通用敞车缓解阀拉杆吊座故障技术分析.pdf

高速铁路新材料Advanced Materials of High Speed Railway第 2 卷 第 3 期2 0 2 3 年 6 月Vol.2 No.3June 2 0 2 3通用敞车缓解阀拉杆吊座故障技术分析李博（中国铁路济南局集团有限公司 车辆部，济南 250013）摘要：通过对中国国家铁路集团有限公司通报的缓解阀拉杆吊座典型故障情况进行分析，结合中国铁路济南局集团有限公司日照车辆段在检修运用过程中发现的缓解阀拉杆吊座锈蚀超限、开焊、漏焊等故障，总结了通用敞车缓解阀拉杆吊座在材质本身及日常运用中存在的问题，提出了落实焊修工艺及岗位互控控制措施、材质及连接方式、检修修程方面的改进方案建议。关键词：通用敞车；缓解阀拉杆吊座；故障；措施中图分类号：U272.2 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.2097-0846.2023.03.015铁路货车运用过程中，缓解阀拉杆依靠缓解阀拉杆吊座进行支撑，手拉缓解阀拉杆排尽车辆余风有重要作用，如车辆风压转换、处理车辆制动系统故障等1-3。而在使用过程中，缓解阀拉杆吊座故障时有发生4，为减少缓解阀拉杆吊座故障，2015年原中国铁路总公司组织各铁路货车制造主机厂对缓解阀拉杆吊座进行改造。从运行使用情况来看，改造后的缓解阀拉杆吊座在耐磨性、抗变形、强度等方面有较大提升，但仍没能从根本上解决缓解阀拉杆吊座故障问题。本文统计了20212022年中国铁路济南局集团有限公司日照车辆段发现的近乎脱落的缓解阀拉杆吊座故障137件（检修72件，运用65件），影响铁路货车的运行安全。通过对日照车辆段发现的典型故障进行分析，总结故障原因和规律，提出了控制措施和改进建议，旨在为进一步研究减少缓解阀拉杆吊座故障提供基础数据积累。1 缓解阀拉杆吊座故障统计分析1.1缓解阀拉杆吊座故障率分析2020年以来，中国国家铁路集团有限公司通报的运用货车典型故障反馈率中，缓解阀拉杆吊座故障持续增高，具体情况详见表1。缓解阀拉杆吊座故障数从2020年第1季度的2 897件，增加到2022年第1季度的44 999件，增加了14.5倍。2022年第2、3、4季度缓解阀拉杆吊座故障数分别为18 233、14 936、9 835件，故障数量在逐渐下降，主要原因是2022年第2季度起运用货车典型故障发现率、反馈率统计规则发生变化，造成表1中故障率下降，但实际的故障率仍居高不下。1.2缓解阀拉杆吊座故障车型分析如图2所示，2022年日照车辆段（含日照和日照南2个检修车间）完成货车段修10 130辆，更换缓解阀拉杆吊座2 293件，平均每4.4辆段修车更换一件缓解阀拉 杆 吊 座，故 障 率 为 22.6 件/百 辆，更 换 率 约 为11.3%。其中，通用敞车缓解阀拉杆吊座故障更换率为32.8件/百辆，平（集）车缓解阀拉杆吊座故障更换率为9.9件/百辆，棚车缓解阀拉杆吊座故障更换率为3.5件/百辆，罐车、矿石车、粮食车几乎未更换。通用敞车缓解阀拉杆吊座故障更换率为平（集）车的3.3倍，为棚车的9.4倍。缓解阀拉杆吊座故障车型差异大，通用敞车尤为突出。表1缓解阀拉杆吊座在典型故障中的占比情况时间2020年第1季度2020年第2季度2020年第3季度2020年第4季度2021年第1季度2021年第2季度2021年第3季度2021年第4季度2022年第1季度2022年第2季度2022年第3季度2022年第4季度缓解阀拉杆吊座故障数量/件2 8972 8825 9358 45211 61418 38327 45939 40944 99918 23314 9369 835典型故障数量/件64 58375 19286 45591 813102 442129 419158 818200 827230 75189 37695 96794 740故障占比/%4.493.836.869.2111.3414.2017.2919.6219.5020.4015.5610.38运用车数量/辆597 817567 702569 181586 001613 004630 147666 009665 857673 296651 825651 243649 713故障率/%0.480.511.041.441.892.924.125.926.682.802.291.51文章编号：2097-0846（2023）03008004收稿日期：20230511；修回日期：20230529作者简介：李博（1986），男，工程师，硕士。E-mail：第 3 期李博：通用敞车缓解阀拉杆吊座故障技术分析1.3缓解阀拉杆吊座故障表现形式分析为进一步研究缓解阀拉杆吊座故障，2023年2月日照车辆段组织日照和日照南2个检修车间对缓解阀拉杆吊座故障情况进行统计研究。