本站小編為你精心準備了鐵路客車水箱滲漏故障改進研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：分析了鐵路客車水箱滲漏慣性故障的原因，并從設計結構、工藝制造、質量管控等方面提出了改進意見。

關鍵詞：鐵路客車；水箱；滲漏故障；改進；方案

本文主要探討鐵路客車給水裝置中水箱的慣性滲漏故障，并提出相應的改進方案。圖1對近2年收集的鐵路客車水箱滲漏故障源頭信息進行了分類統計。由圖1可以看出，76％的水箱滲漏故障由焊縫原因引起。

1原因分析

（1）設計結構。2012年以前，部分客車給水裝置兩側注水管管徑為DN25mm且設有單向閥，溢水管管徑為DN20mm。按TB／T1720—2010《鐵道客車及動車組給水裝置》要求對水箱進行注水試驗時，該標準規定注水壓力不得小于490kPa，而在注水壓力為460kPa時，水箱內部剩余壓力已達110kPa，遠超TB／T1720—2010規定的“水箱內部剩余壓力不大于25kPa”的要求。由此可知，給水裝置兩側注水管設有單向閥時，僅靠DN20溢水管溢水，水箱內部剩余壓力較高，容易造成水箱鼓脹、變形。（2）水箱材料。早期采用302不銹鋼板制造，耐晶間腐蝕較差，水箱長時間使用會使板材發生晶間腐蝕，造成滲漏。（3）防波板、端板強度。部分水箱防波板由不銹鋼板拼焊組成，過水孔開口過大，整體強度不足，在水箱存水的沖擊下會發生扭曲變形，失去抑波功能。同時由于端板補強不足，在防波板不能有效抑制水波沖擊的情況下端板也容易發生鼓包和變形。（4）箱體結構。橢圓水箱箱體由4塊鋼板拼焊組成，較多水箱因焊接不良（尤其是下部2條焊縫）產生裂紋導致滲漏。方水箱由6塊鋼板拼焊組成，焊縫多在邊角處，焊接質量不易控制，配合間隙較大，焊接過程容易形成應力集中，長時間運行可能會導致焊縫脫焊或者撕裂，造成水箱滲漏。另外水箱內部防波板為單側角接段焊，強度較弱，其下部受水箱存水沖擊時容易脫焊或撕裂水箱箱體，造成水箱滲漏。（5）制造工藝。焊接前未對材料進行徹底清潔處理，材料表面有油污等導致焊縫不良率較高，影響焊接質量；焊接時對焊縫周邊防護不足，飛濺點容易出現點腐蝕現象，造成水箱滲漏；焊接時電流過大致使母材中鉻元素下降，下降到一定的比例時，鉻會溶解在鐵表面形成的氧化物中無法形成有效保護膜；采用手工金屬電弧焊，隨意引弧易造成母材擦傷，焊工如常用帶棱角鐵錘敲擊箱體以矯正焊接變形，或用尖角錘清除渣皮，也容易引起不銹鋼鈍化膜損傷，存在腐蝕風險。（6）質量管控。個別批次不銹鋼板材有砂眼、隱藏裂紋等缺陷，存在滲漏隱患；個別零件加工、安裝質量控制不到位，如清掃孔螺栓滑扣造成滲漏；水箱組焊完成后僅對水箱進行目視檢查和水壓試驗，焊縫成形及探傷檢查要求低。（7）現場管控。鋼板入庫存放后，部分處于撓曲狀態或局部受力。長期在這種狀態下存放，鋼板內部應力分布不均衡，不利于后續焊接過程。焊接完成后水箱長期存放于潮濕環境，存在腐蝕隱患。水箱焊接時，固定水箱用的夾具大多為碳鋼材質，在高溫焊接條件下與不銹鋼水箱接觸過程中容易導致碳原子滲透污染不銹鋼，存在腐蝕隱患。（8）試驗參數。TB／T1720—2010對振動、沖擊試驗時的水箱儲水量沒有明確的數值規定，行業內各主機廠對水箱保壓試驗壓力（有25kPa、98kPa、150kPa3種）及保壓時長（有5min和15min2種）也沒有統一的要求，試驗參數不統一，無法在試驗階段充分驗證和排除水箱滲漏的隱患。

2改進方案

目前鐵路客車水箱滲漏事故主要集中在橢圓水箱和方水箱，所以本文重點從設計、工藝、質量方面對橢圓水箱和方水箱進行改進。2．1優化設計結構圖2為優化結構水箱給水裝置。優化結構水箱給水裝置取消了單向閥，合理配置了注水管及溢水管管徑。注水管管徑由DN25mm增大為DN32mm；溢水管管徑由DN20mm增大為DN25mm。優化后進行注水試驗，測得水箱內部剩余壓力為17～20kPa，滿足TB／T1720—2010的要求。

