автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Продление срока службы вагонов - цистерн с учётом изменения физико-механических свойств металлоконструкций базовых узлов

005055103

На правах рукописи

ЗИМАКОВА Мария Викторовна

ПРОДЛЕНИЕ СРОКА СЛУЖБЫ ВАГОНОВ - ЦИСТЕРН С УЧЁТОМ ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИКО - МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ БАЗОВЫХ УЗЛОВ

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

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 5 НОЯ 2012

Санкт-Петербург 2012

005055103

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения» на кафедре «Вагоны и вагонное хозяйство»

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор Третьяков Александр Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Ромен Юрий Семёнович Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта», главный научный сотрудник

кандидат технических наук Галов Владимир Викторович

Общество с ограниченной ответственностью «Инженерный центр подвижного состава»,

Г. Санкт-Петербург, заместитель руководителя отдела испытаний

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Самарский государственный университет путей сообщения»

Защита состоится «26» ноября 2012 г. в 10 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 218.008.05 на базе Петербургского государственного университета 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 «26» октября 2012г.

Учёный секретарь диссертационного совета, д.т.н., профессор

Виктор Александрович Кручек

Актуальность проблемы.

Парк грузовых вагонов РФ составляет свыше 1 млн. единиц подвижного состава, из них 41% полувагонов и 25% цистерн. В инвентарном парке грузовых вагонов совместного использования по состоянию на 1 января 2012 года эксплуатировалось свыше 188 тыс. вагонов с истёкшим сроком службы. На начало 2012 года списанию подлежало более 25 тыс. цистерн. В течение 2012-2015 гг. нормативный срок истечёт еще у 25 тыс. цистерн. В ближайшие десять лет под списание попадет около 60 тыс. цистерн, что составляет примерно одну треть от всего парка вагонов-цистерн. В то же время значительная часть этого парка, несмотря на истечение назначенного срока службы, удовлетворяет собственников по своим технико-экономическим характеристикам.

При продлении сроков службы особенно важным является обеспечение безопасности перевозок. В этом направлении уже достигнуты определенные успехи, но есть и весьма актуальные нерешённые задачи. Одной из них является недостаточный учёт временных и климатических факторов, влияющих на изменения физико-механических свойств металлоконструкций базовых узлов цистерн, в частности снижение ударной вязкости, что повышает вероятность их хрупкого разрушения при эксплуатации за пределами нормативного срока службы и, особенно, в суровых климатических условиях. Учёт временных и климатических изменений ударной вязкости используемых сталей при проведении работ по оценке остаточного ресурса с целью продления срока службы применяется в смежных отраслях машиностроения - в авиа- и судостроении, на трубопроводном транспорте, но ещё не нашёл должного распространения на железнодорожном транспорте. Поэтому рассмотрение этого вопроса является актуальной задачей, решение которой позволит обеспечить безопасную эксплуатацию вагонов-цистерн за пределами их нормативного срока службы.

Для решения данной проблемы в диссертации была сформулирована цель проводимых исследований.

Целью работы является разработка уточнённой методики оценки остаточного ресурса вагонов-цистерн, основанной на учёте изменения физико-механических свойств металлоконструкций их базовых узлов.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

1. Разработана уточнённая методика продления срока службы вагонов-цистерн на основе учёта изменения ударной вязкости металлоконструкций их базовых узлов.

2. Показано существенное (до 80%) снижение значений параметра ударной вязкости стали котла цистерны за время нормативного срока эксплуатации и при низких (до -60°С) температурах эксплуатации.

3. Показано численное отличие результатов оценки остаточного ресурса вагона-цистерны с учётом изменения значений ударной вязкости за период эксплуатации при различных температурах, и без учёта таких изменений.

4. Установлены основные закономерности и получены зависимости изменения остаточного ресурса вагонов-цистерн при их длительной эксплуатации в различных климатических условиях.

5. Доказана теоретически и подтверждена экспериментально необходимость запрета продления сроков службы грузовых вагонов, металлоконструкции которых были изготовлены из кипящих сталей, ударная вязкость которых существенно снижается при температуре эксплуатации ниже -20°С.

Практическая значимость работы:

1. Анализ изменений технического состояния вагонов-цистерн в зависимости от временных и температурных факторов позволил создать уточнённые рабочие методики оценки остаточного ресурса, применяемые

специализированными организациями-исполнителями работ по продлению сроков службы.

2. Рекомендации выполненной работы позволили теоретически обосновать предложенные ограничения, заложенные в действующем в настоящее время «Положении о продлении срока службы грузовых вагонов, курсирующих в международном сообщении», утверждённом Советом по железнодорожному транспорту государств-участников Содружества, протокол от 13-14 мая 2010г, № 52.

Реализация результатов работы: Результаты проведённых исследований использованы при создании нормативно-технической документации, регламентирующей проведение работ при продлении сроков службы всех типов подвижного состава, в том числе и вагонов-цистерн.

Отдельные положения и результаты работы используются при проведении НИОКР и продлении сроков службы вагонов в ОАО «НВЦ» Вагоны», ООО «НПФ «Интернаучвагонмаш», выполнении дипломных работ, бакалаврских и магистерских диссертаций на кафедре «Вагоны и вагонное хозяйство» ФГБОУ ВПО ПГУПС.

Апробация работы: Основные результаты работ докладывались на VI и VII Международных научно-технических конференциях «Подвижной состав XXI века (идеи, требования, проекты)» (ПГУПС, НВЦ «Вагоны», 2009, 2011 г.г.), обсуждались на XIII Международной конференции «Проблемы механики железнодорожного транспорта» (г. Днепропетровск, ДИ-ИТ, 2012 год), на научно-технических семинарах кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» ПГУПС (2009-2012 гг.).

Публикации: Основные положения диссертации опубликованы в 7 печатных работах, из них 3 - в изданиях, включённых в Перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов диссертационных работ.

Структура и объем работы: Диссертация включает в себя введение , 4 главы, заключение, 3 приложения и изложена на 144 страницах машинописного текста, в том числе 21 таблица, 54 рисунка. Список литературы насчитывает 94 наименования.

Основное содержание диссертации

Введение содержит обоснование актуальности выбранной темы, формулирование цели работы, общую характеристику диссертационной работы.

В первой главе представлен обзор и анализ исследований по прогнозированию остаточного ресурса вагонов-цистерн, при этом максимальный акцент был сделан на исследованиях по прогнозированию остаточного ресурса на основе оценки ударной вязкости металлоконструкций базовых узлов вагонов-цистерн и по изменению этой физико-механической характеристики за ретроспективный период эксплуатации в различных климатических условиях.

Исследованиям, связанным с изучением, оценкой и прогнозированием технического ресурса ответственных элементов металлоконструкции грузовых вагонов, посвящены работы учёных A.A. Битюцкого, В.В. Болотина, Ю.П. Бороненко, В.М. Бубнова, М.Б. Кельриха, А.Д. Кочнова, A.M. Соколова, В.П. Сычева, Ю.С. Ромена, C.B. Урушева, В.Н. Цюренко, Ю.М. Черкашина и ряда других учёных. Этими учёными были созданы теоретические основы и предложены нормативно-технические решения, методики и алгоритмы оценки остаточного ресурса подвижного состава рельсового транспорта. Теоретическое обоснование работ по оценке и прогнозированию остаточного ресурса вагонов выполнено в двух монографиях A.B. Третьякова.

