提高我国铁路货物装载加固器材技术检测质量的对策

丁文赢，杨 磊，陆 松，殷 涛

(中国铁道科学研究院 运输及经济研究所，北京 100081)

提高我国铁路货物装载加固器材技术检测质量的对策

丁文赢，杨 磊，陆 松，殷 涛

(中国铁道科学研究院 运输及经济研究所，北京 100081)

分析影响我国铁路货物装载加固器材安全可靠性的因素，提出提高我国铁路货物装载加固器材技术检测质量的对策：提高我国铁路货物装载加固器材结构强度检测质量，加大我国铁路货物装载加固器材无损探伤检测力度，完善我国铁路货物装载加固器材技术检测规范。

铁路；货运；装载加固器材；安全；技术检测；无损探伤

1 我国铁路货物装载加固器材安全可靠性的影响因素

我国铁路货物种类繁多，专用铁路货车运输比例不高，在今后较长的一段时间内，采用通用货车辅以相应的装载加固器材仍然将是我国铁路货物运输的主要方式[1]。铁路货物装载加固器材的安全性与可靠性对保障铁路货物运输安全十分重要[2]。然而，在实际运用过程中，锈蚀、开焊、变形、破损、断裂、零部件缺损等对铁路货物装载加固器材的安全可靠性产生不同程度的影响，严重时会引发货物移动、滚动、倾覆、倒塌或坠落等重心失稳情况，造成铁路货物列车偏载、集重、偏重、切轴、脱轨等行车事故，给人民的生命财产造成重大损失。

（1）锈蚀。我国铁路货物装载加固器材自加工制造完成后，主要处于露天环境中，受日晒、雨淋、积雪等因素影响，容易出现局部或大面积油漆脱落、锈蚀现象，严重时会造成装载加固器材结构强度削弱、零部件或整体性能失效，危及铁路行车安全。以 500 m 长钢轨普通平车运输座架为例，在座架的底梁、隔梁分别均匀布设有若干个滚轮支撑钢轨，目的是减少钢轨相对非锁定座架纵向移动时的阻力，确保由 36 节普通平车组成的 500 m 长钢轨运输车组顺利通过弯道和道岔。如果 500 m 长钢轨普通平车运输座架的滚轮发生锈蚀，存在滚轮转动不畅或不能转动等问题，将引发列车脱轨、侧翻等安全事故。

（2）开焊。开焊问题主要存在于长期循环使用

的铁路货物装载加固器材中。开焊形成的原因分为2 类。一类是制造原因，焊缝质量不达标，存在夹渣、未焊透、焊缝厚度不足等缺陷；焊接工艺不合理，焊接过程中造成面板翘曲变形，致使焊缝承受过大的预应力[3]。另一类是使用原因，我国的铁路货物装载加固器材循环使用年限普遍较长，从几年至十几年不等，长期的日晒雨淋使焊缝锈蚀，反复承载使焊缝出现疲劳裂纹，另外工作人员的错误操作使铁路货物转载加固器材发生意外撞击，这些都会造成开焊问题。开焊问题对我国铁路货物装载加固器材的安全可靠性损害较大，以卷钢敞车运输座架为例，承载着几十吨重卷钢的运输座架依靠卡座固定在敞车中，如果卡座处出现开焊问题，座架纵向窜动，将引发铁路货物列车偏重、集重等行车事故。

（3）变形。我国铁路货物装载加固器材发生局部或大范围结构变形，主要因为在使用过程中工作人员进行非常规操作造成。铁路货物装载加固器材变形将导致自身结构强度减弱，货物的装载加固效果变差，甚至失效，危及我国铁路货物运输行车安全。例如，卷钢卧装钢制座架承载卷钢时至少有 4 个支撑点，如果钢制座架由于非常规吊装或意外碰撞造成变形，将导致支撑点不能均匀受力，影响承载卷钢的稳定性，进而威胁铁路货物列车的行车安全。

