修程修制改革形勢下對貨車損耗失效的分析和檢修對策

劉立平，柳永福，周軍偉

(1.中國鐵路北京局集團有限公司 豐臺車輛段，北京100070；2.中國鐵路北京局集團有限公司 天津車輛段，天津 300012)

鐵路貨車修程修制改革實施方案涉及段修和廠修兩級修程，包括敞車、棚車等大量主要運輸車型在內的段修周期延長3個月或2個月，廠修周期相應順延[1]。貨車檢修周期延長后，整車及各零部件產品的維修質量保證期限隨之延長，產品損耗增加。因此控制車輛運用期內的損耗失效故障尤為重要。

1 修程修制改革對貨車損耗失效的影響

和其他大多數設備一樣，鐵路貨車無論在全壽命周期內還是在廠修、段修等各修程的檢修周期內，按時間計算的運用故障率都基本符合浴盆曲線(Bathtub curve，失效率曲線)的早期失效期、偶然失效期和損耗失效期三階段理論，如圖1所示。

圖1 浴盆曲線(失效率曲線)

(1) 修程修制改革對貨車受設計、原材料和造修因素影響的早期失效期不會產生影響。

(2) 檢修周期適當延長后，大多數貨車及部件的使用期仍處于由材料、環境及使用等因素主導的偶然失效期，故障率比較穩定。

(3) 原本處于偶然失效期的少數車輛及部件會受一些綜合因素和關聯因素影響進入由磨損、疲勞及老化等因素主導的損耗失效期。

考慮到貨車的使用特點，由使用環境等因素主導的車體各部件腐蝕等偶然失效故障與車輛維修后的使用時間存在較強關聯關系，與損耗失效故障在時間分布規律上類似。因此，本文把上述車體相關故障歸到損耗失效故障類型中進行分析。

根據浴盆曲線理論，產品維修主要著眼于對損耗失效故障的控制，延長從偶然失效期進入損耗失效期的周期，從而達到延長產品可安全使用周期的目的。

2 貨車損耗失效型故障的分析

2.1 故障類型

從目前通用貨車及部件(配件)的故障情況看，損耗失效的故障類型可以分為磨損失效、疲勞失效、腐蝕失效和老化失效四大類。

(1) 磨損失效。包括因車輪磨耗或偏磨導致的過限故障[2]；因滑閥與滑閥座非正常磨耗導致滑閥副損傷而引起的制動閥漏泄及作用不良故障；因鉤腔配件與鉤腔磨耗導致的車鉤性能不良故障。

(2) 疲勞失效。包括彈性旁承體在壽命期內隨著使用年限的增加，自由高不斷衰減，垂直剛度呈不斷增大趨勢，部分彈性旁承體出現自由高超限故障。

(3) 腐蝕失效。包括由腐蝕引發的車體(包括墻板、地板、車門等)破損故障。

(4) 老化失效。包括因管系E型密封圈、制動軟管連接器等老化導致的制動管系漏泄故障。

2.2 故障分析

2.2.1 運用貨車段修典型故障率

目前，全路運用貨車典型故障統計共包括18類(34個小項)。其中4類故障雖不完全是因部件(配件)的損耗造成的，但卻都與損耗失效密切相關：(1)車輪磨耗包括踏面圓周磨耗過限、輪緣磨耗過限及輪輞厚度過限；(2)制動管系漏泄；(3)制動閥漏泄及作用不良；(4)墻板、地板及車門破損。

以段修車為例，使用最近兩年公布的全路貨車典型故障數據分析，這4類故障占典型故障總數的82.6%，且比例比較穩定，從側面反映出控制這些損耗失效故障對降低車輛運用故障率的重要性。表1為運用貨車段修典型故障統計。

