大秦线配属货车修程修制改革安全性分析探讨

解喜文，郝崇杰，陈志平

(1.大秦铁路股份有限公司 湖东车辆段，山西 大同 037300；2.中国铁路太原局集团有限公司 车辆部，山西 太原 030013)

本次大秦线配属重载车辆修程修制改革坚持安全第一原则，通过对车辆检修周期延长后可能影响安全的关键系统和部件进行安全性分析，积极稳妥地推进修程修制改革。

1 故障统计情况

1.1 C80B(H、F)型专用货车

从故障统计看，大秦线配属C80B(H、F)型专用货车厂修、段修后运行至第17—18个月(约30～33万km)时，故障率呈明显上升趋势，如图1所示。

图1 C80B(H、F)型专用货车整车故障率随时间变化图

从安全风险看，段修周期延长后可能会造成车轮踏面故障增多，影响车辆运行品质，车钩缓冲装置、制动装置和车体故障数量增加，增加了临修工作量，影响运输秩序。

1.2 C80E(H、F)型专用货车

从故障统计看，2016年段修后的C80E(H、F)型专用货车临修故障仅发生49件，故障率极低，仅为车辆保有数的0.98%，且与运行时间无明显变化规律，对行车安全影响较小。

2 故障及安全风险分析

2.1 车轮

2.1.1 C80B(H、F)型专用货车车轮故障分析

从统计数据看，车轮故障类型主要包括踏面、轮缘、轮辋故障[1]，踏面故障占比最高，达到了96%以上，轮缘、轮辋故障占比非常低。经分析可知，车辆运行到第17—18个月(约30～33万km)时，踏面故障率呈明显上升趋势，如图2所示。

图2 C80B(H、F)型专用货车车轮踏面故障率随时间变化图

对630辆运行约27万km的C80B(H、F)型专用货车装用的5 040片车轮(旧材质车轮3 428片，新材质车轮1 612片)踏面磨耗情况进行调研，车轮踏面磨耗量分布如表1所示，新旧材质车轮磨耗量对比如图3所示。

表1 车轮踏面磨耗量分布

图3 C80B(H、F)型专用货车新旧材质车轮磨耗量对比图

从图3可以看出，运行时间相同时，60%以上的新材质车轮磨耗量集中在3 mm以内，车轮磨耗得到明显改善。根据车轮踏面磨耗速率计算，运行27万km时踏面磨耗量超过4.8 mm的车轮运行至45万km时，踏面磨耗量将超过8 mm。

2.1.2 C80E(H、F)型专用货车车轮故障分析

从2016年段修后的C80E(H、F)型专用货车1个段修期的运行故障统计，未发生车轮故障，因此延长走行里程后安全风险较低。

2.1.3 车轮安全风险分析

段修周期延长后会出现车轮踏面故障增加的情况，影响车辆运行品质，造成临修轮对更换量增加。车轮踏面擦伤故障虽然随运用时间延长而增加，但通过TPDS在线监测，故障状态可控，具有防范安全风险的有效手段[2]。车轮踏面圆周磨耗超限后表征明显，通过明确检查要求，在列检作业时有针对性地加强检查，同时结合二级整备(专项修)进行扣修更换，可消除故障隐患，满足货车运用安全要求。

2.2 轴承

2.2.1 C80B(H、F)型专用货车轴承故障分析

从统计数据看，轴承故障主要是热轴、轴承破损、轴承甩油及密封失效等，轴承故障率总体水平较低。由于车辆在1个段修期内装用的轴承不完全为本次段修时压装，压装时间与段修时间不完全同步，因此在1个段修周期内轴承故障率基本保持稳定，不随运行时间增加而呈明显增加趋势，且轴承本身的质量缺陷比例较低。

2.2.2 C80E(H、F)型专用货车轴承故障分析

经对2018年2 976辆段修C80E(H、F)型敞车轴承故障分析，轴承因故障退卸130套，退卸率为0.6%。轴承故障主要为TADS预报、异音卡滞、密封失效3种。

2.2.3 轴承安全风险分析

从故障统计数据看，轴承故障率保持稳定，基本不随运行时间的增加而明显增加。轴承故障在运行中可利用TADS、THDS等安全监控系统有效防范，延长走行里程后轴承的运行安全风险较低，但是存在轴承超寿命期运行的情况。同时由于轴承故障数量增加，可能会造成THDS轴温报警和拦停甩车数量增加，对运输秩序造成一定影响。

2.3 转向架(不含轮轴)

