铁路货车制动管系漏泄故障原因分析及防治

冯春锦

摘要：分析了铁路货车制动管系频繁发生漏泄故障原因，提出优化C62、P62系列车型制动管系技术、完善厂修制动管外观检查手段、制动管实行寿命管理、提高制动管组装质量和强化制动管试验质量控制等建议性防范措施以減少制动管漏泄现象，确保行车安全。

关键词：制动管系；漏泄故障；原因分析；防治建议

制动管是一根贯通全列车的压力空气、传递列车制动、保压或缓解指令的控制管，司机通过机车上的自动制动阀（大闸）不操纵此管中的空气压力变化，从而控制全列车各制动机产生应有的动作。目前铁路货车制动管系漏泄故障日益突出。当制动管系漏泄量大于5kPa时造成车辆管系压缩空气压力低于副风缸压力，使120型控制阀的主活塞两侧形成压力差，推动主活塞移动到制动位，使副风缸的压力空气进入制动缸产生制动抱闸现象，不仅扰乱了正常的铁路运输秩序，而且严重危及铁路运输安全。因此，必须最大极限地减少制动管系漏泄故障的发生，才能有效地确保铁路货车运行的安全、畅通、快捷。

1 漏泄原因分析

1.1 C62、P62系列车型制动管系制造有缺陷

1）腐蚀性能差。C62系列车型、P62系列车型的制动管系采用HT150铸铁铸造， 腐蚀性能欠缺。货车在运行中制动管与空气中水分形成一层水珠， 同时空气中的CO2、SO2、NO2溶解在水珠增中形成电解质溶液并与铁、碳、硫、其它金属和杂物形成腐蚀电池，阳极为铁，阴极为杂物，铁与杂物紧密接触，制动管产生腐蚀，特别是碳含量是3%至3.4%，超过了0.12%（碳含量越高则碳化物就越多，碳化物与基本构成的腐蚀电池越多，腐蚀速度就越快），使得原电池反应不断进行，腐蚀便不断扩展。加上装载带有腐蚀性货物粘在制动管上，进而加剧了腐蚀进度，运行一定时间后造成制动管腐蚀穿孔而漏泄。

（a）当电解液呈酸性的时候，电化学腐蚀为析氢腐蚀。

阳极（Fe）发生氧化反应：Fe=Fe2++2e

Fe2++2H2O=Fe（OH）2+2H+

阴极（其他杂质）：2H++2e=H2

电池总的化学反应式为：Fe+2H2O=Fe（OH）2+H2↑

（b）当电解液呈碱性的时候，电化学腐蚀为吸氧腐蚀。

阳极（Fe）：Fe=Fe2++2e

阴极（其他杂质）：O2+2H2O+4e=4OH

电池总的化学反应式为：：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2

（c）析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe（OH）2被氧原子所氧化，由于二价铁离子Fe2+的化学性质不稳定，会繼续失去一个电子氧化成生成三价铁离子Fe3+：

4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3↓

Fe（OH）3脱水生成Fe2O3，称为铁锈。

2）C62系列车型、P62系列车型的制动管系采用HT150铸铁铸造，在铸造过程中产生球化不良、缩松、气孔、裂纹和夹渣等缺陷，这些缺陷在配件内表面，在检验过程很难发现，潜在行车安全隐患。HT150铸铁铸造的制动管疲劳可靠性差。制动管制造时未在导框及根部等关键部位进行特殊工艺处理。上述叠加造成在运用过程中难免产生细小瑕疵和缺陷，进而产生应力集中。在运行中在综合外力的作用下随着时间延长，渐渐形成裂纹源后，裂纹就会迅速扩展，直至断裂，导致制动管系漏泄。

1.2 厂修制动管外观检查手段滞后

在制动管外观检查时纯属人工检查，未采用先进的探伤设备对制动管进行探伤检查。外观检查人员受技术水平、人的意识、身体状况、心理状态、习惯性违章行为心理、生活事件、工作环境、检修工具（设备）等因素影响，上述因素叠加造成制动管体存在裂纹或制动管与接头体焊缝存在裂纹、气孔等故障未发现，造成货车在运行中制动管漏泄。

1.3 制动管法兰接头焊接处漏泄

一是在检修法兰接头焊接处时由于焊工技术水平有限造成焊接处存在裂纹、气孔和夹渣等故障。二是试验者进行单车试验之制动管漏泄试验时未沿法兰接头焊接处一周涂打防锈检漏剂、未落实管系敲震检查潜在漏泄故障未被暴露，造成未能及时发焊接处裂纹、气孔等故障。三是工长、质检员和验收员检查过程也未能发现焊接处裂纹、气孔等故障而交付使用。四是货车在全国各地运行过程中受到综合外力影响，加上全国各地四季度气候温度相差大使法兰接头焊接处的膨胀和收缩不均。上述因素叠加造成焊接处裂纹、气孔渐渐扩大而漏泄。

