大秦线C80系列敞车上旁承调整垫板严重腐蚀问题的研究

武斌

摘要：C80系列敞车广泛应用于大秦线重载运行，作为专用配属车辆常年往复于大同至秦皇岛、唐山、天津等沿海地区，在长期的运用检修过程中，发现其上旁承调整垫板出现了严重的电化学腐蚀，本文将以此为主题，分析以上问题发生的原因以及解决方案。

关键词：大秦线;C80系列敞车;上旁承调整垫板;电化学腐蚀

1 C80系列敞车运用现状介绍

湖东车辆段共有C80系列煤炭专用配属车40636辆，这些车辆主要用于大秦线的煤炭运输，常年往复于山西大同、朔州等内陆地区与秦皇岛、唐山、天津等沿海地区之间，其检修与运用维护均由固定单位进行，车辆执行年限与运行公里双向累计进行定期维修，车辆检修部门每2年或27个月对其进行一次全面检查修，每8年或160万公里进行一次厂修;但是由于车辆使用频繁，加之沿海地区空气平均湿度大，导致车辆上的部分配件出现了严重的生锈腐蚀[1]，下文将以车辆上旁承调整垫板生锈腐蚀为主要研究对象，对其发生原因以及改进意见进行分析。

2 上旁承调整垫板锈蚀问题的发现

2021年初至今，大同检修车间在段修作业过程中，检修人员发现C80系列敞车的上旁承调整垫板生锈腐蚀的现象发生频次日益增多;以2021年10月为例，每日检修的C80系列敞车中，近半数的车辆上旁承调整垫板发生了不同程度的锈蚀，平均每日需要拆卸下车并进行除去锈皮处理的垫板，占比达到14%;通过对腐蚀特别严重的重点故障统计数据分析，截止2021年11月初全年有34块垫板出现了十分严重的锈蚀，锈皮已将其下部的上旁承磨耗板挤压成了弧面型。此类问题直接导致了组装间隙超过安装使用的限度，部分调整垫板甚至已经出现裂通、缺损、配件失效等情况，影响行车安全。

3 上旁承调整垫板锈蚀的危害

根据《铁路货车段修规程》第3.3.7.4条规定，上旁承焊缝开裂时焊修，磨耗板磨耗大于2mm或裂纹时更换。上旁承磨耗板、调整垫板、上旁承体间的组装间隙均不得大于0.5mm[2]，组装螺栓下面不得超出磨耗板下平面，组装螺栓与螺母须点焊加固。结合《湖东车辆段上旁承作业指导书》第2.2.2上旁承组装间隙检查的相关要求，

作业者需使用手电照明，目视上旁承、调整垫板及磨耗板组装处，使用0.5mm塞尺尝试塞入上旁承、上旁承调整垫板及磨耗板间的间隙，塞尺一旦向内塞入，说明组装间隙超限。

上旁承组装间隙是上旁承组装使用过程中的重要质量控制性参数，它确保了车体4个旁承接触平面的平行度符合参数要求，在车辆运行至曲线线路时保证了车辆的平衡性，如果因调整垫板生锈严重腐蚀导致上旁承磨耗板间隙超限，极容易造成上旁承磨耗板、下旁承弹性接触面、滚子的偏磨，从而影响车辆在运行中的支点稳定性，严重影响行车安全。

在检修过程中上旁承调整垫板组装间隙是重要的检查项目之一，高频次发生严重锈蚀的问题给检修作业带来了极大的挑战，同时为了确保组装质量符合相关要求，也会给检修作业带来大量的劳动力消耗。

4 上旁承调整垫板锈蚀原因分析

（1）环境因素

大秦线C80系列敞车长期往复于内陆地区与沿海地区，运行里程长、环境复杂，由于我国沿海地区年平均湿度均在60%以上，并且由于海水蒸发导致的降水相对含盐量要高于内陆地区，不同材质的金属接触面在长期含有高电解质的雨水的浸泡下，极易出现电化学腐蚀反应，从而加剧锈蚀的速度[3]。

