鐵路罐車液體漏泄原因分析及加強(qiáng)措施

侯予云

（南寧鐵路局南寧南車輛段，工程師 廣西 南寧 530003）

2016年以來，南寧鐵路局南寧南車輛段南寧南檢修車間共計發(fā)現(xiàn)罐車罐體漏泄故障13起，這些漏泄部位主要分布在罐體焊縫對接處，罐體與鞍木結(jié)合部，罐體中梁安裝座及保溫層等處。在廠、段修過程中，如果不加強(qiáng)對罐體的漏泄檢查，裝載液體的罐車一旦在運行過程中出現(xiàn)漏泄，輕則造成貨主財產(chǎn)損失，重則易燃液體與制動火花接觸將發(fā)生爆炸，所以加強(qiáng)罐體漏泄檢查，完善罐體水壓試驗工藝，是確保罐車運用安全的必要手段。

1 原因分析

經(jīng)過對發(fā)生故障的罐車仔細(xì)檢查和對檢修作業(yè)工藝質(zhì)量要求落實情況隨機(jī)抽查，并組織有關(guān)人員認(rèn)真分析，判斷故障成因如下。

1.1 罐體對接焊縫處存有隱性缺陷 鐵路罐車的罐體由多塊10 mm 鋼板彎制拼焊組成，一些罐車出廠時，檢查員對鋼板對接焊縫未認(rèn)真檢查，使得填充在焊縫中的夾渣和氣孔未被發(fā)現(xiàn)，在前期各修程的水壓試驗過程中，這些罐體的個別細(xì)小夾渣和氣孔故障未得到充分暴露，經(jīng)過長期載貨運營，罐體缺陷部位反復(fù)受到輪軌振動和液體擠壓后，隱性夾渣和氣孔缺陷特征被逐漸放大，裂紋從這些焊縫強(qiáng)度最薄弱的缺陷部位產(chǎn)生（如圖1），裝載液體從罐體裂紋處冒出，順著罐壁向下流動滴至車體中梁或轉(zhuǎn)向架上，對鐵路運輸安全構(gòu)成危害。

圖1 罐體焊縫缺陷圖

1.2 罐體鞍座部位腐蝕或薄裂

1.2.1 雨水對鞍座的腐蝕 大多數(shù)60 t罐車罐體兩端部采用鞍座加卡帶的方式固定，由于鞍座支撐罐體的部位是由翻口向上的槽鋼和鞍木組成（如圖2所示）。

圖2 罐車鞍座組成

觀察圖2 可知當(dāng)雨天時，大量雨水順著罐體頂部表面流入鞍座部位，鞍木受潮后，在相當(dāng)長的時期內(nèi)都處于濕潤狀態(tài)，含有水份的鞍木一直與罐體接觸，使該部位罐體生銹腐蝕。經(jīng)過對現(xiàn)車調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，投入使用15年以上的罐車罐體支撐座部位易形成眾多內(nèi)陷的圓形小坑，當(dāng)腐蝕深度超過罐體壁厚50%時，在罐體向下重力與支撐座向上支撐力的相互作用下，與罐體鞍座接觸的腐蝕部位將出現(xiàn)裂紋。

1.2.2 鞍座槽鋼與罐體產(chǎn)生接觸磨耗 當(dāng)鞍座槽鋼內(nèi)的支撐木塊長期被雨水浸泡后，木塊表面或內(nèi)部潮濕部分開始腐爛，在罐體及載貨重力的擠壓下，木塊支撐能力下降，出現(xiàn)向內(nèi)凹陷，當(dāng)木塊高度低于槽鋼翻口高度時，罐體與鞍座槽鋼發(fā)生直接接觸，車輛在運行或通過彎道時，罐體與鞍座將會發(fā)生橫向擺動，引起罐體與槽鋼翻口部位的摩擦，最終導(dǎo)致此處罐體鋼板厚度變薄，強(qiáng)度降低后的罐體很快將出現(xiàn)裂痕，引發(fā)液體漏泄。

