鐵路貨車空氣制動(dòng)裝置連接支管折斷故障的探討

葉文斌 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司杭州北車輛段

空氣制動(dòng)裝置作為鐵路貨車制動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，由各種閥件、缸體、塞門及管系組成，通過空氣壓力實(shí)現(xiàn)鐵路貨車制動(dòng)和緩解作用。當(dāng)空氣制動(dòng)裝置管系中的連接支管折斷時(shí)，將會(huì)影響空氣壓力的正常傳導(dǎo)，導(dǎo)致車輛制動(dòng)、緩解不良。因此，分析空氣制動(dòng)裝置連接支管折斷的原因，針對(duì)性進(jìn)行改進(jìn)具有十分積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1 支管折斷故障情況分析

2021年1至9 月，本車間現(xiàn)場人工檢查車輛751635輛，發(fā)現(xiàn)車輛空氣制動(dòng)裝置連接支管折斷故障共9件，支管折斷故障發(fā)現(xiàn)率0.12件/萬輛，平均每月一件。具體故障情況見表1。

表1 具體故障情況表

通過對(duì)故障進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，支管折斷部位集中在與閥體、缸體連接端的管身與法蘭接頭焊接處，也是應(yīng)力集中部位，故障以新痕為主。

2 制動(dòng)支管折斷故障產(chǎn)生的原因分析

2.1 制動(dòng)支管質(zhì)量不良

貨車空氣制動(dòng)裝置連接支管選用的鋼材材質(zhì)不良，制造工藝不達(dá)標(biāo)是導(dǎo)致其在車輛運(yùn)用過程中折斷的主要原因。

（1）制動(dòng)支管強(qiáng)度和韌性不足

金屬材料在靜載荷作用下抵抗變形或斷裂的能力為強(qiáng)度，在沖擊載荷作用下不被破壞的能力為韌性。當(dāng)制動(dòng)支管因制造時(shí)有夾渣、氣泡、縮松、焊接裂紋等缺陷，或其本身材質(zhì)強(qiáng)度和韌性較低，其強(qiáng)度和韌性不足以抵抗載荷作用時(shí)，即會(huì)發(fā)生斷裂。通過對(duì)折斷支管斷口進(jìn)一步檢查分析，支管均為折斷，說明斷裂的支管其強(qiáng)度和韌性不足以抵抗所受的彎折力。

（2）制動(dòng)支管管身厚度不夠

制動(dòng)支管管身厚度的變化會(huì)影響其強(qiáng)度，當(dāng)支管因銹蝕變薄，或本身制造完成就達(dá)不到規(guī)定厚度時(shí)，在受到超過其正常受力能力的彎折力時(shí)，支管也易折斷。9件連接支管折斷故障中，就有兩件存在明顯銹跡、管身厚度不足問題。

（3）制動(dòng)支管應(yīng)力集中

9件制動(dòng)支管折斷故障，其折斷部位均在支管與閥體、缸體連接端的管身與法蘭接頭焊接處。此處支管管徑突然變化，導(dǎo)致應(yīng)力集中，在支管整體受力時(shí)，此處應(yīng)力最大，所以更易折斷。

2.2 車輛檢修質(zhì)量不高

定檢部門對(duì)車輛進(jìn)行檢修時(shí)，檢修質(zhì)量不高，是導(dǎo)致支管在后續(xù)車輛運(yùn)用過程中折斷的重要原因。

（1）制動(dòng)支管外觀檢查不到位

車輛工廠和車輛定檢部門在對(duì)車輛制動(dòng)支管進(jìn)行安裝前或者檢修時(shí)，未對(duì)制動(dòng)支管進(jìn)行探傷，未進(jìn)行徹底外觀檢查，對(duì)管身存在裂紋或者法蘭接頭焊接處存在焊接缺陷的制動(dòng)支管不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)而進(jìn)行更換，導(dǎo)致存在缺陷的制動(dòng)支管安裝在車輛上，造成后續(xù)車輛運(yùn)用過程中支管折斷。

（2）制動(dòng)支管安裝時(shí)角度不正

因?yàn)橹苿?dòng)支管兩端分別連接在兩個(gè)車輛配件上，當(dāng)制動(dòng)支管與閥體或缸體通過法蘭連接時(shí)，兩連接管不在同一軸線上，法蘭對(duì)接面不平，檢修工人往往通過蠻力或火焰矯正的方式使之強(qiáng)力組裝，導(dǎo)致支管連接后角度不正，原始受力較大，在長期的運(yùn)行中疲勞裂損。

（3）車輛落成后車體存在高度差

空氣制動(dòng)裝置基本安裝在車體底架上，當(dāng)車輛檢修落成后，因?yàn)榍昂?、左右枕簧高度不一致，車體底架將不會(huì)水平，存在斜度，而支管往往都是橫跨車輛前后或左右，當(dāng)枕簧高度差較大時(shí)，制動(dòng)支管因跨度大，將會(huì)受到一定的彎折力，后續(xù)車輛運(yùn)行過程中產(chǎn)生前后、左右擺動(dòng)時(shí)，彎折力將會(huì)被放大，從而導(dǎo)致支管折斷。

2.3 車輛運(yùn)用過程中存在損壞

車輛運(yùn)用過程中，運(yùn)用不當(dāng)是導(dǎo)致支管在后續(xù)車輛運(yùn)用過程中折斷的直接原因。

（1）裝卸貨過程中車底大幅度晃動(dòng)

