Литье. Слез крокодиловых

С начала 2011 года на российских железных дорогах зафиксировано беспрецедентно высокое количество изломов литых деталей грузовых вагонов. Это в абсолютном большинстве случаев ведет к сходу с рельсов подвижного состава и порче железнодорожного имущества. Динамика подобных происшествий за последние годы неутешительна. Если в 2008 году на сети железных дорог ОАО «РЖД» отмечены 9 случаев, то в 2009 году уже 12, в 2010–м –  21, а за три с половиной месяца 2011 года – уже 14 изломов. При этом в 9 случаях нынешнего года это привело к сходу подвижного состава, в двух –  к крушению поезда, в одном –  к аварии.

Вагон и сломанная тележка

Изломам подвержены, как правило, наиболее ответственные детали грузовых вагонов –  боковые рамы тележек и надрессорные балки. В процессе эксплуатации они воспринимают статические и динамические вертикальные нагрузки – от веса вагона и груза, от ударов при прохождении вагоном неровностей пути. Кроме того, продольные нагрузки – усилия тяги при равномерном движении состава, усилия при соударении вагонов, а также испытывают воздействие крутящего момента при вписывании вагонов в кривые. При этом основная часть динамических вертикальных нагрузок носит циклический характер, и усталостная прочность боковых рам (способность длительно противостоять воздействию циклических нагружений) является основной характеристикой их эксплуатационной надежности, то есть напрямую влияет на безопасность движения.
Итак, печальная статистика: 30 января 2011 года на станции Тюльма Куйбышевской железной дороги при прохождении грузового поезда без видимых причин сошли с рельсов 17 вагонов, среди которых были цистерны с бензином. В результате топливо загорелось. В ходе расследования удалось выяснить, что причиной происшествия стал излом боковой рамы тележки одного из вагонов. Еще один подобный случай, сопровождавшийся крушением 17 вагонов, произошел меньше чем через месяц, 22 февраля на перегоне Уфимка –  Зюрзя Горьковской магистрали. И опять причиной аварии стала литая деталь тележки. А 11 марта на станции Свободный Забайкальской железной дороги излом боковой рамы привел к сходу с рельсов 12 вагонов. В таких случаях для ликвидации последствий привлекается тяжелая техника, включая пожарные и восстановительные поезда. Сход подвижного состава на основных направлениях приводит к перерывам в движении поездов, причем на однопутных участках –особо длительным.
Расследования показали, что данная проблема связана не с одной конкретной партией вагонного литья и касается большинства производителей. Например, все 14 изломавшихся в текущем году боковых рам тележек вагонов были изготовлены четырьмя различными предприятиями в 2007–2010 годах. Более трети бракованных литых деталей вагонов приходится на продукцию, произведенную в 2010 году ОАО «Алтайвагон» и ЗАО «АзовЭлектроСталь».

Массовые отставки

В соответствии с предписаниями Ространснадзора Минтранса России ОАО «РЖД» даны следующие поручения на сеть железных дорог: после выгрузки отставить от эксплуатации грузовые вагоны, выпущенные в 2009–2010 годах ОАО «Азовобщемаш», с установленными боковыми рамами производства ЗАО «АзовЭлектроСталь». Кроме того, вагоны ОАО «Алтайвагон», построенные в период с 1 января по 5 июня 2010 года, до выяснения причин массовых изломов литых деталей тележек.
Запрет эксплуатации коснулся в общей сложности свыше 4 тыс. грузовых вагонов, в том числе более 3 тыс. вагонов ОАО «Азовобщемаш» и около 1,2 тыс. вагонов ОАО «Алтайвагон». Для возобновления эксплуатации данного подвижного состава собственники вагонов обязаны провести освидетельствование всех литых деталей средствами неразрушающего контроля в условиях вагоноремонтных депо. По состоянию на 31 марта т. г. 361 вагон производства ОАО «Алтайвагон» уже прошел неразрушающий контроль в депо и был вновь введен в эксплуатацию, еще 902 вагона по–прежнему оставались отставленными или находились в депо.
На момент публикации этого материала количество отставленных вагонов, очевидно, существенно увеличится – есть экспертное мнение, что в эту категорию тотально попадут вагоны производства 2010 года. Ущерб будет нанесен в основном частным операторам грузовых вагонов, поскольку в результате реформирования железнодорожного транспорта ОАО «РЖД» теперь практически не имеет собственного парка подвижного состава.
Для возобновления эксплуатации вагонов, подпадающих под запрет, собственникам необходимо направить их в депо, где они должны пройти внеплановый неразрушающий контроль всех литых деталей. При этом оплата за диагностику осуществляется в полном соответствии с действующим прейскурантом. Кроме того, оператор также несет потери, связанные с вынужденным простоем подвижного состава. В связи с этим очевидно, что собственники данного подвижного состава будут требовать у производителей возмещения ущерба.

Закалялась ли сталь?

