CC BY
36
УДК 629.463.56.027.2
В. Г. АНОФРШВ, О. А. ДОНеВ, А. С. МАЦЮК, С. М. ОБЕРНЯК (ДПТ)
АНАЛ1З ВИНИКНЕННЯ НЕСПРАВНОСТЕЙ ТА ЗНОСУ ЕЛЕМЕНТ1В ШВОРНЕВО1 БАЛКИ П1ВВАГОНА
Корозiйному зносу в рiзному ступенi шддаються ва елементи рами i кузова, але найбшьш проблемним !х елементом е шворнева балка. Робота з техтчного дiагностування вагонiв, як1 ввдпрацювали не менше 22 рок1в, дала можливють отримати уявлення про частоту появи типових несправностей, мюцях !х дислокацп та величинах корозiйних пошкоджень рами вагошв моделей 12-532 та 12-119 i може бути використана для прогнозування залишкового ресурсу i конструктивного доопрацювання вузлiв.
Ключовi слова: корозшний знос, шворнева балка, причина зносу, вразливе мюце
Фах1вцями галузево! науково-дослщно! ла-боратори «Вагони» Дншропетровського нацю-нального ушверситету зал1зничного транспорту вже протягом десятка роюв проводиться робота з техшчного д1агностування вагошв, що вщ-служили свш нормативний термш служби, з метою подовження терм1ну !х служби. За час роботи був з1браний матер1ал по несправностям та величинам корозшного зносу несучих еле-мент1в вагошв (зокрема шввагошв), яю вщпра-цювали не менше 22 роюв.
На основ! опрацьованого матер1алу отрима-но уявлення про частоту появи типових не-справностей, мюцях !х дислокаци та величинах корозшних пошкоджень рами { кузова даних вагошв (мюця корозшних пошкоджень пром> ряли ультразвуковим товщином1ром). Корозш-ному зносу в р1зному ступен шддаються вс елементи рами { кузова, але найбшьш проблемним 1х елементом е шворнева балка, якш { при-дшимо увагу перш за все.
Картина корозшного пошкодження дозволить на стадп проектування дати оцшку втом-но! мщносп елеменпв конструкци вагошв з урахуванням корозшного зносу в експлуатаци, а також може бути використана для прогнозу-вання залишкового ресурсу 1 конструктивного доопрацювання вузл1в вагошв.
У цш статп розглянемо найбшьш детально зони корозшного зносу лист1в шворнево! балки { причини !х виникнення на приклад! найбшьш поширених моделей шввагошв 12-532 { 12-119 побудови Уральського вагонобуд1вного заводу 1988 1 1989 р. вщповщно.
1. Нижнш лист
При розгляд! картини корозшного зносу нижнього листа шворнево! балки слщ роздши-ти 11 на дв1 д1лянки (рис. 1). Дшянка А (рис. 1) знаходиться поза коробчастого перетину { схи-льний до зносу в малому ступеш На внутрь шню поверхню дшянки Б (рис. 1) потрапляе волога 1 картина корозшного зносу шша. 1мов> рно всередину коробчастого перетину волога проникае через вузол зчленування верхнього
листа з нижньою обв'язкою (рис. 2), що шдтве-рджують результати вим1р1в вертикальних лисив балки близько стояка (табл. 1) 1 точки 4 (рис. 1) нижнього листа.
Зам1ри проводилися в п'яти точках по по-здовжнш ос симетри зпдно рис 1.
Рис. 1. Розташування дiлянок корозiйного зносу i точок замiрiв нижнього листа
Рис. 2. Вузол зчленування верхнього листа шворнево! балки з нижньою обв'язкою
Результати зам1р1в нижнього листа шворнево! балки представлен! в табл. 1.