Изучению хладноломкости сталей посвящены работы C.B. Скороду-мова, Т.М. Махневой, Г.В. Встовского, В.Ф. Терентьева, В.М. Горицкого, H.A. Махутова, А.Г. Пенкина, М.Б. Бакирова, Т.И. Левкович, Н.Ю. Кирил-

ловой. В них показано, что ударная вязкость - характеристика, которая отражает процессы, вызывающие хрупкость металла при жёстких условиях эксплуатации (удары, рывки, резкие температурные изменения). По температурной зависимости ударной вязкости оценивают склонность материала к хрупкому разрушению. Такие изменения ударной вязкости металлоконструкций в настоящее время не учитываются в существующих программах и методиках при проведении работ по оценке остаточного ресурса вагонов-цистерн с целью продления срока их службы.

В связи с этим из общей проблемы продления сроков службы вагонов-цистерн в работе поставлены задачи прогнозирования остаточного ресурса на основе учёта ударной вязкости металлоконструкций базовых узлов вагонов-цистерн.

Во второй главе освещаются вопросы, связанные с разработкой уточнённой методики оценки остаточного ресурса вагонов-цистерн с учётом изменения ударной вязкости металлоконструкций за время эксплуатации при различных температурах окружающей среды. Проведя обзор характерных неисправностей вагонов-цистерн и исследовав возможные климатические условия эксплуатации подвижного состава в различных регионах страны, был сделан вывод, что не учтённые изменения параметра ударной вязкости стали при эксплуатации в суровых климатических условиях могут привести к нарушению безопасности движения, возникновению аварийных ситуаций на железных дорогах.

Приведён пример такой ситуации, произошедшей с цистерной собственности Новочеркасского завода синтетических продуктов с продленным сроком службы. В котле этой цистерны образовалась трещина, длина которой достигала более двух метров, а раскрытие трещины в средней части броневого листа составляло 2,0-2,5 мм. Через указанную трещину произошла полная утечка жидкого груза. В ходе расследования были выявлены следующие причины образования трещины: низкие значения ударной

вязкости стали котла цистерны; пониженная температура, при которой эксплуатировалась цистерна (до -31°С); воздействие коррозионной среды и наводороживание стали в процессе эксплуатации.

Достоверность оценки остаточного ресурса базовых узлов вагонов-цистерн может быть повышена, если к существующим параметрам, определяющим прочность и трещиностойкость металлоконструкций добавить ранее не используемый при оценке остаточного ресурса вагонов-цистерн параметр, определяющий ударную вязкость металла. При этом подлежат установлению зависимости изменения ударной вязкости от времени прошедшей эксплуатации (ретроспекция) вагона и климатических условий его эксплуатации.

При неполном исчерпании запаса долговечности в данной диссертации предлагается введение поправочного коэффициента интенсивности использования обследуемого вагона за ретроспективный промежуток времени до его обследования с целью продления срока дальнейшей эксплуа-

туфакг. тг ретро _ цикл.

тации: инт ~ ^норм- ' О

где - фактическое значение числа циклов нагружения за ре-

троспективный период времени;

^С«' - численное значение циклов нагружения, регламентированное действующими «Нормами для расчёта и проектирования вагонов».

При утонении листов обечаек котла за время эксплуатации предлагается введение поправочного коэффициента утонения:

ТУ-ретро _ фа" .

упои. с ,

ао

где ^факт. - фактическая толщина листов обечаек котла цистерны эксплуатации;

- номинальная толщина листов обечаек котла цистерны. В диссертации была использована формула, описывающая температурную зависимость ударной вязкости:

KCV(t) = Ал- Bthl—~-

(3)

гае А, В, С —эмпирические постоянные;

— температура хрупковязкого перехода (температура в середине переходной зоны);

I - температура эксплуатации.

Графическое представление этой зависимости и её кусочно-линейная аппроксимация приведены на рис. 1.

При использовании ударной вязкости попра-

KCV

Рис. 1. Аппроксимация зависимости ударной вязкости от температуры.

вочный коэффициент допускаемых напряжений определялся по предложенной в работе зависимости:

KCV.it)

и- ретро .

^уд вт \Ч

(4)

KCV0{tY где t - температура, °С;

KCVQ (/) — кривая ударной вязкости материала в исходном состоянии (после постройки вагона-цистерны);

KCV,(t) - кривая ударной вязкости после истечения нормативного срока службы вагона (32 года - для нефтебензиновых вагонов-цистерн).

Далее выполняется нормативный прочностной расчёт вагонов-цистерн с учётом уточняющего коэффициента снижения уровня допускае-

мых напряжений. Критерием выбора и применения уточняющего коэффициента Кут. является:

Разработанный в диссертации алгоритм определения остаточного ресурса вагона-цистерны представлен на рис. 2.

При использовании метода конечных элементов (МКЭ) в качестве выбранного инструментария расчёта основным каноническим уравнением решения задач статики является:

[*]•{?} = {¿г, (б)

где [/£]* - глобальная матрица жёсткости исследуемой конструкции вагона;

{Р}*- глобальный вектор прикладываемых к конструкции нормативных нагрузок;

} - вектор искомых (вычисляемых) перемещений конструкции вагона.

Комплекс прикладываемых силовых и кинематических граничных условий определялся действующими «Нормами...».

Варьируемые параметры при расчёте:

КГ1 = *ут. *К7ол], (7)

где [<Г ] " допускаемое напряжение с учётом изменений параметра

ударной вязкости;

Ку1 - коэффициент снижения уровня допускаемых напряжений;

[сГдОП]- допускаемое напряжение для I -ого расчётного режима нагружения согласно «Норм...».

Также варьируются конструктивные толщины листов обечаек котла

и рамы вагона по истечении нормативного срока эксплуатации вагона-цистерны. Предлагаемый автором диссертации алгоритм определения остаточного срока службы вагонов-цистерн дополнен учётом изменения параметра ударной вязкости в зависимости от временных и климатических характеристик эксплуатации.

Анализ технической документации и эксплуатационной нагруженности вагона - цистерны

Выбор вагона для контрольных испытаний

Статические испытания

Динамические испытания

Визуальный осмотр

Наружный Внутренний

Кот£л Рама Котел 1

Выполнение расчётов 1 статической и динамической нагруженности с учётом изменения параметров ударной I вязкости за ретроспективный период при I ■)ату- ■

различных рах

темпер ату-

Физико-механические свой- 1 ства: ■

-Контроль фактического со- | стояния металла; .

-Исследование динамики из- I менения ударной вязкости за ретроспективный период при I различных температурах; ■ -Получение уточняющего ко- I эффициента к поверочным I расчётам J

Принятия решения о возможности продления срока службы после проведения ДР. КР И.1И КРП

Рис. 2. Алгоритм определения остаточного ресурса вагона-цистерны: , J - дополнительные этапы, учитывающие изменение ударной вязкости

за ретроспективный срок эксплуатации и при температурных изменениях.

