吴晓杰
中国铁路北京局集团有限公司北京动车段 北京 102600
摘要：动车组空心轴是车辆安全稳定的一个关键环节，需要定期探伤才能够发现潜在的威胁和安全隐患，进行及时的解决和维护，保障车辆的安全稳定运行。但过多次数的空心轴探伤会严重影响生产组织，让成本不断增加。通过对2015年以来的空心轴缺陷监测，发现很多缺陷发展比较缓慢，只有少部分的缺陷达到了缺陷标准。笔者结合多年的一线实践经验，在经济和安全性方面的基础上创新性的提出了探伤周期延长的措施，经过实践发现可以提高车辆的上线率，充分降低整个车辆的运维成本，为车辆安全稳定运行贡献自己一份力量。
关键词：动车组，空心轴探伤，周期，车辆运行
引言：动车组空心轴状态的是否优良直接关系着车辆的运行运行，空心轴的状态检测一般是通过探伤来进行相关的内部监控，才能在短时间内发现一些内部的缺陷，将这些缺陷进行排查，这就导致空心轴的检测还是比较困难，成本较高。现阶段空心轴的研究基本是根据检测原理，检测装备研发或者是相关的工艺技术，没有关于作业现场探伤周期合理性的研究，但探伤周期合理性的相关研究是动车组运行过程中的重要一环，关系着动车的上线和运行，相关的生产和组织。每个类型的车辆轴承都有对应的探伤周期，各个车型的探伤周期其实是存在很大差异，每次的探伤会造成大量探伤专项修扣车，影响很大。需要合理进行探伤周期的优化，对于空心轴的缺陷进行数据统计和处理分析。经过研究提出了延长探伤周期的相关策略。
1.现状分析阐述
在目前的探伤周期中，有着几万公里到十几万公里的历程，和专项修周期是不一致的，对于车辆上线率和生产都有着影响。下面主要通过ＣＲＨ３８０Ａ探伤周期进行研究。这个型号的探伤里程是9万公里，动车组每天行驶里程大概是2300公里，二级修基础修程约为7万公里，这样可以计算出，在运行中40天左右探伤，26天左右二级修。这样探伤和二级修周期是不一致的。在整个周期中，3个二级修才会和1个探伤周期重合，在实际车辆运行中，以百分之九十的上线率为基础进行相关的计算，一年能够有8个探伤周期，其中四次是专项扣修，如果是100组的配属量，扣车时间会有大概四百次，对于车辆上线率有很大影响，也不利于经营业绩的提高和稳定。要想和二级修重合，在目前的基础上就要增加探伤次数，而探伤周期增加会对整个车辆经营和运行有严重影响。不仅增加了车辆运行成本的损耗，对于轴承也会有安全威胁，不利于车辆的安全和稳定行驶。根据实际的运行经验，研究延长探伤周期和二级修同步是当务之急，需要经过对缺陷统计进行分析才能制定出合理的探伤计划。
2.数据统计分析
经过对2015年之后的动车空心轴缺陷进行统计和分析，对于数据进行处理得出相关的结果。空心轴缺陷类型根据位置关系分为内部和外部缺陷。对于内部缺陷来说，影响因素主要有冶金缺陷，锻造，加工中存在的缺陷和相关击打所导致。外表面缺陷主要是在运行中各种外部打击导致的损伤。统计结果表明，不同车型都有相关的缺陷。经过对数据进行处理，得到持续监测的样本数据。经过研究数据可以发现，很多缺陷没有造成裂纹的扩大，不会造成动车安全行驶的威胁，少部分缺陷有加重的趋势产生。如果空心轴内的缺陷达到阀门值疑似反射波的时候，就要用深度补偿对直径进行判断。满足要求的需要进行报废处理，当反射当量超过一毫米的时候，需要进行更换处理。因此，在长期的监测中，各种类型的缺陷当量没有明显的恶化，波动变化范围和检测仪器的精度有关系，这就可以得出空心轴缺陷在一段时间内的变化是比较稳定的，在短期之内并不会进行突变，迸发裂纹。因此。
在一定损伤程度范围内延长空心轴探伤周期是可行的，没有降低空心轴的安全和运行稳定的性能。
3.分析安全性和可行性