2.3.1 C80B(H、F)型专用货车转向架故障分析

对2017年1—5月段修后车辆在1个定检周期内的转向架临修故障趋势进行了分析。结果显示，除轮轴故障外，转向架其余故障类型主要包括侧架附属件故障(故障占比为82.30%)、弹簧故障(故障占比为0.88%)、旁承故障(故障占比为15.93%)和交叉支撑装置故障(故障占比为0.88%)等，但整体故障率较低。经对非整体芯铸造的摇枕、侧架探伤检查发现，摇枕裂纹故障率达到43.57%，侧架裂纹故障率达到63.06%。

2.3.2 C80E(H、F)型专用货车转向架故障分析

对2016年C80E(H、F)型专用货车首次段修至第2次段修前发生的运用故障进行统计，数据显示，转向架部分未发生故障，因此延长走行里程后安全风险较低。

2.3.3 转向架安全风险分析

转向架部分可能影响安全的故障模式主要是C80B(H、F)型专用货车非整体芯铸造的摇枕及侧架裂纹导致车辆脱轨，可适当调整其使用寿命，保证运用安全；侧架附属件的主要故障为滑槽磨耗板裂损、丢失，可在厂修、段修时加强检查、更换[3-4]。

2.4 车钩缓冲装置

2.4.1 C80B(H、F)型专用货车车钩缓冲装置故障分析

故障统计数据显示，车辆运用过程中车钩缓冲装置故障主要是尼龙磨耗板故障、钩体故障、钩舌故障，故障占比分别为85.60%、7.51%、6.89%。从故障发生率看，厂修、段修后运行至第17—18个月(约30～33万km)时，车钩缓冲装置故障率呈明显上升趋势(图4)。其中，钩舌裂纹、车钩裂纹、牵引杆磨耗超限、钩尾框裂纹、缓冲器配件破损及尼龙磨耗板故障等故障发生率随运行时间的增加而明显增多。

图4 C80B(H、F)型专用货车车钩缓冲装置故障率随时间变化图

2.4.2 C80E(H、F)型专用货车车钩缓冲装置故障分析

故障统计数据显示，车辆运用过程中车钩缓冲装置故障主要是钩缓附属件故障，故障占比为66.67%，但故障率较低，且故障率变化与运行时间没有明显规律。

2.4.3 车钩缓冲装置安全风险分析

钩缓部分可能影响安全的故障模式是钩舌断裂、车钩裂损、缓冲器失效，导致列车分离、列车纵向冲击增大造成脱轨。自大秦线开通运行以来，未发生过因车钩裂损造成的列车分离事故。按照既有修程规定，大秦线配属车辆运行40万km(2年)，距修程修制改革后的45万km(2年3个月)仅差5万km(3个月)。调研发现的钩舌全部为探伤裂纹，延长检修周期后继续使用将不会产生太大风险，即便断裂也仅造成列车分离，不会导致车辆脱轨、颠覆等事故。因此，钩缓故障引起的安全风险较低且可控。

2.5 制动装置

2.5.1 C80B(H、F)型专用货车制动装置故障分析

临修故障统计数据显示，车辆运用过程中空气制动故障主要是制动阀故障和制动管系故障，故障占比分别为79.27%、19.51%。从故障发生率看，故障率随运行时间变化的规律不明显，但走行里程延长后，故障比例可能上升。

在检修过程中调研发现，2018年制动阀主要故障为阀体漏泄、窜风故障，共计5 548件，占检修数量的28.24%。从统计结果来看，制动阀阀体故障随使用年限的增加而大幅增加。制动管系漏泄故障37件，均为低温状态下制动管系橡胶密封件性能下降造成。基础制动装置故障主要是闸调器故障。2018年C80B(H、F)型专用货车发生闸调器作用失效故障19件，主要故障形式为闸调器后盖脱出、闸调器作用失效。

2.5.2 C80E(H、F)型专用货车制动装置故障分析

统计2016年C80E(H、F)型专用货车段修后1个定检周期内发生的临修故障，基础制动装置未发生临修故障，空气制动故障发生2件，其中制动阀故障、塞门漏泄故障各1件，且均发生在车辆运行至第18—19个月。