В третьей главе приводятся результаты экспериментально-теоретических металлографических исследований. Были изготовлены образцы вида V типа 12, вырезанные из котла цистерны модели 15-1443, 1978 года постройки, срок службы которой истёк в 2010 году. В результате проведённых исследований, выполненных при участии автора и ФГУП ЦНИИМ КМ «Прометей», были получены данные по фактическим значениям параметров ударной вязкости и процентному содержанию волокнистой составляющей в изломе образцов при испытаниях в температурном диапазоне от - 65°С до + 60°С. Такие же испытания в температурном диапазоне от -80°С до +20 °С были проведены для образцов стали 09Г2С, 14 категории, выпуска 2012 года. Температурные графики ударной вязкости приведены на рисунке 3. Учёт ударной вязкости в данной работе осуществлялся на основе эмпирического факта смещения температурной зависимости ударной вязкости.

Температурные зависимости ударной вязкости были аппроксимированы уравнением вида 3:

В результате были получены следующие зависимости ударной вязкости:

- для новой стали котла вагона-цистерны:

КСУ0 (0 = 40 + (8)

- для стали котла вагона-цистерны, срок службы которой истёк:

КСУТ (Г) = 26 + 24?//+ 7,5 (9)

275 (У)

Подставив полученные зависимости в формулу 4 получили:

26 + 24„г^

=-(Ю)

40 + 27,5/й——— 20

Т. ос.

Рис.3. Температурные кривые ударной вязкости: 1 -новая сталь, 2 —сталь котла вагона-цистеоны 1978 гола выпуска.

Подставив в формулу 10 значения температуры, получили график зависимости поправочного коэффициентов допускаемых напряжений от температуры (рис. 4). Минимальные значения поправочного коэффициента наблюдаются в отрицательном диапазоне температур, что свидетельствует о снижении величины значений ударной вязкости за

время эксплуатации, а особенно при отрицательных температурах эксплуатации цистерны.

С использованием программного комплекса Solid Works Premium 2011 была разработана конечно-элементная расчётная схема котла вагона-цистерны модели 15-1443. Прочностной расчет производился для шести вариантов коррозионного утонения: 1 вариант - при нормативных толщинах котла, 2 вариант - с учетом толщин, полученных при обследовании технического состояния вагона после завершения нормативного срока службы (32 года), 3 вариант - продление на 5 лет с учётом коррозии, 4 ва-

Рис.4. Температурная кривая поправочного коэффициента.

риант - продление на 16 лет с учётом коррозии, 5 вариант — максимально допускаемый срок продления, 6 вариант — утонение листов на 30 %. Прочность котла цистерны в соответствии с «Нормами...» оценивалась при первом, третьем и испытательном режимах нагружения.

Максимальные эквивалентные напряжения при всех режимах нагружения возникают в зонах люка-лаза, фасонных лап и лежневых опор. При значении допускаемых напряжений, согласно «Норм...», условия прочности для первых трёх вариантов расчёта выполняются, максимальные эквивалентные напряжения возникли в зоне сливного прибора и составили: для первого режима нагружения (удар) - 320 МПа, при допускаемом 325 МПа, для третьего режима нагружения - 175 МПа, при допускаемом 195 МПа, для испытательного режима - 270 МПа, при допускаемом 292 МПа. В случае же применения коэффициента снижения значений ударной вязкости за время эксплуатации при различных температурных режимах к допускаемым напряжениям для первого режима нагружения, условия прочности не выполняется уже для третьего варианта расчёта - продление на 5 лет.

Зависимости полученных максимальных эквивалентных напряжений от толщин листов обечаек котла цистерны и сравнение эквивалентных напряжений при данной толщине листов обечаек котла с допускаемыми напряжениями для разных режимов нагружения, полученными согласно «Норм...» и с допускаемыми напряжения с учётом изменения значений ударной вязкости котла вагона-цистерны за время эксплуатации при различных температурах эксплуатации показаны на рис. 5.

Учёт изменения параметров ударной вязкости от продолжительности жизненного цикла вагона и температурных режимов его эксплуатации для оценки остаточного ресурса вагонов-цистерн резко снижает прогнозируемый жизненный ресурс. Не учитывая же такие изменения параметров ударной вязкости, есть риск хрупкого разрушения конструкций, особенно при эксплуатации данного подвижного состава при значительных отрица-

тельных температурных режимах эксплуатации (ниже — 30°С).

Зона люка - лаза Зона сливного прибора

толщина, мм

«О

I

1 180 I { 1»

1®

8.4 !> 9.75 !(Ц 10.5 12 мм

г» 'Ш

л«*

Рис.5. Зависимости напряжений от толщин листов обечаек: а), б) - 1 режим нагружения; в),г) - 3 режим нагружения,

напряжение; допускаемое напряжение по «Нормам...»;

ятфшт допускаемое напряжение с учётом Ку1 в диапазоне от 0°С до 20°С;

допускаемое напряжение с учётом Кут в диапазоне от -20°С до -60°С.

На следующем этапе исследований был выполнен расчёт котла на усталость. Для расчёта был выбран третий вариант коррозионного утонения листов обечаек котла цистерны при предполагаемом продлении срока его службы на 5 лет.

Оценка усталостной прочности производилась, согласно действующих «Норм...», по коэффициенту запаса сопротивления усталости по формуле:

М, (11)

где 17- предел выносливости (по амплитуде) для контрольной зоны при симметричном цикле и установившемся режиме нагружения при базовом числе циклов N0 =107;

С7"-э - величина амплитуды динамического напряжения условного симметричного цикла, приведенная к базовому числу циклов N0 , эквивалентная повреждающему воздействию реального режима эксплуатационных напряжений за расчетный срок службы;

[п] - минимально допустимый коэффициент запаса сопротивления усталости за выбранный срок службы.

Результаты расчета коэффициента запаса п приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты расчета коэффициента запаса п

Зона люк лапы лежни

п 1,87 2,71 3,39

п с учётом кчт в диапазоне от 0°С до +20°С, МПа 1,71 2,46 3,08

п с учётом Кут в диапазоне от -20"С до -65°С, МПа 1,31 1,90 2,37

циенты запаса усталости наиболее напряженных зон котла вагона-цистерны модели 15-1443, больше допускаемого коэффициента запаса [п]=\,Ъ, но также показано, что вычисление коэффициента запаса с учётом изменений параметра ударной вязкости за время эксплуатации в различных климатических зонах, снижает его величину на 30 %.

В четвёртой главе была проведена экспериментальная оценка остаточного ресурса вагона-цистерны, выработавшего свой нормативный ресурс (32 года). Целью этой части работы являлось сравнение результатов теоретических расчётов и данных, полученных экспериментально.

Сопоставимость этих результатов была получена при соблюдении следующих условий: 1.для экспериментальных исследований была отобрана вагон-цистерна с уже истёкшим сроком службы (более 32 лет с года постройки), эксплуатировавшаяся в различных климатических зонах, в том

14

числе на полигонах обращения, где периодически наблюдается пониженные температуры (до -50°С); 2. Выбранная для экспериментальных испытаний цистерна прошла техническое диагностирование (толщинометрия, неразрушающий контроль) и имела коррозионное утонение листов обечаек котла, аналогичное по численным значениям с исходными данными, заложенными в конечно-элементную модель вагона.

Расхождение расчётных и экспериментальных результатов в зонах котла, не имеющих локальных подкреплений (обечайка у фасонных лап, у люка лаза, зона хомута, на сварных швах ремонтных планок) не превышало 20%.

Заключение

1. Разработана уточнённая методика оценки остаточного ресурса вагонов-цистерн с учётом изменения ударной вязкости металлоконструкций базовых узлов за нормативный срок эксплуатации в различных климатических условиях, отличающаяся от существующих методик учётом деграда-ционных процессов, протекающих в металлоконструкциях и зависящих от временного и климатического факторов.

