既有鐵路貨車非嵌入式儲風缸故障原因分析及改進建議

梁春利

（哈鐵安全監管辦駐哈爾濱車輛段 驗收室，黑龍江哈爾濱150016）

既有鐵路貨車非嵌入式儲風缸故障原因分析及改進建議

梁春利

（哈鐵安全監管辦駐哈爾濱車輛段 驗收室，黑龍江哈爾濱150016）

對既有鐵路貨車裝用的非嵌入式儲風缸故障產生的具體原因從焊修工藝、組裝技術作業過程、車輛定期檢修作業質量控制等幾方面存在的問題及不足進行了全面的分析，并對如何解決既有鐵路貨車裝用的非嵌入式儲風缸存在的質量問題提出了具體改進建議，對于指導車輛檢修作業質量控制具有一定的參考價值。

既有鐵路貨車；非嵌入式儲風缸；故障；改進

隨著我國鐵路客運專線、高鐵的相繼投入使用，既有鐵路通道的運能運力將進一步得到釋放，同時鐵道車輛車種、車型的進一步優化，為鐵路貨車提速、重載又創造了有利條件，這樣必將大大緩解目前既有鐵路通道運輸能力的緊張局面。在當前貨運改革的新形勢下，車輛需求量很大，這為鐵路貨車的運行技術狀態提出了更高的要求。然而在北方冬季受低溫天氣（零下30℃以下）的影響，貨物列車制動系統故障明顯增多，尤其是非嵌入式儲風缸故障，在列檢始發作業漏泄量超標時查找及處理比較困難，造成列車技術檢查時間嚴重不足，經常發生編組后甩車、列車始發晚點情況，這對鐵路運輸秩序、車輛使用效率的提高產生嚴重影響，而在車輛運行時甚至發生瞬間斷裂而脫落，既危及行車安全，又影響運輸秩序。

1 非嵌入式儲風缸故障調查情況

筆者利用3個月時間對在北方冬季檢修的既有鐵路貨車進行了調查。在調查的這段時間內共檢修車輛（包括企業自備車）1 659輛，其中裝用非嵌入式儲風缸947輛，占檢修車輛的57.6%。發現非嵌入式儲風缸各類故障134件，輛均故障0.14件。統計結果見表1

從調查結果看，裝用非嵌入式儲風缸的車輛占既有鐵路貨車的絕大多數，非嵌入式儲風缸吊座焊縫裂紋，儲風缸與連接支管裂紋、折損，吊座連接螺栓松動、丟失，吊座變形、裂損等為主要故障表現形式，已嚴重制約車輛的使用效率，為此，在檢修時應將裝用非嵌入式儲風缸的車輛作為安全風險控制點進行重點控制。

2 原因分析

（1）從儲風缸吊座焊縫裂紋表面來看，均沿著焊縫向熱影響區擴散，說明焊縫及焊接熱影響區的組織異常。從焊縫的外觀來看，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、收弧時弧坑沒有填滿，顯然儲風缸板材開裂的直接原因是焊縫內部組織與外部質量欠佳造成的。

（2）腐蝕的影響，造成儲風缸吊座焊縫連接處強度降低。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境因素的影響，在非嵌入式儲風缸吊座焊縫連接處產生腐蝕，造成焊縫連接強度降低，車輛運行時導致焊縫裂紋，甚至可能造成儲風缸脫落。

（3）儲風缸吊座與現車吊座、儲風缸與管系間組裝時彎曲、變形、位不正而強力對正。這樣強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力集中，在運用過程中因車輛振動、沖擊產生疲勞裂紋。在調查的時間內，檢修1輛X70型的臨修車時發現該車降壓風缸缸體與法蘭連接部位焊波沿圓周開裂60 mm，分解后發現該車與17 dm3降壓風缸相連的DN10連通管與風缸法蘭座不正位，偏差12 mm，該風缸連接的支管組裝時彎曲，存在嚴重的別勁，導致降壓風缸接頭體裂紋。