© В. Г. Анофр1ев, О. А. Донев, А. С. Мацюк, С. М. Оберняк, 2012
Таблиця 1
Результати зам1р1в нижнього листа шворневоТ балки
Назва листа № точки Середне значения величини зносу для модел1 12-532 Середне значення величини зносу для модел1 12-119
мм % мм %
Нижшй лист 1 3,7 30,9 3,2 26,66
2 3,85 32,01 3,0 25
3 4,0 33,33 2,8 23,33
4 3,4 28,33 3,4 28,33
5 2,3 19,2 2,1 17,5
Вертикальний лист 1 1,77 22,1 1,9 23,75
2 0,9 11,25 1,46 18,25
3 2,05 25,6 2,1 26,25
4 1,15 14,4 1,2 15
5 1,75 21,9 0,9 11,25
6 немае даних немае даних 2,1 26,25
Верхнш лист 1 3,2 32 3,3 33
Аналiзуючи результати вимiрiв, робимо на-ступнi висновки:
- волога в вузол зчленування верхнього листа з нижньою обв'язкою починае потрапляти через зазор розмiром до 14 мм мiж нижньою обв'язкою i верхнiм листом шворнево! балки з моменту побудови вагона (рис. 2);
- з часом в результат природного корозш-ного зносу накладки, що з'еднуе верхнш лист шворнево! балки з нижньою обв'язкою, пошко-дженнi при вантажно-розвантажувальних роботах (можуть бути нанесет вздовж вше! довжи-ни верхнього листа) та шших видах дiяльностi надходження вологи посилюеться;
- в горизонтальнш площинi точки 4 (рис. 1) волога мае можливють застоюватися, що i при-зводить до корозшного зносу;
- не менш iнтенсивно волога стiкае в сторону п' ятникового вузла, затримуючись на похи-лш поверхнi до ковзуна перемичкою, яка вварена мiж вертикальними листами шворнево! балки;
- по мiрi зносу вертикальних i нижнього ли-стiв усерединi коробчастого перетину утворю-еться i накопичуеться iржа, яка сприяе затримцi вологи;
- потрапляння вологи за перемичку за допо-могою конденсату, корозшного зносу перемич-ки бiля основи i (або) пошкодження верхнього листа.
2. Вертикалью листи
Знос вертикальних лиспв шворневих балок бiльш штенсивний. Причинами можуть послу-жити наступи причини:
- накопичення вологи на нижньому листi;
- затримка залишюв вантажу на нижнiй i верхнш полищ Z-подiбного профiлю хребтово! балки;
- снкання вологи.
Замiри проводилися в шести точках, яю наведет на рис. 3 та в табл. 1.
Рис. 3. Розташування точок вим1р1в вертикального листа
Вс вимiри проводилися в мiсцях вщсутнос-тi наскрiзно!' корозп. На рис. 4 показан мiсця, що найбшьш часто зустрiчаються та схильнi до корозшного зносу i мiсця нас^зно! корозi! в> дповiдно.
Рис. 4. Мюця корозшного зносу вертикального листа шворнево!' балки, що найбшьш часто зустрь чаються
Мiсця корозi! вертикальних лиспв подiленi на дiлянки в залежносп вiд рiзно! причини !х утворення. Так, дiлянка 1 (рис. 4) утворюеться
в результат сикання вологи з вузла зчленуван-ня верхнього листа з нижньою обв'язкою (рис. 2). На д1лянщ 2 (рис. 4) знос вщбуваеться в результат стшання вологи через нас^зш корозшш пошкодження д1афрагми, що утво-рюються в процес експлуатаци вагона (одна з основних причин - затримка залишюв вантажу на верхнш полищ хребтово! балки), всередину шворнево! балки. Дшянка 3 (рис. 4) зношусться через накопичення 1рж1 на нижньому лист^ яка, в свою чергу, сприяе затримщ вологи i створюе сприятлив1 умови для розвитку корози. Знос на д1лянц1 4 утворюеться в результат накопичення вологи з дшянок 1-3 i скупчування залишюв вантажу зовш, останнш з яких е накопичувачем вологи, а деяю види вантагав (наприклад, сшь кам'яна) утворюють агресивне середовище. Д1лянка наскр1зно! корози А утворена через наявшсть д1лянки 1, вщповщно Б - через воло-гу та залишюв вантажу на дшянках 2 i 4 (рис. 4).
Слщ зауважити, що найчаспше зустр1чаеть-ся наступна несправшсть: наскр1зна короз1я хоча б одного вертикального листа в дшянщ Б (рис. 4) розм1рами до 50 х 100 мм (без ураху-вання лиспв вщремонтованих латками) зустр> чаеться на 52 % вагошв модел1 12-532 i 45 % -модел1 12-119, а наскр1зн1 корозшш пошкодження бшьше 50 х 100 мм - на 42 % i 34 % вщповщно. Кр1м того, несвоечасний та (або) неяюсний ремонт призводить до обриву верти-кальних листв шворнево! балки вщ хребтово! балки (рис. 5) або стояюв (рис. 6), призводить до втрати цшсносп кузова - пряма загроза без-пещ руху.