2. Предложен новый подход к оценке остаточного ресурса и продлению срока службы вагонов-цистерн, отличающийся от существующих подходов введением поправочных коэффициентов для величин физико -механических характеристик применяемых сталей, учитывающих их изменение за период эксплуатации в неблагоприятных климатических условиях.

3. Доказано снижение значений величины ударной вязкости образцов стали котла цистерны модели 15-1443 с истёкшим сроком службы в диапазоне температур от 0° С до 20° С на 50%, в диапазоне температур от -20° С до -65° С - на 70-80%.

4. На основе разработанной конечно-элементной модели котла цистерны выполнено многовариантное компьютерное моделирование нагру-женности этого базового узла вагона с учётом и без учёта предложенных поправочных коэффициентов, выявлены допустимые границы оценки показателей прочности и долговечности металлоконструкций вагона.

5. Выполнен расчёт котла на усталость с применением поправочного коэффициента в различных температурных диапазонах. Минимальный коэффициент запаса, равный 1,31 выявлен в зоне люка-лаза, при допускаемом коэффициенте запаса 1,3.

6. Выполненные экспериментальные исследования остаточного ресурса вагона-цистерны с истёкшим нормативным сроком эксплуатации, в

том числе и в суровых климатических условиях подтвердили результаты проведённых теоретических исследований и компьютерного моделирования, максимальное расхождение между ними для базовых узлов вагонов не превысило 20%.

7. Предложенное автором совершенствование конструкции котлов железнодорожных вагонов-цистерн при ремонте закреплено патентом на полезную модель № 109710 от 20.07.2011.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

Публикации, входящие в перечень, рекомендованных ВАК Минобразования Российской Федерации:

1. Третьяков A.B., Александров М.Д., Зимакова М.В. Продление сроков службы подвижного состава. // Тяжёлое машиностроение. - М.: Столичный бизнес, 2010. - Вып. 2, стр. 2-4;

2. Борисов С.В., Жарова Е.А., Зимакова М.В. Оценка остаточного ресурса и продление сроков службы вагонов Санкт-Петербургского метрополитена. // Транспорт РФ. Наука и транспорт. Метрополитены будущего. - СПб.: ООО Т-Пресса, 2010 г., стр. 52-53;

3. Балтабаев A.C., Зимакова М.В., Сараев A.C. Оценка прочности вагонов - снегоочистителей при коррозионном утонении их базовых узлов. // Известия Петербургского Университета Путей Сообщения. - СПб.: Петербургский гос. Ун-т путей сообщения, 2011. - Вып. 3(28). - стр.34-39.

Публикации, не входящие в перечень, рекомендованных ВАК Минобразования Российской Федерации:

4. Зимакова М.В., Третьяков A.B., Сараев A.C. Оценка остаточного ресурса вагонов-цистерн на основе учёта деградации физико-механических свойств металлов. // XIII Международная конференция «Проблемы механики железнодорожного транспорта», тезисы докладов, г. Днепропетровск, 23-25 мая 2012 г., стр. 57-58;

5. Сараев A.C., Третьяков A.B., Зимакова М.В. Исследование предде-фектного состояния котлов железнодорожных цистерн и установление их остаточного ресурса. // ХП1 Международная конференция «Проблемы механики железнодорожного транспорта», тезисы докладов, г. Днепропетровск, 23-25 мая 2012.

6. A.c. 113360 Ul, G01M 17/00 Стенд для испытаний котла цистерны /Морчиладзе И.Г., Соколов М.М., Третьяков A.B., Зимакова М.В., Сараев A.C. /№ 2011130034 заявлено 20.07.2011; опубл. 10.02.2012 бюл. № 4;

7. A.c. 109710 Ul, B60S 5/00 Усиливающая накладка /Морчиладзе И.Г., Соколов М.М., Третьяков A.B., Зимакова М.В. / № 2011130033 заявлено 20.07.2011; опубл. 27.10.2011 бюл. № 30.

Подписано к печати 24.10.2012г. Печ.л. -1,0 п.л.

Печать - ризография Бумага для множит.апп. Формат 60x84 1 /16

Тираж 100 экз. Заказ К» 1031.

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

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Обзор и анализ исследований по прогнозированию остаточного ресурса вагонов - цистерн с истёкшим сроком службы.

1.2. Постановка задач исследования.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА КОТЛОВ И РАМ ВАГОНОВ - ЦИСТЕРН НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ ИХ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ.

2.1. Анализ технического состояния парка вагонов - цистерн стран СЕТ, Грузии, Латвии, Литвы и Эстонии.

2.2. Обоснование и выбор параметров технического состояния вагонов — цистерн, определяющих их прочность и трещиностойкость.

2.3.Разработка уточнённой методики оценки остаточного ресурса вагонов-цистерн.

2.4.Выводы по разделу 2.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ВАГОНОВ-ЦИСТЕРН

3.1.Разработка программы и методики проведения экспериментальных исследований.

3.2.Результаты экспериментальных исследований.

3.3.Разработка конечно-элементной расчётной схемы вагона-цистерны и планирование вычислительного эксперимента.

3.4.Анализ результатов прочностных расчётов.

3.5.Расчёт котла на усталость.

3.3. Выводы по разделу 3.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ВАГОНА - ЦИСТЕРНЫ С ИСТЁКШИМ НОРМАТИВНЫМ СРОКОМ СЛУЖБЫ.

4.1. Разработка методики и программы экспериментальной оценки остаточного ресурса вагона - цистерны.

4.2.Результаты экспериментальных исследований.

4.2. Выводы по разделу 4.

Актуальность проблемы.

Подвижной состав железных дорог занимает особое место в общей инфраструктуре железнодорожного транспорта. Это в равной степени относится как к Российской Федерации, так и странам дальнего и ближнего зарубежья. Наличие исправного подвижного состава, его сбалансированность по роду перевозимых грузов, удовлетворительные технико - экономические параметры и ряд других факторов напрямую влияют на качественную и количественную оценку эффективности использования подвижного состава для обеспечения перевозок народно - хозяйственных грузов и пассажиров.

Парк грузовых вагонов РФ составляет свыше 1 млн. единиц подвижного состава, из них 41% полувагонов и 25% цистерн. В инвентарном парке грузовых вагонов совместного использования по состоянию на 1 января 2012 года эксплуатировалось свыше 188 тыс. вагонов с истёкшим сроком службы. На начало 2012 года списанию подлежало более 25 тыс. цистерн. В течение 2012-2015 гг. нормативный срок истечёт еще у 25 тыс. цистерн. В ближайшие десять лет под списание попадет около 60 тыс. цистерн, что составляет примерно одну треть от всего парка вагонов-цистерн. В то же время значительная часть этого парка, несмотря на истечение назначенного срока службы, удовлетворяет собственников по своим технико-экономическим характеристикам.

