梁开义 魏树春 付光涛
天津轨道交通运营集团有限公司 天津 300392
摘要：轨道交通作为城市交通运输的重要组成部分，为承担市民出行提供了很大的便利。天津地铁1号线从开通至今，已经安全运营10年，单列电客车运营里程达到100万公里，按照城市轨道交通运营相关规范及车辆检修技术文件，天津地铁1号线车辆于2016年开始进入大修期。地铁车辆大修主要是进行车辆的整车拆解、部件检修、内外饰翻新、部分设备更新改造、整车静调和动调等工作，对地铁车辆进行从内到外的检修，以满足城市轨道交通安全运营需要。
关键词：地铁车辆；探伤工艺；
引言：?近年来，随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高，越来越多的城市开通了城市轨道交通工程，以满足人民群众日益增长的出行需要。天津地铁1号线工程于2006年6月12日开通运营,后面相继开通运营2、3、5、6、9号线及1号线延长线，形成网状运营线网,共计运营里程达233公里。后续在建线路包括4、7、8、10、11、13号线，预计到2025年，天津轨道交通通车里程将超过500公里。目前天津轨道交通日最高客流超过180万人次,平均日客流量稳定在100万人次以上。2016年，伴随着天津地铁1号线东延线工程和既有线信号系统改造项目的实施，天津地铁1号线电客车集中全部进行大修和改造，以满足1号线东延线开通后列车安全运行。本文主要是以此次大修为契机，通过对大修过程中的车辆部件探伤，探讨地铁车辆探伤工艺，便于为今后城市轨道交通车辆检修工作提供参考和借鉴。
1、探伤工艺简介
地铁车辆检修过程中的探伤工艺方法主要包括三种：磁粉探伤、超声波探伤和渗透探伤工艺。
磁粉探伤：该方法主要是通过磁粉在物体缺陷附近漏磁场中的堆积以检测铁磁性材料表面或近表面处缺陷的一种无损检测方法。具体原理是将钢铁等磁性材料制作的工件进行磁化，利用其缺陷部位的漏磁能吸附磁粉的特征，依磁粉分布显示被探测物件表面缺陷和近表面缺陷的探伤方法。该探伤方法的特点是简便、显示直观。
超声波探伤：超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法。当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就发出不同的反射波，再在荧光屏上形成不同的脉冲波形，检修人员再根据这些脉冲波形来判断工件内部缺陷的位置和大小。
渗透探伤：又称渗透检测(penetrant testing,缩写符号为PT），是一种以毛细作用原理为基础的检查表面开口缺陷的无损检测方法。该方法主要是利用渗透剂进行探伤，应用广泛，操作简单,不需要复杂设备,费用低廉，缺陷显示直观，具有相当高的灵敏度,能发现宽度在1微米以下的工件缺陷。
2、探伤具体点位分布
天津地铁1号线共有电客车25列，每列电客车是6节编组的非标B型车，采用三轨下部受流的工作方式。在此次大修过程中，检修人员结合车辆运用状况和检修规程，主要对车体、走行部、车钩、箱体吊座、司机室门吊架等主要受力部位进行了探伤。
其中，使用渗透探伤工艺的部位包括：车体部分、车下箱体部分和车门吊架部分；使用磁粉探伤工艺的部位包括：车钩、牵引梁、构架及走形部其他附属部件；车轴部分由于较为重要，且属于主要承重部件，所以使用磁粉探伤和超声波探伤工艺相结合的方式进行。
3、探伤主要故障分析
（1）底架横梁吊装孔立面存在凹坑缺陷，凹坑为铝型材冷挤压过程中出现的缩孔，为原母材自带缺陷。由于此位置不能进行补焊，空间小，补焊容易造成焊接热变形，引起强度下降。将缩孔周圈尖锐位置进行去除毛刺、平缓化处理，避免缺陷的进一步扩大。
（2）中心销定位孔裂纹，底架中心销安装座安装孔进行渗透探伤时发现裂纹，安装孔周围平面有1条4-5mm长裂纹，安装孔立面有3条裂纹，其中1条贯穿安装孔上沿。考虑为中心销安装座在制造时出现缺陷，进行了补焊，焊接质量不到位造成。修复方法为，边去除边探伤的方法去除裂纹位置的材质18mm左右，直至裂纹完全消失，再进行缺口补焊，补焊完成后进行探伤验证，没有再出现裂纹。
（3）车体侧墙焊缝有气泡，该气泡在端墙的一圈焊缝内都比较多，车体制造时的焊接缺陷导致焊缝存在气泡、未完全融合。修复方法为，将焊缝未融合部分进行打磨，直至将未融合的小气泡清楚掉，再进行补焊。
（4）空调安装座有裂纹，去除表层后裂缝变大，再进行深度处理后发现有初始未融合的黑色油迹，判定该位置缺陷为初始焊接时两道之间未完全融合，后期在长时间运行过程中受力，裂纹向两侧延伸。继续处理后，发现裂纹并未延伸到车体基材，只是在安装座和车顶的焊缝位置。修复方法为，先清除安装座裂纹，直至裂纹清除干净，再进行补焊，补焊完成后进行渗透探伤，以确认裂纹修复。
（5）齿轮箱小齿轮面存在损伤，长度在7mm至10mm不等，分析为长时间使用齿轮磨损导致。 此种情况下，齿轮难以修复，为保障运营安全，应当更换齿轮。
（6）牵引拉杆杆身存在裂纹 ，多集中在杆径突变位置，此处为应力集中点。牵引拉杆为铸造件，为保障运营安全，应当更换牵引拉杆。
（7）车轴探伤发现裂纹，发生位置主要在车轴轴颈部位、车轴轮座部位，磁痕特征为锯齿形，两端成尖角状，不规则。这两个位置均为车轴集中受力部位，车辆运行过程中，载荷比较恶劣，长期使用后出现裂纹。因此，应当对故障车轴进行更换。
（8）联轴节经探伤发现部分联轴节鼓形齿有裂纹现象，长时间使用疲劳磨损所致。联轴节修复价值较低，因此，应对问题联轴节进行更换。
（9）车钩探伤主要发现的问题主要有2个。一是探伤发现在钩头卡口位置有钩头出现裂纹，长度约为3mm，分析原因为长时间使用后疲劳造成；二是探伤发现有一个半自动车钩头在钩头卡口位置存在砂眼现象，分析为车钩自带原始缺陷。为保障运营安全，应对更换该车钩头。
4、总结
地铁车辆大修对于保障地铁安全起到至关重要的作用，更是保障乘客安全的一个重要检修修程。通过对天津地铁1号线地铁车辆大修过程中探伤工艺的应用和故障分析，并使用不同的探伤工艺方法对地铁车辆各个部件或受力部位进行探伤，虽然没有发现较为严重的影响运营安全的隐患和故障，但依旧能发现部分隐患和缺陷。同时，由于地铁车辆各受力部位较为隐蔽和分散，通过探伤可以对这些隐蔽部位存在的缺陷和故障及时进行发现。因此，建议，在进行地铁车辆大修过程中，对车辆关键受力部位都应该进行探伤，以保证地铁车辆的安全运营。
参考文献
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