CW-2(1)轉向架軸箱常見裂紋原因分析及對策

車五乙 上海鐵路局合肥車輛段

2008年7月14日，T69次列車運行途中發現YW25K672314（轉向架型號為CW-2B）5位軸箱轉臂內、外側鑄造筋板分別裂紋長20 mm、120 mm，橫向加強筋裂紋長23 mm，造成甩車。CW-2(1)轉向架軸箱裂紋已多次發生，嚴重影響列車的運行安全。因此鐵道部下令長春客車制造廠年內再次對全路所有該轉向架車輛進行普查、整改，產生了大量的CW-2(1)轉向架軸箱因裂紋和缺陷急需處理。經統計，上海鐵路局合肥車輛段至今共累計發現該故障（裂紋缺陷）軸箱357個，全局發現該型故障軸箱600多個，最初軸箱故障率（裂紋、缺陷）高達60%，隨著不斷地處理、更換，故障率有所下降，但還是給正常檢修、探傷以及成本控制帶來極大的壓力，也給生產帶來極大的困難，以下是我段在具體檢修過程中的一些方法和經驗，以供參考。

1 CW-2(1)轉向架軸箱的鑄造過程易出現裂紋部位分析

CW-2(1)轉向架軸箱采用沙箱鑄造（如照圖1所示），將前蓋面放在沙箱底部，澆鑄口沿著部位5所在面（如圖2所示的位置），然后將鋼水注入澆鑄口，鋼水自下而上填滿整個沙箱凝固成型，部位1、2、3、4、5由于厚度遠小于軸箱迷宮槽和節點圓的厚度，因此在鑄造時，薄壁處先凝固，厚壁處后凝固，由于鋼水的收縮率為2%，后凝固的迷宮槽和節點圓部位為先凝固的薄壁部位（部位 1、2、3、4、5）產生拉力，易出現收縮裂紋，部位3的兩條筋板中間區域為鑄造拉筋，與軸箱體相接部位割除后易出現裂紋。

由于鑄造件在鑄造過程中不可避免地會出現氣孔、砂眼、鑄造疤痕等缺陷，所以鑄造缺陷也是該轉向架軸箱產生故障的主要因素。

2 CW-2(1)轉向架軸箱檢修要求探討

2.1 探傷要求

將軸箱分成四個區（如圖3所示）。Ⅰ、Ⅱ區探傷檢查時，當發現深度不大于2mm的裂紋時，須修磨處理；當裂紋深度大于2mm時，允許修磨，但修磨后各部尺寸不得超過檢修尺寸要求，并須與母材圓弧過度，不允許焊修。Ⅲ、Ⅳ區探傷檢查時，當發現裂紋時須修磨處理，允許焊修，修磨后尺寸須符合檢修尺寸要求，并與母材圓弧過度。

2.2 檢修尺寸要求

所有軸箱成品各部為修磨后須參考圖4尺寸要求，修磨處理須兼顧軸箱大筒和節點圓處厚度，軸箱大筒處壁厚不小于14mm，節點圓處壁厚不小于16 mm，軸箱各個部位“芯撐”距邊緣L須不小于14 mm，若小于，則要求其“芯撐”與母材熔合良好，“芯撐”周圍不能有撬開縫隙，如圖5所示；部位1、2筋板處厚度須小于11 mm且長度大于40 mm。

3 修磨、探傷處理方案

3.1 修磨處理

所有修磨處理之后修補面須與鑄造母材圓弧過度。

軸箱上部筋板與大筒、節點圓的3處連接處部位及軸箱下部筋板與節點圓的2處連接部位（如圖6、7）修磨時均需用“指形”砂輪細致處理，處理后尺寸須符合要求。修磨后最小壁厚處面積應不大于2000 mm2，軸箱大圓筒外壁修磨深度允許在磨除鑄造凸出筋后再深入大圓筒基體2 mm，超過標準時不允許使用。

“指形”砂輪的直徑需大于Φ20 mm，經“指形”砂輪修磨后筋板與筒壁之間圓弧過度半徑不小于8 mm，修磨后表面應光滑，表面粗糙度為Ra 6.3且探傷檢查不得有裂紋。修磨時，“指形”砂輪的位置和旋轉方式按圖8所示執行。

3.2 探傷檢查

根據材料力學原理，部位1、2受力最大，因此對部位1、2要求更高，而且此處也是在運用過程中因產生裂紋而導致斷裂的主要區域，因此在此區域應重點加強探傷檢查。

該軸箱在車輛段一般是采用熒光磁粉法探傷，但是由于部位1、2是該軸箱運用過程中受力集中部位，因此探傷時應重點加強。建議可以在這個部位進行滲透探傷檢測、其他部位采取磁粉探傷的組合探傷法進行綜合探傷檢查，重點對部位1、2的氣孔、砂眼、鑄造疤痕等缺陷進行施探，各部位探傷前須先進行拋丸處理，除去表面氧化皮、油漆、油污、銹蝕等影響缺陷顯示的雜物，直至露出金屬表面；由于磁粉探傷為常用探傷方法，此處不再做介紹，以下簡單介紹滲透探傷檢測的原理、使用方法和優有點等：

（1）滲透探傷檢測又稱為PT（Peneyrent Testing）或 LPT（Liquid Penetrent Testing）。它操作簡單、無需設備，便于現場使用，可廣泛應用于非吸收性物料的表面開口缺陷的檢測，對于形狀復雜的缺陷也能一次性全面檢測，主要用于探測物體表面的開口缺陷、表面氣孔等，從而為磁粉探傷提供了一種補充的手段。

（2）滲透探傷檢測的原理及使用方法。物體（表面）被涂含有熒光染料或赭色染料的滲透液后，在毛細作用下，經一定時間，滲透液可以滲進表面開口的缺陷中；經去除零件表面多余的滲透液后,再在零件表面涂顯像劑，同樣在毛細作用下，顯像劑吸引缺陷中保留的滲透液，滲透劑回滲到顯像中，在一定的光源下（紫外線或白光），缺陷處的滲透液痕跡被顯示（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測出缺陷的形狀和分布狀態，滲透探傷劑使用滲透液、顯像劑、除去清洗液三種藥劑，使用清洗液應用于前期清洗、剩余滲透液的除去及探傷后的清洗，通常按照前期處理-滲透-除去-顯像-觀察-后期處理順序進行。

4 結束語

客車提速，特別是大量的客運專線建成后，舊客車跑新線路，對于車體各部位，尤其是轉向架的輪對軸箱部位提出了更高的要求，要在新的速度條件下提高現有客車的運行安全，就需要我們在各個關鍵崗位上加強檢修，總結經驗，不斷優化檢修工藝，提高對工件本身運行狀態的了解，這樣才能確保客車行車安全。