1.4 制动管间连接处漏泄

一是在现场作业过程中，常因管吊、管座、及主支管长度、形状等原因，使对接的两根制动管不在同一轴线上，造成对接处憋劲，对接面不平，通过火陷矫正方式或采用撬杠撬动制动管方式等方式进行强力组装，造成密封橡胶件挤压，加上车辆在线路上运行振动会造成密封圈破损而漏泄或法兰接头裂损而漏泄。二是密封圈本身存在质量问题，但从外观无法看出内部缺陷，在车辆运行过程中出现密封圈老化破损，导致两法兰对接处漏泄。三是密封圈组装不正位，组装螺栓紧固后造成密封圈挤压破损，加上车辆在线路上运行振动造成两法兰对接处漏泄。四是在组装法兰接头螺栓或活接箍接头时，工作者使用板手或管钳拧紧，但拧紧力矩全凭个人经验，各人无法一致，有时拧得不够紧，当时检漏时不漏，但经过运用一段时间后，两法兰对接处组装螺栓被振松动而漏泄；有时拧得过紧，在运行中两法兰对接处组装螺栓受振使丝扣滑扣而松动造成漏泄。

1.5 制动管系未归属寿命管理

制动管无制造厂家代号及生产日期，未归属寿命管理，此类配件制造日期超过10年以后渐渐出现材质疲劳现象，特加是C62、P62系列车型的制动管均采用HT150铸铁铸造而成，普遍存在材质疲劳现象。加上全国各地的气候、环境差异、运行综合力和带有腐蚀性货物粘在此类配件上。造成此类配件在运行中出现裂纹、裂损、破损而引起漏泄故障。

2 建议性防范措施

2.1 优化C62、P62系列车型制动管系技术

一是采用TCS345铁素体不锈钢制造制动管。一是在制造过程中，碳含量控制在0.12%以下以提高制动管抗腐蚀性能。因为碳含量超高，碳化物就超多，碳化物与基本构成的腐蚀电池超多，腐蚀速度就超快。二是制造时加入磷并且含量控制在0.08%至0.15%范围内能提高制动管耐腐蚀性能。因为磷在钢中能均匀溶解，有助于形成致密保护膜。三是制造时加入铬并且含量控制在0.4%至1%范围内能提高制动管耐腐蚀性能。因为铬能在钢表面产生致密的氧化膜，提高钢的钝化能力，减缓锈层生长速度。四是现车装用远心集尘器、普通制动管、活接箍接头的货车在厂段修时全部更换成不锈钢制动管、法兰压紧式管接头、不锈钢防松垫片、不锈钢组合式集尘器。

2.2 完善厂修制动管外观检查手段

厂修制动管外观检查须采用便携式X射线机对其进行全数全方位的探伤检查。一是技术部门须编制探伤岗位作业指导书并认证通过方能实施，探伤工在探伤过程中须严格按此标准作业。二是探伤前须用抛丸除锈器对制动管整体外部除锈，外表面清洁度须达到Sa2级，局部不低于Sa1级。三是探伤工须持2级及以上相关专业证书并经过铁路局考核合格后取得相关操作证方能进行独立探伤作业。四是每班开工前须做探伤机日常性能校驗和每一季度须做季度性能校验，由探伤工、探伤工长、质检员和监制员共同参加并确认合格后方能对制动管进行探伤作业。

2.3 制动管实行寿命管理

一是制动管制造日期满10年报废，寿命期限以制造时间为准，时间统计精确到月。二是新制造的制动管须有制造时间和制造厂代号标记，标记应清晰。三是制动管当剩余寿命不足1个段修期或厂修期时，经检查确认质量状态良好者，可继续装车使用，并由装用单位承担超过使用寿命期的责任。四是制动管无制造单位、时间标记时不得装用。

2.4提高制动管组装质量

1）两接头管不在同一轴线上时必须全面查找制动管、管吊座、缸吊座、管法兰体的几何形状、几何尺寸、定位尺寸是否达标，查找出问题结症所在并对症下药，以保证两对接管在同一轴线上。对接两管蹩劲或管吊座与制动管间蹩劲时不得使用乙炔火焰对制动管、管吊座进行矫正方式或采用撬杠撬动制动管方式等方式进行强力组装。

