梁春利

（哈铁安全监管办驻哈尔滨车辆段 验收室，黑龙江哈尔滨150016）

既有铁路货车非嵌入式储风缸故障原因分析及改进建议

梁春利

（哈铁安全监管办驻哈尔滨车辆段 验收室，黑龙江哈尔滨150016）

对既有铁路货车装用的非嵌入式储风缸故障产生的具体原因从焊修工艺、组装技术作业过程、车辆定期检修作业质量控制等几方面存在的问题及不足进行了全面的分析，并对如何解决既有铁路货车装用的非嵌入式储风缸存在的质量问题提出了具体改进建议，对于指导车辆检修作业质量控制具有一定的参考价值。

既有铁路货车；非嵌入式储风缸；故障；改进

随着我国铁路客运专线、高铁的相继投入使用，既有铁路通道的运能运力将进一步得到释放，同时铁道车辆车种、车型的进一步优化，为铁路货车提速、重载又创造了有利条件，这样必将大大缓解目前既有铁路通道运输能力的紧张局面。在当前货运改革的新形势下，车辆需求量很大，这为铁路货车的运行技术状态提出了更高的要求。然而在北方冬季受低温天气（零下30℃以下）的影响，货物列车制动系统故障明显增多，尤其是非嵌入式储风缸故障，在列检始发作业漏泄量超标时查找及处理比较困难，造成列车技术检查时间严重不足，经常发生编组后甩车、列车始发晚点情况，这对铁路运输秩序、车辆使用效率的提高产生严重影响，而在车辆运行时甚至发生瞬间断裂而脱落，既危及行车安全，又影响运输秩序。

1 非嵌入式储风缸故障调查情况

笔者利用3个月时间对在北方冬季检修的既有铁路货车进行了调查。在调查的这段时间内共检修车辆（包括企业自备车）1 659辆，其中装用非嵌入式储风缸947辆，占检修车辆的57.6%。发现非嵌入式储风缸各类故障134件，辆均故障0.14件。统计结果见表1

从调查结果看，装用非嵌入式储风缸的车辆占既有铁路货车的绝大多数，非嵌入式储风缸吊座焊缝裂纹，储风缸与连接支管裂纹、折损，吊座连接螺栓松动、丢失，吊座变形、裂损等为主要故障表现形式，已严重制约车辆的使用效率，为此，在检修时应将装用非嵌入式储风缸的车辆作为安全风险控制点进行重点控制。

2 原因分析

（1）从储风缸吊座焊缝裂纹表面来看，均沿着焊缝向热影响区扩散，说明焊缝及焊接热影响区的组织异常。从焊缝的外观来看，焊缝与母材之间甚至存在未熔合的凹坑、气孔、焊瘤等，且起弧、收弧时弧坑没有填满，显然储风缸板材开裂的直接原因是焊缝内部组织与外部质量欠佳造成的。

（2）腐蚀的影响，造成储风缸吊座焊缝连接处强度降低。尤其是平车（含NX系列）及棚车等车辆在夏季受雨水、高温、空气湿度大等自然环境因素的影响，在非嵌入式储风缸吊座焊缝连接处产生腐蚀，造成焊缝连接强度降低，车辆运行时导致焊缝裂纹，甚至可能造成储风缸脱落。

（3）储风缸吊座与现车吊座、储风缸与管系间组装时弯曲、变形、位不正而强力对正。这样强行组装后易造成缸体吊座焊缝处、法兰接头处、各管箍接头等位置应力集中，在运用过程中因车辆振动、冲击产生疲劳裂纹。在调查的时间内，检修1辆X70型的临修车时发现该车降压风缸缸体与法兰连接部位焊波沿圆周开裂60 mm，分解后发现该车与17 dm3降压风缸相连的DN10连通管与风缸法兰座不正位，偏差12 mm，该风缸连接的支管组装时弯曲，存在严重的别劲，导致降压风缸接头体裂纹。

（4）储风缸吊座与现车吊座间刚性接触，车辆长时间在轨道上运行，轮对与钢轨间产生的振动冲击及车辆自身产生的振动影响，导致储风缸焊缝开裂。

（5）站修作业场在处理储风缸裂纹时，严重简化焊修工艺。在现车直接进行焊接，焊接前没有对裂纹处进行预热、裂纹端部没有钻φ6 mm止裂孔，焊后没有将焊缝打磨平整，尤其是在冬季室外温度达到－30℃的情况下，焊修后储风缸受低温影响，焊缝热影响区导致非嵌入式储风缸冷却异常、内部产生大量残余应力使钢板焊接质量严重降低，造成焊后又开裂。

