Все новости

04.04.2013

НП «ОПЖТ» вынесло вопрос дефектов боковых рам на совет главных конструкторов крупнейших вагоностроительных заводов, специалистов ОАО «РЖД», ВНИКТИ, ВНИИЖТа, МИИТа и других университетов

На американских железных дорогах в год случается не более 1–2 изломов боковых рам тележек грузовых вагонов. А у нас 26 за… три месяца. Всего же с 2006 по 2013 год, по данным ОАО «РЖД», было 129 изломов боковых рам вагонных тележек, причём 92 из них — за последние четыре года.

Последствия тяжелейшие — сходы, крушения поездов, гибель локомотивной бригады. Только за два первых месяца текущего года из-за дефектов боковых рам отцеплено 6556 грузовых вагонов. А в целом на сети железных дорог СНГ по тем же причинам исключено из эксплуатации за последний год более 33 тысяч рам.

Чем объяснить этот «девятый» вал дефектного литья и как его остановить? НП «ОПЖТ» вынесло этот острый вопрос на совет главных конструкторов крупнейших вагоностроительных заводов, специалистов ОАО «РЖД», ВНИКТИ, ВНИИЖТа, МИИТа и других университетов.

Заседанию предшествовали испытания, которые были проведены по заказу ОПЖТ и при поддержке ОАО «РЖД». Грузовой поезд, в состав которого включили вагон с тележкой, обклеенные датчиками, и вагон-лабораторию, проследовал от станции Алтайской до Владивостока и обратно со скоростью до 80 км/ч. Показания снимались в реальных условиях эксплуатации — в том числе, на полигоне Забайкальской железной дороги, где очень много кривых, затяжные подъёмы на хребет Яблоневый и такие же спуски, вдобавок температура зимой опускается ниже 50 градусов.

Подобные испытания с 70-х годов в нашей стране не проводились. Вероятно, считали это излишним. Ведь типовая тележка грузового вагона модели 18–100 в эксплуатации уже более полувека. За эти годы она претерпела ряд модернизаций. Вначале была рассчитана на осевую нагрузку 20 тс. А в 70-80-е годы нагрузку увеличили сначала до 22, потом до 23 и, наконец, до 23, 5 тс. При этом давались гарантии надёжной и безопасной работы.
Но в результате нынешних испытаний выяснилось, что при расчёте и проектировании этой тележки и её элементов были учтены не все силы, действующие во время движения. Так, например, не брались в расчёт боковые силы, а они, по данным Испытательного центра технических средств железнодорожного транспорта, в кривых при существующей нагрузке превышают нормативные параметры. Нормы расчёта конструкции грузового вагона не пересматривались с 1996 года. Хотя условия эксплуатации с тех пор изменились: с переводом на железобетонное основание путь стал жёстче, возросли скорости и нагрузка, увеличилось количество переработок на сортировочных станциях.

Кто-то видит в этом причину нынешних бед. Согласиться мешает одно «но»: ломаются в основном литые детали, которые находятся в эксплуатации от двух до пяти лет. Логичнее было бы ожидать выхода из строя «старичков», а они оказались намного крепче. Вопрос: почему?

Специалисты считают, что нередко нарушается технология литья, допускаются отступления от геометрических параметров деталей. Свою роль играет и несовершенство конструкции той же боковой рамы. У неё сложная конфигурация — чтобы обеспечить качество заливки, необходимо особое искусство и жёсткий контроль. А это не всегда соблюдается.

Вот анализ, который сделали в управлении вагонного хозяйства Центральной дирекции инфраструктуры ОАО «РЖД»: в 900 с лишним из 1557 забракованных боковых рам обнаружены дефекты в опасной зоне буксового проёма R-55, свыше 600 деталей имели литьевые дефекты, более 200 — трещины.

Между тем все элементы вагонной тележки должны выдерживать эксплуатационную нагрузку. При проектировании боковой рамы не случайно закладывается коэффициент запаса прочности 1,8, обеспечивающий срок её службы 32 года. Но дефекты литья, по мнению заведующего отделом ВНИКТИ Эдуарда Оганьяна, в разы уменьшают ресурс рамы. И запаса прочности, сопротивления усталости металла практически не остаётся.

В Тольяттинском техническом университете исследовали химический состав образцов стали всех производителей вагонного литья. И отметили, что почти все они укладываются в нормативы. Вот только по ударной вязкости (KCV-60) ни один образец не соответствует отраслевому стандарту. Хотя именно этот показатель характеризует живучесть литой детали в условиях низких температур. Ведь не случайно почти 90% изломов боковых рам происходит в зимнее время, в районах Сибири и Дальнего Востока. И тем не менее требования к хладостойкости стали боковых рам и надрессорных балок не менялись последние десять лет.

