Разработка технологических основ и специфика модернизации вагонов-цистерн для обеспечения безопасности их эксплуатации и продления срока службы

• Автор: Ряполов, Виталий Андреевич
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 224 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Аналитический обзор
1.1. Применение сварочной технологии в вагоностроении
1.2. Изучение структуры и свойств металла шва и зоны термического влияния в сварных конструкциях вагонов
1.3. Изучение структуры зоны термического влияния при сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей, применяемых в вагоностроении
1.4. Разработка методов определения и снижения сварочных напряжений и деформаций в сварных конструкциях
вагонов и котлов-цистерн
1.5. Изучение прочности и долговечности сварных конструкций
вагонов
1.6. Разработка средств механизации и автоматизации сварочного
производства при изготовлении и ремонте вагонов
1.7. Сварка при ремонте грузовых вагонов
Заключение по аналитическому обзору
Глава 2. Оценка напряженного состояния рамы вагона-цистерны
2.1. Основные положения расчета
2.2. Расчет шкворневой балки на статическую нагрузку
2.3. Расчет хребтовой балки на статическую нагрузку
2.4. Анализ результатов расчета хребтовой балки
2.5. Расчет модернизированной рамы вагона-цистерны
на продольные и вертикальные нагрузки
2.6. Анализ результатов расчета
Глава 3. Исследование структуры и свойств сварных соединений
вагонов-цистерн, прошедших многолетнюю эксплуатацию
3.1. Макро- и микроструктура сварных соединений
рамы вагона-цистерны
3.2. Макро- и микроструктура сварных соединений
котла вагона-цистерны
3.3. Рентгеноструктурный анализ состояния сварных соединений
вагонов-цистерн до и после длительной эксплуатации
3.4. Сравнительные исследования механических свойств сварных соединений рамы вагонов-цистерн
до и после длительной эксплуатации
3.5. Структура и механические свойства металла деталей
"Рама боковая" тележки вагонов
Выводы по третьей главе
Глава 4. Разработка технологий ремонтно-восстановительных работ вагонов-цистерн
4.1. Разработка мероприятий по снижению разбрызгивания и набрызгивания при сварке и наплавке в С02 для ремонтно-восстановительных работ вагонов-цистерн
4.2. Оптимизация и расчет режимов сварки в С02
и под флюсом для ремонтно-восстановительных работ
4.3. Разработка поточно-механизированных производств при
ремонтно-восстановительных работах вагонов-цистерн
Выводы по четвертой главе
Глава 5. Теоретическая и экспериментальная оценка надежности и долговечности вагонов-цистерн после капитально-восстановительного ремонта с усилением базовых узлов
5.1. Оценка долговечности рам вагонов-цистерн после капитального ремонта с усилением базовых узлов
5.2. Расчетное определение сопротивления усталости
5.3. Разработка методики проведения ресурсных испытаний
на соударение
5.4. Ресурсные испытания на соударение вагона-цистерны постройки 1962г. с рамой, не прошедшей модернизации
5.5. Ресурсные испытания на соударения вагона-цистерны
после модернизации
Выводы по пятой главе
Основные результаты работы и общие выводы
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Одной из важных задач предприятий транспортного машиностроения при современном состоянии экономики является активное участие в сохранении и обновлении грузовых вагонов. Особенно остро стоит проблема обеспечения перевозки агрессивных и опасных грузов. В железнодорожном парке вагонов-цистерн огромное количество составляют вагоны, которые отработали нормативный срок и подлежат списанию. Восстановление численности подвижного состава железнодорожных вагонов путем строительства новых грузовых вагонов в Российской Федерации (РФ) практически приостановлено. Дефицит нефтебензиновых вагонов-цистерн, предназначенных для перевозки химически активных и представляющих экологическую опасность грузов, в парках Министерства путей сообщения (МПС) РФ, предприятий-собственников и ограниченные финансовые возможности вызвали необходимость пересмотра нормативных сроков службы, регламентируемых приказом МПС РФ, с целью их продления.
Нормативные документы предусматривают решение вопросов безопасности и получение значительного экономического эффекта от возвращения в рабочий парк большого количества вагонов, отслуживших свой нормативный срок и находящихся в удовлетворительном техническом состоянии. Только в МПС РФ таких вагонов-цистерн для перевозки нефтепродуктов скопилось больше 11 тысяч единиц. Они занимают подъездные пути, а их утилизация требует огромных затрат.
ОАО "Алтайвагон" включено в перечень предприятий, лицензированных на изготовление подвижного состава для перевозки опасных грузов. Для решения вопросов модернизации вагонов-цистерн возникла острая необходимость разработать конструкторско-технологическую документацию и создать целый комплекс мероприятий по модернизации вагонов-цистерн, получивший название "капитальный ремонт с усилением базовых узлов" - КРу, и "капитальный ремонт с продлением срока эксплуатации" - КРП.

увеличивается. Особенно актуален вопрос о восстановлении вагонов в России в настоящее время, когда у предприятий - потребителей вагонов нет средств на приобретение новых вагонов, а стоимость отремонтированных гораздо ниже. В технической литературе относительно небольшое количество работ посвящено вопросам ремонта подвижного состава. Большинство этих работ [110,111,112] посвящены вопросам разработки технологии и оборудования наплавки изношенных поверхностей железнодорожных вагонов, а также разработке сварочных материалов для сварки и наплавки при ремонте вагонов [113,114,115].
В работе [116] проведен анализ статистического материала по разрушению сварных соединений грузовых вагонов, изготовленных на различных заводах. Установлены наиболее повреждаемые сварные швы и выявлены причины их повреждения. Отмечено, что сварные соединения вагонов после деповского ремонта имеют низкую надежность, что объясняется неудовлетворительным уровнем технологии ремонта и контроля качества. Влияние ремонтной сварки на эксплуатационные свойства сварного изделия рассмотрено в работе [117], где выявлено 19 факторов, определяющих целостность сварного соединения, и указывается, что при рассмотрении возможности ремонтной сварки необходимо знание металлургических, механических и эксплуатационных факторов, а также аспектов, связанных с требованием пригодности для эксплуатации.
Вопросы особенностей ремонта котлов железнодорожных цистерн дуговой сваркой рассмотрены в работе [118], в которой приведены схемы разделки, технология и техника заварки сквозных дефектов и трещин на котлах и цистернах, а также на днищах и обечайках котлов при ремонте цистерн.
Анализ литературных данных показывает, что ремонт грузовых вагонов целесообразно выполнять не в деповских, а в заводских условиях с высоким уровнем сварочной технологии и контроля качества. При этом для определения ресурса работы отремонтированных вагонов необходимо провести комплекс исследований по определению влияния срока эксплуатации ваго-