鐵路貨車制動軟管裂損調查及原因分析

馬向前

摘 要：制動軟管是鐵路貨車連接的重要制動部件，其對車輛的制動緩解至關重要。近幾年，列車制動軟管裂損的問題引起極大的關注。基于列車制動軟管總成結構特征和材料性能，通過案例分析，對制動軟管裂損提出相對應的建議和對策。從而保證列車的行車安全。

關鍵詞：制動軟管；裂損；建議和對策

中圖分類號： U272 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）19-180-2

0 引言

制動軟管是連接鐵路機車車輛與車輛之間制動系統(tǒng)的重要部件，起制動壓力傳遞的作用，保證列車正常的制動緩解。從1998年以來，鐵路貨車制動軟管逐漸實現(xiàn)從夾布軟管到總成編制軟管的更新?lián)Q代，對軟管結構性能的提高來保證列車的制動性能。但近幾年來，仍存在制動軟管的泄漏和爆裂，產(chǎn)生車輛制動抱閘，隨之對輪對造成踏面擦傷，更甚者會對列車行車安全形成威脅。因此，鐵路總公司及各個鐵路局對于列車制動軟管的爆裂高度重視。本課題基于近年來鐵路貨車發(fā)生制動軟管爆裂的事件進行調查整理，并對其原因分析、總結并提出合理可靠的防止對策。

1 鐵路貨車制動軟管簡介

為達到高性能指標要求，在借鑒國外先進技術的基礎下，我國制動軟管總成逐步淘汰采用卡箍式組裝方式制動軟管，進而采用壓套式組裝方式裝配新型制動軟管總成。

壓套式制動軟管總成是通過組裝機直接將軟管、壓套、連接器和接頭裝配在一起，用鉚合機將壓套扣壓緊固成總成。該類制動軟管總成具有拔脫強度高、質量好、易于大批量和連續(xù)化生產(chǎn)的優(yōu)點。

1.1 列車制動軟管結構簡介

根據(jù)GB7542-2003 《鐵路機車車輛制動用橡膠軟管》要求，制動軟管由內膠層、膠布層、外膠層和封頭膠組成。軟管尺寸為內徑36±1mm，外徑53±1mm，外膠層厚度大于1.2 mm，內膠層厚度大于2.3mm，膠布層數(shù)共5 層，成品長度565±5mm。另外，根據(jù)TB/T2842-1997《鐵路機車車輛空氣制動軟管》的要求，軟管由內、外橡膠層和中間的化纖編織增強層以及中膠層組成。這種軟管結構使得軟管既結實又耐老化。

1.2 制動軟管總成性能簡介

制動軟管的性能優(yōu)良主要軟由管骨架結構決定。而骨架結構則由編織物（纖維、金屬絲、簾線）靠機械配合和調整來編織和纏繞。其性能特點是具有良好的承壓性能，且生產(chǎn)成本低，材料利用率高。棉、化纖、金屬絲等不同性能、強度的骨架材料，通過按一定層數(shù)的設計來生產(chǎn)，以達到設計強度的要求。

制動軟管總成組裝需要鉚合連接，鉚合時需要控制鉚合尺寸。鉚合過緊會造成內外交層或編織骨架層的損傷，鉚合過松則會造成拔脫強度低。經(jīng)試驗，確定鉚合尺寸為（56±0 .6）mm。制動軟管總成在生產(chǎn)完成后，需對制動軟管總成進行拔脫試驗，其結果見表1。

由表1 結果可以得出，制動軟管總成的拔脫強度大大超過指標（≥9.7 KN）要求，說明總成具有管頭不易拔脫的優(yōu)點。

2 制動軟管裂損案例分析

制動軟管總成根據(jù)國家標準采用了新型編織制動軟管，而且制動軟管總成在各個車輛段修裝車前要進行氣壓泄漏試驗和水壓強度試驗，試驗合格后方可裝用于各個車輛上。這樣有效的保證了制動軟管的質量。

雖然我國近幾年提高了制動軟管的質量，但是在行車過程中仍然存在制動軟管爆裂的案例。制動軟管由于生產(chǎn)質量問題引起的爆裂時有發(fā)生；而在調車作業(yè)中不摘解軟管和調車作業(yè)重撞也是導致軟管破損的重要因素之一。