2．2優化水箱材料

304不銹鋼在焊接過程中不易發生晶間腐蝕，可用于一般性抗腐蝕環境。綜合考慮，水箱板材建議采用具有優良耐腐蝕性能和抗晶間腐蝕性能的304不銹鋼。

2．3提高端板、防波板強度

橢圓水箱端板用4mm不銹鋼板沖壓成型后，在端面進行補強處理，以提高強度。同時在防波板上設置合適大小的過水孔并進行補強，使其抵抗變形的能力更強（圖3）。方水箱防波板結構由原來的只有數道橫向防波板改為橫向、縱向插接式防波板，各防波板間距不得大于500mm。橫向、縱向防波板之間插接并進行段焊，以保證水箱強度（圖4）。

2．4箱體結構改進

橢圓水箱箱體由4塊3mm不銹鋼板改成由2塊3mm不銹鋼板焊接而成，避免了底部2條焊縫，徹底杜絕了底部焊縫滲漏現象。方水箱采用箱體包板整體成型工藝，底板與蓋板均整體折邊成型，蓋板與箱體為搭接焊，避免了底部4條長焊縫，減少了側面及頂部焊縫，最大程度避免了底部出現焊縫滲漏的情況。方水箱防波板折邊處理，與箱體包板下部由對接焊改為搭接焊，提升了強度，防止防波板脫焊或撕裂；防波板上部與箱體上蓋板采用插接周圈焊接方式，將防波板局部凸臺伸出箱體上蓋板，在水箱外表面進行焊接，提高了箱體的整體強度，保證了焊接質量。在橢圓水箱箱體吊座、防波板位置增加2條腰帶，減輕箱體包板與防波板焊縫負荷，防止箱體包板膨脹變形。

2．5制造工藝改進

（1）水箱焊接需滿足EN15085系列焊接標準要求。（2）箱體焊接要求采用熔化極活性氣體保護電弧焊（MAG）焊接，相對手工焊接，MAG焊接接頭減少，大大降低了產生焊接接頭缺陷的風險，有效避免了焊縫裂紋源。（3）對焊縫兩側進行防護或采用脫焊劑，避免飛濺點破壞母材氧化膜，焊后對焊縫進行鈍化防腐處理，防止出現銹蝕源。

2．6質量管控改進

（1）嚴格把控板材質量，進貨時需提供相關檢驗標準的耐晶間腐蝕報告，避免發生因原材料不合格引起水箱滲漏。采購焊接材料時，其質量證明書內容應齊全，并符合相關技術條件要求。（2）對水箱成品進行嚴格的水箱質量檢查，對水箱外部進行100％目視檢查，對外部焊縫進行100％滲透探傷；嚴格執行水箱保壓試驗，重點控制水箱內部剩余壓力試驗。（3）對焊工進行定期培訓，以提高其焊接技術并增強產品質量意識。對水箱工裝設備狀態進行定期抽檢，確保水箱生產過程可控，質量問題可追溯。

2．7現場環境管控

水箱鋼板長期存放時應避免局部受力的狀況，同時放置于干燥、通風環境中，避免暴露于室外或溫濕度較高的密閉空間，避免與酸堿類等腐蝕性物質一起存放。建議儲存溫度為（20±10）℃，濕度為（60±10）％。碳鋼夾具與不銹鋼水箱接觸面需增加不銹鋼墊板，防止水箱加工過程中被碳鋼夾具碳原子污染，產生腐蝕隱患。水箱制成后，應將水箱存放在防雨、防潮環境中，排空內部存水。

2．8優化試驗參數

TB／T1720—2010對振動、沖擊試驗水箱儲水量規定為“水量不低于水箱容量的1／2”，2016年修訂版征集意見稿中改為“水箱組成后，向水箱注滿水進行試驗”。為掌握不同儲水量情況下振動沖擊的水箱應力和變形情況，對橢圓水箱和方形水箱在50％、80％、100％不同盛水量狀態下按照GB／T21563—2008《軌道交通機車車輛設備沖擊和振動試驗》1類A級施加沖擊載荷進行模擬仿真計算。對比計算結果可知，相同計算條件下橢圓水箱箱體及防波板最大應力和位移出現在盛水量為100％的情況下（表1），方水箱出現在盛水量為80％的情況下（表2），因此，建議水箱振動、沖擊試驗時水箱儲水量按不小于水箱容積的80％執行。根據水箱仿真計算以及現場試驗，建議規定水箱保壓試驗壓力為98kPa，保壓時長不小于15min。避免保壓值過小起不到查漏作用，保壓值過大導致水箱嚴重鼓脹而損壞水箱結構的情況。

作者：陳文杰 魯長林 高健飛 張文靜 劉玉弟 單位：中車南京浦鎮車輛有限公司