu)化，將側(cè)墻立柱由帽形改為乙形，使封閉式結(jié)構(gòu)改為敞開式結(jié)構(gòu)，避免了防腐涂裝實施局促的弊端，但結(jié)果不容樂觀;筆者認為主要原因在于車體材質(zhì)本身的耐腐蝕性較差。因此在時速160公里電動車組鼓形車車體結(jié)構(gòu)選材上做出了優(yōu)化，采用新型材料來改善車體腐蝕，以解決長久以來存在的腐蝕問題。

3 時速160公里動力集中電動車組鼓形車車體結(jié)構(gòu)主要材料選型研究

時速160公里動力集中電動車組鼓形車車體結(jié)構(gòu)車體材料選型堅持以安全、可靠、經(jīng)濟、實用的原則進行選用，同時滿足強度標準TB/T 1335-1996《鐵道車輛強度設(shè)計及試驗鑒定規(guī)范》的要求。

基于前面對25型客車及既有的時速160公里動力集中電動車組（非鼓形車）車體材質(zhì)腐蝕現(xiàn)狀的了解，可以知道腐蝕嚴重部位均體現(xiàn)在板厚不大于6mm的板梁結(jié)構(gòu)上，故而迫切的需要尋找一種新型的高耐腐蝕性鋼種做替代。而TB/T1979-2014《鐵道車輛用耐大氣腐蝕鋼》標準中新增了高強度耐大氣腐蝕鋼鋼種，具體牌號為Q350EWR1，此材料主要在低碳合金鋼的基礎(chǔ)上增加Cr元素來提高大氣的耐腐蝕性能，通過Cu、Cr、Ni等耐腐蝕元素的調(diào)整，利用其對耐候性的相互影響作用實現(xiàn)鋼板耐大氣腐蝕性能的顯著提高，其相對腐蝕速率比現(xiàn)在碳鋼車所常用的耐候鋼Q310NQL2、Q345NQR2材料的相對腐蝕速率降低1倍。

3.1 鋼牌號及化學成分，見表1

3.2 力學性能和工藝性能，見表2

3.3 耐腐蝕試驗對比試樣化學成分，見表3

3.4 耐腐蝕性能，見表4

耐候鋼是通過添加少量的合金元素如Cu、P、Cr、Ni等，使其在金屬基體表面上形成保護層，以提高耐大氣腐蝕性能的鋼。從表3中可知：試樣Q235A、Q345B的Cu、P、Cr、Ni化學成分均相同。由此我們從表4中得到新材料Q350EWR1比原有材料Q310NQL2、Q345NQR2的相對腐蝕速率降低1倍。

4 結(jié)語

綜上所述，通過比對分析可知采用新材料比原有25型車及既有的時速160公里動力集中電動車組（非鼓形車）所用材料相對腐蝕速率降低1倍，對車體腐蝕問題在時速160公里電動車組鼓形車車體結(jié)構(gòu)上得到了長足的改善和提高。

參考文獻：

[1]TB/T1979-2014，鐵道車輛用耐大氣腐蝕鋼[S].