1.2.3 化工物質(zhì)對罐體的腐蝕 經(jīng)檢修發(fā)現(xiàn)，一部分化工企業(yè)自備罐車裝載品名為酸堿類物質(zhì)，如：硫酸、液堿等，這些企業(yè)在裝卸強(qiáng)酸、強(qiáng)堿液體時，一部分液體從人孔蓋處溢出或撒漏出來，向下流到各風(fēng)缸吊座或罐體鞍座部位，腐蝕性液體附著或積留在罐體這些部位后，隨著使用年限的延長，受到腐蝕的罐體表面將出現(xiàn)成片的塊狀脆性剝離，罐體強(qiáng)度隨之減弱（如圖3 所示），當(dāng)罐體強(qiáng)度無法承受裝載液體重力或支座支撐力的時候，腐蝕部位于是出現(xiàn)裂損漏泄。

圖3 罐體鞍座部位腐蝕圖

1.3 罐體中梁安裝座處母材裂紋 帶鞍座的罐車除了在兩端采用鞍座加卡帶的固定方式外，在中梁中部還設(shè)置了兩個安裝座，每個安裝座分別有16顆Ф22 mm 螺栓將罐體與中梁固定，當(dāng)罐車鞍座卡帶方型螺母和鎖緊螺母松動后，罐車在運行過程中就會出現(xiàn)兩端罐體以安裝座為中心的橫向擺動。擺動時，罐體被中部兩個安裝座的32 顆螺栓牢牢固定，于是罐體與安裝座的焊接部位反復(fù)受到擺動力矩撕扯，安裝座焊波與罐體母材達(dá)到一定疲勞極限時，將出現(xiàn)焊波裂口或罐體母材裂紋。

1.4 帶有保溫層的罐體漏泄 目前運用罐車中，有一定數(shù)量的G 17 DK 罐車，此車型罐車為粘油改輕油的車輛，原車在罐體外部加焊了一個70 mm 高度的內(nèi)空保溫層，用于充入蒸汽加快卸裝粘油，該車型改裝載輕油后，該保溫層失去了作用，但結(jié)構(gòu)還是繼續(xù)保留。由于此保溫層覆蓋在罐體外表面，使得包裹在保溫層內(nèi)部的罐體漏泄故障無法直觀確認(rèn)，而且保溫層頂部與罐體焊接的70 mm窄平面上也容易聚積雨水滲入保溫層中，加大了罐車漏泄的判斷難度。

2 應(yīng)對措施

2.1 加強(qiáng)罐體焊縫檢查 一是在預(yù)修前，將制造時間超過15年的罐車首先進(jìn)行罐體水壓試驗，按車型調(diào)至合適的水壓試驗壓力（粘油、食油及瀝青罐車150 kpa；輕油罐車200 kpa；氨水及酸堿類罐車250 kpa），保壓試驗5 min，用0.5～1 kg 圓頭錘輕敲距焊縫15～20 mm處，罐體不得發(fā)生滲漏，如發(fā)現(xiàn)罐體出現(xiàn)漏泄時，須排入預(yù)修線進(jìn)行吊罐或入罐焊接處理；二是制造日期小于15年的罐車不須進(jìn)行罐體水壓試驗，但在進(jìn)入預(yù)修線臺位后，庫內(nèi)預(yù)檢員要對罐體焊縫處進(jìn)行認(rèn)真檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)焊波存在有氣孔、夾雜等缺陷時，須將待焊表面清理干凈，采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊進(jìn)行填充焊固，焊后再進(jìn)行罐體水壓試驗復(fù)核，確認(rèn)焊接質(zhì)量和效果。

2.2 重點檢查鞍座與罐體結(jié)合部位

2.2.1 加強(qiáng)鞍座部位的罐體檢查 庫內(nèi)預(yù)檢員發(fā)現(xiàn)罐體鞍座部位有腐蝕和磨損時，須通知車體作業(yè)人員吊起罐體，當(dāng)罐體離開鞍座后，工作者須用角磨機(jī)輕輕打磨罐體表面附著的銹垢，使被探測表面露出基本金屬面，然后使用金屬測厚儀進(jìn)行檢測，如最大剩余厚度小于原鋼板厚度50%時，送專業(yè)罐體檢修中心截?fù)Q；當(dāng)剩余厚度大于50%，局部凹陷時，堆焊凹陷部位并打磨平整，涂刷防銹漆和面漆，送水壓試驗站進(jìn)行漏泄檢查和確認(rèn)。