（4）断裂。断裂问题主要发生在组合型铁路货物装载加固器材的连接部件。例如，用于连接货物转向架上架体和下架体的销轴，以及盘条、钢丝绳、链条等拉牵用铁路货物装载加固器材。断裂形成的主要原因有：母材内部存在气孔、分层、夹杂物等缺陷[4]；铁路货物装载加固器材使用过程中产生磨损、割伤、疲劳裂纹等破坏。铁路货物装载加固器材发生断裂将引发重大铁路运输安全事故，以预应力混凝土桥梁普通平车运输转向架为例，如果连接上架体和下架体的销轴发生断裂，100 多吨重预应力混凝土桥梁将从铁路列车上坠落，后果严重程度不堪设想。

（5）零部件缺损。由于操作人员岗位责任意识不强、操作技能不够专业熟练等原因，在铁路货物装载加固器材的使用过程中，一些零部件容易发生脱落或损坏。另外，我国铁路部分停靠站等级不高、安全防护设备简陋、安全管理人员较少，当货物列车停留时间较久时，容易发生铁路货物装载加固器材上易拆卸的零部件丢失现象。铁路货物装载加固器材零部件缺损，尤其是关键位置的零部件缺损，将导致货物装载加固失效，货物发生窜动、滚动、倾覆、坠落等事故，严重影响铁路货物运输行车安全。以长钢轨普通平车运输座架为例，座架的底梁和隔梁上设有限制长钢轨横向移动的侧轮组。由于较易拆卸，侧轮组如果发生缺损，将导致长钢轨横向限位失效，造成货物列车偏载，甚至脱轨等事故。

2 提高我国铁路货物装载加固器材技术检测质量的对策

2.1 提高我国铁路货物装载加固器材结构强度检测质量

目前，我国铁路货物装载加固器材结构强度检测主要采用电阻应变计法，对被测装载加固器材加载相应载荷情况下，通过读取布置在装载加固器材关键位置上电阻应变计中电阻变化值，计算求得相应位置应力变化状态，分析装载加固器材结构强度是否符合相应技术标准要求，进而判定被测装载加固器材是继续使用，还是维修处理或废弃。为保证上路运行的装载加固器材全部处于安全可靠状态，避免对装载加固器材结构性能错判、误判，进一步提高我国铁路货物装载加固器材结构强度检测质量，特别是检测准确性，尤为重要。然而，我国铁路货物装载加固器材结构强度检测场所主要为露天环境，条件比较恶劣，影响装载加固器材结构强度检测准确性的因素较多，对检测人员的技术水平、从业经验、整体素质要求较高。

2.1.1 提高测点布置质量

装载加固器材结构强度检测过程中，测点布置是重要环节，测点布置质量好坏直接影响测量结果的准确性[5]。提高测点布置质量的主要措施如下。

（1）选取适宜的电阻应变计。我国铁路货物装载加固器材和电阻应变计的种类均较多，检测人员应根据被测装载加固器材的材质特点和电阻应变计的特性，选取最适宜搭配。

（2）保证测点位置选取准确性。检测人员进行

实际测量前，必须深入分析被测装载加固器材在实际应用时的受力状态，对于复杂结构件可以借助有限元分析软件，保证测试点选取的准确性、全面性。

（3）确保电阻应变计布置方向与预定方向的一致性。如果电阻应变计布置方向与预定方向存在夹角，即使角度很小，都将严重影响测试结果的准确性。

2.1.2 做好干扰因素防护工作

为了避免环境中相关因素对测试结果准确性的影响，装载加固器材结构强度检测过程中的防护工作必须准备充分。

（1）为了避免环境温度变化对电阻应变计的干扰，应采用温度补偿法进行测量，并且保证工作电阻应变计和补偿电阻应变计的联接导线型号、长度相同，并捆扎在一起，避免环境温度变化对导线电阻的干扰。另外，为避免电磁波的干扰，连接导线应选用多芯屏蔽电缆，而且多芯屏蔽电缆的金属屏蔽网在仪器端应接地。

