铁路货车空气制动装置连接支管折断故障的探讨

叶文斌 中国铁路上海局集团有限公司杭州北车辆段

空气制动装置作为铁路货车制动系统的重要组成部分，由各种阀件、缸体、塞门及管系组成，通过空气压力实现铁路货车制动和缓解作用。当空气制动装置管系中的连接支管折断时，将会影响空气压力的正常传导，导致车辆制动、缓解不良。因此，分析空气制动装置连接支管折断的原因，针对性进行改进具有十分积极的现实意义。

1 支管折断故障情况分析

2021年1至9 月，本车间现场人工检查车辆751635辆，发现车辆空气制动装置连接支管折断故障共9件，支管折断故障发现率0.12件/万辆，平均每月一件。具体故障情况见表1。

表1 具体故障情况表

通过对故障进一步分析发现，支管折断部位集中在与阀体、缸体连接端的管身与法兰接头焊接处，也是应力集中部位，故障以新痕为主。

2 制动支管折断故障产生的原因分析

2.1 制动支管质量不良

货车空气制动装置连接支管选用的钢材材质不良，制造工艺不达标是导致其在车辆运用过程中折断的主要原因。

（1）制动支管强度和韧性不足

金属材料在静载荷作用下抵抗变形或断裂的能力为强度，在冲击载荷作用下不被破坏的能力为韧性。当制动支管因制造时有夹渣、气泡、缩松、焊接裂纹等缺陷，或其本身材质强度和韧性较低，其强度和韧性不足以抵抗载荷作用时，即会发生断裂。通过对折断支管断口进一步检查分析，支管均为折断，说明断裂的支管其强度和韧性不足以抵抗所受的弯折力。

（2）制动支管管身厚度不够

制动支管管身厚度的变化会影响其强度，当支管因锈蚀变薄，或本身制造完成就达不到规定厚度时，在受到超过其正常受力能力的弯折力时，支管也易折断。9件连接支管折断故障中，就有两件存在明显锈迹、管身厚度不足问题。

（3）制动支管应力集中

9件制动支管折断故障，其折断部位均在支管与阀体、缸体连接端的管身与法兰接头焊接处。此处支管管径突然变化，导致应力集中，在支管整体受力时，此处应力最大，所以更易折断。

2.2 车辆检修质量不高

定检部门对车辆进行检修时，检修质量不高，是导致支管在后续车辆运用过程中折断的重要原因。

（1）制动支管外观检查不到位

车辆工厂和车辆定检部门在对车辆制动支管进行安装前或者检修时，未对制动支管进行探伤，未进行彻底外观检查，对管身存在裂纹或者法兰接头焊接处存在焊接缺陷的制动支管不能及时发现而进行更换，导致存在缺陷的制动支管安装在车辆上，造成后续车辆运用过程中支管折断。

（2）制动支管安装时角度不正

因为制动支管两端分别连接在两个车辆配件上，当制动支管与阀体或缸体通过法兰连接时，两连接管不在同一轴线上，法兰对接面不平，检修工人往往通过蛮力或火焰矫正的方式使之强力组装，导致支管连接后角度不正，原始受力较大，在长期的运行中疲劳裂损。

（3）车辆落成后车体存在高度差

空气制动装置基本安装在车体底架上，当车辆检修落成后，因为前后、左右枕簧高度不一致，车体底架将不会水平，存在斜度，而支管往往都是横跨车辆前后或左右，当枕簧高度差较大时，制动支管因跨度大，将会受到一定的弯折力，后续车辆运行过程中产生前后、左右摆动时，弯折力将会被放大，从而导致支管折断。

2.3 车辆运用过程中存在损坏

车辆运用过程中，运用不当是导致支管在后续车辆运用过程中折断的直接原因。

（1）装卸货过程中车底大幅度晃动

9件故障车辆中，平板车占8辆，其中7辆为集装箱平板。通过对港口专用线的检查发现，集装箱吊装过程中，工人操作并不平稳，在起吊或者放下集装箱时，往往左右摇摆，不能平稳水平吊装，集装箱触碰车底时左右不同步，从而导致车辆剧烈晃动，尤其是鱼腹型侧梁集装箱平板车。车辆剧烈晃动导致支管猛然受力，极易折断。

（2）车辆在线路上运行时频繁过曲线

7辆发生支管折断故障的集装箱平板车中，有5辆是循环班列车辆。循环车辆长期在萧甬线上运行，而萧甬线上存在多处小半径曲线，每次车辆通过曲线时，车辆都会产生较大倾斜和摆动，车辆不停的振动和扭转使支管不断受力，从而导致支管折断。

（3）机械设备碰撞损坏

车辆在运用过程中，因为货运部门装卸货物的需要，支管不可避免会受到叉车等机械设备触碰，或着使用卷扬机等设备牵引车辆时，支管受到钢丝绳等牵引工具击打，当支管受到碰撞的力度过大时，就会折断损坏。

3 改进措施及建议

3.1 改善制动支管质量

（1）使用强度更高、韧性更好的钢材制造制动支管，同时结合集装箱平板车支管更易折断实际，增加集装箱平板车制动支管管壁厚度，使之不再容易受力折断。

（2）提高制动支管法兰焊接处焊接质量。一是提高焊工技术水平，使用更加符合制动管材质的焊材，减少制动支管法兰焊接处存在裂纹、气孔、夹渣的情况；二是改善法兰接头焊接处过渡角度，改善此处的应力集中情况。

3.2 提高车辆检修质量

（1）车辆工厂或车辆定检部门作业人员安装制动支管前，充分对支管进行检查，发现有缺陷的禁止安装使用。空气制动装置安装后按规定进行单车试验，严格落实管系的敲震检查，及时排除支管裂纹故障。

（2）车辆工厂或车辆定检部门作业人员安装制动支管时，发现支管对口不正位时，要通过调整阀体、缸体角度来对位，严禁蛮力硬接。

（3）车辆工厂或车辆定检部门检修车辆落成前，严格测量转向架枕簧高度，确保枕簧高度差符核规定后再落成。

（4）针对支管跨度大，制动风缸、阀体更靠近车底左右两侧梁的车型，在支管连接后，可以通过在底架上加焊固定架，增加支管固定点方式，将支管受力分散到管身中部。

3.3 加强爱车宣传管理

（1）车辆段运用部门需对车辆使用部门加强爱车检查。全面开展摸排，详细了解掌握装卸方式、移动车辆方式有无损坏车辆可能，对存在损坏车辆可能的情况及时要求相关单位整改。

（2）送教上门，对装卸单位有关人员开展爱护铁路货车相关知识、法规制度和损坏铁路货车典型案例等进行全面宣传。讲清损坏铁路车辆造成事故的危害和故障车辆违规编入列车可能造成的严重后果，提高车辆使用管理单位爱护铁路货车意识。

（3）对循环班列车辆，运用车间现场作业要进一步强化对制动管系的检查，发现故障及时扣修。车辆定检到期后，及时通知货运、车务部门替换车底，将到期车辆扣送定检部门施修。

4 结束语

本文结合一线车间工作实际，对本车间今年以来发现的车辆空气制动装置连接支管折断故障进行了分析，根据支管折断故障产生的原因，结合本人多年从事货车检修运用工作经验，提出一些想法，希望能够降低货车车辆空气制动装置连接支管折断故障发生率，减少因铁路货车制动故障而干扰正常运输秩序，影响铁路运输安全和运输能力事情的发生。