黃清健
(福州地鐵集團有限公司運營事業部運維中心車輛部,福建福州 350000)
依據《城市軌道交通設施設備運行維護管理辦法》的要求:“車輛架修間隔不超過5 年或80 萬公里。”福州地鐵2 號線配屬B 型電客車31 列,自2019 年4 月26 日開始運營,目前列車最高運行里程已超35 萬公里,計劃于2023 年11 月開展架修工作。現綜合福州地鐵現有維修場地規模、工藝設備、人員配置等情況對2 號線地鐵列車架修工作進行策劃。
經對深圳、西安、杭州、鄭州、南寧5 個城市的列車架修進行調研,各個城市根據自身情況,委外部件存在差異,人員配置在110 人左右。其中深圳地鐵委外比例最低,僅將部件脫噴漆、風機、液壓減振器、軸箱軸承、風道清潔工作進行委外,每列車架修工時約為1.38 萬工時;其他幾家委外部件基本類似,主要將制動、空調、受電弓、車鉤、液壓減振器、軸箱軸承、牽引電機、風道清潔等工作進行委外,每列車架修工時在1 萬工時左右(表1)。

表1 國內部分城市地鐵列車架修總體情況
分析已掌握的架修自修比例較高的深圳地鐵首次架修6列車架修維修工時數據,工作量占比較大的主要為轉向架輪對(占比26.95%)、主電路(占比15.72%)、車體車門(占比14.67%)、供風制動(占比12.51%)4 個系統,占總工作量的69.85%(表2)。

表2 深圳地鐵首次自主架修6 列車架修工時統計
福州地鐵1 號線車輛架修采用整車委托唐車公司進行,截至2022 年4 月已經完成10 列車交付,剩余列車計劃于2023 年9 月份完成。唐車公司在綜合考慮福州地鐵新店車輛段聯合檢修庫場地設備、維修成本、新線遺留問題整改等情況,將空調、制動、車鉤、輪對、軸箱軸承、風道清潔等14 個部件工序進行委外;將轉向架、牽引電機、車門、車下電器箱體等18 個部件工序進行自修(表3)。

表3 福州地鐵1 號線地鐵列車架修各系統維修模式匯總
福州地鐵1 號線架修委外維修項目計劃于2023 年9 月份完成所有列車架修任務,唐車公司于2023 年10 月份完成清場,因此聯合檢修庫預計將在2023 年11 月份進行場地整備開始2 號線架修工作。
為了確認2 號線列車各部件實際狀態,對規程進行查漏補缺,確保后續運營安全,計劃對2 號線前3 列車進行架修擴大化維修。同時考慮到福州地鐵首次自主架修前期的人員、設備、工藝、流程的磨合,因此2 號線架修前3 列車按每列車2 月的工期進行維修,預計在2024 年5 月份交付。剩余28 列車計劃從2024年6 月—2026 年4 月按1.22 列/月的產能完成架修作業,確保1號線在2026 年5 月份能夠開展列車大修工作;1 號線架修首列車交車時間為2021 年6 月4 日(表4)。

表4 福州地鐵架大修排期計劃 列
根據2 號線列車架修排期計劃,從2023 年11 月—2026 年4 月共2.5 年完成31 列車架修任務,年平均生產任務12.4 列車,人車比約為1.47。同時也保證2 號線列車架修扣修時走行里程在60 萬公里左右,架修扣修時間控制在6 年左右,與國內地鐵架修時機基本保持一致(表5)。