（2）确保电阻应变计敏感栅对地的绝缘电阻大于 500 MΩ，以避免在电阻应变计受潮状态下采集到失真数据。

（3）注意调节数据采集仪器的灵敏系数，避免导线电阻对数据采集灵敏度的影响。

2.1.3 加强从业人员的培训与教育

由于我国铁路货物装载加固器材的技术标准尚不完善，缺乏统一的试验、检验方法[6]，加之各检测单位技术装备水平、人员素质存在一定程度的差距，导致在装载加固器材的技术指标和质量水平的判别上存在较大差异，成为铁路货物运输安全的隐患。检测单位应加大实验室硬件设施投入力度，及时检修、适时更新仪器设备，合理布局实验室，改善实验室检测环境，使实验室具备与自身所承担检测任务相适应的实验用房和仪器设备。同时，应加强对检测人员的业务培训，从思想上提高检测人员对铁路货物装载加固器材技术检测工作重要性的认识，增强安全风险意识，努力保持从业人员“高标准、讲科学、不懈怠”的工作态度[7]；通过定期教育和培训，确保检测人员及时掌握现行适用标准，了解铁路货物装载加固器材领域科技成果的前沿动态，提高现场作业的实际操作技能。

2.2 加大我国铁路货物装载加固器材无损探伤检测力度

我国铁路货物装载加固器材中的钢结构件，在加工和使用过程中存在多种缺陷。例如，涉及原材料时存在裂纹、气孔、分层、夹渣等缺陷，焊缝时存在咬边、弧坑、焊瘤、裂纹、气孔、未焊透等缺陷，另外还有加工制作缺陷和钢结构运输、安装和使用维护中的缺陷。为防止上述铁路货物装载加固器材缺陷对我国铁路货物安全运输造成危害，应加大我国铁路货物装载加固器材无损探伤检测力度，严控焊缝外观检验、渗透检测、磁粉检测和超声波检测环节。

2.2.1 仔细检验焊缝外观

检测人员应借助 5～10 倍放大镜仔细检查焊缝是否存在咬边、弧坑、焊瘤、夹渣、裂纹、气孔、未焊透等缺陷；采用硝酸酒精侵蚀检查焊缝是否存在裂纹，当发现可疑处时，应将漆膜除净、打光，并用丙酮清洗干净，滴上浓度 5%～10% 硝酸酒精，认真查看是否存在褐色显示的裂纹；重要的焊缝还应采用红色渗透液着色探伤。

2.2.2 加大对关键部件的超声波探伤比例和范围

超声波探伤具有检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害等特点，利用该方法能够对铁路货物装载加固器材中存在的裂纹、气孔、分层、夹渣等缺陷进行精确定位和定量[8]。为了确保我国铁路货物装载加固器材的安全可靠性，应努力扩大对铁路货物装载加固器材关键部件的超声波探伤比例和范围。需要引起注意的是，超声波探伤适合于厚度较大的零部件检验，而且对工作表面平滑度要求较高，技术操作难度较大，应由经验丰富、技术水平较高的检验人员执行。

2.2.3 利用磁粉探伤做好近表面处缺陷检验

磁粉探伤是通过磁粉在铁路货物装载加固器材缺陷附近漏磁场中的堆积以检测铁磁性材料表面或近表面处缺陷的一种无损检测方法，具有成本低、缺陷显示直观、检验速度快、检验准确度高等优点，适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄的微裂纹。充分利用磁粉探伤做好铁路货物装载加固器材中原材料、半成品、成品工件的近表面处缺陷检

