автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Совершенствование методов оценки и восстановления ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов

□03486749 На правах рукописи

БИТГОЦКИЙ Никита Александрович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ РЕСУРСА ВАГОНОВ-ЦИСТЕРН С КОТЛАМИ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Специальность 05.22.07 — Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-Зш 2009

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2009

003486749

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения» (ПГУПС) на кафедре «Технология металлов».

Научный руководитель -

доктор технических наук, доцент УРУШЕВ Сергей Викторович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент

СЫЧЕВ Вячеслав Петрович

кандидат технических наук БОГДАНОВ Виталий Петрович

Ведущая организация -

ЗАО Научная Организация «Тверской институт вагоностроения»

Защита состоится «18» декабря 2009 г. в 13 30 часов на заседании диссертационного совета Д 218.008.05 при Петербургском государственном университете путей сообщения по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9, ауд. 5-407

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петербургского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан <*$»ноября 2009 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью организации, просим направлять по адресу совета университета.

Ученый секретарь

диссертационного совета J

д.т.н., профессор ^—"~J*S—1—=— В.А. КРУЧЕК

Общая характеристика работы

Актуальность работы.

Транспортировка грузов для предприятий химической промышленности в Российской Федерации осуществляется преимущественно железнодорожным транспортом, причем основная часть грузов перевозится в универсальных вагонах. Грузы, вызывающие интенсивную коррозию или требующие наличия специальных устройств погрузки-выгрузки, транспортируются в специализированном подвижном составе, который в настоящее время получает все большее распространение. Это объясняется тем, что при использовании специализированных вагонов обеспечивается лучшая сохранность грузов, сокращение эксплуатационных расходов, повышение производительности труда и экологической безопасности при одновременном снижении рисков возникновения аварийных ситуаций.

В последние годы парк специализированных вагонов-цистерн постоянно сокращается, в результате чего возникает дефицит вагонов для транспортировки агрессивных химических грузов, даже в условиях снижения объемов перевозок. Все больше вагонов-цистерн выходит из эксплуатации вследствие окончания нормативного срока службы. Одним из способов решения проблемы нехватки вагонов в условиях существующей экономической ситуации является проведение комплекса работ по продлению срока их безопасной эксплуатации. Исходя из опыта прошлых лет, данные мероприятия, по сравнению с покупкой аналогичного нового подвижного состава, оказывают существенный экономический эффект, который может достигать 40 %.

Таким образом, исследования направленные на совершенствование методов оценки и восстановления ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов на сегодняшний день являются актуальными и способствуют существенному улучшению экономической ситуации страны.

Целью работы является разработка комплекса методик по оценке и восстановлению ресурса основных элементов металлоконструкции специализированных вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов и обоснование ремонтных мероприятий для их последующей безопасной эксплуатации.

За последние несколько десятилетий специалистами ведущих организаций России и Украины выполнено большое количество работ, связанных с оценкой технического состояния и прогнозированием срока безопасной эксплуатации универсальных вагонов-цистерн. Значительно менее изучены специализированные вагоны-цистерны с котлами из алюминиевых сплавов, спрос на которые в настоящее время со стороны перевозчиков продолжает

возрастать. В диссертационной работе для достижения сформулированной цели были поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Выполнен анализ потребности в перевозке агрессивных химических грузов в вагонах-цистернах на территории Российской Федерации.

2. Проведена классификация эксплуатационных повреждений вагонов-цистерн для химических грузов и проанализированы основные причины их возникновения в зависимости от стадии жизненного цикла.

3. Сформирована конструктивная блок-схема вагона-цистерны модели 15-1406, учитывающая наиболее нагруженные и подверженные возникновению повреждений в эксплуатации элементы металлоконструкции.

4. Разработаны алгоритм и методика оценки ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов, с учетом необходимого объема ремонтных операций.

5. Предложены алгоритм и методика обоснования допускаемых дефектов и браковочных критериев, позволяющая определять расчетным способом предельные размеры наружных и внутренних дефектов и повреждений элементов конструкции вагона-цистерны.

6. Выполнена апробация разработанных расчетных моделей, методик и алгоритмов при оценке ресурса вагонов-цистерн.

7. Проведена экспериментальная проверка достоверности разработанных расчетных моделей, методик и алгоритмов и выполнена оценка их эффективности.

8. Выполнена оценка экономической эффективности от внедрения разработанных методик, алгоритмов и рекомендаций по оценке и восстановлению ресурса вагонов-цистерн.

Решение поставленных задач проводилось путем комбинирования аналитических методов, численного моделирования и проведения натурных экспериментов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана конструктивная блок-схема вагона-цистерны с котлом из алюминиевых сплавов, позволяющая проектировать и модернизировать вагон в целом и его основные элементы с учетом статистических данных повреждаемости в эксплуатации.

2. Сформированы алгоритм и методика оценки и восстановления ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов, позволяющие на основе использования теории графов выбрать наиболее рациональный вариант ремонта и с помощью уточненной расчетно-аналитической оценки определить его объем и срок дальнейшей эксплуатации вагона.

3. Выполнена классификация повреждений и дефектов, возникающих в конструкции вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов на всех этапах жизненного цикла, позволяющая прогнозировать повреждения в эксплуатации и систематизировать вероятностные причины их возникновения.

4. Получены зависимости напряжений, возникающих в элементах конструкции от геометрических параметров дефектов, позволяющие обосновать предельные поверхностные и внутренние дефекты при проведении диагностирования вагонов-цистерн методами неразрушающего контроля, ремонте и модернизации.

Практическая значимость и реализация работы:

1. Сформированная конструктивная схема вагона-цистерны модели 15-1406 позволяет определять наиболее нагруженные и повреждаемые в эксплуатации элементы конструкции кузова и рамы.

2. Разработанная методика оценки и восстановления ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов, позволяет детально оценить текущее техническое состояние основных элементов конструкции вагона, условия его эксплуатации, определить необходимый и экономически целесообразный вид ремонта и определить ресурс вагона-цистерны в целом при проведении расчетно-аналитической оценки.

3. Методика обоснования допускаемых дефектов и браковочных критериев в котлах из алюминиевых сплавов позволяет сформировать браковочные критерии и на каждом этапе натурного обследования вагона-цистерны проводить оценку целесообразности дальнейших работ, путем сопоставления выявленных дефектов с полученными браковочными критериями.

4. Полученные зависимости геометрических параметров дефектов позволяют повысить качество проводимого контроля и таким образом сократить внеплановые эксплуатационные расходы.

5. Результаты работы использованы при разработке технических условий на капитальный ремонт с продлением срока полезного использования и переоборудования под перевозку стирола вагонов-цистерн модели 15-1406 и внедрены на предприятиях Владикавказский ВРЗ (филиал ОАО « РЖД ») и ОАО « Саяногорский ВРЗ ».

6. Внедрение рекомендованных мероприятий, для вагонов-цистерн находящихся в эксплуатации по сравнению с заменой существующего грузового парка вагонов на новый, позволяет получить годовой экономический эффект не менее 70 ООО руб. на 1 вагон.

Достоверность полученных результатов подтверждается результатами экспериментальных исследований вагона-цистерны: максимальное рас-

хождение экспериментальных и расчетных напряжений при действии статических и ударных нагрузок не превышает 10%. Обоснованность разработанных рекомендаций и методик подтверждается положительными результатами эксплуатации.

В диссертационной работе изложены научно-обоснованные технические разработки по оценке и восстановлению ресурса специализированного подвижного состава, имеющие существенное значение для развития экономики железнодорожного транспорта России.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на VI научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты» ПГУПС (2009 г.); на неделях науки ПГУПС (2005, 2007 гг.); на научно-технических совещаниях ООО «Инженерный центр вагоностроения» (2007-2009 гг.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 9 печатных работах, 1 из которых издана в журнале «Транспорт Урала», входящем в перечень изданий, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией для публикации научных результатов диссертационных исследований.

Структура и объем работы. Диссертационная работа включает в себя введение, пять глав, заключение, приложение и изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц и 60 иллюстраций. Список использованных источников насчитывает 110 наименований.

