鐵路貨車空氣制動裝置連接支管折斷故障的探討

葉文斌 中國鐵路上海局集團有限公司杭州北車輛段

空氣制動裝置作為鐵路貨車制動系統(tǒng)的重要組成部分，由各種閥件、缸體、塞門及管系組成，通過空氣壓力實現(xiàn)鐵路貨車制動和緩解作用。當空氣制動裝置管系中的連接支管折斷時，將會影響空氣壓力的正常傳導，導致車輛制動、緩解不良。因此，分析空氣制動裝置連接支管折斷的原因，針對性進行改進具有十分積極的現(xiàn)實意義。

1 支管折斷故障情況分析

2021年1至9 月，本車間現(xiàn)場人工檢查車輛751635輛，發(fā)現(xiàn)車輛空氣制動裝置連接支管折斷故障共9件，支管折斷故障發(fā)現(xiàn)率0.12件/萬輛，平均每月一件。具體故障情況見表1。

表1 具體故障情況表

通過對故障進一步分析發(fā)現(xiàn)，支管折斷部位集中在與閥體、缸體連接端的管身與法蘭接頭焊接處，也是應力集中部位，故障以新痕為主。

2 制動支管折斷故障產(chǎn)生的原因分析

2.1 制動支管質量不良

貨車空氣制動裝置連接支管選用的鋼材材質不良，制造工藝不達標是導致其在車輛運用過程中折斷的主要原因。

（1）制動支管強度和韌性不足

金屬材料在靜載荷作用下抵抗變形或斷裂的能力為強度，在沖擊載荷作用下不被破壞的能力為韌性。當制動支管因制造時有夾渣、氣泡、縮松、焊接裂紋等缺陷，或其本身材質強度和韌性較低，其強度和韌性不足以抵抗載荷作用時，即會發(fā)生斷裂。通過對折斷支管斷口進一步檢查分析，支管均為折斷，說明斷裂的支管其強度和韌性不足以抵抗所受的彎折力。

（2）制動支管管身厚度不夠

制動支管管身厚度的變化會影響其強度，當支管因銹蝕變薄，或本身制造完成就達不到規(guī)定厚度時，在受到超過其正常受力能力的彎折力時，支管也易折斷。9件連接支管折斷故障中，就有兩件存在明顯銹跡、管身厚度不足問題。

（3）制動支管應力集中

9件制動支管折斷故障，其折斷部位均在支管與閥體、缸體連接端的管身與法蘭接頭焊接處。此處支管管徑突然變化，導致應力集中，在支管整體受力時，此處應力最大，所以更易折斷。

2.2 車輛檢修質量不高

定檢部門對車輛進行檢修時，檢修質量不高，是導致支管在后續(xù)車輛運用過程中折斷的重要原因。

（1）制動支管外觀檢查不到位

車輛工廠和車輛定檢部門在對車輛制動支管進行安裝前或者檢修時，未對制動支管進行探傷，未進行徹底外觀檢查，對管身存在裂紋或者法蘭接頭焊接處存在焊接缺陷的制動支管不能及時發(fā)現(xiàn)而進行更換，導致存在缺陷的制動支管安裝在車輛上，造成后續(xù)車輛運用過程中支管折斷。

（2）制動支管安裝時角度不正

因為制動支管兩端分別連接在兩個車輛配件上，當制動支管與閥體或缸體通過法蘭連接時，兩連接管不在同一軸線上，法蘭對接面不平，檢修工人往往通過蠻力或火焰矯正的方式使之強力組裝，導致支管連接后角度不正，原始受力較大，在長期的運行中疲勞裂損。

（3）車輛落成后車體存在高度差

空氣制動裝置基本安裝在車體底架上，當車輛檢修落成后，因為前后、左右枕簧高度不一致，車體底架將不會水平，存在斜度，而支管往往都是橫跨車輛前后或左右，當枕簧高度差較大時，制動支管因跨度大，將會受到一定的彎折力，后續(xù)車輛運行過程中產(chǎn)生前后、左右擺動時，彎折力將會被放大，從而導致支管折斷。