（4）儲風缸吊座與現車吊座間剛性接觸，車輛長時間在軌道上運行，輪對與鋼軌間產生的振動沖擊及車輛自身產生的振動影響，導致儲風缸焊縫開裂。

（5）站修作業場在處理儲風缸裂紋時，嚴重簡化焊修工藝。在現車直接進行焊接，焊接前沒有對裂紋處進行預熱、裂紋端部沒有鉆φ6 mm止裂孔，焊后沒有將焊縫打磨平整，尤其是在冬季室外溫度達到－30℃的情況下，焊修后儲風缸受低溫影響，焊縫熱影響區導致非嵌入式儲風缸冷卻異常、內部產生大量殘余應力使鋼板焊接質量嚴重降低，造成焊后又開裂。

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

防銹檢漏劑涂抹不均勻，尤其是儲風缸吊座焊縫靠近內側的部位、法蘭接頭內側、管箍焊縫內側有時根本就沒有涂抹，造成有漏泄的情況下不能及時發現。

（7）非嵌入式儲風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風缸外圓周上，屬于線接觸，有的不等邊角鋼厚度只有4.8 mm，且焊角過小，焊波高度不足。

非嵌入式儲風缸吊座焊縫長度不足。有的焊縫長度只有170 mm，儲風缸吊座與缸體接觸面積小，焊縫引起缸體應力集中。

由于非嵌入式儲風缸設計結構缺陷及焊接工藝問題，車輛運行時產生振動、沖擊力的影響導致焊縫裂紋。

（8）吊座間連接所選用螺栓的螺紋公稱直徑過小（現吊座連接采用的螺栓為GB/T 5781 M12×40 4.8級），螺栓連接強度不足，車輛運行中致使吊座螺栓松動、折損。在現場調研時發現螺母與螺栓點焊時由于焊接電流過大在螺紋處產生3.4 mm深的電蝕坑，在車輛長時間的振動與沖擊力的作用下使螺栓連接強度下降，還容易造成螺栓丟失。

（9）管件制造質量不良。在現場對支管裂紋、折損故障調查時發現鋼管壁厚過薄、管系螺紋采用車床加工，造成該處的連接強度下降，車輛運行時導致支管裂紋、折損的發生。

（10）冬季車輛檢修時各儲風缸及吊座等處積雪未及時清除，外觀檢查不細致，各儲風缸及吊座等處裂紋、折損未能及時發現。

（11）平車（含NX系列）型車輛受車體結構的影響，在車輛運用時，列檢作業人員無法檢查各儲風缸及吊座的技術狀態；而TFDS設備對各儲風缸各部是否裂損，吊座是否裂損、松動，無法進行有效的圖像采集，動態檢車員也不能及時發現，這樣就造成平車（含NX系列）型車輛在運用時各儲風缸及吊座等處的技術狀態檢查存在死角。

3 改進建議

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

（2）吊座連接螺栓孔為長條孔，以便于儲風缸安裝時進行調整，防止出現別勁。焊裝在車體上的吊座與缸體上的吊座變形影響組裝時須進行調修，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）組裝時現車儲風缸吊座與缸體上的吊座間加裝聚酯彈性墊（圓鋼U型吊卡式儲風缸除外），材料應為聚酯型熱塑性彈性體，其厚度為10 mm。產品應能滿足環境溫度為－50℃～70℃的使用要求。須使用GB/T 5782 M16×55 8.8級螺栓，由下向上安裝螺栓，加平墊圈、彈簧墊圈緊固后，用檢點錘敲擊螺栓不得松動，且現車儲風缸吊座與缸體上的吊座須密貼，再將螺母與螺栓點焊焊固。

（4）在北方冬季用防銹檢漏劑查找儲風缸、法蘭盤、制動管系及附屬配件等漏泄時，室內溫度不得低于5℃，且車輛制動系統各部須徹底緩霜后，再對各儲風缸焊縫、法蘭接口、管系接口等處內外側須均勻涂抹防銹檢漏劑，方可進行各部位漏泄檢查。