表1 運用貨車段修典型故障統計

2.2.2 TPDS系統預報運行品質不良貨車情況

經調研，TPDS系統預報運行品質不良貨車和車輪的磨耗情況、旁承體的疲勞情況有著緊密關系。在抽測品質不良貨車樣本中，因車輪踏面不均勻磨耗導致輪徑差大于4 mm的輪對比例達到25%；彈性旁承組成B值平均為12.9 mm，與正常車輛的樣本平均值14.7 mm相差12.2%。

表2是2020年1—7月和2019年同期全路TPDS系統預報的運行品質不良貨車統計數據，可以看出2020年報警率平均值比2019年同期增加了108.6%。圖2是同一階段預報運行品質不良貨車報警率趨勢圖，可以看出進入2020年特別是自第2季度以來，運行品質不良貨車報警率出現了明顯增加。

圖2 TPDS預報運行品質不良貨車報警率趨勢圖

表2 TPDS預報運行品質不良貨車統計對比表

3 解決措施

對損耗失效故障的控制，應從工藝、裝備和生產管理等多個角度入手。

3.1 完善工藝

(1) 細化內控工藝措施，并將相關措施固化到崗位作業指導書中，如規定段修同一轉向架兩新旁承體配對使用的要求，減少因兩旁承支承力相差過大帶來的偏磨問題。

(2) 設計采用利于工序互控的工藝路線，由回收和破壞性處理工位鑒定因故障分解的關系密封圈老化情況，并進行相應處理。

(3) 加強檢驗監督，針對可互換配件明確質量檢驗節點，開展批次檢驗。例如：針對鉤緩裝置各類檢修合格的配件實施批次管理，每個批次按固定數量進行定置，對每批次配件隨機抽檢抽驗合格者方可裝車。

3.2 實施配件分級管理

在檢修規程的框架范圍內，對修竣配件按質量等級進行分類，在配件裝車時進行控制，將質量等級低的配件裝用在檢修頻率偏高的車輛上。

涉及修程修制改革的各車型使用頻率偏高，檢修頻率偏低。配件質量分級的依據包括主要性能參數等級，如120主閥漏泄量、輪對踏面磨耗等。另外，分級依據還包括配件使用時間，配件疲勞、老化等大多數損耗型失效故障均與使用時間存在正相關關系，如彈性旁承體、制動軟管連接器等。

3.3 注重關聯性的故障防范手段

在車輛檢修實踐中既有故障與關聯故障(象征)往往不在同一作業單元，應分析確定需要開展追溯的故障或關聯故障，明確需追溯的工序，并固化到各相關崗位作業指導書中；明確信息傳遞方式，實現各作業單元聯動，破除條塊分割。

3.4 優化檢修生產管理

在修程修制改革形勢下，不同類型的損耗失效會呈現不同的發展規律，特別是與墻板、地板及車門腐蝕相關的破損故障比例有所提高，車體檢修的工作量會有較大波動。在生產管理中，結合車輛預修等工作，在固定班組結構的基礎上，以臨時性工作小組等形式，靈活挖潛組織生產，提升檢修能力。通過這些柔性化的生產組織手段，確保質量水平穩定。

3.5 提高檢修裝備保障水平

在貨車檢修裝備規劃和建設中，注重智能化、信息化和自動化以及三者的有機結合。一是以對職工操作技能、檢測精度及質量穩定性等有較高需求的關鍵工序為重點應用智能化替代工裝。二是以基礎信息及檢修信息繁雜的工序為重點，圍繞HMIS建立檢修信息化系統。三是以檢修中“臟、累”工序為重點，研究自動化裝備替代手段，提高作業效率。

4 結束語

貨車損耗失效是與修程修制改革緊密相關的故障風險類型，需要各檢修單位結合自身實際識別和處置。除此之外，早期失效和偶然失效同樣對貨車運用故障率有著直接的影響，都屬于檢修質量體系管理的范疇，因此，通過對貨車損耗失效進行分析，提出應對措施，完善既有檢修質量體系，可以更加有效滿足修程修制改革形勢對貨車檢修工作的質量要求。