2.2.2 更換腐蝕或高度不足的鞍座木塊 當(dāng)鞍座木塊腐蝕時，須將木塊全數(shù)更換，更換的木塊須在表面涂刷一層鐵紅底漆，待油漆干透后再裝車使用，此方法能有效防止雨水對木塊的浸蝕，減少鞍座木塊的損壞更換頻次；當(dāng)木塊高度不足50 mm時，必須進(jìn)行更換，更換的鞍座木塊須高于鞍座槽鋼翻口部位10 mm以上，罐體與底架結(jié)合部位在落罐前須涂防銹漆，落罐后與各鞍木須接觸，局部不嚴(yán)時可安裝墊木調(diào)整，但墊木不得懸空，使用該方法能有效提高鞍座木塊的承載能力，防止罐體與槽鋼頂部產(chǎn)生摩擦而出現(xiàn)薄裂。

2.3 與自備車企業(yè)做好溝通 定期與自備車企業(yè)進(jìn)行技術(shù)溝通，要求企業(yè)裝卸帶有腐蝕性的液體時，罐內(nèi)裝載的液體高度禁止超過液面指示牌高度，發(fā)現(xiàn)有撒漏在車體表面的殘液時，要用水管從上至下用清水進(jìn)行沖洗稀釋，降低液體的腐蝕濃度，同時認(rèn)真檢查和處理低凹處的殘存液體。

2.4 緊固罐車腰帶和鎖緊螺母 工作者用手錘敲擊罐車腰帶及方型鎖緊螺母，發(fā)現(xiàn)腰帶松動無法箍緊罐體時，須松開上下兩個鎖緊螺母，使用大撬棍調(diào)整方型體的箍緊力，箍緊后再用鎖緊螺母緊固方型體，其內(nèi)外側(cè)螺紋露出長度不小于10 mm，兩螺桿內(nèi)側(cè)間距不小于35 mm；當(dāng)螺桿絲扣損壞或無法箍緊罐體時，要將腰帶上的螺桿進(jìn)行截?fù)Q，重新截?fù)Q的螺桿與腰帶搭接量在100 mm以上，待焊接部位完全冷卻后，通知探傷人員對截?fù)Q后的搭接部位進(jìn)行濕法磁粉探傷，確認(rèn)焊縫質(zhì)量是否達(dá)到檢修要求。

2.5 抓好G17DK罐體保溫層的漏泄試驗 一是進(jìn)行罐體水壓試驗前，須將保溫層兩端頭和側(cè)面的4個堵頭卸下，防止罐體出現(xiàn)裂紋時帶有壓力的水流向保溫層滲漏，形成背壓阻力，而影響讀取罐體漏泄處的壓降值；二是罐體水壓試驗結(jié)束后，須排除罐體內(nèi)的試驗用水，接上壓力管單獨向保溫層做水壓漏泄試驗，由于保溫層的水壓試驗值只有60 kpa，所以試驗用的儀表測量范圍選取在0～200 kpa以內(nèi)，以提高儀表監(jiān)測保溫層泄漏的靈敏度。

3 結(jié)束語

2016年10月至2017年8月，南寧鐵路局南寧南車輛段南寧南檢修車間采取以上措施后，先后發(fā)現(xiàn)7 件罐體缺陷故障，其中有4 件隱蔽缺陷，說明該車間采取的工藝檢查措施是有效的，這些加強(qiáng)措施已被南寧鐵路局南寧南車輛段技術(shù)科編入了《罐車檢修作業(yè)指導(dǎo)書》和《罐車水壓試驗作業(yè)指導(dǎo)書》中進(jìn)行固化執(zhí)行。