2月日照车辆段共修车816辆，其中缓解阀拉杆吊座故障206件。故障统计情况和图示分别见表3和图1。从表3的统计情况可以看出，锈蚀超限178件，占比86.41%；开焊（漏焊）19件，占比9.22%；裂折5件，占比 2.43%；打火 3 件，占比 1.46%；丢失 1 件，占比0.49%。图1显示了缓解阀拉杆吊座故障，从故障调查情况来看，缓解阀拉杆吊座的裂折和丢失是因为锈蚀后导致强度不足，受到外力碰撞后产生的故障；开焊是由于受到外力作用导致焊缝裂开；漏焊和焊修打火属于造修时落实检修工艺不到位引起的质量问题。综上所述，锈蚀超限是缓解阀拉杆吊座故障的主要原因，其次是外力碰撞，第三是造修质量问题。2 通用敞车缓解阀拉杆吊座故障成因分析2.1材质不良导致缓解阀拉杆吊座锈蚀严重2015年，原中国铁路总公司为减少既有铁路货车制动机缓解阀拉杆吊座与拉杆的磨损、拉杆吊座磕碰变形和裂损等问题，下发既有铁路货车缓解阀拉杆吊座改造方案，明确缓解阀拉杆吊座材料为Q235A钢。Q235A钢属普通碳素结构钢，塑性和韧性好，焊接性能优良，但Q235A钢材的化学成分不均匀，表面结构粗糙，易生锈、不耐腐蚀，所以缓解阀拉杆吊座材质不良(d)裂折(e)焊修引起打火(f)丢失(a)锈蚀(b)底部开焊(c)漏焊图1缓解阀拉杆吊座故障图示表22022年日照车辆段缓解阀拉杆吊座故障车统计表检修车间日照日照南合计统计项目运用车数量/辆更换数量/件故障率/（件百辆-1）运用车数量/辆更换数量/件故障率/（件百辆-1）运用车数量/辆更换数量/件故障率/（件百辆-1）通用敞车1 91172337.84 5211 38930.76 4322 11232.8平（集）车711507.096811712.11 6791679.9棚车16653.023093.9396143.5罐车1 565000001 56500矿石车36000003600粮食车00022002200合计4 38977817.75 7411 51526.410 1302 29322.6表32023年2月日照车辆段缓解阀拉杆吊座故障统计检修车间日照日照南合计统计项目数量/件占比/%数量/件占比/%数量/件占比/%锈蚀超限6587.8411385.6117886.41开焊（漏焊）68.11139.85199.22裂折22.7032.2752.43打火11.3521.5231.46丢失0010.7610.49合计7410013210020610081高速铁路新材料第 2 卷是锈蚀严重的重要原因之一。2.2敞车运输性质加快了缓解阀拉杆吊座的锈蚀敞车运输的货物一般以煤炭、矿石等矿物质为主，矿物质富含酸、碱、盐等腐蚀性化学物质，融入雨水后能够形成破坏金属防护层的溶液，在车体上形成腐蚀产物和锈斑，对敞车各配件造成比较严重的损害。2.3结构和检修工艺的影响改造后的敞车缓解阀拉杆吊座与车体下侧梁采用焊接方式组装，在吊座与下侧梁搭边处采用5条焊波进行满焊焊固，由于吊座是槽钢结构倒扣在下侧梁上，吊座与地板间空间狭窄紧促，该结构主要存在以下问题：一是焊修前除锈工艺难落实，除锈使用的工具、设备均受空间影响，导致焊修作业前除锈不彻底。二是在车下作业落实焊修工艺有差距，视野和手法受空间限制，导致焊波不均匀，生成夹渣、气泡等。三是防护不到位，焊修作业破坏了吊座表面的防护层，一方面槽钢结构倒扣在下侧梁上形成了一个相对密闭的空间，无法对吊座内侧进行防锈防护；另一方面作业人员焊修后需相关人员检查合格后再对吊座外侧焊缝进行刷漆防锈处理，流程繁琐，导致刷漆防锈效果不理想。2.4外力碰撞对缓解阀拉杆吊座的影响通过对缓解阀拉杆吊座开焊和向上折断的受力情况进行分析，可以看出裂折和开焊的直接原因是缓解阀拉杆吊座受到向内的推力、碰撞，导致敞车装卸货物时下侧门使用较频繁，吊座凸出下侧梁，易受到碰撞损伤。这是装卸作业不规范造成的。3 控制措施缓解阀拉杆吊座故障率居高不下，日益突出，且悬吊件故障问题涉及行车安全。为降低缓解阀拉杆吊座的故障率，可以从以下方面进行控制。3.1明确责任分工，做好岗位互控由于缓解阀拉杆吊座检修是一个集检查、气割、除锈、焊接、质检、涂漆等多岗位配合的作业过程，明确的职责分工和作业配合非常必要。作业人员要严格按照流程进行作业，才能确保缓解阀拉杆吊座的检修质量。3.2加强现车故障排查要加强现车故障排查尤其是缓解阀拉杆吊座的底座检查。检查时要清除底座的锈蚀部分，然后进行多角度敲击检查，不断总结经验，准确判断底座剩余有效厚度和焊接状态，除锈检查没问题的要进行补刷油漆防锈处理。3.3落实缓解阀拉杆吊座更换工艺组装缓解阀拉杆吊座前要对下侧梁进行除锈处理，确保下侧梁露出金属本体。焊接时要落实焊机焊材使用要求，电流（气流）在允许范围内，确保焊波均匀，无夹渣、气孔等。