因为轴承主要受力是来自扭力，这样的受力决定表面是承受最大扭力的。轴承表面受到冲击严重影响会萌生裂纹。原因主要是冲击力造成缺口部位的应力变集中，缺口会产生微分裂。冲击造成的损伤会通过缺口集中应力影响车轴的疲劳强度，周边的缺口疲劳强度会变低。目前车辆的负荷水平，轴承受到外界冲击会造成损伤，但2毫米的钝口对于运行寿命没有影响。而2毫米的锐口裂纹形成时间也不会太长。在四十万公里的时候可能会萌发裂纹。这样的缺陷和故障说明动车的运行是比较稳定和安全的。
对于这些存在的潜在隐患可以用相关的检测仪器进行补充，比如对于轴承状态就有走行部图像监测系统来进行补充。根据相关数据反馈，可以很快发现轴承表面损伤，可以对损伤深度和造成的形状进行检测制定相关的计划进行弥补。对于延长探伤周期可能造成的隐患进行相对应的弥补和检测。另一方面，高速线路一般运用无渣轨道，被外部击打的可能性比较低，这样就可以很好的延长探伤周期的执行过程。已经有线路的车辆可以增加车轴外部的检测次数，避免缺陷的监测有遗漏的地方。运用这些技术和方法延长空心轴探伤周期是可以保证车辆的安全和运行稳定性能，也可以提升探伤周期的施行力度。
4.相关优化策略
通过对于动车组的大量缺陷数据分析，动车组空心轴的缺陷发展速度还是比较缓慢，很多故障和缺陷都在后面的监测中逐渐正常，不需要持续性进行监测了。充分考虑动车组运行稳定和安全，生产计划和成本节约等提出了延长探伤周期的相关策略，并且不断进行优化。
在空心轴探伤周期被延长后，一个周期就是二级修周期的整倍数。在一个扣车时间可以完成探伤和二级修作业，这样就可以很好的节约扣车次数。按照90%的上线率来进行统计，减少探伤次数约为315组，可以节约人力使用次数3000次，由此可见很好的降低了动车组的运行成本，整个组织的生产安排效率也增加了。
5.结论总结阐述
动车组空心轴探伤其实是整个车辆运行和作业中的关键部分，通过以上大量数据分析可以知道空心轴缺陷发展是比较缓慢，只有很少的空心轴在持续监测的过程中超出了缺陷标准，而绝大部分的空心轴还是能够保持在缺陷标准允许的范围内的，正因为如此才取消了后面持续的跟踪监测。本文在车辆安全性和稳定的基础上，创新性的提出了可以适当延长探伤周期的策略和建议。各个类型的车辆都可以减少相对应的扣车次数，这样就提高了车辆的上线率，在整体上降低了车辆的运行和维护成本，提高了车辆组织的效率。
但是动车组空心轴毕竟运行环境还是比较复杂，需要结合实际进行一定的调整和优化，本文的数据是有一定的区域性，可能有一些限制和不完善，有些特殊区域的数据没有进行统计分析。没有空心轴缺陷限定条件下的应力监测跟踪对比，不同外观缺陷的状态应力分布趋势也没有进行阐述和分析。而裂纹的萌生是需要特别注意的，后面要对这些空心轴的裂纹萌生进行持续性的跟踪和监测，多方面的分析各种影响因素后再结合技术人员的一线实践经验才能做出更好的探伤周期改进，不断进行优化，最终达到科学合理的探伤周期。
结语：综合以上分析，探伤周期是可以进行一定程度的延长，通过延长探伤周期可以提高整个车辆组的运行效率，节约相关的成本，同时相关的数据也是证明可以充分保证车辆的安全性和稳定性，但在实际执行的过程中还要考虑各种实际因素，充分做好优化和相关的准备工作。
参考文献：
[1]罗光兵,张甬成,郭富强,严皓. 动车组空心轴探伤周期探讨[A]. 中国铁道学会车辆委员会.2019铁道车辆轮轴学术交流会论文集[C].中国铁道学会车辆委员会:中国铁道学会,2019:4.
[2]胡满华, HAT-B108型便携式空心轴超声波探伤仪. 安徽省,安徽安吉特轨道交通科技有限公司,2019-05-29.