Эксперты Центра технического аудита ОАО «РЖД» констатируют: основной причиной отказов рам и балок является образование и развитие усталостных трещин в местах расположения литейных дефектов. Особенностью усталостного процесса является его локальность – в результате накопления повреждения в перенапряженной зоне при продолжающемся циклическом нагружении происходит разрушение. Впрочем, развитие усталостного процесса определяется не только нагруженностью детали, но и другими внешними воздействиями, в частности, температурой окружающей среды, как правило, ускоряющей его течение. Также оно тесно связано со структурой сплава, наличием дефектов – поверхностных, внутренних и исправленных, в том случае, если исправление дефектов было проведено с нарушением.
Справедливости ради стоит отметить, что предприятия – изготовители литых деталей тележек грузовых вагонов сегодня уверенно движутся по пути совершенствования технологии их изготовления. Приобретается и внедряется современное литейное оборудование, внедряются новейшие способы внепечной обработки стали.
Однако инспекционные проверки выявляют одни те же повторяющиеся случаи нарушения технологической дисциплины, требований этих инструкций. Безответственно сокращается продолжительность наиболее важного периода при выплавке стали в электродуговых печах – восстановительного, основной задачей которого является удаление кислорода из металла. Неудаленные окислы загрязняют сталь неметаллическими включениями. Еще одним частым нарушением требований технологического процесса является несоблюдение температурного режима заливки форм, что ведет к увеличению количества литейных дефектов. При этом контроль последствий таких отклонений на заводах отсутствует. Не проводится дополнительно контроль микроструктуры и т. п. В итоге из такого некачественного металла и отливаются рамы и балки.
В журналах, паспортах и другой сопутствующей технологическому процессу документации зачастую отсутствует информация, требуемая для принятия решения о годности деталей. Но это не мешает отвечающим за контроль лицам подписывать заключение о годности. Вывод следует только один: контроль со стороны ОТК абсолютно формален.

Разрушенный контроль

Вопрос неразрушающего контроля в обеспечении безопасности литых деталей сегодня стоит очень остро. Призванный расширить возможности оценки качества изготовления литых деталей, неразрушающий контроль не обладает должной информативностью. Производители убедились в том, что применяющиеся методы контроля не гарантируют выявление брака. Поэтому назрела необходимость более широко внедрять акустические методы контроля, рентгеноскопию, магнитопорошковые способы с использованием усиливающих люминофоров и т. д.
Но даже внедрив эти предложения, нужного качества и безопасности не обеспечить, если не искоренить устаревшую идеологию мотивации персонала на ответственных технологических операциях. При комиссионных проверках выявлены случаи, когда для неразрушающего контроля подаются детали без обязательной зачистки поверхности зон контроля, заключение по результатам контроля выдают специалисты, не сертифицированные на проведение подобных работ. Требуется огромная и постоянная работа с персоналом.
Наболевшим является также вопрос стабильности качества, то есть стабильности производства. Зачастую предприятия выбирают путь селективности готовой продукции, отсеивая большое количество не соответствующих нормативным требованиям изделий на технологических операциях. Это не только ведет к повышению ее себестоимости, но и требует увеличения объема контроля, с жесткой мотивацией его проведения. Ведь изобличать в этом случае придется не сбои, а нарушения технологической дисциплины, некомпетентность персонала, перебои в снабжении и т. д., то есть по сути – способность предприятия поставлять продукцию заявленного качества. А это уже область, поднадзорная для органов сертификации. Если окончательный брак при производстве литых деталей на предприятии превышает 7%, если детали в эксплуатации не выдерживают гарантийного срока и с завидным постоянством выходят из строя – необходимо ставить вопрос об отзыве или приостановке действия сертификата соответствия.

Прекрасное далеко

Российские железнодорожники особо подчеркивают, что проблема низкого качества продукции, выпускаемой вагоностроительными заводами, оказывает огромное влияние на безопасность движения поездов, так как за каждым подобным происшествием стоит реальная угроза не только сопутствующему подвижному составу и инфраструктуре, но и жизни пассажиров, следующих в поездах по соседним путям. В условиях неудержимого роста цен на литье и новые грузовые вагоны просто недопустима ситуация, при которой получение максимальной прибыли за счет вала некачественной продукции превалирует над вопросами безопасности.
Кстати, доподлинно известно, что в ближайшее время в Россию поступят первые партии литья китайского производства. Некоторые эксперты утверждают, что это решение направлено исключительно на то, чтобы сбить спесь с наших производителей, заставив их сосредоточиться на качестве. А, кроме того, заодно сбить и цены. О качестве китайского литья ходят разные толки, но вот наверняка известно следующее: 23 февраля 2011 года на 157–м км участка Обская –  Бованенково железной дороги собственности ОАО «Газпромтранс» (полуостров Ямал) в грузовом поезде был допущен сход груженой цистерны, построенной 5 мая 2010 года на ОАО «Азовобщемаш». Причина происшествия – излом боковой рамы, изготовленной в Китае в 2010 году с приемочным клеймом ЗАО «АзовЭлектроСталь».

Изломы боковых рам тележек грузовых вагонов за 2006–2011 годы 

Изломы боковых рам тележек грузовых вагонов за 2006–2011 гг.

на 15.03.2011 г.

Инга ДМИТРИЕВА,
обозреватель «ТР»