无损检测在高速动车组轮对检修中的运用研究

无损检测在高速动车组轮对检修中的运用研究

潘伟伟    王泽文    张金玲

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛266111

摘要：高速动车组轮对作为动车组的走行单元，直接与轨道进行接触并传递轮轨作用力，其检修质量会直接影响到该动车组的运行质量。一般情况下，动车组每行驶120万公里就需要进行轮对的高级检修。按高级检修规程要求需要对轮对进行分解时，在检修过程中常会发现车轮、车轴上检存在表面划（拉）伤、锈蚀、击打伤以及车轮内孔尺寸变大等诸多异常现象，对动车组轮对的检修工作造成一定的影响。因此，相关的检修工作人员就需要对上述提到的异常现象有一个清晰的了解，并能够对这些问题进行有效的解决。

关键词：高速动车组轮；检修技术；分析

高速动车组的转向架为车辆的重要组成部分，其重要零部件为轮对。轮对作为转向架的组成单元，直接与轨道接触，其质量和安全性直接影响列车的行车安全。高速动车组每运营120万km就需要进行分解检修，而且转向架的轮对是一定要进行检修的部件，在检修过程中会发现轮轴压装配合表面划伤、车轮内孔尺寸超差、车轴轮座锈蚀等异常现象，严重的可能会被报废。由于轮对的价格非常高，因此，如何减少损失是大家关注的话题。下面对轮对质量问题表现及产生原因进行分析。

1、无损检测技术在铁路上的应用

目前，铁路系统常用的无损检测技术有磁粉检测(MT)、超声检测(UT)、渗透检测(PT)、射线检测(RT)、涡流检测(ET)5大类。各类无损检测技术在城市轨道车辆的检修中均有应用，但以磁粉检测及超声波检测手段为主。

1.1磁粉检测技术的应用

磁粉检测技术具有操作简单、灵敏度高、成本低的优点，因此是地铁车辆检修中应用最广泛的一种无损检测技术，所使用的设备有固定式、在线通过式、移动式、便携式等多种。但由于磁粉检测是利用铁磁性材料在工件表面及近表面缺陷处产生漏磁的原理，所以又具有一定的局限性，如只适用于铁磁性材料，需要去除表面油漆，对缺陷方向性有要求等。

1.2超声波检测技术的应用

超声波检测技术是铁路轮轴、焊接件等关键零部件的重要检测手段之一，而目前地铁车辆检修中主要将超声波检测应用于轮轴镶入部位的检测。由于技术条件制约，目前地铁的超声波检测技术多为A型脉冲反射法手动扫查，所使用的设备也以便携式为主，相控阵和TOFD(超声波衍射技术)等新技术在地铁车辆检修领域并未得到推广。

1.3渗透检测技术的应用

渗透检测技术不受工件几何形状影响，对缺陷方向和操作者要求也不高，但只局限于表面开放性缺陷的检测，而且操作过程较为繁琐，目前在地铁车辆检修中，主要应用于中小型零部件的表面缺陷检测。

1.4射线检测技术的应用

射线检测技术在铁路系统应用较多，如摇枕、侧架射线检测，焊缝检测，压力容器检测等，但由于存在放射性污染，在地铁车辆检修中应用较少，可以使用射线检测技术对风缸焊缝进行检测。

1.5涡流检测技术的应用

法国国营铁路曾将涡流检测技术用于导管和滚动轴承部件的检测，国内也仅局限于轴承滚珠、整体轮辐板检测等，同样在地铁车辆检修中也少有应用。

1.6交变磁场测量(ACFM)技术的应用

交变磁场测量(ACFM)技术是一种新型的涡流检测技术，最早被应用于近海石油装备无损检测中，ACFM技术由交变电压降(ACPD)法发展而来，结合了ACPD法能测量裂纹尺寸和无需接触工件的优点。在国内,上海地铁率先将ACFM技术应用于构架焊缝检测中。

2、轮轴划伤问题

轮轴压装配合表面出现划伤，采用注油方式进行退卸。在注油退卸后，经常发现车轴轮座表面和车轮内孔表面出现不同程度划伤。检修标准中规定划伤深度小于等于0.1 mm，如果超差需要做报废处理。

