C64、C70型敞車下側門門框開焊、裂損原因分析及改進建議

陳 波

(中國鐵路武漢局集團有限公司 襄陽車輛段，湖北 襄陽 441100)

敞車是鐵路運輸中的主型貨車，主要用于裝運煤炭、礦石、鋼材、木材、機械設備、成包件物品及集裝箱等貨物，在既有鐵路貨車中數量最多，約占60%以上[1]。在2018年至2020年1季度中國鐵路武漢局集團有限公司襄陽車輛段(以下簡稱“武漢局集團公司襄陽段”)段修時的車體典型故障中，既有C64、C70型通用敞車下側門門框開焊、裂損故障數量很多，且段修處理后故障復發率較高，嚴重影響車體的利用效率，增加車輛運維成本。本文將從故障部位的結構設計、段修時加修方法以及裝卸作業等方面分析造成門框開焊、裂損的原因，并提出相應的改進建議。

1 故障統計

表1為武漢局集團公司襄陽段段修時C64、C70型敞車下側門門框開焊、裂損故障統計具體數據。

表1 C64、C70型敞車下側門門框開焊、裂損故障統計

從表1可以看出，敞車下側門門框開焊、裂損故障較多，平均每輛敞車約有5處門框需補強或加焊。現場調研結果顯示，段修時敞車下側門門框開焊、裂損故障主要集中在1、2、11、12位下側門門框處[2]，且超過70%的經過補強或原位置焊修的下側門門框在一個段修期內再次發生開焊或破損，表明補強或焊修質量較差。圖1為下側門門框常見故障。

圖1 下側門門框常見故障

2 原因分析

2.1 結構設計缺陷

C64、C70型通用敞車下側門門框均采用耐候鋼，并與下側梁、側柱連鐵、上側板等組焊在一起。裝載貨物時門框易被擠壓變形，尤其下部與下側梁焊接部位易產生應力集中，會因貨物撞擊而導致開焊、裂損。另外，下側門門框內部易積水，常年潮濕產生銹蝕，使門框厚度減薄，剛度變弱，受外力作用后導致變形、開焊、裂損。

2.2 段修時加修方法存在的問題

(1) 段修處理上述故障時直接在開焊處補焊，或采用扁鐵條、平直補強板直接從外側貼補或挖補，且仍將焊縫收口處留在下側梁與下側門門框連接部，導致此處應力集中而二次開裂。

(2) 焊修工藝落實不到位。焊接前對下側梁上附著的大量油漆、鐵銹等均未清除或除銹不徹底，就直接在原位置施焊，再加上焊后亦未清除藥皮(圖2)復查焊接質量，導致超過80%的焊縫存在明顯的虛焊(圖3)、氣孔、夾渣等缺陷，焊接質量較差。

圖2 未清除藥皮 圖3 虛焊

(3) 仰焊、立焊難度較大，對操作者的焊接水平要求較高，現場電焊工的焊接水平偏低會導致焊接質量不高，外側加補強板效果不佳。

2.3 非正常裝卸作業

目前敞車裝卸作業往往采用一些大型機械設備，如鏟車、抓斗機、攪龍以及其他專用機械，非正常裝卸作業往往容易剮蹭到下側門門框而直接導致其撕裂。另外一些集載貨物易撞擊到下側門門框邊角導致其變形、開裂、破損。圖4為常見機械設備裝卸貨物圖片。

圖4 常見機械設備裝卸貨物

3 建議

3.1 改進既有下側門門框結構

(1) 新造敞車時組焊結構門框改為整體壓型門框。可借鑒C80E型通用敞車整體壓型門框結構(圖5)，減少門框與下側梁焊接部位應力集中，提高門框剛度及抗變形能力。將門框原耐候鋼改為S450AW高耐蝕鋼，增加門框的耐腐蝕性，并配套裝用S形曲路結構下側門(圖6)。

圖5 整體壓型門框 圖6 S形曲路結構下側門

(2) 在既有下側門門框內側加裝槽鋼加強梁。建議在最易變形、裂損的1、2、11、12位下側門門框內側加裝槽鋼加強梁(圖7)，以提高抗變形、防撞擊能力。

圖7 下側門門框內側加裝槽鋼加強梁

3.2 段修時加裝L形補強板

(1) 下側門門框外側加裝L形補強板(圖8)。段修時，針對下側門門框開焊、裂損情況盡量不用扁鐵條直接貼補，而是加裝專用的L形補強板。操作時應徹底清除下側門與門框銹皮后，再將L形補強板兩邊分別與門框、下側門進行滿焊，以減少應力集中，提高受力強度。

圖8 下側門門框外側加焊L形補強板

(2) 下側門門框內側加裝L形截面的角鐵(圖9)。將下側門門框破損部位去除，內側搭接部位涂刷防銹底漆后焊裝L形截面角鐵。內側焊修的焊接方法難度大大降低，5條焊縫中4條為平焊，焊縫成型美觀且質量高，同時操作簡單，對作業者的焊接水平要求降低。另外，側墻板內側附著的鐵銹等用小錘敲擊即可清除，用氧氣-乙炔火焰烘烤待焊接部位即可滿足施焊條件。而外側焊接時油漆、鐵銹、塵土等雜物難以清理徹底，不易滿足焊接的基本要求。

圖9 下側門門框內側加裝L形截面的角鐵

3.3 加強追溯管理

強化車體使用的追溯管理，加大追責力度，減少裝卸作業過程中暴力作業和非正常裝卸作業等對車體、下側門門框的撞擊與損壞。

4 結束語

本文從結構設計、段修時加修方法以及裝卸貨物3個方面分析了既有C64、C70系列通用敞車下側門門框開焊、裂損的原因，并分別提出了加裝槽鋼加強梁和L形補強板等改進方案，提高了下側門門框強度，但具體操作性以及可推廣性，需要綜合考量現場改造難度、加修成本等因素。