Основное содержание диссертации

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертации, сформулирована цель, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проведен краткий обзор и анализ исследований в области оценки и восстановления ресурса грузового подвижного состава, а также проведен анализ современного состояния парка и классификация эксплуатационных повреждений вагонов-цистерн для перевозки агрессивных и химических грузов. Большой вклад в совершенствование конструкций грузового подвижного состава внесли следующие отечественные ученые: Е.П. Блохин, В.П. Богданов, Ю.П. Бороненко, В.И. Варава, М.Ф. Вериго, C.B. Вершинский, ДО. Грачева, В.Н. Данилов, В.Д. Данович, Ю.В. Демин, Е.П. Дудкин, И.П. Исаев, Г.А. Казанский, ДА. Кальницкий, A.A. Камаев, В.А. Камаев, H.A. Ковалев, M.JI. Ковалев, Л.А. Коган, M.JI. Коротенко, В.Н. Котуранов, АД. Кочнов, H.H. Кудрявцев, Л.Д. Кузьмич, В.А. Лазарян, В.В. Лукин, A.A. Львов, Л.А. Манашкин, В.Б. Медель, E.H. Никольский, НА. Панькин, М.П. Пахомов, Н.П. Петров, B.C. Плоткин, A.A. Попов, A.A. Радзиховский, Ю.С. Ромен, А.Н. Савоськин, И.Ф. Скиба,

М.М. Соколов, Т.А. Тибилов, В.Ф. Ушкалов, В.Д. Хусидов, И.И. Челноков, Ю.МЛеркашин, JI.A. Шадур, И.Л. Шаринов, П.В. Шевченко, В.Ф. Яковлев и другие ученые, которыми решен ряд задач статической и динамической нагруженности рельсовых экипажей, позволяющей оценивать качество различных типов подвижного состава.

В большой части работ рассмотрен отечественный и зарубежный опыт совершенствования конструкций грузовых вагонов с использованием алюминиевых сплавов. К таким работам относятся труды: М.А. Белянчиковой, К.П. Демина, В.П. Ефимова, Е.Г. Жичкина, JI.B. Журавлевой, A.A. Иванова, В.Г. Игнатьева, А.Д. Конюхова, В.П. Макарова, Д.М. Матвеева, Х.И. Пейрик, М.П. Порицкого, Т.А. Ратниковой, И.М. Савича, A.C. Серединой, Ю.А. Хапилова, В.А. Хлобыстовой, Н. Ishidzuka, J. Maier и ряда других ученых. В работах этих авторов рассмотрены перспективы использования новых конструкционных материалов, определены основные свойства некоторых марок сплавов из алюминия, представлены результаты их коррозионной стойкости по отношению к некоторым маркам сталей, используемым при изготовлении грузовых вагонов. Однако до настоящего времени недостаточно изучены, вопросы эксплуатационной надежности специализированных вагонов-цистерн.

Исследованиям, связанным с изучением и оценкой ресурса ответственных элементов металлоконструкции грузовых вагонов, посвящены работы ученых: A.A. Битюцкого, В.В. Болотина, Г.М. Волохова, H.H. Воронина, Г.И. Герасименко, Ю.П. Портнова, A.M. Соколова, М.Г. Сыровцева, В.П. Сычева, A.B. Третьякова, С.В.Урушев, В.Н. Цюренко, Ю.М. Черкашияа и ряда других ученых. Этими учеными были предложены алгоритмы и методические материалы по оценке технического состояния грузовых вагонов и проведена расчетная оценка их ресурса, выполнены экспериментальные исследования опытных образцов вагонов, прошедших процедуру восстановительного ремонта, а также разработаны индивидуальные подходы к оценке ресурса различного вида подвижного состава. Однако в подавляющем большинстве работ проведены исследования применительно к универсальным вагонам, а специализированные вагоны-цистерны с котлами из алюминиевых сплавов изучены в меньшей степени.

Для оценки потребности в специализированном подвижном составе на территории Российской Федерации, проведен анализ современного состояния парка вагонов-цистерн для перевозки агрессивных и химических грузов на примере одного из крупнейших агрохимических предприятий страны. Данный анализ включал в себя оценку потребности в перевозке но-

менклатуры химических грузов вплоть до 2015 г., а также исследование текущего технического состояния парка вагонов-цистерн в эксплуатации. Исследования потребности в перевозке агрессивных химических грузов в вагонах-цистернах на территории России позволили выявить значительный дефицит вагонов, начиная с середины 2009 г. (рисунок 1-2).

6%

- срок службы истек;

- срок службы истечет до 2015 г.;

- срок службы истечет после 2015 г.

Рисунок 1 - Суммарный бапанс парка Рисунок 2 - Возрастная вагонов-цистерн. структура парка.

Результаты анализа технического состояния вагонов позволили определить полный спектр возможных повреждений, выделить наиболее подверженные зоны их возникновения и определить среднюю скорость коррозии элементов котла вагона-цистерны при перевозке наиболее массовых агрессивных и химических грузов, таких как: крепкая азотная кислота, стирол, кислотный меланж и перекись водорода (рисунок 3).

Используя результаты оценки технического состояния вагонов-цистерн в эксплуатации, выполнена классификация повреждений по критериям их численности и причинам возникновения повреждений на основных стадиях жизненного цикла вагона, к которым относятся: разработка и постановка на производство, производство и эксплуатация. Предложенная классификация позволяет проектировать и модернизировать вагон в целом и его основные элементы, а также разрабатывать рекомендации, направленные на сокращение количества отказов вагонов-цистерн в эксплуатации.

Во второй главе диссертации разработан алгоритм оценки и восстановления ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов. Сформированный общий алгоритм состоит из стандартных этапов, однако по сравнению с существующими, позволяет при помощи комплекса расчет-но-экспериментальных и аналитических исследований, оценить ресурс вагона-цистерны в целом и на его основании определить наиболее рациональный вид и объем восстановительного ремонта. Для реализации основных

—.-.-.-.—

2010 г. собственный парк вагонов; потребный парк вагонов; недостаток парка вагонов.

0

2015 г.

2005 г.

этапов алгоритма разработан комплекс прикладных методик и математических моделей.

эксплуатационные повреждения распределение повреждений

повреждение и отсутствие дренажных желобов

трешины в основном металле котла

1 2 3 4 5 6 7 8 повреждения

трещины сварных швов " ¡д фасонных лап

дефекты сварных швов котла

коррозионное обрыв швов приварки коррозионное повреждение и деформации

повреждение фиксатора лестницы элементов люка-лаза

элементов котла

Рисунок 3 - Анализ технического состояния вагонов-цистерн в эксплуатации.

Разработаны алгоритм и прикладная методика обоснования допускаемых дефектов и браковочных критериев котла вагона-цистерны. Для реализации основных этапов алгоритма проведены исследования механических и химических свойств материала котла и сформирована конструктивная блок-схема вагона-цистерны.

Исследования механических и химических свойств материала котла включали в себя: анализ химического состава; металлографические исследования; испытания на статическое растяжение; определение трещиностой-кости при статическом нагружении. Анализ результатов исследования позволил установить, что агрессивная среда перевозимого груза не оказывает на химический состав металла и его прочностные характеристики существенного влияния. В результате оценки трещиностойкости определено значение напряжений, при достижении которого происходит охрупчивание металла и страгивание трещины (67 МПа). Полученные результаты испытаний трещиностойкости в дальнейшем использовались при определении допускаемых дефектов и браковочных критериев.

Используя результаты классификации повреждений, разработана конструктивная блок-схема вагона-цистерны модели 15-1406, представляющая его в виде отдельных блоков, разделенных по функциональному назначению (рисунок 4). Каждый блок содержит информацию о конструктивных свойствах, нагруженности и повреждаемости в эксплуатации.

I I - Единичные повреждения (до 10 %) - Повреждаемые в меньшей степени (10-30 %)

ЧШШШ - Наиболее повреждаемые (более 30 %) - Наиболее нагруженные и повреждаемые

Рисунок 4 - Конструктивная блок-схема котла вагона-цистерны модели 15-1406.

Разработанная блок-схема имеет иерархическую четырехуровневую структуру и содержит функциональные модули, узлы функциональных модулей, конструктивные элементы и повреждения конструкции вагона-цистерны и позволяет определять наиболее нагруженные и подверженные

8

возникновению повреждений элементы конструкции вагона в эксплуатации, лимитирующие ресурс вагона в целом.

В результате проведенных исследований сформирована система расчетных случаев и разработана двухуровневая математическая модель вагона-цистерны, адаптированная для определения и формирования браковочных критериев (рисунок 5).

Схема определения координат дефекта _12_

X — 5 5 X2 Х[ ^

Рисунок 5 - Расположение модели 2-го уровня в исходной модели и схема определения координаты местоположения дефекта.

Используемый массив данных позволил определить местоположение внутреннего и поверхностного дефекта, которое можно представить в виде матрицы М:

..... Х1 у/

^УЛУк-^гУ;

0)

где М - матрица возможных мест расположения дефекта; хь У] - значения бинарной системы координат.