2.5.3 制动装置安全风险分析

空气制动装置的制动阀故障和制动管系故障可能造成车辆抱闸、紧急停车或需要甩车临修。目前120(120-1)型制动阀运行最长时间为2年，定期检修时滑阀密封面普遍无润滑油，且大部分密封面存在不同程度的划伤[5]。检修周期延长后，有可能出现故障率明显上升的趋势，存在一定安全风险。延长检修周期后，可利用THDS监控系统预报疑似抱闸故障，提前对车辆抱闸故障进行预判和处置。个别车辆不制动与制动关门车类似，对行车安全影响较小。同时加强列检及整备作业时试风作业，对性能不稳定的空气制动故障及时进行预判和处置。闸调器作用失效故障可在列检时进行更换处置，以满足货车运行安全。

2.6 车体

2.6.1 C80B(H、F)型专用货车车体故障分析

通过对车体部分临修故障趋势分析，厂修、段修后运行至第17—18个月(约30～33万km)时，车体故障率呈明显上升趋势(图5)，主要故障类型为撑杆故障。2018年厂修、段修时，C80B(H、F)型专用货车更换撑杆28 469根，辆均1.7根，运用(整备)作业中共发现撑杆折断、丢失扣修519辆，占该车保有量的1.68%。

图5 C80B(H、F)型专用货车车体故障率随时间变化图

检修中发现的主要故障为车门搭扣故障、上心盘座裂纹。2019年以来，在C80B(H、F)型专用货车检修过程中发现，车门搭扣螺栓、搭扣座铆钉腐蚀失效故障日益凸显，尤其是铆钉套环失效故障严重，发现铆钉套环失效455件，而且随着运行时间的增加故障比例将会逐步上升。

2.6.2 C80E(H、F)型专用货车车体故障分析

通过对车体部分临修故障趋势分析发现，段修后1个定检周期内发生的临修故障整体故障率较低，且故障率变化与运行时间没有明显规律。

2.6.3 车体安全风险分析

对于C80B(H、F)型专用货车，车体部分可能影响安全的故障模式是撑杆折断、车门搭扣脱落，导致车体外胀侵限、车门开放。C80E(H、F)型专用货车车体部分故障不明显。

3 建议措施

根据上述故障分析，延长走行里程检修后存在车轮踏面、钩缓、制动等故障增多的安全风险。为保障车辆安全运用，提出对应的风险控制建议措施如下。

3.1 开展二级整备(专项修)，提升车辆运行品质

C80B(H、F)型专用货车运行至27～33万km时，开展一次二级整备(专项修)作业，结合轮对磨耗规律制定轮对磨耗更换限度，对不能运行至下次定检的轮对进行集中更换，同时对车内撑杆、车门搭扣、钩缓装置、制动装置等其他部位进行重点检查、处置，降低检修周期延长后车辆运用安全风险。

3.2 开展课题研究，完善相应标准

开展延长轴承寿命周期、研究摸索轮对磨耗规律、制动性能“冷热轮”预报评判等技术攻关，适当调整及完善相应标准，以适应大秦线配属货车修程修制改革。

3.3 开展质量攻关，提升配件质量

针对钩舌、钩缓装置尼龙磨耗板、制动阀、撑杆、制动管系橡胶密封件等易发生故障的配件，开展质量攻关，研制与大秦线配属货车修程修制改革匹配性更强的新型配件。

3.4 扩大新技术应用，解决惯性故障

充分发挥新技术优势，将既有制动阀改造为主动润滑制动阀，加大主动润滑制动阀、烧结式滤尘器、石墨烯橡胶夹布膜板等新技术产品的装车使用，提高制动系统性能的稳定性，降低运用故障率，延长制动阀检修周期。

3.5 积极开展试验验证，保证修程修制改革稳步推进

根据修程修制改革目标，制定完善列车试验大纲，定期对试验车辆状态进行统计、分析、评估，确保修程修制改革稳步推进。

4 结论

通过对上述关键部件的安全性分析可以看出，运用中采用的各种安全监控装置和手段可对早期故障进行预警，防止了故障的进一步恶化，起到了安全屏障的作用。首先，大秦线安装有5T及AEI设备共计110套，这些安全监控设备在日常运用检修中发挥了重要作用，防止了一批典型故障和事故的发生，为货车运行状态监控提供了有力的技术手段，进一步强化了货车运行安全控制保障能力。其次，C80B(H、F)型专用货车结合二级整备(专项修)可对延长走行里程后影响运行安全的故障进行处置；C80E(H、F)型专用货车在既有修程定检周期内临修故障率极低。经分析表明，适当延长走行里程后，临修故障率也不会出现大幅增加，行车安全风险较低。因此，可以得出，C80B(H、F)、C80E(H、F)型专用货车修程修制改革安全性可控。