В отраслевом стандарте (ОСТ 32.183–2001) ударная вязкость вообще не заложена как обязательный (выбраковочный) показатель. Хотя в нормах безопасности она присутствует в качестве такового. И это не единственная нестыковка в существующей нормативной базе, регламентирующей процессы изготовления и приёмки боковых рам и надрессорных балок (ОСТ 32.183–2001 и ТТ ЦВ-32-695-2006). Так, в Технические требования внесено ошибочное (теперь это признано) положение о недопустимости любых литейных дефектов усадочного происхождения в зонах повышенной ответственности, стремление выполнить которое приводит к образованию ещё более опасных дефектов литья.

Как известно, нормативная база в данном случае — это зона ответственности Минтранса и Минпромторга. Только после крушения на Восточно-Сибирской дороге в январе этого года и поручения Президента РФ Владимира Путина в ведомствах начались реальные подвижки. Разработана была программа мероприятий, в частности, решено было проанализировать нормативные документы, чтобы найти, что упущено, а также исследовать технологию вагонного литья с целью её совершенствования.

Главное — очень важно грамотно написать нормативные документы, констатирует старший вице-президентОАО «РЖД», президент НП «ОПЖТ» Валентин Гапанович. Он считает, что пора возродить отечественную конструкторскую школу и обеспечить тесное взаимодействие тех, кто конструирует подвижной состав, его производит и эксплуатирует. Тогда будет движение вперёд.

Не случайно ещё в прошлом году по заказу НП «ОПЖТ» специалисты ВНИИЖТа разработали проект нового Межгосударственного стандарта «Детали литые тележек двухосных трёхэлементных грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Рама боковая и балка надрессорная. Технические условия». В нём заложен новый подход к химическому составу и механическим свойствам деталей, в том числе и к хладостойкости стали. Одно из важных положений этого документа: изготовитель несёт ответственность за химический состав, структуру стали и дефекты в вагонном литье на протяжении всего срока его службы. Новый стандарт откроет выход на рынок инновационным тележкам. Действующие нормативные документы писались ведь под модель 18–100, которая морально давно уже устарела.

Но, учитывая масштабы вагонного парка, заменят её нескоро. А что же до той поры делать? Генеральный директор ВНИКТИ Валерий Коссов считает: надо переходить на усиленные конструкции боковой рамы и надрессорной балки. Что же касается тех, что находятся в эксплуатации, то главные конструкторы заводов должны пересчитать их ресурс и честно сказать, сколько они прослужат. Ну, а в будущем следует заложить в стандарт требование, чтобы литые детали тележки служили столько же, сколько подвижной состав. Как это принято, например, в США.

Выпускать модернизированные боковые рамы уже начал «Уралвагонзавод». По словам его главного конструктора Александра Дорожкина, в конструкции усилены все сечения, а коэффициент запаса усталостной прочности увеличен до 2,3. После испытаний опытного образца перейдёт на выпуск новых боковых рам усиленной конструкции и ОАО «Алтайвагон». Там изменили и технологию литья, и это дало снижение дефектов в самой уязвимой зоне R-55. А на Бежицком сталелитейном заводе провели виртуальные испытания 3D моделей вагонных тележек, рассчитав коэффициенты прочности литых деталей при повышенных нагрузках. Главный вывод, который после этого сделали, — необходима более совершенная конструкция вагонной тележки.

Между тем уже идут испытания грузовых вагонов на американских тележках Barber производства Тихвинского вагоностроительного завода. Готовы предложить свою продукцию и другие производители. И если будет принято предложение Минтранса России ввести скидку с тарифа на 2–10% на перевозку грузов в вагонах новых моделей с улучшенными эксплуатационными характеристиками, то у бизнеса появится стимул обновлять подвижной состав.

Стоит заметить, что на американских железных дорогах грузовые вагоны эксплуатируются по 50 лет. А после детального обследования срок службы могут продлить до 65 лет. По словам вице-президента «Амстед Рейл» Амина Патрика Терренса, изломы боковых рам заставили американских железнодорожников предъявлять более жёсткие требования к конструкции основных деталей тележек и ввести новые стандарты, а также проводить аудит литейных производств не раз в два года, как раньше, а ежегодно. Сумеем ли мы использовать американский опыт? Новая зима покажет.