列车制动软管总成的失效模式类型及原因分析

祁金同 徐洛洛

摘 要：本文对列车制动软管总成的失效模式进行分析与阐述，首先对列车制动软管总成失效模式的主要类型进行列示与研究，然后对导致列车制动软管总成不同失效模式的主要原因进行系统分析，希望能够引起业内人士的参考与关注。

关键词：列车;制动软管;失效模式

在当前技术条件支持下，胶管多以中空可绕性管状橡胶制品为主，管体结构构成以外胶层、骨架层以及内胶层为主，在多个行业领域有着非常广泛的应用空间，目前多将其应用于正负压条件下各种液体、气体、粘流体、粉状固体物料的抽吸、输送环节。尤其是近年来液压工业发展速度不断加快，这一背景下液压胶管已经发展成为液压系统动力传输中最为关键的软性连接管件之一，备受业内人士的关注与青睐。并且，近期胶管制品开始呈现出大口径、耐高温、耐高压、耐特殊介质的发展趋势，其质量水平会直接对整体使用性能产生重要影响。只有对其失效模式表现类型以及产生原因进行深入分析，才能够有针对性的制定预防措施，避免失效故障发生，保障列车日常运行的安全性与可靠性。

1 列车制动软管总成失效模式类型

通过对列车制动软管总成在装车使用环节以及日常检修环节中所出现各种问题的深入分析，可以对列车制动软管总成失效模式以及具体表现类型进行总结，包括以下几类：第一是列车制动软管总成外部胶层受使用时间过长影响导致老化裂口问题的产生;第二是列车制动软管总成接头部位漏气;第三是在列车制动软管总成管体膨胀因素作用下，导致外直径尺寸超出规定限制，最终诱发失效问题的产生;第四是列车制动软管总成连接器件断裂失效;第五是列车制动软管总成管体爆破;第六是列车制动软管总成接头端部爆破失效;第七是制动软管外层橡胶与增强层间缺乏粘合性，在长期使用中导致接头与软管衔接部位发生鼓包，影响软管性能，最终诱发失效问题。

在上述几种列车制动软管总成常见失效模式中，属于突发性事故的失效模式包括连接器器体断裂以及爆破这两大类型，此类故障出现后制动软管总成立即进入失效状态，无法继续投入正常使用。接头部位漏气这一失效模式会导致整个列车制动软管总成中在后续风压/水压气密性实验的过程中出现压力瞬时性下降的问题，导致无法投入装车使用。而在列车正常运行过程当中，发生漏气失效的列车制动软管总成需要及时安排专人进行更换，以免对列车行驶安全产生不良影响。另外，在列车制动软管总成气密性实验过程中，软管接头可能受漏气因素的影响而导致频繁连续冒出气泡，且时间延长气泡并未消失，这种失效模式会导致列车制动软管总成频繁更换，检修人员工作量也大大增加。

2 列车制动软管总成失效原因分析

2.1列车制动软管管体外部胶层受使用时间过长影响导致老化裂口问题的产生，导致这一现象的主要原因与列车制动软管总成选材性能存在密切关联，目前技术条件支持下，制动软管总成选材以橡胶为主，而老化是橡胶材料不可避免的化学反应，制动软管总成在长期使用中承受自然环境不良条件影响，加之受到疲劳破坏因素的干扰，最终导致胶层发生老化症状，以制动软管管体硬度增加以及外胶层出现长度、深度不同龟裂口为典型表现。除此以外，制动软管商标胶层边界同样是裂口产生的高发区域之一，可能与商标、制动软管硫化后粘结不稳固存在相关性关系。

2.2列车制动软管总成接头部位漏气同样是制动软管在实际使用中频繁出现的失效模式之一。导致这一失效模式的原因众多，可能与以下几个方面存在相关性关系：第一，由于制动软管总成接头密封螺纹为外螺纹，可能受工作人员拧紧操作不正确或外部作用力碰撞影响而受到损坏，由于螺纹相互配合是关系到接头部位密封性能的最关键指标，因而螺纹牙的受损会直接导致列车制动软管总成在气密性实验或后续使用中出现不同程度的漏气问题;第二，在列车制动软管总成装配环节中，扣压直径实际值低于标准下限值，意味着扣压部位的骨架层或者胶层容易发生损害，是造成制动软管总成出现漏气故障的关键原因之一;第三，受骨架层以及连接部位内胶层应力松弛或疲劳效应因素的影响，同样会造成列车制动软管总成出现不同程度的漏气失效问题。

2.3在列车制动软管总成管体膨胀因素作用下，导致外直径尺寸超出规定限制，最终诱发失效问题的产生。导致这一失效问题产生的核心原因在于：在长期使用过程当中，受到疲劳或老化因素影响，导致列车制动软管总成软管内胶层、外胶层弹性水平下降，伸張性能明显受限，在后续气密性实验中导致管体外直径尺寸超限，最终导致失效问题的产生。

2.4列车制动软管总成连接器件断裂失效。考虑到当前技术条件支持下，列车制动软管总成连接器件的选择以铸造件为主，在其所对应球化率低于四级的情况下，列车制动软管总成装卸环节或拆解过程中可能因连接器体猛烈撞击坚硬物体而导致断裂失效问题的产生。

2.5列车制动软管总成管体爆破同样是实际使用中较为常见的失效模式之一。导致管体爆破失效的原因可能与以下三个方面因素存在相关性关系：第一，在正常工作状态下，列车制动软管总成管体发生扭曲，瞬间冲压或反复性冲压过程中因扭曲导致管体爆破问题的产生;第二，因列车制动软管总成骨架层力学强度缺陷，导致管体在列车运行期间发生频繁性的充压/泄压动作，最终诱发列车制动软管总成骨架层的爆裂;第三，在坚硬物体撞击列车制动软管总成管体的过程当中，虽然未对外胶层产生明显影响，但已经导致骨架层严重受损，从而造成后续列车制动软管总成工作过程中出现爆破问题。

2.6列车制动软管总成接头端部爆破失效的原因可以概括为：列车制动软管总成接头于软管连接端部应急高度集中，在装车环节端部位置应当处于弯曲状态下，若此时受到外部作用力拉伸影响，加之列车制动软管总成骨架层伸长率偏小，进而容易导致受损或拉断问题的产生，从而进一步诱发爆裂失效问题的产生。

2.7列车制动软管接头与软管衔接部位鼓包失效的原因可以概括为：制动软管外层橡胶与增强层间缺乏粘合性，在长期使用中导致鼓包问题的出现，影响软管性能，最终诱发失效问题。

3 结束语

本文以现阶段的铁路列车检修技术为着眼点，考虑列车制动软管总成性能及其结构特殊性，对其在日常运行以及检修过程中所表现出的几种常见失效模式进行分析与研究，总结认为常见的失效模式包括以下几种类型：第一是列车制动软管总成外部胶层受使用时间过长影响导致老化裂口问题的产生;第二是列车制动软管总成接头部位漏气;第三是在列车制动软管总成管体膨胀因素作用下，导致外直径尺寸超出规定限制，最终诱发失效问题的产生;第四是列车制动软管总成连接器件断裂失效;第五是列车制动软管总成管体爆破;第六是列车制动软管总成接头端部爆破失效，第七是接头与软管衔接部位鼓包。在此基础之上，对失效模式的发生原因进行分析，有助于工作人员提出针对性的解决措施，有预见性以及防范性的对各种失效问题进行针对性处理，从而在促进列车制动软管总成使用寿命提升的同时达到节约成本的目的。

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