時速160公里動力集中電動車組鼓形車車體結構材料選型研究

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構基于25型車及既有的時速160公里動力集中電動車組（非鼓形車）車體結構腐蝕現狀做了調整，將新材料應用到該動車組中，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 車體結構設計材料介紹

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，如側墻板、端墻板、車頂板、底架地板等。Q345NQR2主要用于車體骨架，如側墻、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 車體結構腐蝕現狀與原因

目前鐵路車輛碳鋼車體結構設計壽命為30年，且15年之內車體鋼結構不得發生挖補和截換。25型客車車內冷凝水及窗口處進入雨水等形成的積水，在長時間運行中，車體鋼結構各大部件局部均會出現不同程度的腐蝕現象。主要腐蝕部位集中在窗口下部、側墻、端墻立柱下端，側墻板、端墻板與底架接口處等。而側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、車體結構、運用維護保養等等。

現有25型客車側墻立柱（帽形結構）與側墻板塞焊，側墻立柱下端與底架邊梁周圈滿焊，此封閉式結構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）車體結構已在此種結構上做了優化，將側墻立柱由帽形改為乙形，使封閉式結構改為敞開式結構，避免了防腐涂裝實施局促的弊端，但結果不容樂觀;筆者認為主要原因在于車體材質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構選材上做出了優化，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構主要材料選型研究

時速160公里動力集中電動車組鼓形車車體結構車體材料選型堅持以安全、可靠、經濟、實用的原則進行選用，同時滿足強度標準TB/T 1335-1996《鐵道車輛強度設計及試驗鑒定規范》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）車體材質腐蝕現狀的了解，可以知道腐蝕嚴重部位均體現在板厚不大于6mm的板梁結構上，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等耐腐蝕元素的調整，利用其對耐候性的相互影響作用實現鋼板耐大氣腐蝕性能的顯著提高，其相對腐蝕速率比現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構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].