2）制动管螺纹应使用25mm×0.1mm规格的生料带，生料带在制动管螺纹上旋缠时沿螺纹紧固方向旋缠并不得超过管件端部，连接处拧紧后拧入部分不少于10扣并且外露的完整螺纹须3扣及以上。

3）组装密封圈时，应保持安装面干净，密封圈应落入法兰体与接头体间的环槽中并不应倾斜、扭曲、咬边，密封圈须高出法兰平面1㎜以上，但不大于2㎜。组装过程中须保证密封圈正位、质量完好。

4）按下列顺序组装：a）组装法兰顺序：先紧固主管法兰螺栓（在三通处时沿三通处向两边主管顺序组装），后紧固支管法兰螺栓（在三通處时沿三通处向支管方向顺序组装）。b）组装管吊卡子顺序：先紧固主管管吊座卡子螺栓（在三通处时沿三通处向两边主管顺序组装），后紧固支管管吊座卡子螺栓（在三通处时沿三通处向支管方向顺序组装），同一法兰或制动管吊上的两个螺母应均匀紧固。法兰螺栓紧固后，两法兰面长度方向中部不应接触。六是组装法兰螺栓防松垫片时按标准组装。

5）货车现车检修制动管的工作者须配齐扭力扳手（智能扳机）、扭力管钳（智能管钳），组装法兰螺栓时确保组装力矩符合标准、组装压紧式管接头时确保组装扭矩值符合标准。

2.5 强化制动管试验质量控制

加强试验过程监控，工长、质检员、检修专职、验收员按20%、100%、20%、20%的比例进行复检。

2.5.1 厂段修单车试验前须对管系进行吹尘作业

主阀、紧急阀分解前关闭截断塞门和对边折角塞门，向主管内充风，达到定压后停止充风，使用质量不大于0.5Kg的软木锤对主管及连接法兰进行敲打三次后，手抓住对边端的制动软管连接器快速开闭折角塞门三次，对主管进行吹尘；关闭对边端的折角塞门，卸下集尘器下体，使用软木锤对主管三通法兰到组合式集尘器间的支管进行敲打三次后快速开闭截断塞门三次，对支管进行吹尘。

2.5.2 单车试验制动管漏泄量内控标准设定为3Kpa

将单车试验全车漏泄量标准设定为3Kpa，重新编写单车试验全车漏泄量软件程序：将程序中由“if（TempPress<6）then”改为“if（TempPress<4）then”，并在此行上方增加两行，第一行内容为“if TempPress=4 then TempPress：=6；”，第二行内容为“if TempPress=5 then TempPress：=7；” 。

2.5.3 优化制动管检漏

一是防锈检漏剂纳入新购配件材料复验范围，入库前须经驻段验收室与质检科、材料科、相关车间共同进行复验。复验时必须严格按照国家、行业颁质量标准对防锈检漏剂的检验工作。不合格产品不准入段。二是使用过程中必须保持防锈检漏剂干净。三是涂前须清理干净管接头处的油垢、锈垢和尘垢方能涂打防锈检漏剂。四是防锈检漏剂须沿管接头处一周涂打，防锈检漏剂在法兰体、法兰体间隙、法兰体与管接头体间隙、管接头体、接头体与管焊缝处须充分湿润，同时工作者涂抹防锈检漏剂后10分钟左右，需在上述涂打位置须全数全方位复查。发生冒泡的管接头须按标准处理。

2.6 制动管检修质量纳入检验人员最重要必检验的产品

一是在整车落成时对制动管进行全数、全方位检验，对质量不合格的货车拒绝交验。二是检验人员在厂段修时对现车制动管分解、制动管内壁清洗、制动管外壁除锈、制动管内外壁油垢、锈垢清除、制动管外观检查、制动管修理、制动管涂漆、制动管存放、现车制动管组装、吹尘试验、过球试验、制动管漏泄试验须100%进行过程监控。

3 结语

随着货车重载、提速技术的进步，制动管系漏泄故障将日益突出，因此。制动管系漏泄故障是一项长期的、务实的、艰巨的任务。但只要不断完善岗位自控、作业互控、人机联控机制就能最大限度地减少制动管系漏泄故障实现安全生产。

参考文献：

[1]黄毅，陈雷，杨绍清.铁路货车检修技术.北京：中国铁道出版社，2010.

[2]余明贵，陈雷，杨绍清.铁路货车运用与维修管理.北京：中国铁道出版社，2010.

[3]陈雷，杨绍清.铁路货车段修技术与管理.北京：中国铁道出版社，2004.