2.3 車輛運用過程中存在損壞

車輛運用過程中，運用不當是導致支管在后續(xù)車輛運用過程中折斷的直接原因。

（1）裝卸貨過程中車底大幅度晃動

9件故障車輛中，平板車占8輛，其中7輛為集裝箱平板。通過對港口專用線的檢查發(fā)現(xiàn)，集裝箱吊裝過程中，工人操作并不平穩(wěn)，在起吊或者放下集裝箱時，往往左右搖擺，不能平穩(wěn)水平吊裝，集裝箱觸碰車底時左右不同步，從而導致車輛劇烈晃動，尤其是魚腹型側梁集裝箱平板車。車輛劇烈晃動導致支管猛然受力，極易折斷。

（2）車輛在線路上運行時頻繁過曲線

7輛發(fā)生支管折斷故障的集裝箱平板車中，有5輛是循環(huán)班列車輛。循環(huán)車輛長期在蕭甬線上運行，而蕭甬線上存在多處小半徑曲線，每次車輛通過曲線時，車輛都會產(chǎn)生較大傾斜和擺動，車輛不停的振動和扭轉使支管不斷受力，從而導致支管折斷。

（3）機械設備碰撞損壞

車輛在運用過程中，因為貨運部門裝卸貨物的需要，支管不可避免會受到叉車等機械設備觸碰，或著使用卷揚機等設備牽引車輛時，支管受到鋼絲繩等牽引工具擊打，當支管受到碰撞的力度過大時，就會折斷損壞。

3 改進措施及建議

3.1 改善制動支管質量

（1）使用強度更高、韌性更好的鋼材制造制動支管，同時結合集裝箱平板車支管更易折斷實際，增加集裝箱平板車制動支管管壁厚度，使之不再容易受力折斷。

（2）提高制動支管法蘭焊接處焊接質量。一是提高焊工技術水平，使用更加符合制動管材質的焊材，減少制動支管法蘭焊接處存在裂紋、氣孔、夾渣的情況；二是改善法蘭接頭焊接處過渡角度，改善此處的應力集中情況。

3.2 提高車輛檢修質量

（1）車輛工廠或車輛定檢部門作業(yè)人員安裝制動支管前，充分對支管進行檢查，發(fā)現(xiàn)有缺陷的禁止安裝使用。空氣制動裝置安裝后按規(guī)定進行單車試驗，嚴格落實管系的敲震檢查，及時排除支管裂紋故障。

（2）車輛工廠或車輛定檢部門作業(yè)人員安裝制動支管時，發(fā)現(xiàn)支管對口不正位時，要通過調整閥體、缸體角度來對位，嚴禁蠻力硬接。

（3）車輛工廠或車輛定檢部門檢修車輛落成前，嚴格測量轉向架枕簧高度，確保枕簧高度差符核規(guī)定后再落成。

（4）針對支管跨度大，制動風缸、閥體更靠近車底左右兩側梁的車型，在支管連接后，可以通過在底架上加焊固定架，增加支管固定點方式，將支管受力分散到管身中部。

3.3 加強愛車宣傳管理

（1）車輛段運用部門需對車輛使用部門加強愛車檢查。全面開展摸排，詳細了解掌握裝卸方式、移動車輛方式有無損壞車輛可能，對存在損壞車輛可能的情況及時要求相關單位整改。

（2）送教上門，對裝卸單位有關人員開展愛護鐵路貨車相關知識、法規(guī)制度和損壞鐵路貨車典型案例等進行全面宣傳。講清損壞鐵路車輛造成事故的危害和故障車輛違規(guī)編入列車可能造成的嚴重后果，提高車輛使用管理單位愛護鐵路貨車意識。

（3）對循環(huán)班列車輛，運用車間現(xiàn)場作業(yè)要進一步強化對制動管系的檢查，發(fā)現(xiàn)故障及時扣修。車輛定檢到期后，及時通知貨運、車務部門替換車底，將到期車輛扣送定檢部門施修。

4 結束語

本文結合一線車間工作實際，對本車間今年以來發(fā)現(xiàn)的車輛空氣制動裝置連接支管折斷故障進行了分析，根據(jù)支管折斷故障產(chǎn)生的原因，結合本人多年從事貨車檢修運用工作經(jīng)驗，提出一些想法，希望能夠降低貨車車輛空氣制動裝置連接支管折斷故障發(fā)生率，減少因鐵路貨車制動故障而干擾正常運輸秩序，影響鐵路運輸安全和運輸能力事情的發(fā)生。