焊修作业完成后要进行焊修质量复查，质检验收反馈的故障记录应经过质检验收确认后擦除，确保故障逐一处理完毕，同时焊接后要对吊座及焊波进行涂漆密封防锈处理。3.4加强管理组织改进、完善铁路货车的装卸设备、装卸方法和调车方式。同时研究普及装卸作业可视化管理，做到故障可查询，问题可溯源，确保车辆使用状态良好。4 改进建议4.1改进材质建议使用更优质的 Q450NQR1 高强度耐候钢或TCS不锈钢。Q450NQR1是通用货车敞车C70系列、C80系列的主要材质5，根据长时间的运行情况，C70系列、C80系 列 敞 车 的 下 侧 梁（Q450NQR1）状 态 稳 定。Q450NQR1高强度耐候钢能够满足敞车对缓解阀拉杆吊座的需求；TCS不锈钢更能防止缓解阀拉杆吊座的锈蚀，同样满足通用敞车运输对材质的要求。4.2改进连接方式建议将缓解阀拉杆吊座与下侧梁的连接方式改成拉铆结构或者螺栓组装结构。根据前文的分析，焊接工艺破坏了缓解阀拉杆吊座表面的防锈层，相对于焊接的连接方式，拉铆或螺栓组装方式不会对缓解阀拉杆吊座表面防锈层进行破环，对缓解阀拉杆吊座的材质也没有要求，耐候钢或不锈钢同样可以进行组装。4.3组装定位建议将缓解阀拉杆吊座安装在下侧梁翼板上。用3条铆钉（螺栓）将缓解阀拉杆吊座固定到下侧梁翼板，以方便车辆运用（包含TFDS）检查作业，同样可实现对故障进行准确追溯，有利于掌握缓解阀拉杆吊座实际故障情况，促进诚信修车导向落实。4.4改进结构不再使用缓解阀拉杆吊和底座拼装焊接结构，将缓解阀拉杆吊座改成整体板材冷弯成形结构，成形后进行防锈处理，减少焊修工艺，另外可以通过进一步缩减配件尺寸、质量来增加缓解阀拉杆吊座的抗扭性能。4.5检修修程结合货车修程6，建议将缓解阀拉杆吊座分解检查纳入厂修全数分解检修的列表中。在尚未发生故障之前消除缓解阀拉杆吊座的故障和缺陷，从根本上提82第 3 期李博：通用敞车缓解阀拉杆吊座故障技术分析高缓解阀拉杆吊座的安全性能，降低风险隐患。5 结论通过分析缓解阀拉杆吊座典型故障情况，结合中国铁路济南局集团有限公司日照车辆段在检修运用过程中发现的缓解阀拉杆吊座锈蚀超限、开焊、漏焊等故障，梳理出了通用敞车缓解阀拉杆吊座在材质本身及日常运用中存在的问题。通过对通用敞车缓解阀拉杆吊座故障成因分析，提出了落实焊修工艺及岗位互控控制措施和材质、连接方式及检修修程方面的改进建议。参考文献：1 孙万新，卢洋.敞车段修时常见故障的原因分析及建议 J.黑龙江科技信息，2009（3）：68.2 王保平.C80E（H、F）型通用敞车典型故障分析及处理 J.机车车辆工艺，2016（6）：47-48.3 侯正国.C80型敞车常见故障的处理及改进建议 J.铁道车辆，2012，50（11）：43.4 张俊琴.大秦线353130B型轴承故障统计与分析 J.铁道机车车辆，2012，32（1）：89-90+109.5 中华人民共和国铁道部.铁路货车段修规程 M.北京：中国铁道出版社，2012.6 中华人民共和国铁道部.铁路货车厂修规程 M.北京：中国铁道出版社，2002.Failure Analysis of Relieving Valve Draw Bar Hanger in Universal Gondola CarLI Bo（China Railway Jinan Group Co.，Ltd.，Jinan Shandong 250013，China）Abstract：Typical failure modes of relieving valve draw bar hanger were analyzed,such as rust over limit,weld seam cracking and welding-missed found in the process of maintenance and operation,the failure causes were the material selection inappropriate and improper daily use and maintenance.Improving welding repair process,post mutual control,material and connection type optimization,examine and repair program improvement were proposed to solve these failures.Keywords：universal gondola car;relieving valve draw bar hanger;failure;solutions(责任编辑 陈凌云)83