При продлении сроков службы особенно важным является обеспечение безопасности перевозок. В настоящее время теоретические исследования в области продления сроков службы подвижного состава ведутся недостаточно широко - известны лишь теоретические исследования моего научного руководителя - доктора технических наук, профессора A.B. Третьякова и ряда его учеников и последователей. Практическое же выполнение работ по продлению сроков службы подвижного состава различного рода - грузовых и пассажирских вагонов, локомотивов, вагонов промышленного транспорта, специального подвижного состава, городского рельсового транспорта трамваи, метровагоны) - ведутся начиная с конца 80-х годов прошлого столетия. В этом направлении уже достигнуты определенные успехи, но есть и весьма актуальные нерешённые задачи. Одной из них является недостаточный учёт временных и климатических факторов, влияющих на изменения физико-механических свойств металлоконструкций базовых узлов цистерн, в частности снижение ударной вязкости, что повышает вероятность их хрупкого разрушения при эксплуатации за пределами нормативного срока службы и, особенно, в суровых климатических условиях. Учёт временных и климатических изменений ударной вязкости используемых сталей при проведении работ по оценке остаточного ресурса с целью продления срока службы применяется в смежных отраслях машиностроения - в авиа- и судостроении, на трубопроводном транспорте, но ещё не нашёл должного распространения на железнодорожном транспорте. Поэтому рассмотрение этого вопроса является актуальной задачей, решение которой позволит обеспечить безопасную эксплуатацию вагонов-цистерн за пределами их нормативного срока службы.

Целью работы является разработка методики оценки остаточного ресурса вагонов - цистерн, основанной на учёте изменения физико -механических свойств металлов их базовых узлов.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

1. Разработана уточнённая методика продления срока службы вагонов - цистерн на основе учёта изменения физико - механических свойств металлоконструкций их базовых узлов.

2. Показано существенное (до 80%) снижение значений параметра ударной вязкости стали котла цистерны за время нормативного срока эксплуатации и при низких (до -60°С) температурах эксплуатации.

3. Выполнен многовариантный прочностной расчёт и показано численное отличие результатов оценки остаточного ресурса вагона-цистерны с учётом изменения значения ударной вязкости за период эксплуатации при различных температурах, и без учёта таких изменений. 5

4. Установлены основные закономерности и получены зависимости изменения остаточного ресурса вагонов - цистерн при их длительной эксплуатации в различных климатических условиях.

5. Доказана теоретически и подтверждена экспериментально необходимость запрета продления сроков службы грузовых вагонов, металлоконструкции которых были изготовлены из кипящих сталей, ударная вязкость которых существенно снижается при температуре эксплуатации ниже -20°С.

Практическая значимость работы. Проведённый в диссертационной работе анализ изменений технического состояния вагонов - цистерн в зависимости от временных и температурных факторов позволили создать уточнённые рабочие методики оценки остаточного ресурса, применяемые специализированными организациями - исполнителями работ по продлению сроков службы.

Рекомендации выполненной работы позволяют теоретически обосновать интуитивно предложенные ограничения, заложенные в действующем в настоящее время «Положении о продлении срока службы грузовых вагонов, курсирующих в международном сообщении», утверждённое Советом по железнодорожному транспорту государств-участников Содружества, протокол от 13-14 мая 2010г, № 52.

Реализация результатов работы. Результаты проведённых исследований использованы при создании нормативно - технической документации, регламентирующей проведение работ при продлении сроков службы всех типов подвижного состава, в том числе и вагонов - цистерн.

Отдельные положения и результаты работы используются при проведении научных исследований в ОАО «НВЦ» Вагоны», ООО «НПФ «Интернаучвагонмаш», выполнении дипломных работ, бакалаврских и магистерских диссертаций на кафедре «Вагоны и вагонное хозяйство» ФГОУ ВПО «ПГУПС».

Апробация работы. Основные результаты работ докладывались на VI и VII Международных научно-технических конференциях «Подвижной состав XXI века (идеи, требования, проекты)» (ПГУПС, НВЦ «Вагоны», 2009, 2011 г.г.), обсуждались на XIII Международной конференции «Проблемы механики железнодорожного транспорта» (г. Днепропетровск, ДИИТ, 2012 год), на научно-технических семинарах кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» ПГУПС (2009-2012 гг.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 7 печатных работах, из них 5 - в изданиях, включённых в Перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов диссертационных работ.

Структура и объём работы. Диссертация включает в себя введение , 4 главы, заключение, 3 приложения и изложена на 144 страницах машинописного текста, в том числе 21 таблица, 54 рисунка. Список литературы насчитывает 94 наименования.

4.3 Выводы по разделу 4

1. Разработаны методика и программа проведения экспериментальных исследований вагона - цистерны с истёкшим нормативным сроком службы (32 года).

2. Обеспечение сопоставимости результатов теоретических и экспериментальных исследований достигалось выбором испытуемой цистерны, ретроспективная информация об эксплуатации которой соответствовала одному из расчётных вариантов исходных данных, использованных при выполнении вычислительных экспериментов (вариант 3 - продление срока службы на 5 лет с сопоставимыми параметрами коррозионного утонения металлоконструкций базовых узлов).

3. Максимальное расхождение расчётных и экспериментальных результатов не более 20%.

4. Теоретически установленный остаточный ресурс вагона -цистерны с учётом деградации физико-механических характеристик металла был подтверждён результатами проведённых ресурсных испытаний.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана уточнённая методика оценки остаточного ресурса вагонов-цистерн с учётом изменения ударной вязкости металлоконструкций базовых узлов за нормативный срок эксплуатации в различных климатических условиях, отличающаяся от существующих методик учётом деградационных процессов, протекающих в них и зависящих от временного и климатического факторов.

2. Предложен новый подход к оценке остаточного ресурса и продлению срока службы вагонов-цистерн, отличающийся от существующих подходов введением поправочных коэффициентов для величин физико - механических характеристик применяемых сталей, учитывающих их изменение за период эксплуатации в неблагоприятных климатических условиях.

3. Доказано снижение значений величины ударной вязкости стали котла цистерны модели 15-1443 за время эксплуатации в диапазоне температур от 0° С до 20° С на 50%, в диапазоне температур от 0° С до -65° С - на 70-80%.

4. На базе разработанной конечно-элементной модели котла цистерны выполнено многовариантное компьютерное моделирование нагруженности этого базового узла вагона с учётом и без учёта предложенных поправочных коэффициентов, выявлены допустимые границы оценки показателей прочности и долговечности металлоконструкций вагона.

5. Выполнен расчёт котла на усталость с применением поправочного коэффициента в различных температурных диапазонах. Минимальный коэффициент запаса, равный 1,31 выявлен в зоне люка-лаза, при допускаемом коэффициенте запаса 1,3.

6. Выполненные экспериментальные исследования остаточного ресурса вагона-цистерны с истёкшим нормативным сроком эксплуатации, в том числе и в суровых климатических условиях подтвердили результаты проведённых теоретических исследований и компьютерного моделирования, максимальное расхождение между ними для базовых узлов вагонов не превысило 20%.

7. Предложенное автором совершенствование технологии ремонта котлов железнодорожных вагонов-цистерн закреплено патентом на полезную модель № 109710 от 20.07.2011 и нашло практическое применение в условиях Нижегородского вагонного депо.

1. A.c. 109710 Ul, B60S 5/00 Усиливающая накладка /Морчиладзе И.Г., Соколов М.М., Третьяков A.B., Зимакова М.В. / № 2011130033 заявлено 20.07.2011; опубл. 27.10.2011 бюл. № 30.

2. Алямовский A.A. Solid Works/Cosmos Works. Инженерный анализ методом конечных элементов. М.: ДМК Пресс, 2004. - 432 с.