（6）在北方冬季车辆检修时用防锈检漏剂检查车辆储风缸吊座焊缝、法兰接头及制动管系等部位漏泄时，由于库内温度低、且车辆缓霜时间短，将防锈检漏剂涂抹在储风缸吊座焊缝、法兰接头及制动管系连接处等部位，不但起不了检查漏泄的作用，反而在其表面结上一层薄冰，掩盖了漏泄故障的查找，在车辆运行时裂纹处的冰层逐渐脱落，导致该处再次漏泄。

防锈检漏剂涂抹不均匀，尤其是储风缸吊座焊缝靠近内侧的部位、法兰接头内侧、管箍焊缝内侧有时根本就没有涂抹，造成有漏泄的情况下不能及时发现。

（7）非嵌入式储风缸吊座所选用不等边角钢厚度不足，将不等边角钢立面焊在储风缸外圆周上，属于线接触，有的不等边角钢厚度只有4.8 mm，且焊角过小，焊波高度不足。

非嵌入式储风缸吊座焊缝长度不足。有的焊缝长度只有170 mm，储风缸吊座与缸体接触面积小，焊缝引起缸体应力集中。

由于非嵌入式储风缸设计结构缺陷及焊接工艺问题，车辆运行时产生振动、冲击力的影响导致焊缝裂纹。

（8）吊座间连接所选用螺栓的螺纹公称直径过小（现吊座连接采用的螺栓为GB/T 5781 M12×40 4.8级），螺栓连接强度不足，车辆运行中致使吊座螺栓松动、折损。在现场调研时发现螺母与螺栓点焊时由于焊接电流过大在螺纹处产生3.4 mm深的电蚀坑，在车辆长时间的振动与冲击力的作用下使螺栓连接强度下降，还容易造成螺栓丢失。

（9）管件制造质量不良。在现场对支管裂纹、折损故障调查时发现钢管壁厚过薄、管系螺纹采用车床加工，造成该处的连接强度下降，车辆运行时导致支管裂纹、折损的发生。

（10）冬季车辆检修时各储风缸及吊座等处积雪未及时清除，外观检查不细致，各储风缸及吊座等处裂纹、折损未能及时发现。

（11）平车（含NX系列）型车辆受车体结构的影响，在车辆运用时，列检作业人员无法检查各储风缸及吊座的技术状态；而TFDS设备对各储风缸各部是否裂损，吊座是否裂损、松动，无法进行有效的图像采集，动态检车员也不能及时发现，这样就造成平车（含NX系列）型车辆在运用时各储风缸及吊座等处的技术状态检查存在死角。

3 改进建议

（1）既有平车（含NX系列）厂修时须全部更换嵌入式储风缸。其他车型（包括企业自备车）在厂修时须将原储风缸从现车卸下，去掉储风缸吊座，改装成嵌入式储风缸或圆钢U型吊卡式储风缸。

（2）吊座连接螺栓孔为长条孔，以便于储风缸安装时进行调整，防止出现别劲。焊装在车体上的吊座与缸体上的吊座变形影响组装时须进行调修，并符合下列要求：焊装在车体上同一吊座两下平面与该缸体吊座上平面平行度为1.5 mm，同一缸体两吊座上面高度差不大于1 mm。

（3）组装时现车储风缸吊座与缸体上的吊座间加装聚酯弹性垫（圆钢U型吊卡式储风缸除外），材料应为聚酯型热塑性弹性体，其厚度为10 mm。产品应能满足环境温度为－50℃～70℃的使用要求。须使用GB/T 5782 M16×55 8.8级螺栓，由下向上安装螺栓，加平垫圈、弹簧垫圈紧固后，用检点锤敲击螺栓不得松动，且现车储风缸吊座与缸体上的吊座须密贴，再将螺母与螺栓点焊焊固。

（4）在北方冬季用防锈检漏剂查找储风缸、法兰盘、制动管系及附属配件等漏泄时，室内温度不得低于5℃，且车辆制动系统各部须彻底缓霜后，再对各储风缸焊缝、法兰接口、管系接口等处内外侧须均匀涂抹防锈检漏剂，方可进行各部位漏泄检查。