При этом в качестве области существования могут выступать, только те координаты, которые по результатам расчета прочности модели второго уровня удовлетворяют следующему условию:

где F(am¡a) - площадь распределения напряжений в модели 2-го уровня; <7ШИ - максимальные напряжения.

Анализ результатов расчета модели 2-го уровня позволили оценить влияние геометрических параметров дефекта на напряженно-деформированное состояние вагона-цистерны и определить площадь его охрупчивания в локальной зоне (рисунок 6-8).

определение координаты (х) по длине определение координаты (у) по толщине

Рисунок 6 - Распределение напряжений модели 2-го уровня.

100 т

1,0 1,5

размер дефекта (Ь), мм,

внутренний дефект

1,0 1,5

размер дефекта (Ь), мм.

поверхностный дефект

форма дефекта:

——■ сферическая ......... цилиндрическая — ■■» эллиптическая

Рисунок 7 - Зависимости напряжений возникающих в миделе 2-го уровня от геометрических параметров дефекта.

Разработанные алгоритм и методика позволили сформировать перечень поверхностных и внутренних дефектов, при наличии которых в конструкции вероятность возникновения трещины от них наиболее высока и в дальнейшем, использовать полученные результаты при проведении оценки ресурса котлов вагонов-цистерн в объеме неразрушающего контроля.

1,0 1,5 3,0 0,5 1,0 1,5 3,0

размер дефекта (Ь), мм. размер дефекта (Ь), мм.

внутренний дефект поверхностный дефект

форма дефекта:

' сферическая ......... цилиндрическая — — эллиптическая

Рисунок 8 - Зависимости площади охрупчивания модели 2-го уровня от геометрических параметров дефекта.

С использованием конструктивной блок-схемы вагона-цистерны разработана прикладная методика определения объема и вида ремонта, позволяющая на основе теории графов, с использованием матрицы смежностей обоснованно выбирать объем ремонта котла вагона, как наиболее повреждаемого элемента конструкции в эксплуатации, и выполнять предварительную экономическую оценку. Каждая вершина х; 6 X графа соответствует элементу котла вагона-цистерны отвечающему за ресурс и множеству вершин возможных повреждений, выявляемых в процессе натурного обследования, а его ребро ^ 6 и является связью рассматриваемых вершин. При выполнении настоящих условий на ребрах графа реализуется следующая функция:

Г1, если Тх,Фй

(3)

" [0, если Тх1 = 0

где: т.х- отображение ¿-ой вершины графа на множестве смежных вершин.

Таким образом, отражение вершин графа конструктивных элементов на множестве смежных вершин возможных повреждений, можно записать следующим образом:

Та^ = {Ь/>ск,с!д>е1,}

где Та, - отражение вершин графа элементов котла на множестве смежных вершин повреждений; ь},ск,с!ч - повреждения; е,1 - необходимые замены.

Определение вида ремонта и его экономическая оценка проводится на основании принятой балловой системы, учитывающей стоимость ремонта котла. Общую сумму баллов для определения вида ремонта устанавливают

И

путем произведения транспонированной матрицы смежностей с внесенными в нее результатами натурного обследования и матрицей-столбцом баллов каждого вида повреждений с учетом коэффициентов повреждаемости:

Р =

<1=1

Рк, если[Рк}<^а1<[Рп 0-1

Р№п, если^с >[Рк?п\

(5)

В третьей главе выполнена апробация разработанной общей методики и алгоритма оценки и восстановления ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов. Проведена оценка текущего технического состояния конструкции вагона, в результате которой выявлены повреждения, позволившие согласно прикладной методике определить необходимый объем ремонта, сформировать расчетную модель вагона-цистерны (рисунок 9) и оценить ресурс его несущих элементов.

Рисунок 9 - Конечно-элементная расчетная модель вагона-цистерны.

В качестве исходных данных для оценки ресурса вагона-цистерны использованы максимальные эквивалентные напряжения, полученные при расчете прочности. Остаточный ресурс вагона в целом и срок его дальнейшей безопасной эксплуатации определен как минимальное значение из множества сроков службы каждого элемента и составил 7 лет:

(6)

Т и ~ > Ткг, Ткг ■■■Ткп}

В результате выполненного комплекса работ были разработаны рекомендации по объему и технологии ремонта для продления срока службы

12

конкретного вагона-цистерны модели 15-1406 на срок 7*, определенный расчетным путем.

С учетом разработанных методических рекомендаций в четвертой главе проведен комплекс экспериментальных исследований (рисунок 10), включающий испытания на статическую прочность, испытания на статическую прочность избыточным давлением и динамические испытания на прочность при соударении. Испытания проводились по методикам, разработанным при участии автора на испытательных участках предприятий ООО «Саяногорский ВРЗ» и вагоноремонтного депо ВЧД-11 (филиал ОАО «РЖД»). Результаты испытаний подтвердили работоспособность и эффективность разработанных рекомендаций, при которых конструкция в полной мере отвечает требованиям действующей нормативной документации. Проведенный сравнительный анализ результатов расчетных исследований и испытаний натурного образца вагона-цистерны показали их достаточную сходимость. Расхождения значений экспериментальных и расчетных напряжений при статических и динамически нагрузках не превышают 10 %.

испытуемый вагон-цистерна и датчики деформации. Рисунок 10 - Экспериментальные исследования.

В пятой главе выполнена оценка экономической эффективности разработанных методических рекомендаций по оценке и восстановлению ресурса. Экономическая целесообразность продления срока службы по сравнению с покупкой аналогичного нового подвижного состава, оценивалась по средней стоимости года эксплуатации (рисунок 11).

Результаты оценки экономической эффективности отражают значительное снижение затрат и позволяют прогнозировать усредненный экономический эффект от внедрения разработанных методических рекомендаций не менее 70 000 руб. на 1 вагон за год эксплуатации.

года эксплуатации 9 11 13 15

где , - стоимость жизненного цикла за 1 год нового вагона и продлеваемого вагона; S», Socm - рыночная стоимость нового вагона и остаточная стоимость продлеваемого вагона; Ри, Рдк • стоимость необходимого ремонта в баллах и плановых видов ремонта; Тцорли Тхт, Т/пах, T3Kctv Тыан СрОК службы нормативный, остаточный, максимальный, фактической эксплуатации и назначенный.

Ресурс вагона:

■ восстановленный —~ — новый Рисунок 11 - Оценка экономической эффективности.

Основные положения диссертации использованы при разработке технических условий на капитальный ремонт с продлением срока полезного использования и переоборудования под перевозку стирола вагонов-цистерн модели 15-1406 и внедрены на предприятиях Владикавказский ВРЗ (филиал ОАО « РЖД ») и ОАО « Саяногорский ВРЗ ».

Заключение

Выполненный комплекс теоретических и экспериментальных исследований, направленных на совершенствование методов оценки и восстановления ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов позволил констатировать следующее:

1. Проведен анализ потребности в перевозке агрессивных и химических грузов, на примере одного из крупнейших предприятий химической промышленности России до 2015 г., позволивший выявить дефицит специализированного подвижного состава.

2. Выполнен анализ технического состояния вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов, позволивший выявить достаточно полный перечень возможных повреждений вагонов-цистерн. На основании проведенного анализа проведена классификация эксплуатационных повреждений вагонов-цистерн по количественному критерию и проанализированы основные причины их возникновения в зависимости от стадии жизненного цикла.

3. Сформирована конструктивная схема вагона-цистерны модели 15-1406, которая состоит из отдельных блоков, разделенных по функциональному назначению, и учитывает наиболее нагруженные и повреждаемые в эксплуатации элементы конструкции.

4. Разработаны алгоритм и методика оценки ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов, позволяющая определять ресурс ваго-

14

на до наступления предельного состояния его конструкции с учетом необходимого объема ремонтных операций.

5. Предложена прикладная методика определения объема и вида ремонта, позволяющая учитывать обобщенный перечень возможных повреждений, определять наиболее рациональные способы их устранения и оценивать ориентировочную стоимость ремонта.

6. Разработаны алгоритм и прикладная методика обоснования допускаемых дефектов и браковочных характеристик, позволяющая расчетным способом определять предельные размеры наружных и подповерхностных дефектов

7. Созданы расчетные конечно-элементные модели, позволяющие проводить теоретические исследования влияния искусственного дефекта на напряженно-деформированное состояние вагона.

8. Проведены исследования механических и химических свойств материала котла вагона-цистерны, позволившие определить его состояние после длительного взаимодействия с крепкой азотной кислотой и определить напряжения страгивания трещины от искусственного дефекта.