3. Бакиров М.Б. Управление сроком службы тепломеханического оборудования и трубопроводов российских АЭС /Камышников О.Г., Потапов В .В.// Теплоэнергетика 2007, № 2, с. 2-8.

4. Басов К. А. Графический интерфейс комплекса ANS YS. M.: ДМК Пресс, 2006-248 с.

5. Биргер И.А. Стержни, пластинки, оболочки. М.: Физматлит, 1992. -392 с.

6. Богатов A.A. Механические свойства и модели разрушения металлов. Учебное пособие для вузов. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002. 329 с.

7. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984. - 312 с.

8. Буренин В.А. Прогнозирование индивидуального остаточного ресурса стальных вертикальных резервуаров. Дис. докт. техн. наук, Уфа, 1994.

9. Вагоны /Л.А. Шадур и др. М: Транспорт, 1980. - 439 с.

10. Варовин А.Я. Проблемы прогнозирования работоспособности конструкций по данным Ж /Карзов ЮЛ., Марголин Б.З.// В мире НК 2006, №4(34), с. 6-13.

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

12. Воропай B.C. Методика определения остаточного ресурса вагонов-цистерн для перевозки химических грузов. Вестник СЕГУ им. В.Даля. - № 5(147) - часть 1,2010, с.125-134.

13. Встовский Г.В., Бакиров М.Б. Обобщенная феноменологическая модель хрупко-вязкого перехода реакторных сталей. Заводская лаборатория. Диагностика металлов, 2003. № 4 . - С. 39-78.

14. Встовский Г.В., Терентьев В.Ф. Учёт охрупчивания металла и наличия нерегистрируемьтх дефектов в расчётах остаточного ресурса технологического оборудования. Заводская лаборатория. Диагностика металлов, 1999. № 9 . - С. 47-52.

15. Вучечич И.И., Деркач Б.А., Кочнов А.Д. Оценка остаточного ресурса грузовых вагонов железных дорог. Вестник ВНИИЖТ. 2008. № 2. с.14-18.

16. Герасимов B.C., Скиба И.Ф., Кернич Б.М. Технология вагоностроения и ремонта вагонов. Учебник для вузов. М.: Транспорт, 1988. - 381с.

17. Головизнин Б.Л. Производство цистерн на Уралвагонзаводе /Андронов В.А.// Тяжёлое машиностроение -2001, №1, с.34-36.

18. Головин C.B., Блехерова Н.Г., Ладыжанский А.П., Зандберг A.C. Обоснование прочности и ударной вязкости сварных соединений магистральных трубопроводов из высокопрочных сталей. Трубопроводный транспорт. Теория и практика, №2(12) 2008, с.20-25.

19. Горицкий В.М. Анализ причин трещинообразования стали 09Г2С при изготовлении сварного кожуха доменной печи / Кулемин A.M.// Промышленное и гражданское строительство 2005, № 5, с. 29-31.

20. Горицкий В.М. Диагностика металлов. М.: Металлургиздат, 2004. -408с.

21. Горицкий В.М. Повышенное сопротивление стали хрупкому разрушению гарантия надёжности сварных футерованных конструкций/ Шнейдеров Г.Р., Кулемин A.M., Еремин К.И., Матвеюшкин С. А.// Промышленное и гражданское строительство - 2004, № 5, с. 37-39.

22. Горицкий В.М., Хромов Д.П. Оценка сопротивления распространению трещины по результатам испытания на ударную вязкость. Заводская лаборатория. Диагностика металлов, 1984. № 7. - С. 70-72.

23. ГОСТ 25859-83 «Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчёта на прочность при малоцикловых нагрузках». -М.: Госстандарт, 1984. 14с.

24. ГОСТ 6696-66. Методы определения механических свойств.

25. ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах.

26. Дитяшев Б.Д. Комплексный подход к определению остаточного ресурса паропроводов ТЭС / Попов А.Б.// Теплоэнергетика 2007, № 2, с. 21-25.

27. Дубов A.A. Диагностика котельных труб с использованием магнитной памяти металла. -М.: Энергоатомиздат, 1995. 112с.

28. Дубов A.A. Контроль напряжённо-деформированного состояния трубопроводов, оборудования и конструкций с использованием метода магнитной памяти металла// Тяжёлое машиностроение 2004, № 11, с. 33-35.

29. Дубов A.A. Проблемы оценки остаточного ресурса стареющего оборудования// Химическое и нефтегазовое машиностроение 2003, № 4.

30. Единые методические указания по техническому диагностированию грузовых и рефрижераторных вагонов государств-участников Соглашений о совместном использовании грузовых и рефрижераторных вагонов в международном сообщении (Протокол от 16 января 2003г.).

31. Закирничная М.М. Охрупчивание стали 20 в процессе длительной эксплуатации// Машины и аппараты. 2006. - №1. - с. 207-214.

32. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975, -541 с.

33. Инструкция по исключению из инвентаря вагонов. ЦЧУ ЦВ/4433. -М.: Транспорт, 1986.-29с.

34. Ионов A.B. Разработка стратегии технического обслуживания и ремонта стальных вертикальных резервуаров на основании прогноза индивидуального остаточного ресурса. Дис. канд. техн. наук, Уфа, 1997.

35. Карпов Б.М. Некоторые вопросы методики выбора оптимальных параметров грузовых вагонов. М.: Транспорт, 1972. - с 20-26.

36. Кельрих М.Б. Исследование эксплуатационной нагруженности несущих конструкций подвижного состава типа котлов большегрузных цистерн. Автореферат диссертации кандидата техн. наук. Днепропетровск, 1979. -20с.

37. Кельрих М.Б. Научные основы совершенствования экспериментальных исследований и отработка конструкций железнодорожных цистерн. Дис. докт. техн. наук, Днепропетровск, 1992.

38. Кириллова Н.Ю. Оценка остаточного ресурса длительно эксплуатируемого реакционного оборудования из углеродистой стали с учётом охрупчивания: Дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. Уфа.: УГНТУ, 2006. -150с.

39. Клюев В.В. Подходы к построению систем оценки остаточного ресурса технических объектов /Фурсов A.C., Филинов М.В.// Контроль. Диагностика. 2007, № 3, с. 18-23.

40. Колупаев В. Парк уходит мимо цистерн. М.: газета «Гудок», 17.04.2007.

41. Комаровский A.A. Прогнозирование остаточного ресурса и долговечности// Тяжёлое машиностроение 2000, №12, с. 16-19.

42. Кретов Е.Ф. Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении. СПб.: Издательство «Радиоавионика», 1995 - 334с.

43. Лебедев A.A., Чаусов Н.Г., Драгунов Ю.Г., Гетманчук A.B., Комолов В.М. Способ прогнозирования трещиностойкости материала в зависимости от условий эксплуатации конструкции. Авторское свидетельство № 1837199 AI.

44. Левкович Т.И. Прогнозирование вероятности опасных хрупких разрушений корпусов автосцепок вагонов. Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук. Брянск: БГТУ, 2000.-22с.

45. Мамаева Е.И., Бакиров М.Б., Чуваев C.B., Фёдорова O.A. Микроструктура и механические свойства сварных соединений трубопроводов АЭС после длительной эксплуатации. Металловедение и термическая обработка металлов. 2006, № 7, с. 36-42.