并且作为煤炭专用货车，每年进入冬季后都会在装车是对车体喷涂防冻液，防冻液会随着车体外部水汽凝结的露珠一起向下流淌，从而附着在上旁承周边，对金属结构造成腐蚀。

（2）结构设计因素

C80系列敞车所采用的上旁承结构，调整垫板基本与上旁承体尺寸相同，但是下部安装的上旁承磨耗板的尺寸却比上部调整垫板略大，导致从外观结构上来看上旁承调整垫板下方出现了一个外延的凸台平面，这样的结构很容易在雨水向下流淌过程中将部分雨水留存在凸台上方，长期浸泡调整垫板与磨耗板的接触缝隙，加剧了金属材质板材的生锈腐蚀。

（3）材料选用因素

在材料选用方面，由于上旁承下部的磨耗板需要与下旁承弹性体、滚子频繁出现摩擦，所以出于耐磨性考虑车辆制造时即选用了27SiMn合金钢，但是由于调整垫板仅用于提供厚度，起到调整水平高度的作用，在制造时出于经济性考虑，仅使用了普通钢板材Q235制成，不同金属活性的板材直接接触，加之高含电介质雨水的作用，使得电化学腐蚀反映加剧，导致板材锈蚀严重[4]，且问题发生在结合处内部，锈皮无法正常脱落，长期积聚在夹层内部，使得原有结构发生了变形，严重影响其使用性能。

5 改进措施分析

（1）改变原有上旁承设计结构

改进上旁承磨耗板四周边缘形状，使之上部成为向下倾斜的斜坡状，便于雨水向下流淌，杜绝雨水存积长期浸泡金属接触面

优点：通过结构改进的方式可以很好的解决金属接触表面长期遭到雨水浸泡的问题，从一定程度上解决由于电化学腐蚀带来的生锈问题。

缺点：运用过程中改造成本较大，需要对于所有车辆的磨耗板进行更换，建议在车辆的制造过程中对结构进行修改，只在厂修中对于原本已经发生破损的磨耗板进行更换。

（2）对金属接触面喷涂防锈漆

在加修过程中通过喷涂防锈漆（溶剂型厚浆醇酸漆，水溶性油漆等与之相当的防锈漆），使得不同活性金属不直接接触，同时在金属与雨水之间形成隔绝层，达到防锈的效果。

优点：通过隔绝出现锈蚀的因素，从根本上解决了电化学腐蚀的问题，材料成本较低。

缺点：防锈漆在长期运用过程中会因为材料间的摩擦振动而剥落，很难达到长期保护的作用。

（3）更换调整垫板的材料

使用不锈钢板代替现有的普通铁质板材，起到降低板材生锈腐蚀的作用，不锈钢材质本身对于潮湿空气就有一定的防锈抗性，加之其也属于合金材料，与下部的合金磨耗板电化学反应也较弱。

优点：经过材料更换，从根本上解决不同活性金属接触的电化学腐蚀问题，相较于改变原有结构成本较低。

缺点：需要进行大量的更换作业。

（4）牺牲阳极的阴极保护

采取在车体外部加装活性金属阳极，例如：铝质阳极、锌质阳极及镁质阳极，通过优先腐蚀牺牲阳极活性金属的方式保护原有金属整体结构，此类方法常用于沿海地区机械、钢结构的防腐蚀。

优点：加装活性阳极金属不仅仅可以解决上旁承垫板的锈蚀问题，还可以对整个车体的金属结构加以保护，一举多得。

缺点：对于零件较多的机械结构，部分零件间的微观电化学反应依旧存在，改进的针对性相对较低，效果不一定理想，并且投入也较高。

6 结论

C80系列敞车上旁承调整垫板频繁出现严重锈蚀，主要是由于外在使用环境、结构设计、材料选用三个方面的因素造成，给重载行车安全带来了极大的威胁，同时也给检修带来了极大的困难;相较于以上四种改进措施，使用更换垫板材料的方式最为直接可行，同时改变其原有结构的方案也不能忽视，可以同步进行，牺牲阳极的阴极保護方案还需经过大量的试验来验证。

参考文献：

[1]黄光宇.C_（80）型铝合金重载敞车运用情况分析及建议[J].中国铁路，2018（04）：39-48.

[2]杨春，范晓红，王国安.铁路货车旁承间隙装配工艺研究与改进[J].机车车辆工艺，2011（05）：30-31.

[3]田冰.沿海电厂钢结构防腐蚀技术现状及发展趋势[J].现代工业经济和信息化，2021，11（09）：212-213.

[4]文杨昊.金属材料的腐蚀与防护分析[J].世界有色金属，2021（12）：192-193.