шдсилюючих накладок на вертикальн1 листи на тш же самш дшянщ Б (рис. 4).
Рис. 5. Ввдрив вертикального листа шворнево!' балки ввд хребтово! балки
Попередження ще! несправност може бути видалення залишюв вантажу за допомогою отвора в вертикальних листах шворнево! балки на дшянщ Б (рис. 4) або завчасне приварювання
Рис. 6. В1дрив вертикального листа шворнево! балки ввд стшки
3. Верхнш лист
Верхнш лист шворнево! балки вагошв (рис. 2) номшальною товщиною 10 мм мае в поперечному перетиш омегопод1бну форму. В процес експлуатаци корозшний знос вщбува-еться в силу таких чинниюв:
- внаслщок впливу природного характеру (атмосферш опади);
- вплив вантажу самого по соб1 вологого;
- перевезення х1м1чно «агресивного» вантажу, прискорюючого корозшш процеси;
- затримки вологи в залишках вантажу при неповному очищенш кузова.
Результати зам1р1в представлен! в таблиц! 1.
Зпдно приведено! картини корозшного зно-су елеменпв шворнево! балки п!ввагон!в моделей 12-532, 12-119, виходячи з терм!ну !х екс-плуатац!! виявлено, що найбшьш уразливими короз!ею м!сцями нижнього листа шворнево! балки е дшянка м!ж ковзуном ! Z-подiбним профшем хребтово! балки; вертикальний лист схильний тдвищено! корозi! у шворневого стояка (дшянка 1 рис. 4), у Z-подiбного профшю хребтово! балки (дшянка 2, 4 рис. 4) i на д^нщ заввишки 50 мм (дшянка 3 рис. 4) вщ нижнього листа шворнево! балки; що стосуеться верхньо-го листа, то знос його вщбуваеться рiвномiрно.
Вщповщно до вищесказаного, конструкцiя шворневих балок шввагошв вимагае удоскона-лення в питаннях вщведення вологи зсередини, перешкоди затримки залишюв вантажу та ш-ших питань, що призводять до шдвищеного корозiйного зносу. В свою чергу, система ремонту повинна мютити заходи для попередження появи нас^зно! корози вертикальних лиспв шворнево! балки.
Б1БЛЮГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Лукин, В. В. Вагоны. Общий курс [Текст] : учеб. для вузов ж.-д. трансп. / В. В. Лукин, П. С. Анисимов, Ю. П. Федосеев; под ред. В. В. Лукина. - М. : Маршрут, 2004. - 424 с.
2. Соколов, М. М. Диагностирование вагонов [Текст] / М. М. Соколов. - М. : Транспорт, 1990. - 197 с.
Надшшла до редколегп 15.12.2011. Прийнята до друку 20.12.2011.
В. Г. АНОФРИЕВ, А. А. ДОНЕВ, А. С. МАЦЮК, С. Н. ОБЕРНЯК
АНАЛИЗ ВОЗНИКНОВЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ И ИЗНОСА ЭЛЕМЕНТОВ ШКВОРНЕВОЙ БАЛКИ ПОЛУВАГОНА
Коррозийному износу в разной степени подвержены все элементы рамы и кузова, но наиболее проблемным их элементом является шкворневая балка. Работа по техническому диагностировании вагонов, которые отработали не менее 22 лет, дала возможность получить представление о частоте появления типовых неисправностей, местах их дислокации и величинах коррозийных повреждений рамы вагонов моделей 12-532 и 12-119 и может быть использована для прогнозирования остаточного ресурса и конструктивной доработки. Ключевые слова: коррозионный износ, шкворневая балка, причина износа, уязвимое место
V. G. ANOFRIEV, А. А. DONEV, А. S. MATSUK, S. N. OBERNYAK
ANALYSIS OF OCCURRENCE OF MALFUNCTIONS AND DETERIORATION OF BODY BOLSTER PARTS FOR GONDOLA CAR
All parts of a car frame and body are subject to a variable degree to corrosion deterioration but their most problematic part is a body bolster. The work on technical diagnosing of cars, operated more than 22 years, has given the chance to gain an impression on the frequency of occurrence of typical malfunctions, their dislocations and the degree of corrosion damages of the frame (car models 12-532 and 12-119) and can be used for forecasting their residual resource and constructive completion.
Keywords: corrosion deterioration, body bolster, cause of wear, vulnerable place
