时速160公里动力集中电动车组鼓形车车体结构材料选型研究

罗敏　刘川

摘 要：简要介绍了时速160公里动力集中电动车组鼓形车车体结构基于25型车及既有的时速160公里动力集中电动车组（非鼓形车）车体结构腐蚀现状做了调整，将新材料应用到该动车组中，使得该电动车组车体材料在防腐性能上得到了提升。

关键词：160公里 耐候钢 腐蚀 鼓形车

Research on the Selection of the Structure Material of the Drum Car Body of the 160 km/h Power-concentrated Electric Vehicle Unit

Luo Min，Liu Chuan

Abstract：The article briefly introduces the structure of the drum car body structure of the 160 km/h power centralized electric vehicle unit based on the 25-type car and the existing 160 km/h power centralized electric vehicle unit （non-drum car） body structure and adjustments have been made. The application of new materials to the EMU has improved the anti-corrosion performance of the body material of the EMU.

Key words：160 kilometers， weathering steel， corrosion， drum car

1 車体结构设计材料介绍

25型客车及既有的时速160公里动力集中电动车组（非鼓形车）车体材质主要为镍铬系耐候钢，如Q310NQL2、Q345NQR2、Q450NQR1等。Q310NQL2在车体上主要用于车体与外界大气相接触的薄板部件，如侧墙板、端墙板、车顶板、底架地板等。Q345NQR2主要用于车体骨架，如侧墙、端墙梁柱，车顶弯梁、纵梁，底架横梁、纵梁等。Q450NQR1主要用于对强度和刚度要求较高的司机室、排障器局部板材中。

2 车体结构腐蚀现状与原因

目前铁路车辆碳钢车体结构设计寿命为30年，且15年之内车体钢结构不得发生挖补和截换。25型客车车内冷凝水及窗口处进入雨水等形成的积水，在长时间运行中，车体钢结构各大部件局部均会出现不同程度的腐蚀现象。主要腐蚀部位集中在窗口下部、侧墙、端墙立柱下端，侧墙板、端墙板与底架接口处等。而侧墙立柱下端的腐蚀尤为严重，挖补更换程度超过整车的2/3，有的甚至达到报废的条件，满足不了30年的使用寿命，导致资源严重浪费。造成车体腐蚀的主要原因是多重的，例如车体用钢材耐腐蚀性能、防腐涂料性能及涂装工艺、车体结构、运用维护保养等等。

现有25型客车侧墙立柱（帽形结构）与侧墙板塞焊，侧墙立柱下端与底架边梁周圈满焊，此封闭式结构不利于后期进行重防腐处理，存在腐蚀隐患;时速160公里动力集中电动车组（非鼓形车）车体结构已在此种结构上做了优化，将侧墙立柱由帽形改为乙形，使封闭式结构改为敞开式结构，避免了防腐涂装实施局促的弊端，但结果不容乐观;笔者认为主要原因在于车体材质本身的耐腐蚀性较差。因此在时速160公里电动车组鼓形车车体结构选材上做出了优化，采用新型材料来改善车体腐蚀，以解决长久以来存在的腐蚀问题。

3 时速160公里动力集中电动车组鼓形车车体结构主要材料选型研究

时速160公里动力集中电动车组鼓形车车体结构车体材料选型坚持以安全、可靠、经济、实用的原则进行选用，同时满足强度标准TB/T 1335-1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》的要求。

基于前面对25型客车及既有的时速160公里动力集中电动车组（非鼓形车）车体材质腐蚀现状的了解，可以知道腐蚀严重部位均体现在板厚不大于6mm的板梁结构上，故而迫切的需要寻找一种新型的高耐腐蚀性钢种做替代。而TB/T1979-2014《铁道车辆用耐大气腐蚀钢》标准中新增了高强度耐大气腐蚀钢钢种，具体牌号为Q350EWR1，此材料主要在低碳合金钢的基础上增加Cr元素来提高大气的耐腐蚀性能，通过Cu、Cr、Ni等耐腐蚀元素的调整，利用其对耐候性的相互影响作用实现钢板耐大气腐蚀性能的显著提高，其相对腐蚀速率比现在碳钢车所常用的耐候钢Q310NQL2、Q345NQR2材料的相对腐蚀速率降低1倍。

3.1 钢牌号及化学成分，见表1

3.2 力学性能和工艺性能，见表2

3.3 耐腐蚀试验对比试样化学成分，见表3

3.4 耐腐蚀性能，见表4

耐候钢是通过添加少量的合金元素如Cu、P、Cr、Ni等，使其在金属基体表面上形成保护层，以提高耐大气腐蚀性能的钢。从表3中可知：试样Q235A、Q345B的Cu、P、Cr、Ni化学成分均相同。由此我们从表4中得到新材料Q350EWR1比原有材料Q310NQL2、Q345NQR2的相对腐蚀速率降低1倍。

4 结语

综上所述，通过比对分析可知采用新材料比原有25型车及既有的时速160公里动力集中电动车组（非鼓形车）所用材料相对腐蚀速率降低1倍，对车体腐蚀问题在时速160公里电动车组鼓形车车体结构上得到了长足的改善和提高。

参考文献：

[1]TB/T1979-2014，铁道车辆用耐大气腐蚀钢[S].