46. Мартынович В.Л. Расчётные характеристики состояния и свойств материала для обоснования остаточного ресурса объектов газопереработки: Дис. канд. техн. наук. Тюмень, 2005.

47. Махутов H.A., Пермяков В.Н., Кравцова Ю.А., Ботвина Л.Р. Оценка состояния материала продуктопровода после его длительной эксплуатации. Заводская лаборатория. Диагностика металлов, 2007 № 2, том 73, с. 54-59.

48. Меркушева В. Рынок цистерн // РЖД партнёр. 2009. - № 12(160). - с. 22-27.

49. Методика прогнозирования остаточного ресурса безопасной эксплуатации сосудов и аппаратов по изменению параметров технического состояния. 84 с.

50. Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов (РД 03-421-01), вып. 17.-М.: Госгортехнадзор России, 2001. 136с.

51. Миргазов В.А. Техническое диагностирование и продление срока службы вагонов-цистерн для перевозки криогенных продуктов. /Копченов A.B.// Безопасность труда в промышленности. — 2010. № 1.

52. Миронов В.И., Якушев A.B. Оценка механических свойств вагонных сталей методом полных диаграмм. Известия Петербургского университета путей сообщения, 2011. Вып. 3(28). - с. 202-211.

53. Мозгалевский A.B., Калявин В.П., Костанди Г.Г. Диагностирование электронных систем. Д.: Судостроение, 1984. -224с.

54. Мяченков В.И., Мальцев В.П., Майборода В.П. и др. Расчёты машиностроительных конструкций методом конечных элементов. Справочник. М.: Машиностроение, 1989. 520с.

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

56. Норри. Д, Ж. де Фриз. Введение в метод конечных элементов. Пер. с англ.-М.: Мир, 1981.-304с.

57. Нохрин A.B. Чувильдеев В.Н. Старение сталей труб магистральных газопроводов. Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2010, № 5(2), с. 171-180.

58. НТД Указание МПС РФ Г-764у по продлению срока службы вагонов, 1996 г.

59. Одесский П.Д. О деградации свойств сталей для металлических конструкций. Заводская лаборатория. Диагностика металлов, 2003. № 10 . -С. 41-49.

60. ПНАЭ Г-7-002-86 Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. М.: Энергоатомиздат, 1989.-525 с.

61. Положение о продлении сроков службы грузовых и рефрижераторных вагонов государств-участников Соглашения о совместном использовании грузовых и рефрижераторных вагонов в международном сообщении.

62. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03). Серия 03. Выпуск 24. -М., 2003. 192с.

63. Прохорович В.Е. Оценивание технического состояния и остаточного ресурса центробежных насосов / Пеньков М.М.// В мире НК 2006, № 4(34), с. 18-20.

64. Прочность материалов и конструкций /Редкол.: В.Т. Трощенко (отв. ред.) и др. К.: Академпериодика, 2005. - 1088с.

65. Пустовой В.Н. Металлоконструкции грузоподъёмных машин. Разрушение и прогнозирование остаточного ресурса. М.: ,Транспорт, 1992, 256 стр.

66. Сайфутдинов С.М. Капиллярный контроль: история и современное состояние// В мире НК 2008, №1(39),с. 14-17.

67. Северинова Т.П. Исследование трещиностойкости сталей литых деталей тележек грузовых вагонов длительного периода эксплуатации. Вестник ВНИИЖТ. 1999. № 3. с.35-40.

68. Северинова Т.П. Определение интенсивности напряжений при наличии трещины в нижнем поясе надрессорной балки грузового вагона. Вестник ВНИИЖТ. 1990. № 1. с.32-34.

69. Северинова Т.П., Грачева JI.O. Экспериментальные исследования напряжённого состояния надрессорной балки тележки грузового вагона. — Вестник ВНИИЖТ. 1988. № 5. с.33-36.

70. Серегин М.Ю. Организация и технология испытаний. Часть 2. Автоматизация испытаний: учебное пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. Гос. Техн. ун-та, 2006. - 96с.

71. Скородумов С.В. Сопоставление структуры и вязкости конструкционных сталей. Автореферат на соискание учёной степени кандидата технических наук. Москва: МИСиС, 2011. - 24.

72. Смирнов В.А. Как оценить остаточный ресурс узлов и деталей подвижного состава/Кузнецов В.Ф.//Вагоны и ВХ-2007, № 3(11), с. 40-41.

73. Смирнов В.А. Оценка остаточного ресурса узлов и деталей подвижного состава по результатам НК /Кузнецов В.Ф.// В мире КОС. 2008. - № 1(39). -с. 76-78.

74. Соколов М.М. Диагностирование вагонов. М.: транспорт, 1990. - 197с.

75. Соколов М.М., Третьяков A.B., Морчиладзе И.Г. Архитектоника грузовых вагонов. Учебное пособие для работников железнодорожного транспорта. М.: ИБС - Холдинг, 2006. - 394с.

76. Тарабанова В.П. Оценка структуры и ударной вязкости металла отливок турбины после эксплуатации / Мищенко Л.Д., Курманова О.М., Дьяченко С.С.// Тяжёлое машиностроение 1993, № 11,12, с. 24-25.

77. Тё В.М. Прогнозирование остаточного ресурса металлических конструкций мостовых кранов. Дис. канд. техн. наук, Санкт-Петербург, 2000.

78. Третьяков A.B. «Продление срока службы подвижного состава»: Монография. М.: Издательство МБА, 2011 -304с.

79. Третьяков A.B. Продление сроков службы грузовых вагонов на основе метода управления индивидуальным ресурсом// железные дороги мира. -2004. №4.

80. Третьяков A.B. Продление сроков службы подвижного состава /Александров М.Д., Зимакова М.В./ Тяжёлое машиностроение. 2010. - № 2. - с. 2-4.

81. Третьяков A.B. Управление индивидуальным ресурсом вагонов в эксплуатации. Монография. Спб., ООО «Издательство «ОМ-Пресс», 2004 -348 с.

82. Трощенко В.Т. Сопротивление материалов деформированию и разрушению. Часть 2 Киев: Наук. Думка, 1994. - 701 с.

83. Фёдоров С.А. Обеспечение безопасной эксплуатации вагонов для перевозки опасных грузов при изменении их специализации. //Печникова Н.М.// Транспортная безопасность и технологии. 2007. - № 1.

84. Хажинский Г.М. Оценка долговечности элементов сосудов давления и трубопроводов при коррозии под напряжением. Химическое и Нефтегазовое машиностроение, 2003. № 11, - С. 41-43.

85. Харебов В.Г. Система комплексного диагностического мониторинга опасных производственных объектов / Бородин Ю.П., Шапорев В.А.// В мире НК 2006, № 4(34), с. 13-18.

86. Хромов Д.П. Особенности оценки физико-механических свойств металлопроката производства начала XX века /Горицкий В.М., Воробьёв С.Н.// Промышленное и гражданское строительство 2004, № 5, с. 29-30

87. Худошин A.A. Прогнозирование остаточного ресурса котельного оборудования на основании запаса пластичности металла / Зимина В.А., Панфилов В.А.// Безопасность труда в промышленности 2004, № 5, с. 45-47.

88. Хусаинов, Ф. И. Повышение эффективности управления парком грузовых вагонов. Бюллетень транспортной информации. 2010. - N 12. - С. 3-11.

89. Швалов Д.В., Шаповалов В.В. Системы диагностики подвижного состава. М.: Маршрут, 2005. 268с.