表5 2 號線電客車運營里程統計
福州地鐵架大修車間目前配置一線維修人員109 人,按每人每年實際工作時間按365-52×2-11-5=245 個工作日,每天實際作業時間6 h 計算,則架大修車間1 年能產生工時為245×6×109=160 230 h。根據2025 年需完成架修14 列計算,則2 號線架修自修工時應在160 230÷14=11 445 h 以內。
綜合同行經驗、福州地鐵工藝設備配置、2號線架修排期、自修工時測算、維修技術難度、安全風險和福州地鐵1 號線架修委外經驗,對2 號線列車架修各關鍵系統維修模式進行分析如下。
空調系統架修作業主要為部件清潔檢查、橡膠件更換、部件焊接、試驗臺測試等工作,每列車自修工作量約為1000 工時。空調系統維修技術難度低、市場化程度較高、價格較為透明,而且空調系統架修占用場地面積較大,架修作業中更換冷媒需要管路動火焊接,產生煙霧也影響庫區的環境,因此國內大部分地鐵公司架大修均將空調機組進行委外。而且福州地鐵未配置相關的淋雨試驗測試設備,自修需要額外采購,成本較高,因此建議2 號線架修將空調系統進行委外。
制動系統為克諾爾的EP2002 系統,架修需要對制動機、空壓機和閥類進行分解、清潔,更換橡膠件緊固件并進行功能測試,每列車工作量約為1780 工時。其中閥類維修涉及的零部件較多,維修精細度深,且需要專用測試試驗臺,自修籌備難度較大;制動機主要為清潔檢測,更換密封膠和磨損件,組裝測試,制動系統架修工作量主要集中在制動機維修;空壓機主要為清潔檢查,更換過濾器。由于制動系統屬于關鍵部件,維修難度較大,綜合考慮維修技術和安全風險,國內大部分地鐵公司制動系統架大修均采用返廠維修的模式。
因此,建議制動系統仍按1 號線架修維修模式,將制動機、閥類和空壓機進行返廠維修。
車鉤系統為福伊特生產的330 型車鉤,架修作業主要為部件清潔檢查、更換緊固件、橡膠件、關鍵部件探傷、組裝后進行鉤頭凸出量檢測,最后進行試驗臺連掛測試,每列車工作量約為1100 工時。車鉤雖然為關鍵部件,但架修主要為機械部件的分解清潔組裝、鉤體水平度調整,多為大部件組裝,試驗臺測試也為試拉試驗,總體難度適中。經核查,福州地鐵新店車輛段聯合檢修庫相關的廠房設計(車鉤檢修區)和設備工器具(連掛試驗臺、鉤頭間隙檢測工裝等)都有配置。
對于車鉤部件的架大修維修策略,國內地鐵公司根據自身廠房設計、設備配置、人員規模和周邊產能等情況各有不同,其中深圳、廣州、鄭州、西安等周邊無相應車鉤廠家的主要為自修,杭州、蘇州、上海、寧波、無錫等長三角地區城市因臨近福伊特廠家,主要為委外。
福州離上海運輸距離適中,相關設備工具也有配置,因此可與福伊特廠家交流,如委外成本適中,考慮到車鉤為關鍵部件,委外也可適當轉移相應的安全風險,2 號線架修可采用委外。如考慮一線人員工作量飽和,車鉤架修整體維修難度適中,工作量占比適中,也可考慮將車鉤進行自主維修。
轉向架輪對架修作業主要為清潔、外觀檢查、脫漆、探傷、尺寸測量、軸承檢測、換油、緊固件更換、密封件更換、補漆等,每列車工作量約為3700 工時(轉向架2500 工時,輪對1200 工時)。各地鐵公司架修中,如轉向架系統自主維修,除了將軸箱軸承、液壓減振器委外之外,其他部件一般都采用自修方式進行。福州地鐵1 號線將輪對進行委外,主要考慮職業健康和聯合檢修庫的場地設置情況,輪對需要脫漆進行輪軸探傷,后續的補漆噴漆工作量較大,聯合檢修庫無專用油漆間,泉州基地有專用脫漆設備,因此唐車在1 號線架修時將輪對一并送回泉州脫漆探傷并噴漆。
福州地鐵聯合檢修庫噴漆場地較小,目前僅能滿足轉向架構架關鍵焊縫的少量的脫漆補漆。輪對脫漆噴漆工作量大,脫漆只能采用噴涂脫漆劑并打磨,補漆采用噴漆工藝對庫區造成嚴重的粉塵、甲醛、天那水等污染,嚴重影響一線檢修人員的職業健康,建議將輪對架修進行委外。
