马佰全 万佳

摘要：动车组列车以其安全、高效、舒适的优势一直作为人们中长途出行的首选方式。随着近些年高速动车组行业的快速发展，人们对车辆各方面性能都有了更深层次的研究。列车管路在车上最重要的作用是传递气压保障列车制动力的存在，而管路密封也成了重点研究的对象。本文从列车管路的材质、螺纹结构等方面着手，浅析列车管路连接密封性的关键项点。

关键词：动车组列车;材质;螺纹结构;管路密封

1  研究背景

随着近些年 “八纵八横”、“一带一路”战略的提出与推进，加速了我国高速动车组行业的快速发展，人们的出行也变得更为便利。但是随着动车组列车运行速度等级的提升，车辆上搭载的各类部件都受到了极大的挑战。列车管路作为车上制动力稳定工作的保障，密封性一直是人们重点关注的对象。管路密封问题比较复杂，它涉及到机械学、材料科学以及摩擦学等多个学科，一直是工业生产中的一个难题。尤其本文研究的高速动车组列车，在运营过程中轮轨作用力巨大，列车管路长期受到振动及交变载荷的作用，使管路工作环境十分恶劣。本文从管路材质要求，螺纹结构等方面着手分析，探究影响管路密封性的关键项点。

2  管路材质

材质的选择是保障管路密封性的首要任务。动车组列车常年奔跑在各类线路环境中，长期收到雨水、雪水、风沙等的影响，腐蚀性严重，所以管路材质首先需要保证耐腐蚀性。根据根据TB/T 3305.2的要求，动车组用不锈钢管路需使用奥氏体不锈钢，该类不锈钢管材综合性优良，具有无磁性且高韧性和塑性的特征，能够耐腐蚀抗氧化，广泛应用在动车组列车中，管材牌号及化学成分如表1所示。

3  管螺纹分类

管路连接主要依靠管螺纹进行连接，分为英寸制管螺纹和米制管螺纹两大类。其中，英寸制管螺纹按牙型又可分为55°管螺纹和60°管螺纹两种，如表2所示。

管路螺纹密封连接形式常见的有两种：圆锥内螺纹与圆锥外螺纹配合以及圆锥内螺纹与圆柱外螺纹的配合。两种配合方式都具有密封性，但是密封原理存在差异性。圆锥内螺纹与圆锥外螺纹配合是一种利用两个圆锥面贴合进行密封的方式，属于面贴合密封;圆锥内螺纹与圆柱外螺纹的配合是圆锥面与圆柱上一环贴合进行密封的方式，属于线贴合密封，两种贴合方式见图1。由于面贴合密封的接触面比较大，在遇到剧烈振动、冲击的情况下贴合面不容易被破坏，管路螺纹依旧可以保证良好的密封性，所以动车组列车上更倾向于面贴合的密封方式。而线贴合方式往往使用在静作用力的状态下，如水、煤气等管路的连接。

4  管路密封研究

4.1 提升接触压力

列车管路连接为金属与金属配合，当密封面上的接触压力大于内部流体压力时，管路接头密封可靠，可以保证管路密封性良好。但是理想中的光滑接触面是不存在的，在管螺纹加工过程中加工出的接触面必然是连续的波峰波谷组成，若在接触位置的流体压力超过管路连接压力，此处就会出现泄漏。但是在螺纹连接状态下，螺纹以及其他连接不为会尤其压紧力的作用使金属材料发生微变，缩减了接触面泄露面的截面面积，也增大了接触面压力，使其无法发生泄漏。所以，在设计管路接头时，为了使金属和金属密封结构具有良好的密封性能，应保证密封面接触压力尽可能大，以减小泄漏路径的面积;并提高密封面接触面积，避免泄漏。

4.2 改变连接方式

管路螺纹连接是常见的连接方式，但是卡套式连接方式也慢慢出现在各类管路连接中。卡套式管接头通常由三部分组成：接头管，卡套，螺母。利用卡套压力机将卡套压在接头管路上，使卡套和螺母套在管路上插入接头管后，旋紧螺母时，卡套前段外侧与接头管锥面贴合，内刃均匀的咬入无缝钢管形成密封，见图2所示。卡套式连接不受螺纹加工情况的限制，但对管路材质及表面状态有很高的要求。薄壁管路多采用卡套式连接方式，动车组列车还是使用管路螺纹连接密封较多。

4.3 增加密封剂

密封剂能够在连接处增加一层密封防护，填充螺纹连接部位，保证密封性。密封剂的选择首先需要保证其固化时间快、填隙能力强、防松效果好。尤其在动车组列车上使用的管路密封剂需要具有合适的粘度及强度，适用于任何用途与环境，包括在各种严酷和恶劣的环境条件下的应用。该厌氧型螺纹锁固剂在室温固化后形成不同强度的热固性塑料，使螺纹紧固件耐冲击、耐振动、不渗漏、不锈死、耐腐蚀的特点。

5  总结

我国地域辽阔，人口众多，对于中长途的交通运输需求十分巨大。动车组列车凭借其安全、快速、准时、舒适等优点成为人们出行的首选方式。但是随著高速动车组列车运行速度等级的不断提升，车辆受到的交变载荷以及振动冲击在不断能提升。列车管路作为动车组列车上传递制动力的关键部件，管路密封性直接关系到列车运行的安全性。本文从管路本身开始讨论，论述了列车管路多为奥氏体不锈钢，螺纹结构为圆锥内螺纹与圆锥外螺纹配合方式，浅析了影响管路密封性的关键项点，如螺纹连接压力、是否带有密封剂以及是否采用卡套式连接等。

参考文献：

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