HGM-D型高摩合成閘瓦在肯尼亞蒙內鐵路的運用

文 / 陳天鵬 徐振剛 馬勇

引言

肯尼亞蒙內鐵路即蒙巴薩至內羅畢鐵路，按照中國鐵路Ⅰ級單線標準設計建造，全部采用中國技術和設備，貨運設計年運能力2500萬噸，最高運用速度80km/h。由非洲之星鐵路運營有限責任公司參照中國鐵路管理模式負責運營。蒙內鐵路實現了非洲地區及非洲互聯互通，為非洲各國經濟發展起到重要支撐作用，對促進中國 “一帶一路”國家戰略順利實施，有著深遠現實意義[1-2]。其行車安全是否穩定對促使中國企業走出國門，擴大中國企業在非洲國家乃至國際上影響起到至關重要作用。

1 線路運營情況

蒙內鐵路全線長約480千米，平均坡度達到3.53‰，最大坡度達12‰。坡道≥6‰累計長度達到259.6km，占全線總長54%。其中坡度超過6‰，長度超過8km長大下坡道區段就有三處，最大坡度達12‰。該線坡道體現“長、多、大”特點[3]。列車在如此長大坡道上連續運行，閘瓦性能優劣直接關乎著行駛安全。貨運列車采用DF11型內燃機車雙機重聯牽引，機車制動機均為JZ-7型空氣制動機帶電阻制動。運營C70E、X70、NX70型三種貨車裝用HGM-B型閘瓦，存在摩擦體裂紋、掉塊、金屬鑲嵌多和車輪異常磨耗現象。為解決問題，進一步降低車輪和閘瓦磨耗量，保證車輛制動安全，對運營三種貨車部分閘瓦換裝HGM-D型閘瓦進行驗證。

2 性能參數

圖1 HGM-D型閘瓦外觀

表1 HGM-D型閘瓦基本參數

HGM-D型閘瓦由北京瑞斯福高新科技股份有限公司生產，是以橡膠為主要基體材料，通過硫化反應使分子鏈形成三維網狀結構，見圖1所示。具有無脫落、不掉塊、磨耗低、摩擦系數穩定特點。平均摩擦系數0.30～0.43，滿足最高時速120 km/h鐵路重載貨車大編組、長交路、大坡道運營環境制動要求。研制滿足TB/T 2403-2010《鐵道貨車合成閘瓦》要求，并獲得CRCC-06W-025 2012《鐵路貨車用合成閘瓦 (V 1.7)》認證，基本參數見表1所示[4]。閘瓦制動物理力學性能和制動摩擦磨耗性能試驗通過具有MCA和CNAS認證資質國家鐵路產品質量監督檢查中心檢測，滿足貨車緊急制動要求，安全性能達標[5]。

3 裝車試驗

圖2 閘瓦裝車對比試驗示意圖

表2 閘瓦磨耗對比

表3 車輛踏面磨耗對比

2019年6月，瑞斯福公司會同非洲之星公司共同組織在蒙內鐵路進行了HGM-D型閘瓦裝車試驗。將24組新HGM-D型閘瓦和原裝24組新HGM-B型閘瓦安裝于蒙內新段修C70E、X70、NX70型車，按每輛車各裝8組閘瓦進行對比試驗，對比示意圖見圖2所示。列車日常列檢作業時，對試驗閘瓦進行外觀檢查，觀察閘瓦鋼背是否存在變形，摩擦體是否有裂紋、掉塊等現象。每周測量閘瓦厚度，并對閘瓦踏面、瓦背面和車輪踏面進行拍照、記錄保存。

4 運用對比分析

4.1 閘瓦磨耗分析

HGM-D型閘瓦在蒙內鐵路5個月上線運行良好，共計走行17552公里。測量兩種型號閘瓦和車輪磨耗情況見表2所示。從表中可見，HGM-D型閘瓦平均磨耗量為3mm，HGM-B型閘瓦平均磨耗量為5mm，HGM-D型比HGM-B型閘瓦磨耗速度較慢、磨耗量小。

4.2 車輛磨耗分析

測量統計分析安裝試驗車輛對應車輪踏面磨耗量見表3所示。從表中可見，安裝HGM-D型比HGM-B型閘瓦車輛車輪踏面磨耗較慢、磨耗量小。

4.3 閘瓦表面狀態分析

根據跟蹤統計，HGM-D型閘瓦最早11天在C70E貨車上產生金屬鑲嵌，最晚63天在X70貨車上產生，金屬鑲嵌較小；HGM-B型閘瓦最早9天在C70E貨車上產生金屬鑲嵌，最晚48天在X70貨車上產生，金屬鑲嵌較大，產生金屬鑲嵌對比見圖3所。HGM-D型閘瓦對車輪損傷略小，產生金屬鑲嵌產生時間稍晚、金屬鑲嵌物比較小、閘瓦磨耗量較低，閘瓦表面狀態見圖4所示。

圖3 閘瓦鑲嵌物對比圖

圖4 閘瓦表面狀態對比圖

5 結論

由于蒙內鐵路連續“長、大、多”坡道常態運行條件，金屬鑲嵌產生無法避免。通過運用裝車對比分析，HGM-D型閘瓦雖未根本解決金屬鑲嵌問題，但金屬鑲嵌產生速度和頻次都有明顯優于原裝HGM-B閘瓦。HGM-D型閘瓦在車輪踏面磨耗損傷、閘瓦自身磨耗速度以及閘瓦金屬鑲嵌產生方面均優于原車裝HGM-B型閘瓦，可有效降低對車輪熱損傷，防止車輪熱裂紋、熱龜裂、熱剝離產生。在輪對使用周期內可以減少輪對鏇修次數，延長輪對使用周期，降低運營成本和檢修費用。適用于蒙內鐵路長大坡道區段貨車安全運行。HGM-D型閘瓦在蒙內鐵路運用考驗通過專家組審查，滿足裝車使用。