（5）严格落实货车制动系统检修技术标准要求。在北方冬季车辆检修或站修所处理制动系统漏泄故障时，首先对管系、法兰接缝处等进行全面的外观检查，尤其是靠近管箍、法兰接头处等部位的雪痕、油迹要重点检查。通过多年观察和总结，管系、法兰接头处漏泄故障不仅能够通过漏泄声音上可以判断出来，在管系、法兰接头处等外观上也有象征，如果该部位积雪呈散射状或有浸出油迹等外观象征时，说明大多是已发生了漏泄故障，须对该部位进行重点检查。然后再清除各管系、法兰接头、缸体吊座等部位残留的积雪，对各管系、法兰接头、缸体吊座等部位技术状态进行认真、细致的检查。并落实好段修管系敲打检查、单车试验要求，对管系腐蚀、裂损、组装定位不符合图纸要求以及漏泄等故障需要更换配件时，不得强力组装、不得火焰矫正制动管系，制动管系就位后不得借助撬棍等工具强力安装各固定装置和管卡，按照故障溯源的理念深入查找真实原因，彻底消除故障隐患。

（6）要加强对入厂、入段E型密封圈的采购和复验质量控制。货车厂修、段修、站修、列检处理制动管系、法兰连接部位等漏泄故障时必须换装新品E型密封圈。

（7）严格执行储风缸检修工艺。储风缸各部焊缝开裂焊修时，须将储风缸从现车卸下来。焊修前应清除原焊缝裂纹周边油漆，焊接须严格按规定调整电流、按材质选用焊条或焊丝等，当环境温度低于0℃时应当有预热措施，除焊后热处理外，还应当考虑冷、热成形对变形区材料性能的影响以及使用条件等因素进行热处理。且焊缝高度须高于母材表面2 mm，焊缝与母材平滑过渡，焊后必须待冷却后清除焊渣，并检查确认焊缝与热影响区无裂纹、夹渣、弧坑和气孔等焊接缺陷。

严格水压试验过程。进行水压试验时，水压应当缓慢地升降。当水压上升到工作压力时，应当暂停升压，检查有无漏水或异常现象，然后再升压到试验压力，达到保压时间后，降到工作压力进行检查。检查期间压力应当保持不变，在缸壁和焊缝上没有水珠和水雾，其他部位没有明显残余变形，彻底排除缸体内的积水，补涂防锈漆、面漆。

（8）严格控制管件制作质量。为保证管件制造质量，一是要加强钢管壁厚的测量，发现钢管壁厚不符合标准的禁止使用。二是不锈钢钢管必须采用专用煨管设备冷煨制作，不得采取加热方式煨制，产生煨瘪、煨裂等缺陷的严禁使用。三是制动管与接头体须采用定位工装组焊，接头体端面与制动管中心线的垂直度，在端部200 mm范围内不得超过1.0 mm，100 mm范围内不得超过0.5 mm。四是焊接须严格按规定调整电流、按材质选用焊条或焊丝等，焊后必须待冷却后清除焊渣，并检查确认无焊接缺陷。五是管系螺纹必须使用专用工具加修，严禁使用车床加工螺纹。

（9）新品嵌入式储风缸纳入资质管理，并须检验出厂。质量保证期限6年。质量保证内容：焊缝不开裂，缸体无裂损。并在缸体侧面焊装产品铭牌，内容包括产品名称、外形尺寸、质量、容积、编号、制造年月、制造单位等。

4 结束语

在检修时应对装用非嵌入式储风缸的车辆作为重点控制，认真对制动系统各部技术状态进行检查，及时处理漏泄故障，切实从源头保证车辆的技术状态良好，提高车辆的使用效率，为铁路货车运行安全、正点创造有利条件。

［1］ TB/T 1900—1998.铁道车辆用储风缸通用技术条件［S］.

［2］ 铁运〔2008〕15号.铁路货车制动装置检修规则［M］.北京：中国铁道出版社，2008.

［3］ 铁路货车段修基本工艺［M］.北京：中国铁道出版社，2009.

［4］ 铁运〔2011〕207号.铁路货车厂修规程［M］.北京：中国铁道出版社，2012.

［5］ 铁运〔2012〕202号.铁路货车段修规程［M］.北京：中国铁道出版社，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，工程师，（

2014－06－13）