地鐵車輛橡膠軟管開裂的原因分析及對策

齊寶路，李敬寶，李增樓，盧 權(quán)，陳經(jīng)緯

（中車唐山機車車輛有限公司，1、2 助理工程師，3.4，工程師，5 高級工程師 河北 唐山 063035）

安全問題是地鐵運營的重中之重，而橡膠軟管對車輛運營的安全性尤為重要。橡膠軟管安裝在制動管路與制動單元之間，是制動系統(tǒng)的重要組成部分，一旦發(fā)生開裂甚至失效將嚴重影響制動系統(tǒng)作用發(fā)揮，對地鐵運營安全造成威脅。因此，就地鐵車輛橡膠軟管開裂的原因進行分析并提出防范措施，對保證車輛安全運營具有重要的現(xiàn)實意義。

1 地鐵車輛橡膠軟管開裂主要原因

通過查閱有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)和走訪部分地鐵車輛運營和維修單位，得出地鐵車輛橡膠軟管開裂主要由如下原因所致。

1.1 橡膠軟管質(zhì)量問題 橡膠軟管的質(zhì)量是影響其性能的根本原因。若軟管的質(zhì)量存在某些缺陷，在使用過程中將容易產(chǎn)生開裂等現(xiàn)象，最終導(dǎo)致失效。下圖1 為某地鐵運營中橡膠軟管產(chǎn)生的裂紋，裂紋斷面微觀形貌如圖2 所示。由圖2 可知裂紋起源于橡膠表面凸起的顆粒物。通過EDS 分析，這些顆粒物為橡膠的添加劑，同時在橡膠軟管的表面也可見較多的凸起添加劑，可見裂紋的產(chǎn)生與外膠表面附近存在的橡膠添加劑有關(guān)，據(jù)此也可以認定這樣的橡膠軟管在生產(chǎn)環(huán)節(jié)就埋下了質(zhì)量隱患。

圖1 某地鐵橡膠軟管裂紋

圖2 裂紋斷面微觀形貌

1.2 設(shè)計和安裝的規(guī)范性問題 橡膠軟管與兩端的軟管接頭一同構(gòu)成軟管組成，并通過軟管接頭分別與兩側(cè)的管路裝置和制動單元連接。若軟管組成的設(shè)計與安裝存在不當將加速軟管的損壞。主要問題如下：

1）軟管的彎曲半徑過小，小于規(guī)定的最小彎曲半徑。

2）橡膠軟管在臨近接頭處存在彎曲。軟管臨近接頭的位置通常是其最薄弱的地方，若在臨近接頭處存在彎曲勢必會加速軟管的開裂失效。

3）安裝不規(guī)范導(dǎo)致橡膠軟管在安裝后存在扭曲，軟管在長期扭轉(zhuǎn)力的作用下最終產(chǎn)生開裂。

1.3 軟管使用環(huán)境的問題 環(huán)境對材料的影響作用不可低估。如環(huán)境通過影響材料進而影響橡膠軟管的性能，這種影響隨時間逐漸明顯，是導(dǎo)致軟管開裂失效不可忽視的原因之一，如東北高寒地區(qū)與南方炎熱地區(qū)、西部干旱地帶與東南潮濕地帶，這些氣候的差異會對橡膠軟管的性能提出不同的要求；再比如地鐵是一直在地下運營，還是在地下和地上交替運營。這些都會影響橡膠軟管的性能，若不進行細致的考慮，勢必會影響其性能，嚴重時將導(dǎo)致開裂等問題。

1.4 軟管的壽命管理 軟管壽命管理不當將導(dǎo)致其開裂失效，其主要表現(xiàn)和原因是由于軟管在運用前存放時間過久，而在運用階段未將此因素考慮到軟管的總壽命中。例如，若軟管的壽命為6年，在交貨前存放了2 年，則其在運用階段的實際壽命最多為4年。在運營的第5年，該橡膠軟管實際上已經(jīng)超過了使用壽命?，F(xiàn)實中，這種認識并沒有被所有使用單位所接受。如有的運營單位往往把橡膠軟管實際使用年限等同于設(shè)計使用年限，從而出現(xiàn)主觀認為橡膠軟管仍然處于壽命期可以繼續(xù)使用、客觀現(xiàn)實是其已超過安全使用期限的狀況，由此也成為橡膠軟管發(fā)生開裂、失效問題，影響行車安全的隱患。

2 對策

針對上述地鐵車輛橡膠軟管開裂主要因，要采取積極可行的應(yīng)對措施，有效防止故障發(fā)生，切實加大地鐵安全運營系數(shù)。

2.1 嚴格控制橡膠軟管質(zhì)量 生產(chǎn)廠家要自覺踐行質(zhì)量為本誠信經(jīng)營理念，切實加強對橡膠軟管生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)質(zhì)量把控，從源頭降低或消除產(chǎn)品缺陷；同時要注意收集用戶意見，根據(jù)運用階段的反饋對產(chǎn)品質(zhì)量缺陷進行及時整改，不斷提升產(chǎn)品的安全可靠性。產(chǎn)品使用單位要健全采購、入庫質(zhì)量檢驗制度，堅決杜絕不合格產(chǎn)品進入地鐵車輛運營環(huán)節(jié)。

2.2 提高設(shè)計和安裝規(guī)范性 在設(shè)計時需保證軟管的彎曲半徑小于其規(guī)定的最小彎曲半徑，且在臨近接頭處避免軟管彎曲。同時應(yīng)通過合理選擇接頭類型以減少軟管的彎曲和防止出現(xiàn)加大彎曲半徑的問題。在安裝階段，要教育引導(dǎo)安裝人員增強作業(yè)標準化、規(guī)范性意識，落實工藝質(zhì)量要求，避免軟管扭曲現(xiàn)象發(fā)生。在檢驗階段，可將需要注意的項點（如軟管不應(yīng)存在扭轉(zhuǎn)等）添加至組裝檢查卡片內(nèi)并嚴格督促檢查，進一步保障安裝的正確性。

2.3 充分考慮環(huán)境因素對軟管的影響 在設(shè)計時，需充分考慮運用階段的氣候、線路條件等因素對軟管的影響。首先，應(yīng)充分考慮運用時的氣候等因素對軟管性能的影響，通過材料的選擇、工藝的調(diào)整以滿足耐寒性或耐熱性的不同需求等；此外，對極寒或極熱地區(qū)，還需要考慮溫度對軟管長度的影響；再者，還要綜合考慮線路條件、使用頻率等因素對橡膠軟管的影響，如對始終在地下運營的車倆設(shè)備要考慮軟管具有耐陰暗性，而對地上地下間交替運營的地鐵車輛還要考慮其是否應(yīng)該具有抗曬等性能。環(huán)境因素遠不止以上提到的這些，需要根據(jù)具體的條件進行全面、細致、深入地考慮，努力從設(shè)計、安裝源頭減少以致消除軟管性能的安全質(zhì)量隱患。

2.4 建立軟管的全壽命管理體系 在供應(yīng)商、主機廠和運營方間建立軟管全壽命管理體系，做到對運營中的每一根橡膠軟管都能明確其生產(chǎn)日期和剩余壽命，并據(jù)此在運營階段及時作出檢測、更換的處理。從而有效避免軟管過期使用帶來的安全隱患，提高運營的安全性。

3 結(jié)束語

切實做好對地鐵車輛橡膠軟管開裂的防止和控制對維護地鐵運營安全具有十分重要的意義。本文通過多方面分析進而提出相應(yīng)的措施，為解決地鐵車輛軟管開裂提供了方法和思路，具有一定的理論和實用價值。