90. Школьник JIM. Скорость роста трещин и живучесть металла. М.: Металлургия, 1973.-216с.

91. Параметры нефтебензиновых цистерн

92. Наименование параметра Значение параметра для вагона модели

93. Ц863 15-Ц864 15-869 15-871 15-1427

94. Назначение (основной груз) Бензин, нефть Бензин, нефть Бензин, светлые нефтепродукты Нефть Бензин

95. Тип вагона 712(720) 713(721) 732 794 731

96. Грузоподъёмность, т 60 60 62 120 60

97. Масса вагона (тара), т 23,1 23,9 25,3 48,8 23,4толщина листов обечайки: верхних, мм - 9 9 9средних (боковых), мм - 9 9 9нижнего, мм - 11 12 11толщина днищ, мм - 10 10 10

98. Материал котла ВСт.З ВСт.З 09Г2, 09Г2С, 09Г2Д,09Г2СД 09Г2, 09Г2С, 09Г2Д.09Г2СД 09Г2, 09Г2С, 09Г2Д,09Г2СД

99. Год начала серийного производства 1978 1974 1984

100. Год снятия с производства - 1980 1988

101. Наименование параметра Значение параметра для вагона модели15.1428 15-1443 15-1500 15-1547 15-Ц859 15-1454

102. Назначение (основной груз) Бензин, светлые нефтепродукты Бензин, светлые нефтепродукты Светлые нефтепродукты Бензин Спирт Спирт

103. Тип вагона 730 730 798 747 770 770

104. Грузоподъёмность, т 60 60 125 68/60 50 59

105. Масса вагона (тара), т 24,7 23,2 51,0 24,8 22,83 23,2толщина листов обечайки: верхних, мм 9 9 9 9 9средних (боковых), мм 9 9 9 10 9нижнего, мм 11 11 12 11 11толщина днищ, мм 10 10 12 12 10

106. Материал котла 09Г2, 09Г2С, 09Г2Д,09Г2СД-12 09Г2, 09Г2С, 09Г2Д,09Г2СД 09Г2, 09Г2С, 09Г2Д-12, 09Г2СД 09Г2, 09Г2С, 09Г2Д, 09Г2СД ВСтЗ 09Г2С •

107. Год начала серийного производства 1984 1972 1988 1988 19721. Год снятия с производства

108. Параметры цистерн для перевозки кислот и жидких химических продуктов

109. Наименование параметра Значение параметра для вагона модели151401 15-1548 15-1601 151403 151554 15-1404 15-1426 15-1487 15-1406 (ЖКЦ- 39) 15-1514

110. Назначение (основной груз) Серна я кисло та Улучшенн ая серная кислота Улучшенная серная кислота Солян ая кисло та Солян ая кисло та Слабая азотная кислота Слабая азотная кислота Слабая азотная кислота Кислотн ый меланж Меланж

111. Тип вагона 760 762 762 - - - - - 764

112. Грузоподъёмность, т 60 67 77 52,2 62,0 61,5 64,5 66,5 57,3 62,0

113. Масса вагона (тара), т 20,9 20,3 22,2 22,4 21,7 21,0 22,3 21,5 22,4 21,9толщина листов обечайки:

114. Верхнего/среднего/н 10/10/ 8/8/10 - 9/9/11 8/9/11 8/8/11 8/8/10 25/25/25 9/9/11ижнего мм 12 толщина днищ, мм 12 10 - 11 11 11 10 28 12

115. Материал котла ВСтЗс п5 Ст12Х18Н ЮТ Ст09Г2+06Х17 НМ2, ДЗР, Н7М2ДЗР ВСтЗс п5 09Г2, 09Г2 д, 09Г2 С, 09Г2 СД Ст12Х18Н ЮТ, 08Х18НЮ Т Ст12Х18Н ЮТ Ст12Х18Н ЮТ, 08Х18НЮ Т Алюмин ий, АДО Ст0Х18Г8 Н12Т (КО-3)

116. Год начала серийного производства 1963 1971 1964 1975 1963 1980 1983 1963 1971

117. Год снятия с производства 1978 1983 - - 1976

118. Наименование параметра Значение параметра для вагона модели15.859 15-1568 15-1414 15-1572 15- Ц854 ЖКЦ-34 ЖКЦ-35 (I) ЖКЦ-35 (") 151416 (ЖГЦ-60) 151570 (ЖГЦ -73)

119. Назначение (основной груз) Ацетальдеги Д Ацетальдеги Д Этилова я жидкост ь Метано л Серная кислота Крепкая азотная кислота Крепкая азотная кислота Крепкая азотная кислота Гепти л Гепти л

120. Тип вагона - - 766 760 - - - -

121. Грузоподъёмность, т 46,1 53,2 60,7 5.7,0 60,0 50 50 50 45,6 54,4

122. Масса вагона (тара), т 23,9 25,9 22,2 23,5 21,9 21 21,8 20,7 25,1 25,05толщина листов обечайки:

123. Верхнего/среднего/нижне го мм 9/9/11 9/9/11 9/9/11 9/9/11 18/18/22 20/20/20 18/18/22 9/9/11 9/9/11толщина днищ, мм 10 10 10 10 20 20 20 10 10

124. Материал котла 09Г2С 09Г2, 09Г2Д, 09Г2С, 09Г2СД-12 09Г2С, 09Г2Д, 09Г2СД, 09Г2С-12 09Г2Д, 09Г2, ()9Г2С, 09Г2СД -12 ВСтЗсп 5 Алюмини й А1 « Алюмини й АД1 Алюмини й АД1 ВСтЗс п 09Г2С

125. Год начала серийного производства 1963 1976 1972 1984 - - - -

126. Год снятия с производства 1975 - - - - - - -1. Uu1. Г*—1. ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей»

127. Аккредитованная испытательная лаборатория «Промтест КМ» г. Санкт-Петербург

128. Наименование Заказчика испытаний

129. ОАО «НИЦ Вагоны», ¡90031. г. СПб. Московский пр., д. 10-12, лит.Д, пом.б4-Нnpednpuxmue-iwomocumeib потребитель, орган торгов m с укаюние» адреса)

130. Наименование конкретной продукции и дата научения исныт) с.иы «г обращавобразны для испытаний на ударный изгиб из стали марки 09Г2С

131. Образцы для испытания получены 20.06.2012 г.3. Вид испытанийопределение ударной вязкости при испытаниях на ударный изгиб призматических образцовс надрезом (тип 12 ГОС Г 9-154) при температурах -20°С, -30'С. -Ю°С. -50°С, +20°С, +50"С

132. Нормативно-технические документы, используемые при испытаниях, о т. ч. методики ГОСТ 9-154, ГОСТ 4543

133. Количество испытанных образцов и дата проведения испытаний21 образец для испытаний на ударный изгиб (маркировка "1"."21").

134. Всего 21 образец. Образцы испытаны 16.07.12 г.

135. Испытательное оборудованиемаятниковый копер 2130КМ-03 с энергией удара 300 Дж

136. Метрологическая аттестация оборудованияевнд. о поверке ЛЪ 0008772 от 20.01.12 г.

137. Состав специалистов по испытанию

138. Ответственный чо сиддм испытаний: Г.Г.Кучсрявых. Onii.Tcnicniii.iii за оборудование: И.А.Васильев

139. Результаты испытаний представлены в таблице I