9. Разработана прикладная методика расчетной оценки ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов, позволяющая определять ресурс элементов конструкции вагона-цистерны с учетом конструкционных изменений, анализа технической документации и натурного обследования конкретного вагона, а так же оценивать достоверность выбранного вида и объема ремонта.

10. Проведена апробация разработанных методик и предложен комплекс методических рекомендаций, направленных на улучшение эксплуатационной надежности вагонов-цистерн;

11. Проведены экспериментальные исследования, включающие в себя статические и ударные испытания, позволившие оценить достоверность разработанных методических рекомендаций. Результаты испытаний подтвердили данные, полученные расчетным путем (расхождение показателей при максимальном уровне напряжений не превысило 10 %);

12. При проведении оценки экономической эффективности восстановления ресурса вагонов-цистерн по сравнению со стоимостью нового подвижного состава установлено, что экономический эффект на 1 вагон составит не менее 70 тыс. рублей в год.

13. Основные положения разработанных методических рекомендаций использованы при разработке технических условия на капитальный ремонт с продлением срока полезного использования и переоборудование вагонов-цистерн модели 15-1406 и успешно внедрены на предприятиях Владикавказский ВРЗ филиала ОАО « РЖД » и ООО « Саяногорский ВРЗ ».

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:

работы, опубликованные в изданиях, входящих в перечень, рекомендованный ВАК Минобразования России:

1. Битюцкий H.A. Исследование эксплуатационных повреждений вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов // Транспорт Урала. - Екатеринбург., 2009. №2(21)-С.52-55.

работы, опубликованные в изданиях, не входящих в перечень, рекомендованный ВАК Минобразования России:

2. Битюцкий H.A., Афанасьев А.Е,, Дроздов А.Ф., Техническое диагностирование полувагонов и продление их срока службы / Совершенствование методов испытаний и диагностики грузовых вагонов: сб. науч. тр. Вып. №2 / ИЦ ОВС. - СПб.: Изд-во «ОМ-Пресс», 2007. С. 79-89.

3. Битюцкий H.A., Афанасьев А.Е., Дроздов А.Ф., Нам - рассчитать методику, вам - оценить целесообразность. // РЖД Партнер. - СПб., 2007. №18(118)-С. 100-102.

4. Битюцкий H.A. Организация новых видов ремонта специализированных грузовых вагонов парка частного подвижного состава / Шаг в будущее «Неделя науки - 2007». - СПб.: ПГУПС, 2007. стр. 10-14.

5. Битюцкий A.A., Битюцкий H.A. Разработка и внедрение нового вида восстановительного ремонта вагонов-хопперов для перевозки технического углерода / Совершенствование методов испытаний и диагностики грузовых вагонов: сб. науч. тр. Вып. №2 / ИЦ ОВС - СПб.: Изд-во «ОМ-Пресс», 2007. С. 59-68.

6. Битюцкий A.A., Битюцкий H.A. Анализ технического состояния специализированных вагонов-хопперов // Вагоны и вагонное хозяйство: Журнал. -М.: ЦВ ОАО «РЖД», 2007. №3, стр. 33-36.

7. Урушев С.В., Битюцкий H.A. Оценка возможности восстановления ресурса специализированных вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов / Совершенствование методов проектирования и результаты внедрения новых конструкций грузовых вагонов: сб. науч. тр. Вып. №3 / ИЦ ОВС. - СПб.: Изд-во «ОМ-Пресс», 2007. С. 81-90.

8. Битюцкий H.A. Анализ причин эксплуатационных повреждений специализированных вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов / Развитие методов проектирования и внедрение новых видов ремонта грузовых специализированных вагонов: сб. науч. тр. Вып. №4 / ИЦ ОВС. - СПб.: Изд-во «ОМ-Пресс», 2008. С. 81-90.

9. Битюцкий H.A. Оценка технического состояния вагонов-цистерн модели 15-1406 по истечении назначенного срока эксплуатации / Конструкционно-технологическое обеспечение надежности колес рельсовых экипажей: сб. науч. тр. -ПГУПС. - СПб., 2009. С.136-144.

Подписано к печати Печ.л.- 1,0

Печать - ризография. Бумага для множит, апп. Формат 60x84 '\)б

Тираж 100 экз. Заказ № $45,

СР ПГУПС 190031, С-Петербург, Московский пр. 9

16

Введение.

1 Обзор и анализ исследований в области оценки и восстановления ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов.

1.1 Анализ современного состояния парка и классификация эксплуатационных повреждений вагонов-цистерн для перевозки химических грузов.

1.2 Обзор и анализ исследований в области методов оценки и восстановления ресурса вагонов-цистерн.

1.3 Формулировка задач и выбор методов их решений.

2 Разработка методики оценки ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов.

2.1 Формирование конструктивной блок-схемы вагона-цистерны для перевозки химических грузов.

2.2 Разработка алгоритма и методики оценки и восстановления ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов.

2.3 Методика определения вида и объема необходимого ремонта.:.

2.4 Исследование изменений механических и химических свойств материала котла в процессе эксплуатации.

2.5. Методика обоснования допускаемых дефектов и браковочных критериев в котлах из алюминиевых сплавов.

2.6 Методика расчетной оценки ресурса вагонов-цистерн с учетом накопленных повреждений за весь срок эксплуатации.

Актуальность проблемы.

Транспортировка грузов для комплексов химического производства в Российской Федерации осуществляется преимущественно железнодорожным транспортом, причем основная часть грузов перевозится в универсальных вагонах. Грузы, вызывающие интенсивную коррозию или требующие наличия специальных конструкций погрузки-выгрузки, транспортируются в специализированном подвижном составе, который в настоящее время получает все большее применение. Это объясняется тем, что при использовании специализированных вагонов обеспечивается лучшая сохранность грузов, снижение эксплуатационных расходов, повышение производительности труда и экологической безопасности при одновременном снижении рисков возникновения аварийных ситуаций.

Одним из таких специализированных видов подвижного состава являются вагоны-цистерны с котлами из алюминиевых сплавов, которые с шестидесятых годов прошлого столетия успешно применяются для транспортировки кислотных меланжей и крепкой азотной кислоты. В настоящее время номенклатура перевозимых в них грузов существенно расширена. Это обусловлено тем, что котел данной цистерны, изготовленный из алюминиевых сплавов, эффективно противостоит агрессивному воздействию перевозимого груза.

В последние годы парк специализированных вагонов-цистерн постоянно сокращается, в результате чего возникает дефицит вагонов для транспортировки специальных грузов даже в условиях снижения объемов перевозок. Все больше вагонов-цистерн выходит из эксплуатации вследствие отказов и окончания нормативного срока службы. Одним из способов решения проблемы нехватки вагонов в условиях существующей экономической ситуации является проведение комплекса работ по продлению срока их безопасной эксплуатации. Исходя из опыта прошлых лет, данные мероприятия оказывают существенный экономический эффект, который, по сравнению с покупкой нового подвижного состава, может достигать 40 %.

Специалистами ведущих организаций России и Украины выполнено большое количество работ, связанных с оценкой технического состояния и прогнозирования срока эксплуатации универсальных вагонов-цистерн. Значительно менее изучены в этом плане специализированные вагоны-цистерны, используемые для перевозки агрессивных и химических грузов (азотная кислота, стирол, кислотные меланжи и.т.д.), которые в настоящий момент находят применение в отраслях химической промышленности.

Таким образом, исследования направленные на совершенствование методов оценки и восстановления ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов, на сегодняшний день являются актуальными и способствуют существенному улучшению экономической ситуации страны.

Целью работы является разработка комплекса методик по оценке и восстановлению ресурса основных элементов металлоконструкции специализированных вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов и обоснование ремонтных мероприятий для их последующей безопасной эксплуатации.

Научная новизна.

1. Разработана блок-схема вагона-цистерны с котлом из алюминиевого сплава, позволяющая проектировать и модернизировать вагон в целом и его основные элементы с учетом статистических данных повреждаемости в эксплуатации.

2. Сформированы алгоритм и методика оценки и восстановления ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов, позволяющие на основе использования теории графов выбрать наиболее рациональный вариант ремонта и с помощью уточненной расчетно-аналитической оценки определить его объем и срок дальнейшей эксплуатации вагона.

3. Выполнена классификация повреждений и дефектов, возникающих в конструкции вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов на всех этапах жизненного цикла, позволяющая прогнозировать повреждения в эксплуатации и систематизировать вероятностные причины их возникновения.

4. Получены зависимости напряжений, возникающих в элементах конструкции от геометрических параметров дефектов, позволяющие обосновать предельные поверхностные и внутренние дефекты при проведении диагностирования вагонов-цистерн методами неразрушающего контроля, ремонте и модернизации.