（5）嚴格落實貨車制動系統檢修技術標準要求。在北方冬季車輛檢修或站修所處理制動系統漏泄故障時，首先對管系、法蘭接縫處等進行全面的外觀檢查，尤其是靠近管箍、法蘭接頭處等部位的雪痕、油跡要重點檢查。通過多年觀察和總結，管系、法蘭接頭處漏泄故障不僅能夠通過漏泄聲音上可以判斷出來，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，說明大多是已發生了漏泄故障，須對該部位進行重點檢查。然后再清除各管系、法蘭接頭、缸體吊座等部位殘留的積雪，對各管系、法蘭接頭、缸體吊座等部位技術狀態進行認真、細致的檢查。并落實好段修管系敲打檢查、單車試驗要求，對管系腐蝕、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，不得強力組裝、不得火焰矯正制動管系，制動管系就位后不得借助撬棍等工具強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原因，徹底消除故障隱患。

（6）要加強對入廠、入段E型密封圈的采購和復驗質量控制。貨車廠修、段修、站修、列檢處理制動管系、法蘭連接部位等漏泄故障時必須換裝新品E型密封圈。

（7）嚴格執行儲風缸檢修工藝。儲風缸各部焊縫開裂焊修時，須將儲風缸從現車卸下來。焊修前應清除原焊縫裂紋周邊油漆，焊接須嚴格按規定調整電流、按材質選用焊條或焊絲等，當環境溫度低于0℃時應當有預熱措施，除焊后熱處理外，還應當考慮冷、熱成形對變形區材料性能的影響以及使用條件等因素進行熱處理。且焊縫高度須高于母材表面2 mm，焊縫與母材平滑過渡，焊后必須待冷卻后清除焊渣，并檢查確認焊縫與熱影響區無裂紋、夾渣、弧坑和氣孔等焊接缺陷。

嚴格水壓試驗過程。進行水壓試驗時，水壓應當緩慢地升降。當水壓上升到工作壓力時，應當暫停升壓，檢查有無漏水或異常現象，然后再升壓到試驗壓力，達到保壓時間后，降到工作壓力進行檢查。檢查期間壓力應當保持不變，在缸壁和焊縫上沒有水珠和水霧，其他部位沒有明顯殘余變形，徹底排除缸體內的積水，補涂防銹漆、面漆。

（8）嚴格控制管件制作質量。為保證管件制造質量，一是要加強鋼管壁厚的測量，發現鋼管壁厚不符合標準的禁止使用。二是不銹鋼鋼管必須采用專用煨管設備冷煨制作，不得采取加熱方式煨制，產生煨癟、煨裂等缺陷的嚴禁使用。三是制動管與接頭體須采用定位工裝組焊，接頭體端面與制動管中心線的垂直度，在端部200 mm范圍內不得超過1.0 mm，100 mm范圍內不得超過0.5 mm。四是焊接須嚴格按規定調整電流、按材質選用焊條或焊絲等，焊后必須待冷卻后清除焊渣，并檢查確認無焊接缺陷。五是管系螺紋必須使用專用工具加修，嚴禁使用車床加工螺紋。

（9）新品嵌入式儲風缸納入資質管理，并須檢驗出廠。質量保證期限6年。質量保證內容：焊縫不開裂，缸體無裂損。并在缸體側面焊裝產品銘牌，內容包括產品名稱、外形尺寸、質量、容積、編號、制造年月、制造單位等。

4 結束語

在檢修時應對裝用非嵌入式儲風缸的車輛作為重點控制，認真對制動系統各部技術狀態進行檢查，及時處理漏泄故障，切實從源頭保證車輛的技術狀態良好，提高車輛的使用效率，為鐵路貨車運行安全、正點創造有利條件。

［1］ TB/T 1900—1998.鐵道車輛用儲風缸通用技術條件［S］.

［2］ 鐵運〔2008〕15號.鐵路貨車制動裝置檢修規則［M］.北京：中國鐵道出版社，2008.

［3］ 鐵路貨車段修基本工藝［M］.北京：中國鐵道出版社，2009.

［4］ 鐵運〔2011〕207號.鐵路貨車廠修規程［M］.北京：中國鐵道出版社，2012.

［5］ 鐵運〔2012〕202號.鐵路貨車段修規程［M］.北京：中國鐵道出版社，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）