2.1问题产生的原因

车轴轮座与车轮内孔的表面多出现磕碰划伤的原因有以下可能性：一是车轮在压装过程中由于配合面未清理干净，导致配合面出现了划伤，在车轮注油退卸的过程中，配合面的划伤处的密封效果下降，同时形成了不均匀的油膜使划伤程度变大；二是如果车轮的装配面是清洁的，也可能在车轮退卸时，注油泵的注油压力和注油时间未达到规定要求，从而在配合面形成了不均匀的油膜，推卸后出现划伤，压装配合处无法形成有效油膜，易在退卸过程中引起划伤。

2.2解决措施

一是在轮对组装过程中，对车轴车轮压装的配合面进行打磨处理，去除高点和毛刺，保证表面质量满足技术要求；二是在车轮压装时，在装配表面涂抹润滑剂，保证在装配表面形成均匀的润滑层，减少发生划伤的可能性；三是在车轮注油退卸时，应提高注油压力缩短注油时间，确保压装配合面形成有效油膜，降低在推卸过程中出现划伤的可能性。

3、车轮内孔尺寸不合理

在对告诉动车轮组进行检修过程中，需要对退卸之后的车轮在放置8h后进行尺寸测量，发现其内孔的尺寸均出现了不同程度的提升，甚至有部分车轮的内孔尺寸因为超过了图纸所示的范围而出现了报废情况。

3.1原因分析

导致车轮内孔尺寸变大的原因主要有以下几种：一是车轮在线路运行的过程中，受到交变积压荷载，并导致车孔因为过长时间的受载荷而出现了塑性变形现象。二是在进行车轮的压装过程中，因为其内孔表面受到挤压程度过大，而导致其出现了一定的塑形现象，车轮内孔表面的微观凸起纹理消失，并使得车轮的内孔尺寸变大。此外车轮的内孔尺寸变压与其压装有着一定的联系，经相关研究证明，在每次压装之后，车轮内孔的尺寸均能够得到不同程度的增加，并且对该高速动车组的安全运行造成严重的威胁。

3.2解决措施

为了能够对车轮内孔退卸尺寸变大而导致的报废问题进行有效解决，就需要相关工作人员充分做到以下几点：一是需要对车轮的退卸以及压装次数尽可能地进行减少，并借此来控制车轮的内孔变形量，从而达到延长车轮使用壽命的效果。二是在进行车轮的制造过程之中，还需要对其内孔尺寸进行合理的控制，并要求将车轮内孔尺寸的变化控制在设计图纸的相关要求标准之中，这样才能够有效降低因为内孔不合格而导致车轮报废的几率，进一步提升车轮的使用效果以及使用寿命。

3.3车轮、车轴表面锈蚀、击打伤

3.3.1原因分析

动车组在出厂之前，需要对注油孔处进行汽化防锈油的注射。但是在实际注射的过程中，大多数动车的注油堵出的效果相对较差，动车组在经过长时间的运行之后，气化防蚀油已经挥发完毕，并且不具备有良好的防锈效果，而动车组在继续运行之后，其所产生的水汽还容易从注油堵处进入，并且容易导致车轴轮轴出现一定程度的锈蚀现象。

3.3.2解决措施

为了避免轮轴锈蚀这种情况的出现，就需要在进行注油堵的组装工作之前，进行生料带的缠绕，从而进一步增强油堵处的密封效果。此外还需要定期朝着注油孔中进行气化防锈油的注射，并确保其能够取得一个良好的防蚀效果。

4、结束语

本文就轮轴表面的划伤、车轮内孔超差以及车轮轮座其表面锈蚀、击打伤出现的原因以及具体应对措施进行了简要的分析与研究，并在此基础上对动车组轮的检修限度进行了分析研究。经长期现场实践证明，本文所提出的各种措施均能够起到良好的预防与检修效果，并能够进一步提升动车组轮的检修效果与检修质量，从而为该铁路企业带来良好的经济效益。

参考文献

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