Практическая ценность работы.

1. Сформированная конструктивная схема вагона-цистерны модели 15-1406 позволяет определять наиболее нагруженные и повреждаемые в эксплуатации элементы конструкции котла и рамы.

2. Разработанная методика оценки и восстановления ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов позволяет детально оценить текущее техническое состояние основных элементов конструкции вагона, условия его эксплуатации и определить ресурс вагона-цистерны в целом при проведении расчетно-аналитической оценки.

3. Разработанная прикладная методика определения объема и вида необходимого ремонта позволяет сократить временные затраты по оценке выявленных при натурном обследовании повреждений и обоснованно разработать проект ремонта с точки зрения экономической целесообразности.

4. Предложенная методика обоснования допускаемых дефектов и браковочных критериев в котлах из алюминиевых сплавов позволяет сформировать браковочные критерии и на каждом этапе натурного обследования вагона-цистерны проводить детальную оценку целесообразности дальнейших работ, путем сопоставления выявленных дефектов с полученными браковочными критериями.

5. Полученные зависимости геометрических параметров дефектов позволяют повысить качество проводимого контроля и, таким образом, сократить внеплановые эксплуатационные расходы.

6. Внедрение рекомендованных мероприятий, для вагонов-цистерн находящихся в эксплуатации, по сравнению с заменой существующего грузового парка вагонов на новый, позволяют получить годовой экономический эффект не менее 70 ООО руб. на 1 вагон.

Реализация. Результаты работы использованы ООО «Инженерный центр вагоностроения» при разработке технических условий на капитальный ремонт с продлением срока службы, переоборудование под перевозку стирола вагонов-цистерн модели 15-1406 и успешно внедрены на предприятиях Владикавказский ВРЗ (филиал ОАО «РЖД») и ООО «Саяногорский ВРЗ».

Достоверность полученных данных подтверждается результатами экспериментальных исследований вагона-цистерны: максимальное расхождение экспериментальных и расчетных напряжений при действии статических и ударных нагрузок не превышает 10%. Обоснованность разработанных рекомендаций и методик подтверждается положительными результатами эксплуатации. В диссертационной работе изложены научно обоснованные технические разработки, имеющие существенное значение для развития экономики железнодорожного транспорта России.

Апробация. Основные результаты работы докладывались на VI научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты» ПГУПС (2009 г.); на неделях науки ПГУПС (2005, 2007 гг.); на научно-технических совещаниях ООО «Инженерный центр вагоностроения» (2007-2009 гг.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 9 печатных работах, 1 из которых издана в журнале «Транспорт Урала», входящем в перечень изданий, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией для публикации научных результатов диссертационных исследований.

Структура и объем работы. Диссертационная работа включает в себя введение, пять глав, заключение, приложения и изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц и 60 иллюстраций. Список использованных источников насчитывает 110 наименований.

Результаты работы использованы при разработке технических условий на капитальный ремонт с продлением срока полезного использования специализированных вагонов-цистерн модели 15-1406 с оконченным сроком службы и переоборудования вагонов-цистерн модели 15-1406 под перевозку стирола в пределах нормативного срока эксплуатации. Вышеизложенные технические условия на КРП и переоборудование успешно внедрены на предприятиях Владикавказский ВРЗ филиала ОАО «РЖД» и ООО «Саяногорский ВРЗ» (рисунок 59). Все упомянутые технические условия согласованы надзорными органами (Ростехнадзор и ОАО «РЖД»), рассмотрены и утверждены на заседании комиссии Совета по железнодорожному транспорту полномочных специалистов вагонного хозяйства железнодорожной администрации.

Рисунок 59 - вагон-цистерна модели 15-1406 после проведения необходимых

Помимо вышеизложенного разработанная методика обоснования допускаемых дефектов и браковочных критериев в котлах из алюминиевых сплавов используется в ЗАО «ИЦ ОВС», при диагностировании технического состояния специализированных вагонов-цистерн, предназначенных для перевозки агрессивных грузов. Уточненная методика определения ресурса вагонов-цистерн используется при экспертизе промышленной безопасности и позволяет детально оценить наличие ресурса у основных элементов конструкции вагона, возможность его дальнейшей эксплуатации с учетом текущего технического состояния и экономической целесообразности. Результаты внедрения подтверждаются Актами внедрения научных и практических результатов диссертационной работы, приведенными в приложении Д. капитального ремонта с продлением срока полезного использования вагона-цистерны модели 15-1406

ТУ 3182-013-71390252-2006 УК) переоборудование под стирол вагона-цистерны модели 15-1406 (ТУ 3182-017-71390252-2006) ремонтных мероприятий.

Оценка экономической эффективности

В данной части работы проведена оценка экономического эффекта от предложенных автором рекомендаций по оценке и восстановлению ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов. Для того, что бы в достаточной степени оценить экономическую эффективность разработанных методик и рекомендаций, были рассмотрены два варианта перевозки агрессивных грузов железнодорожным подвижным составом. Первый предполагает закупку новых вагонов, а предложенный автором второй вариант предполагает продление срока полезного использования существующих вагонов-цистерн с исчерпанным нормативным сроком эксплуатации. В качестве вагона, проходящего процедуру продления и оценки ресурса, был рассмотрен вагон-цистерна модели 15-1406, детально описанный в предыдущих главах, с учетом возможности дальнейшей эксплуатации в течение 7 лет до окончания максимально возможного срока эксплуатации.

Экономическая целесообразность продления срока службы по сравнению с закупкой нового подвижного состава оценивалась по затратам жизненного цикла вагона за 1 год эксплуатации по следующей формуле:

S = „год ~ ^mod ) • Тна3н (5.1) где Знгод - стоимость жизненного цикла за 1 год нового вагона, с учетом стоимости плановых ремонтных мероприятий в течение нормативного срока эксплуатации, руб.;

Smod ~ стоимость жизненного цикла за 1 год продлеваемого вагона с исчерпанным нормативным сроком службы и стоимости плановых и необходимых ремонтных мероприятий в течение остаточного срока эксплуатации, руб.; Т назн срок службы вагона, определяемый при использовании комплекса работ в соответствии с разработанной методикой определения ресурса, лет;

Стоимость 1 года эксплуатации нового и продлеваемого вагонов-цистерн с учетом проведения плановых видов ремонта, капитального ремонта с продлением срока полезного использования, направленного на восстановление ресурса и приведение вагона в работоспособное состояние вычисляется по следующим формулам: с ^н + РдКН

Ь нгод ~ J, (5.2) норм

Ь РД1ГТТ "Ь Р\

П 'ост Г ДКП ' М mod ~ т (5.3) ост где SH - рыночная стоимость нового вагона, руб.;

S0CT - остаточная стоимость продлеваемого вагона, руб.;

Рм - стоимость необходимого ремонта в баллах, определяемая по прикладной методике оценки объема и вида ремонта, балл;

Рдкн у Рдкп - стоимость плановых видов ремонта нового и продлеваемого вагона в течении всего срока нормативный и остаточной эксплуатации, руб.;

ТНОрм - нормативный срок службы нового вагона-цистерны, лет;

Тост - остаточный срок службы до удвоенного нормативного срока службы вагона, лет;

Остаточный срок службы вагона-цистерны определяется исходя из его первоначальной стоимости с учетом общего срока эксплуатации по следующей формуле: с с ост н

4 -т,

V / max J эксп

5.4) где Ттах — максимально возможный срок эксплуатации нового вагона-цистерны с учетом продления срока службы, лет;

Тэксп - общий срок эксплуатации вагона-цистерны, лет;

Расчет экономического эффекта произведен в условиях внедрения разработанных конструкторских мероприятий для 1 вагона-цистерны по сравнению с покупкой нового вагона без учета затрат на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы.

Помимо вышеизложенного в связи с тем, что рассматриваемые вагоны-цистерны являются специализированными и нуждаются в увеличенных плановых видах ремонта, общая стоимость затрат для капитального ремонта и деповского была принята 120 000 и 70 000 руб. соответственно.

Результаты расчета экономического эффекта представлены на рисунке 60, и отражают значительное снижение затрат эксплуатационных расходов жизненного цикла продлеваемого вагона-цистерны на 35 % по сравнению с эксплуатацией аналогичного нового подвижного состава и могут достигать до 105 000 руб. в год. Однако следует учитывать, что после 33 лет эксплуатации проведение ремонта в объеме КРП не целесообразно, так как затраты на плановые ремонты и ремонт увеличенного объема превышают затраты по эксплуатации аналогичного нового подвижного состава. года эксплуатации 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 20 го ^ 400 Щ f 3 £ i 800 £ го Н

О «

1400

ГПТГГТТ стоимость 1 года эксплуатации вагона: ж с продлением срока м новый

Рисунок 60 - Суммарные затраты на ежегодную эксплуатацию вагонов-цистерн с восстановленным ресурсом и новый.