9件故障車輛中，平板車占8輛，其中7輛為集裝箱平板。通過對(duì)港口專用線的檢查發(fā)現(xiàn)，集裝箱吊裝過程中，工人操作并不平穩(wěn)，在起吊或者放下集裝箱時(shí)，往往左右搖擺，不能平穩(wěn)水平吊裝，集裝箱觸碰車底時(shí)左右不同步，從而導(dǎo)致車輛劇烈晃動(dòng)，尤其是魚腹型側(cè)梁集裝箱平板車。車輛劇烈晃動(dòng)導(dǎo)致支管猛然受力，極易折斷。

（2）車輛在線路上運(yùn)行時(shí)頻繁過曲線

7輛發(fā)生支管折斷故障的集裝箱平板車中，有5輛是循環(huán)班列車輛。循環(huán)車輛長期在蕭甬線上運(yùn)行，而蕭甬線上存在多處小半徑曲線，每次車輛通過曲線時(shí)，車輛都會(huì)產(chǎn)生較大傾斜和擺動(dòng)，車輛不停的振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)使支管不斷受力，從而導(dǎo)致支管折斷。

（3）機(jī)械設(shè)備碰撞損壞

車輛在運(yùn)用過程中，因?yàn)樨涍\(yùn)部門裝卸貨物的需要，支管不可避免會(huì)受到叉車等機(jī)械設(shè)備觸碰，或著使用卷揚(yáng)機(jī)等設(shè)備牽引車輛時(shí)，支管受到鋼絲繩等牽引工具擊打，當(dāng)支管受到碰撞的力度過大時(shí)，就會(huì)折斷損壞。

3 改進(jìn)措施及建議

3.1 改善制動(dòng)支管質(zhì)量

（1）使用強(qiáng)度更高、韌性更好的鋼材制造制動(dòng)支管，同時(shí)結(jié)合集裝箱平板車支管更易折斷實(shí)際，增加集裝箱平板車制動(dòng)支管管壁厚度，使之不再容易受力折斷。

（2）提高制動(dòng)支管法蘭焊接處焊接質(zhì)量。一是提高焊工技術(shù)水平，使用更加符合制動(dòng)管材質(zhì)的焊材，減少制動(dòng)支管法蘭焊接處存在裂紋、氣孔、夾渣的情況；二是改善法蘭接頭焊接處過渡角度，改善此處的應(yīng)力集中情況。

3.2 提高車輛檢修質(zhì)量

（1）車輛工廠或車輛定檢部門作業(yè)人員安裝制動(dòng)支管前，充分對(duì)支管進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有缺陷的禁止安裝使用?？諝庵苿?dòng)裝置安裝后按規(guī)定進(jìn)行單車試驗(yàn)，嚴(yán)格落實(shí)管系的敲震檢查，及時(shí)排除支管裂紋故障。

（2）車輛工廠或車輛定檢部門作業(yè)人員安裝制動(dòng)支管時(shí)，發(fā)現(xiàn)支管對(duì)口不正位時(shí)，要通過調(diào)整閥體、缸體角度來對(duì)位，嚴(yán)禁蠻力硬接。

（3）車輛工廠或車輛定檢部門檢修車輛落成前，嚴(yán)格測量轉(zhuǎn)向架枕簧高度，確保枕簧高度差符核規(guī)定后再落成。

（4）針對(duì)支管跨度大，制動(dòng)風(fēng)缸、閥體更靠近車底左右兩側(cè)梁的車型，在支管連接后，可以通過在底架上加焊固定架，增加支管固定點(diǎn)方式，將支管受力分散到管身中部。

3.3 加強(qiáng)愛車宣傳管理

（1）車輛段運(yùn)用部門需對(duì)車輛使用部門加強(qiáng)愛車檢查。全面開展摸排，詳細(xì)了解掌握裝卸方式、移動(dòng)車輛方式有無損壞車輛可能，對(duì)存在損壞車輛可能的情況及時(shí)要求相關(guān)單位整改。

（2）送教上門，對(duì)裝卸單位有關(guān)人員開展愛護(hù)鐵路貨車相關(guān)知識(shí)、法規(guī)制度和損壞鐵路貨車典型案例等進(jìn)行全面宣傳。講清損壞鐵路車輛造成事故的危害和故障車輛違規(guī)編入列車可能造成的嚴(yán)重后果，提高車輛使用管理單位愛護(hù)鐵路貨車意識(shí)。

（3）對(duì)循環(huán)班列車輛，運(yùn)用車間現(xiàn)場作業(yè)要進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)制動(dòng)管系的檢查，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)扣修。車輛定檢到期后，及時(shí)通知貨運(yùn)、車務(wù)部門替換車底，將到期車輛扣送定檢部門施修。

4 結(jié)束語

本文結(jié)合一線車間工作實(shí)際，對(duì)本車間今年以來發(fā)現(xiàn)的車輛空氣制動(dòng)裝置連接支管折斷故障進(jìn)行了分析，根據(jù)支管折斷故障產(chǎn)生的原因，結(jié)合本人多年從事貨車檢修運(yùn)用工作經(jīng)驗(yàn)，提出一些想法，希望能夠降低貨車車輛空氣制動(dòng)裝置連接支管折斷故障發(fā)生率，減少因鐵路貨車制動(dòng)故障而干擾正常運(yùn)輸秩序，影響鐵路運(yùn)輸安全和運(yùn)輸能力事情的發(fā)生。