验，能够进一步保障我国铁路货物运输安全。

2.3 完善我国铁路货物装载加固器材技术检测规范

目前，我国在铁路货物装载加固器材方面的行业标准主要为《装载加固材料和装置》(TB/T 3079—2005)。其中，第 1 部分为货物转向架，第 2 部分为条形草支垫，第 3 部分为铁泥塑料挡，第 4 部分为上封式网绳，第 5 部分为固定捆绑铁索。这些标准对装载加固材料或装置明确规定了制作和技术要求，以及检验内容、标准和方法等，对铁路货物装载加固器材的质量控制和管理起到应有的作用。然而，这些技术标准执行多年，有的标准已经不能适应当今铁路发展需求，如我国《铁路货物装载加固规则》中对长期循环使用的货物转向架要求每 5 年进行 1 次综合技术检测，而在实际使用过程中，每年均有铁路局自行根据实际需求组织检测。另外，钢座架的检测方法和周期均由铁路局自行掌握，缺乏统一的检测标准。研究制定可循环装载加固器材检测方法，完善既有标准尤为重要和紧迫。

3 结束语

提高我国铁路货物装载加固器材的技术检测质量，加强对铁路货物装载加固器材安全可靠性的监管力度，杜绝铁路货物装载加固器材带病上路，对于确保我国铁路货物运输安全，更好地推进我国铁路货运组织改革，保障敞开收货、实货组织装车、随到随运的铁路货物运输组织方式顺利实施具有重要意义。

[1] 何绪体. 铁路物流企业转型发展的思考[J]. 铁道运输与经济，2014，36(6)：32-35. HE Xu-ti. Thoughts on Transferring Development of Railway Logistic Enterprises[J]. Railway Transport and Economy，2014，36(6)：32-35.

[2] 赵 勇. 提高我国铁路货物装载加固器材性能的探讨[J]. 铁道货运，2013，31(4)：54-56. ZHAO Yong. Discussion on Increasing Performance of Railway Goods Loading Reinforcement in China[J]. Railway Freight Transport，2013，31(4)：54-56.

[3] 陈云祥. 焊接工艺[M]. 北京：机械工业出版社，2012.

[4] 戴起勋. 金属材料学[M]. 北京：化学工业出版社，2012.

[5] 施文康，余晓芬. 检测技术[M]. 北京：机械工业出版社，2010.

[6] 中国铁道科学研究院运输及经济研究所. 货物装载安全管理关键技术与标准研究报告[R]. 北京：中国铁道科学研究院，2014.

[7] 郭玉华. 深入推进“三化”建设 全面提升货运工作质量[J]. 铁道货运，2015，33(1)：1-9. GUO Yu-hua. Deeply Promote “Three Aspects” Establishment and Fully Increase Quality of Freight Transport Works[J]. Railway Freight Transport，2015，33(1)：1-9.

[8] 刘贵民，马丽丽. 无损检测技术[M]. 北京：国防工业出版社，2010.

（责任编辑 冯姗姗）

Countermeasures of Increasing Technical Detection Quality of Railway Freight Loading Reinforcement Equipment in China

DING Wen-ying, YANG Lei, LU Song, YIN Tao
(Transportation and Economics Research Institute, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China)

This paper analyzes the factors influencing the safety and reliability of railway freight loading reinforcement equipments in China, and puts forward countermeasures of increasing the technical detection quality of the equipments in China, such as increasing the detection quality of structure strength of the equipments, intensifying the efforts of non-destructive flaw detection for the equipments, and improving technical detection standards of the equipments.

Railway; Freight Transportation; Loading Reinforcement Equipment; Safety; Technical Detection; Non-destructive Flaw Detection

1004-2024(2016)03-0043-04

U294.25

B

10.16669/j.cnki.issn.1004-2024.2016.03.10

2016-02-17

丁文赢 (1984—)，男，山东德州人，硕士研究生。杨磊(1980—)，男，江苏徐州人，硕士研究生。陆松 (1970—)，男，安徽蚌埠人，博士研究生。殷涛 (1980—)，男，四川邛崃人，大学本科。

中国铁路总公司专项任务 (Z2013-037)