Как видно из диаграммы представленной выше суммарные затраты на проведение КРП вагона-цистерны оказывают существенный экономический эффект в течение 1 года эксплуатации.

Таким образом, усредненный годовой экономический эффект от внедрения разработанных мероприятий для вагонов-цистерн, находящихся в эксплуатации, по сравнению с заменой существующего грузового парка вагонов на новый, составляет не менее 70 ООО руб. на 1 вагон.

6. Заключение

Выполненный комплекс теоретических и экспериментальных исследований, направленных на совершенствование методов оценки и восстановления ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов, позволил констатировать следующее:

1. Проведен анализ потребности в перевозке агрессивных химических грузов на примере одного из крупнейших предприятий химической промышленности России до 2015 г., позволивший выявить дефицит специализированного подвижного состава.

2. Выполнен анализ технического состояния вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов, позволивший выявить полный перечень возможных повреждений вагонов-цистерн. На основании проведенного анализа проведена классификация эксплуатационных повреждений вагонов-цистерн по количественному критерию и проанализированы основные вероятностные причины их возникновения в зависимости от стадии жизненного цикла.

3. Сформирована конструктивная схема вагона-цистерны модели 15-1406, которая состоит из отдельных блоков, разделенных по функциональному назначению, и учитывает наиболее нагруженные и повреждаемые в эксплуатации элементы конструкции.

4. Разработаны алгоритм и методика оценки ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов, позволяющая определять ресурс вагона до наступления предельного состояния его конструкции с учетом необходимого объема ремонтных операций.

5. Предложена прикладная методика определения объема и вида ремонта, позволяющая учитывать наиболее полный перечень возможных повреждений, определять наиболее рациональные способы их устранения и оценивать ориентировочную стоимость ремонта.

6. Разработаны алгоритм и прикладная методика обоснования допускаемых дефектов и браковочных характеристик, обосновывающая расчетным способом предельные размеры наружных и подповерхностных дефектов

7. Созданы расчетные конечно-элементные модели, позволяющие проводить теоретические исследования влияния искусственного дефекта на напряженно-деформированное состояние вагона.

8. Проведены исследования механических и химических свойств материала котла вагона-цистерны, позволившие определить его состояние после длительного взаимодействия с крепкой азотной кислотой и определить напряжения страгивания трещины от дефекта.

9. Разработана прикладная методика расчетной оценки ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов, позволяющая определять минимальный ресурс элементов конструкции вагона-цистерны с учетом конструкционных изменений по критерию устойчивости, анализа технической документации и натурного обследования конкретного вагона, а так же определять достоверность определенного вида и объема ремонта.

10. Проведена апробация разработанных методик и предложен комплекс методических рекомендаций, направленных на улучшение эксплуатационной надежности вагонов-цистерн;

11. Проведены экспериментальные исследования, включающие в себя статические и ударные испытания, позволившие оценить достоверность разработанных методических рекомендаций. Результаты испытаний подтвердили данные, полученные расчетным путем (расхождение показателей при максимальном уровне напряжений не превысило 10 %);

12. При проведении оценки экономической эффективности восстановления ресурса вагонов-цистерн по сравнению со стоимостью нового подвижного состава установлено, что экономический эффект на 1 вагон составит не менее 70 тыс. рублей в год.

13. Основные положения разработанных методических рекомендаций внедрены при разработке технических условия на капитальный ремонт с продлением срока полезного использования и переоборудование вагонов-цистерн модели 15-1406 и успешно используются на предприятиях Владикавказский ВРЗ филиала ОАО « РЖД » и ООО « Саяногорский ВРЗ ».

1. Байков, Д.И. Сваривающиеся алюминиевые сплавы / Д.И. Байков, Ю.С. Золоторевский, B.JI. Руссо, Т.К. РяжскаяТ.К JL: Государственное союзное издательство судостроительной промышленности, 1959.-236 с.

2. Беккерт, М. Справочник по металлографическому травлению / М. Беккерт, X. Клемм. М.: Металлургия, 1988. - 400 с.

3. Белянчиков, М. Применение алюминия в грузовом вагоностроении / М. Белянчиков, А. Середина // Железнодорожный транспорт. 1984. - № 9. -С. 75-77.

4. Битюцкий, А.А. Анализ напряженного состояния и совершенствование конструкций соединений несущих элементов кузова полувагона: Дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. JL: ЛИИЖТ, 1983. - 183 с.

5. Битюцкий, Н.А. Организация новых видов ремонта специализированных грузовых вагонов парка частного подвижного состава /

6. A.А. Битюцкий // Материалы межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Шаг в будущее» (Неделя науки 2007). - СПб.: ПГУПС, 2007. - С. 10-14.

7. Битюцкий, Н.А. Анализ причин эксплуатационных повреждений специализированных вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов: сборник науч. тр. / Н.А. Битюцкий // Вып. №4 / ИЦ ОВС СПб.: Изд-во «ОМ-Пресс», 2008. - С. 81-90.

8. Битюцкий Н.А. Исследование эксплуатационных повреждений вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов / Н.А. Битюцкий // Транспорт Урала. 2009. - № 2. - С. 52-55.

9. Блохин, Е.П. Расчет грузовых вагонов на прочность при ударах / Е.П. Блохин, И.Г. Барбас, JI.A. Манашкин, О.М. Савчук / под ред. Е.П. Блохина-М.: Транспорт, 1988. 380 с.

10. Богданов, В.П. Перспективные направления развития и промышленного внедрения грузовых тележек нового поколения для повышенных скоростей движения на железнодорожном транспорте /

11. B.П. Богданов, Б.Л. Недорчук, В.Н. Филиппов // Тяжелое машиностроение. 2004. - № 7. - С. Вкладка.

12. Богданов, В.П. Вагон с подвижной хребтовой балкой для транспортировки изделий РКТ / В.П. Богданов, А.В. Барановский, А.И. Василенко, A.M. Угольков // Тяжелое машиностроение. 2007. - № 8. -С. 22-24.

13. Винокуров, М.В. Вагоны. / М.В. Винокуров, JI.A. Шадур, П.Г. Проскурнев, А.И. Михалевский, В.А. Лазарян, Л.А. Коган, С.В. Вершинский, З.О. Каракашьян и др. /под ред. М.В. Винокурова. М.: Трансжелдориздат, 1953. - 704 с.

14. Вериго, М.Ф. Повышение осевых нагрузок и перспективные конструкции грузовых вагонов/ М.Ф. Вериго, Л.А. Шадур // Железные дороги мира. 1995. - № 5 - С. 3-7.

15. Винокуров, В.А. Сварные конструкции: Механика разрушения и критерии работоспособности / В.А. Винокуров, С.А. Куркин, Г.А. Николаев / Под ред. Б.Е. Патона. М.: Машиностроение, 1996. — 576 с.

16. Волохов, Г.М. Применение моделей теории катастроф для исследования остаточного ресурса металлоконструкций подвижного состава / Г.М. Волохов // Вестник Брянского государственного технического университета. 2005. - № 2. - С. 32-35.

17. Волохов, Г.М Влияние дефектов сварных швов на остаточный ресурс металлоконструкции подвижного состава / Г.М. Волохов // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2005. - № 4. - С. 32-35.

18. Воинов, К.Н. Надежность вагонов / К.Н. Воинов. М.: Транспорт, 1982.- 110 с.

19. Воробьева, Г.Я. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств / Г.Я. Воробьева. М.: Химия, 1975. - 816 с.

20. Воронин, Н.Н. Метод оценки прочности и ресурса сварных конструкций на основе синергетической концепции / Н.Н. Воронин // Сварочное производство. 1995 - № 12/ - С. 7-8.

21. Горелик А. А., Причины разрушения котлов цистерн модели 15-1406 для перевозки гидросульфата натрия / А.А.Горелик, М. Л. Медведева, Л.Н. Крамина, А. Н. Серегин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. М., 2007. - Вып. 4. - С. 23.

22. Горынин, И.В. Алюминиевые сплавы. Структура и свойства полуфабрикатов из алюминиевых сплавов: Справочное пособие / И.В. Горынин. М.: Металлургия, 1974.- 432 с.

23. Горынин, И.В. Алюминиевые сплавы. Применение алюминиевых сплавов: Справочное пособие / И.В. Горынин. М.: Металлургия, 1972.408 с.

24. Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм. Руководство по капитальному ремонту. ЦВ 627. - М., 1998. - 144 с.

25. Гуляев, А.П. Старение не всегда плохо / А.П. Гуляев, И.Н. Фридляндер // Наука и Жизнь. - 2007. - №6. - С. 26-28.

26. Дрейзеншток, З.Б. Сварка в судостроении / З.Б. Дрейзеншток. — JL: Судостроение, 1983. — 192 с.

27. Елагин, В. И. Структура и свойства сплавов системы AI-Zn-Mg / В.И. Елагин, В.В. Захаров, М.М. Дриц. М.: Металлургия, 1982. - 224 с.

28. Ефимов, В.П. Перспективы применения алюминиевых сплавов в грузовом вагоностроении/ В.П. Ефимов, К.П. Демин // РЖД-Партнер. 2002.- № 9. С. 60-61.

29. Журавлева, JI.B. Применение алюминиевых сплавов в грузовом вагоностроении за рубежом / JI.B. Журавлева// Железнодорожный транспорт. Серия «Вагоны и вагонное хозяйство» 2004. - № 1/2. - С. 21-36.

30. Журавлева, JI.B. Алюминиевые сплавы для железнодорожных цистерн / JI.B. Журавлева // Железнодорожный транспорт. Вагоны и вагонное хозяйство / ЦНИИ инфор., техн.-экон. исслед. и пропаганды ж.-д. трансп. -1981.- №4.-С. 14-18.

31. Заключение экспертизы промышленной безопасности №32/4 от 04.01.02. на котлы железнодорожных вагонов-цистерн моделей ЖКЦ-34 и 15-1406(ЖКЦ-39), перевозящих винилацетат. М.: ВНИИнефтемаш, 2002. -158 с.

32. Зыков, А.А. Основы теории графов / А.А. Зыков. М.: Наука, 1987. -384 с.

33. Иванов, А.А. Алюминий в вагоностроении / А.А. Иванов // Железнодорожный транспорт. 1998. - № 8. - С.30-36.

34. Игнатьев, В.Г. Включения оксидных пленок в корне шва торцевых соединений алюминиевых листов, сваренных плавящимся электродом. Инженеры / В.Г. Игнатьев, А .Я. Ищенко, М.П. Пашуля, В.В. Саенко // Автоматическая сварка. 1991. - № 1. С.69-71.

35. Игнатьев, В.Г. Сварка алюминиевых сплавов при изготовлении конструкций железнодорожного и автомобильного транспорта в СССР (обзор) / В.Г. Игнатьев // Автоматическая сварка. 1989. - № 2. - С.49-52.

36. Игнатьев, В.Г. Сварные, кузова из алюминиевых сплавов для пассажирских вагонов и автомобильных самосвалов / В.Г. Игнатьев. Киев: Реклама, 1977,- 2 с.

37. Игнатьев, В.Г. Сварка алюминиевого кузова вагона метро / В.Г. Игнатьев, М.П. Порицкий, В.П. Князев и др. // Автоматическая сварка. -1976.-№3,-С. 72- 73.;

38. Инструкция по исключению из инвентаря вагонов. ЦЧУ — ЦВ/4433.- М.: Транспорт, 1987. 32 с.

39. Иноземцев, В.Г. Автоматические тормоза / В.Г. Иноземцев. М.: Транспорт, 1981.-592 с.

40. Использование алюминия в вагоностроении / Железные дороги мира. 1995. № 11 С. 16-19 (Перевод статьи «International Railway Journal», 1994, № 6 С. 23-24).

41. Каленко, Д.М. Особенности конденсаторной сварки и механические свойства соединений деталей крепежа из алюминиевыхсплавов / Д.М. Каленко, Н.А. Чвертко, Г.П. Царьков, С.А. Гусаков // Автоматическая сварка. 1991. - № 1. - С.53-56.

42. Коваленко, О.В. Металлографические реактивы / О.В. Коваленко. М.: Металлургия, 1981. 120 с.

43. Колмогоров, В.JI. Напряжение. Деформации. Разрушение / B.JI. Колмогоров. М.: Металлургия, 1970.-229 с.

44. Конюхов, А.Д. Алюминиевые сплавы для кузовов пассажирских вагонов / А.Д. Конюхов, JI.B. Журавлева // 1998. Железнодорожный транспорт. - №9. - С. 25-29.

45. Котуранов, В.Н. Нагруженность элементов конструкции вагонов: Учебник для вузов / В.Н. Котуранов, В.Д. Хусидов и др. М.: Транспорт, 1991. -238 с.

46. Котуранов, В.Н. Специализированные цистерны для перевозки опасных грузов: справ, пособие / В.Н. Котуранов, В.Н Филиппов,

47. A.В. Смольянинов и др. М.: Изд. стандартов, 1993. - 215 с.

48. Кочетов, В.Т. Сопротивление материалов / В.Т. Кочетов, М.В. Кочетов, А.Д. Павленко. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. -544 с.

49. Кякк, К.В. Выбор конструктивной схемы и параметров несущей конструкции железнодорожной платформы для перевозки крупнотоннажных контейнеров: Автореф. дис. на соиск. уч. степени к.т.н- СПб.:ПГУПС, 2007.

50. Лапшин В.Ф. Прогнозирование прочности и долговечности вагонов для перевозки коррозионно-активных грузов: Автореф. дис. на соиск. учен, степ. д.т.н.: Спец. 05.22.07 / Лапшин В.Ф. УРГУПС Екатеринбург, 2003. -48 с.

51. Лопатин, Н.И. Технология изготовления сварных конструкций из алюминиевых сплавов / Н.И. Лопатин. — Л.: Судостроение. 1984. - 135 с.

52. Лукин, В.В. Конструирование и расчет вагонов / В.В. Лукин, Л.А. Шадур, В.Н. Котуранов, А.А. Хохлов, П.С. Анисимов / Под ред.

53. B.В. Лукина. М.: УМК МПС России, 2000. - 731 с

54. Макаров, В.П. Особенности конструкции, технологии сборки и сварки кузова вагона ИЗ алюминиевых сплавов /В.П. Макаров, И.Т. Козлов, В.Д. Зайцев и др. //Автомат, сварка. 1974. - № 1. - С. 46-48.

55. Майер, J. Использование алюминия в конструкции грузовых вагонов J. Майер // Железные дороги мира. 1988. № 12 С. 37-40 (Перевод статьи «Glasers Ananalen», 1987, № 10 С. 323-328)

56. Маннапов, Р.Г. Прогнозирование остаточного ресурса оборудования / Р.Г. Маннапов // Химическая промышленность. 1991. -№10.-С. 53-56

57. Мелехов, Р.К. Коррозионное разрушение титана и алюминиевых сплавов / Р.К. Мелехов. Киев: Техника, 1979. - 168 с.

58. Афонин, В.К. Металлы и сплавы: справочное пособие / В.К. Афонин, Б.С. Ермаков, Е.Л. Лебедев и др / Под ред. Ю.П. Солнцева. Справочник. СПб.: - АНО НПО «Професионал», 2003. - 1066 с.

59. Морозов, Н.Ф. Проблемы динамики разрушения твердых тел / Н.Ф.Морозов, Ю.В. Петров. СПб: СПбГТУ, 1997. - 128 с.

60. Мурзаханов, Г.Х. Диагностирование технического состояния и прогнозирование остаточного ресурса вертикальных стальных резервуаров: Учебное пособие по неразрушающему контролю и оценке остаточного ресурса / Г.Х. Мурзаханов. М:, 2009. - 124 с.

61. Надаи, А. Пластичность и разрушение твердых тел / А. Надаи. М.: Изд-во иностр. лит., 1954. - 648 с.

62. Николаев, Г.А. Сварные конструкции / Г.А. Николаев. М.: Машгиз, 1962. - 550 с.

63. Николаев, Г.А. Расчет, проектирование и изготовление сварных конструкций / Г.А. Николаев, С.А. Куркин, В.А. Винокуровю М.: Машгиз, 1971.-760 с.

64. Нотт, Дж.Ф. Основы механики разрушения / Дж.Ф. Нотт. М.:Металлургия, 1978. 256 с.

65. Нормы для расчета на прочность и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). М.: ГосНИИВ-ВНИИЖТ, 1996.-315с.

66. Окерблом, Н.О. Конструктивно-технологическое проектирование сварных конструкций / Н.О. Окерблом. М. Л.: Машиностроение, 1964. — 420 с.