2 號線受電弓為賽德CED-160 型氣囊受電弓,架修作業主要為分解清潔,更換軸承、橡膠件、緊固件,組裝測試。受電弓每列車2 臺,架修工時約為200 工時,鑒于福州地鐵1 號線前期出現了鋼絲繩斷裂、氣囊炸裂造成受電弓部件與車體接地導致車頂擊穿的惡性故障,且國內地鐵公司均將受電弓進行委外,因此建議2 號線受電弓架修進行委外維修。
(1)牽引電機。牽引電機架修作業主要為分解清潔,軸承、緊固件、密封件的更換,組裝測試,每列車架修約為1000 工時。牽引電機關鍵的定子和轉子部件在運營5 年后狀態基本較好,一般不涉及繞線或浸漆等工藝,因此架修主流維修模式為自主維修。福州地鐵聯合檢修庫配備了電機清洗設備、烘干設備和空載試驗臺等設備,目前1 號線架修時牽引電機均在聯合檢修庫完成,福州地鐵具備牽引電機的架修自修能力。因此建議2 號線牽引電機架修進行自修。
(2)車下牽引輔助。牽引輔助系統在架修主要是將逆變器、電抗器、車下電器箱體等相關電子部件的分解清潔測試,密封件更換,每列車架修工時約為1200 工時。車下牽引輔助箱體的必換件較少,架修成本主要為人工和電子部件故障后的修復或更換的成本。經調研,國內同行除部分一線城市地鐵公司具備電子部件維修能力外,二三線城市地鐵公司基本沒有電子板件的維修能力,主流維修模式為“架修自修+故障委外”。參考其他城市地鐵運營經驗,列車模塊和電子部件在臨近大修期(8~10 年)時故障增多,維護難度上升。同時電子部件故障存在偶發性、隨機性和不確定性,故障原因查找困難,且福州地鐵目前也不具備電子部件的維修能力。經初步溝通,2 號線架修將承擔5 年質保,鑒于福州地鐵不具備電子部件內部元件的故障查找和原因分析的能力,后續質保難度較大,建議將牽引輔助采用整體委外的維修模式。
車門系統架修主要是部件的清潔檢查,更換行程開關、滾輪等磨耗部件,組裝完成后進行尺寸的調整工作,架修工時約為2000 工時。車門架修中的門控器、車門電機等關鍵部件在架修中僅涉及清潔檢查,架修作業不涉及該系統的核心技術,為勞動密集型。國內同行在架修中,車門基本為自主維修,且福州地鐵1 號線車門架修由唐車人員在聯合檢修庫進行維修,因此建議2號線車門系統架修為自主維修。
1 號線列車司控器(KABA 鎖卡滯、司控器最大牽引擋位達不到100%、司控器主控手柄推拉阻力過大)和貫通道折棚(折棚批量開線)存在運營遺留問題的整改,因此唐車將此兩項部件進行返廠維修。因2 號線無類似問題,架修可以將司控器和貫通道折棚進行自主維修。
參考杭州地鐵首次架修經驗,將部件脫噴漆、制動、空調、受電弓、車鉤、液壓減振器、軸箱軸承、風道清潔進行委外,架修自修工時約為1.1 萬小時。
福州地鐵2 號線綜合考慮場地工藝布局、電子部件維修能力和員工健康等情況,輪對(約1000 工時)和車下牽引輔助箱體(約1200 工時)架修作業需要進行委外,則2 號線列車架修自修工時約為8800 工時/列,相比維修生產排期測算的11 445 工時/列,一線人員生產飽和度為76.89%,存在較大缺口。因此可以將難度適中、場地需求較小的車鉤系統(約1100 工時)納入自修,即2 號線列車架修自修工時為9900 工時,則一線人員工作飽和度為86.5%,考慮福州地鐵首次自主架修的工藝熟練度和一線人員的流動性,工時飽和度也較為合理,因此符合福州地鐵的整體架大修規劃(表6)。

表6 福州地鐵2 號線地鐵列車架修各系統維修模式匯總
綜上所述,福州地鐵2 號線架修將部件脫漆噴漆、制動、空調、受電弓、液壓減振器、軸箱軸承、風道清潔、輪對、車下牽引輔助箱體進行委外維修,其余系統進行自主維修。按此維修模式,福州地鐵現有架修一線人員配置109 人,2 號線架修計劃從2023 年11 月—2026 年4 月,歷時2.5 年,年均生產任務12.4 列,自修工時約9900 工時/列,年均人車比約為1.47。