2.1 生產(chǎn)質量造成制動軟管爆裂的案例分析

近幾年由于生產(chǎn)質量造成制動軟管爆裂的案件時有發(fā)生，以下本文給出兩個典型的案例分析：

案例一：

故障車輛車型：C70；制造標記：北京中鐵瑞爾制動配件公司，制造日期：12年10月27日；破損部位（見圖1）：該軟管在波紋接頭套箍根部爆裂65mm×44mm裂口，軟管內部有部分斷線。

原因分析：通過現(xiàn)場對破損風管檢查發(fā)現(xiàn)，該風管無腐蝕、劃傷，且無異物打擊痕跡，破損處斷面為全新痕，經(jīng)分析認為應屬軟管材質不良，在列車運行中造成風管爆破。

案例二：

故障車輛車型P64GK；制動軟管制造單位：南京七四二五廠，制造日期：2012年9月18日；破損部位：破損處距制動軟管上套箍70 mm處，裂損長度110mm。

原因分析：通過現(xiàn)場對破損風管檢查發(fā)現(xiàn)，該風管無腐蝕、劃傷，且無異物打擊痕跡，破損處斷面為全新痕，經(jīng)分析認為應屬軟管材質不良，在列車運行中造成風管爆破。

2.2 調車作業(yè)造成制動軟管裂損的案例分析

調查中發(fā)現(xiàn)，在調車作業(yè)過程中，到達列車制動員不按作業(yè)規(guī)定計劃摘解制動軟管，因而容易造成制動軟管的拉斷或損傷，形成了新的非制造或檢修故障。以下本文給出兩個典型調車作業(yè)造成制動軟管裂損的案例分析。

案例一：

故障車輛車型：C62AK；經(jīng)檢查爆破制動軟管，發(fā)現(xiàn)接頭壓套與編織軟管結合處有一長度為80mm的橫裂紋，爆破處為全新痕。

原因分析：接頭壓套與編織軟管結合處有一長度為80mm的橫裂紋。裂紋比較齊整，是由較大的縱向力直接作用在制動軟管上產(chǎn)生的。因此，屬于調車作業(yè)不摘解制動軟管導致。

案例二：

故障車輛車型：G11SK；檢查發(fā)現(xiàn)該制動軟管的上總成根部的膠質層處發(fā)生斷裂，斷裂長度約90mm，斷裂處為全新痕。

原因分析：斷裂形式和案例一相似，裂紋比較齊整，是由較大的縱向力直接作用在制動軟管上產(chǎn)生的。因此，屬于調車作業(yè)不摘解制動軟管導致。

3 建議與對策

3.1 加強制動軟管制造質量

制動軟管總成生產(chǎn)廠家應該有效合理設計軟管總車金屬波紋壓套的“鋒口”，應使“鋒口”呈圓弧狀，降低“鋒口”在列車運行中對編織膠管的磨損。其次，廠家應該在生產(chǎn)過程中對軟管總成膠層材料選擇和制造工藝上著重關注。另外，對于膠管骨架的編織物（ 纖維、金屬絲、簾線）選擇和裝配配合要嚴格把控。裝配配合的正確與否對膠管的性能、壽命，以至配套設備的安全、可靠，有極大影響。同時，編織物要靠精準的機械配合調整，以54。44′的平衡角編織或包覆于內膠上，在膠管承受內壓狀況下，其徑向受力與軸向受力相等，從而使骨架材料性能得以充分發(fā)揮，取得最佳效果。

3.2 加強制動軟管檢修質量

在制動軟管檢修過程中，嚴格按制動軟管檢修規(guī)程進行檢修，確保折角塞門中心線與主管垂直中心線的夾角和制動軟管連接器平面與車體縱向中心線的夾角符合技術標準。 同時，“三檢一驗”各個環(huán)節(jié)要嚴格把關，杜絕不合格的產(chǎn)品上車。

3.3 嚴格落實調車作業(yè)標準，規(guī)范調車作業(yè)行為

在調車作業(yè)過程中，嚴禁不摘解風管進行調車作業(yè)，要規(guī)范調車作業(yè)行為。加強對調車作業(yè)過程中的管理，建立相應的檢查、考核制度。杜絕因調車作業(yè)造成對軟管的損傷。

4 結論

本文對列車制動軟管總成進行了結構特征和材料性能的介紹。并對近幾年來鐵路貨車制動軟管裂損的經(jīng)典案例進行分析，得出造成制動軟管裂損的兩個主要原因為：①制動軟管制造質量問題；②調車作業(yè)不規(guī)范因素。最后提出相應的建議和對策：①加強制動軟管制造質量；②加強制動軟管檢修質量；③嚴格落實調車作業(yè)標準，規(guī)范調車作業(yè)行為。