67. Определение браковочных характеристик повреждений вагонов-цистерн: отчет о НИР / МПС РФ, НВЦ «Вагоны»; Рук. Бороненко Ю.П.; исполн. Соколов A.M. СПб, 2001. - 72 с.

68. Партон, В.З. Механика разрушения / В.З. Партон. М.: Наука, 1990. -240 с.

69. Партон, В.З. Механика разрушения от теории к практике / В.З. Партон. М.: ЛКИ, 2007. 239 с.

70. Пластичность и разрушение твердых тел: сборник научных трудов / Под. ред Гольдштейна Р.В. М.: Наука. 1988. - 200 с.

71. Портнов, Ю.П. Прогнозирование остаточного ресурса ответственных элементов вагона/ Ю.П.Портнов // Вестник ВНИИЖТа. 1993. -№4-С. 37-41.

72. Положение о системе обслуживания и ремонта грузовых вагонов, допущенных в обращение на железнодорожные пути общего пользования в межгосударственном сообщение. М.: Транспорт, 2007. — 16 с.

73. Протокол 49 заседания совета по железнодорожному транспорту государств-участников содружества (часть I) г. Киев, 20-21 ноября 2008 г.

74. Рабкин, Д.М. Автоматическая сварка котлов из алюминия и его сплавов / Д.М. Рабкин// Автоматическая сварка. 1958 - №1.- С. 15-19.

75. Рабкин, Д.М. Механизированная сварка плавлением алюминия и алюминиевых сплавов / Д.М. Рабкин. Киев: Реклама, 1969. - 12 с.

76. Рабкин, Д.М. Опыт изготовления цельнометаллического пассажирского алюминиевого вагона / Д.М. Рабкин, И.М. Савич, Т.С. Рождественская // Алюминиевая сварка. 1962. - №2. - С. 60-65.

77. Радзиховский, А.А. Теория и методы проектирования грузовых специализированных вагонов: Автореферат дис. на соиск. уч. степени докт.техн. наук: 05.22.07 / Радзиховский Адольф Александрович. JL, 1986. - 49 с. -Библиогр.: с.46-49.

78. Рачев, X. Справочник по коррозии / X Рачев, С. Стефанова. М.: Мир, - 1982. - 520 с.

79. Савушкин, Р.А. Совершенствование конструкций саморазгружающихся бункерных вагонов для перевозки сыпучих грузов: Автореферат дис. канд. техн. наук: 05.22.07 / Савушкин Роман Александрович. СПб., 2003. - 20 с. - Библиогр.: с.20.

80. Семенова, И.В. Коррозия и защита от коррозии / И.В. Семенова. -М.: Физматлит, 2002. - 336 с.

81. Соколов A.M. Прочность несущих конструкций специализированных вагонов с регулируемой нагрузкой: Автореферат дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук: 05.22.07/ Соколов Алексей Михайлович. -М., 2000. 23 с. - Библиогр.: с.23.

82. Соколов, М.М. Динамическая нагруженность вагона / М.М. Соколов, В.Д. Хусидов и др. М.: Транспорт, 1981. - 206 с.

83. Соколов, М.М. Измерения и контроль при ремонте и эксплуатации и эксплуатации вагонов / М.М. Соколов, В.И. Варава, Г.М Левит. — М.: Транспорт, 1991.- 157 с.

84. Создание перспективного подвижного состава для транспортировки опасных грузов с котлами из композиционных материалов: отчет о НИР (заключ.) / ЛИИЖТ ; Руководитель Бороненко Ю.П. Л., 1991. - 83 с.

85. Смольянинов, А.В. Нагруженность и методы расчета защиты при аварийных ситуациях котлов цистерны для опасных грузов: Автореферат дис. докт. техн. наук: 05.22.07/ Смольянинов Александр Васильевич. М., 1991. -42 с. - Библиогр.: с.38-42.

86. Смольянинов, А.В. Моделирование ударного воздействия цистерн /

87. A.В. Смолянинов, А.В. Котуранов // Актуальные научные решения транспортных задач: межвузов, сб. науч. тр. М.: МИИТ. - 1999. - №826. -С. 74-81.

88. Сычев, В.П. Перспективы использования железнодорожной техники с истекшим нормативным сроком службы /В.П. Сычев,

89. B.Н. Цюренко // Наука и практика транспортного строительства. 2003. - №9 - С. 22-23.

90. Сычев, В.П. Об остаточном ресурсе путевой техники / В.П. Сычев // Путь и путевое хозяйство. — 2005. № 2. - С. 30-32.

91. Сычев, В.П. Продление срока службы специального подвижного состава / В.П. Сычев, // Путь и путевое хозяйство. 2009. - № 8. - С. 16-19.

92. Сыровцев, М.Г. Продлять срок службы кислотных цистерн / М.Г. Сыровцев Н.С. Трофимова Н.С., Герасименко Г.И. //Железнодорожный транспорт. 1988. - №7. - С. 31-33.

93. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / Под ред. Б.Е. Патона. М.: Машиностроение, 1974. — 768 с.

94. Третьяков, А.В. Продление срока службы цистерн / А.В. Третьяков, P.M. Пигарев, A.M. Соколов // Железные дороги мира. 2004. - №5. -С. 30-34.

95. Третьяков, А.В. и др. Системный подход при диагностировании вагонов / А.В. Третьяков. М.: ЦНИИ ТЭИ ТМ, 1987. - С. 12-15.

96. Третьяков, А.В. Управление индивидуальным ресурсом вагонов в эксплуатации / А.В. Третьяков. СПб.: Изд-во «ОМ-Пресс», 2004. - 348 с.

97. Третьяков, А.В. Продление сроков службы грузовых вагонов на основе метода управления индивидуальным ресурсом / А.В. Третьяков // Железные дороги мира. 2004. - №4. С. 18-23.

98. Трубин, В.В. Методика оценки сопротивления развитию разрушения от поверхностных дефектов основного металла и сварных соединений труб магистральных трубопроводов // Автореф. дисс. М.: МВТУ 1986. 16 с.;

99. Труфяков, В.И. Усталость сварных соединений / В.И. Труфяков,

100. A.А. Казимиров А.А. Киев: Наукова думка, 1973. - 216 с.

101. Устич, А.П. Надежность рельсового нетягового подвижного состава: Учеб. для студентов вузов ж.-д. транспорта / А.П. Устич,

102. B.А. Карпычев, М.Н. Овечников. М.: Вариант, 1999. - 411 с.

103. Федоров, С.А. Совершенствование конструкции специализированных вагонов-цистерн для перевозки нефтепродуктов: Дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук: 05.22.07/ Федоров Сергей Александрович. СПб., 2000. - 135 с.

104. Фридляндер, И.Н. Алюминиевые деформируемые конструкционные сплавы / И. Н. Фридляндер. М.: Металлургия, 1979. 208 с.

105. Хапилов, Ю.А. Алюминиевые сплавы в несущих конструкциях грузовых вагонов / Ю.А. Хапилов, JI.B. Журавлева, Т.А. Ратникова., Д.М. Матвеев //Железнодорожный транспорт. 1981. - №11. - С.60-62.

106. Хлобыстова, В.А. Алюминий в вагоностроении /В.А. Хлобыстова, К.И. Пейрик, Т.А. Ратникова// Железнодорожный транспорт. 1985. - №10.1. C. 49-50.

107. Шадур JI.A. Вагоны (конструкция, теория и расчет) / Л.А. Шадур, Челноков И.И. — М.: Транспорт, 1965. -439 с.

108. Шров, Л.Б. Исследование влияния геометрических параметров на концентрацию напряжений в тавровых и нахлесточных сварных соединениях и разработка методики ее расчетной оценки // Автореф. дисс. Челябинск.: ЧПИ. 1983. 16 с.;

109. Юсуфова, З.А. О механизме разрушения окисных пленок в стыке при аргонодуговой сварке алюминиевых сплавов/ З.А. Юсуфова// Свароч. пр-во. 1979. - № 10. - С. 25-26;

110. Ishidzuka, Н. Применение новых металлических сплавов: Перевод статьи «Japanese Railway Engineering» 1994. №1. - С. 16-19 / Н. Ishidzuka // Железные дороги мира 1995. - №5. - С. 9-12.

111. Harrison, I.D. Basis a proposed Acceptance Standard for Weld Defects Part 2. Slag Inclusions / I.D. Harrison // Met. Constr. And Brit. Weld. J. 1974. -№ 7. P. 324-339.

112. Harrison, I.D. Basis a proposed Acceptance Standard for Weld Defects / I.D Harrison// Part 1. Prosity Met. Constr. And Brit. Weld. J. 1974. - № 3. - P. 96-124.