Колесо невозврата 30.11.2017

Уменьшить отцепки вагонов в текущий ремонт поможет либерализация нормативов

Ежесуточно на сети дорог до трёх тысяч вагонов отцепляется в текущий ремонт. Причём 80% отцепок связаны с неисправностями колёс и несоответствием их нормативным требованиям. Проблемам качества и надёжности железнодорожного колеса было посвящено выездное заседание комитетов по грузовому подвижному составу и по координации производителей в металлургическом комплексе НП «ОПЖТ» на Выксунском металлургическом заводе.
«У нас сегодня идёт обновление парка подвижного состава, так что вагонов, отработавших по 20 и более лет, в процентном соотношении на сети осталось совсем немного, средний возраст подвижного состава уже приблизился к 13,5 года, – сказал председатель комитета НП «ОПЖТ» по грузовому подвижному составу Сергей Калетин. – Но при этом проблема отцепок вагонов по-прежнему стоит достаточно остро и львиная доля из них связана именно с колёсами. Почему?»

По данным управления вагонного хозяйства Центральной дирекции инфраструктуры, 68% всех дефектов колеса, из-за которых происходят отцепки в ТОР, составляет ненормативная толщина изношенного гребня. В связи с этим в операторском сообществе возник закономерный вопрос: может быть, имеет смысл изменить нормативы и снизить допускаемую толщину гребня с 26 мм до 24 мм? Это позволит увеличить пробег вагонов до первого планового ремонта и снизить количество отцепок, считает заместитель генерального директора по техническому развитию – главный инженер АО «Первая грузовая компания» Сергей Гончаров.

Но заместитель начальника Управления вагонного хозяйства Центральной дирекции инфраструктуры ОАО «РЖД» Владимир Белюгин полагает, что этот вопрос требует детального анализа и проработки, чем сейчас и занимается отраслевая наука. Параллельно, по его словам, в вагонном хозяйстве проводится работа, направленная на снижение количества отцепок по причине неисправности колеса. Так, в прошлом году была запущена система по определению предотказного состояния вагонов, для чего на ряде ПТО задействованы 78 измерительных комплексов, контролирующих геометрические параметры колёсных пар. Благодаря этому сегодня уже шесть крупных операторских компаний могут своевременно получать сведения о предотказном состоянии колёсных пар и на основе этого принимать оперативные решения.

Работа этой системы, по словам Владимира Белюгина, выстраивается с учётом зарубежного опыта, в частности США. Опыт американских коллег широко используется вагонниками и при разработке профилактических мер, направленных на предотвращение ускоренного износа гребней колёс. Эти меры связаны прежде всего с улучшением геометрии колеса и совершенствованием средств и методов лубрикации. Так, по опыту американских железных дорог улучшение лубрикации позволяет увеличить пробег колеса до 1,5 млн км, а совершенствование геометрических показателей колёс замедляет их износ на 20–50%. Как говорится, овчинка стоит выделки.

Заведующий отделением «Транспортное материаловедение» ВНИИЖТа Алексей Сухов отметил, что способов повышения износостойкости колёс не так уж и много – в основном они связаны с повышением твёрдости колёс за счёт улучшения механических свойств металла и изменения микроструктуры колёсной стали. Именно на Выксунском металлургическом заводе в 2004 году были впервые выпущены колёса повышенной твёрдости. Они стали массово использоваться на грузовых вагонах: за первые пять лет с начала выпуска доля таких колёс на сети дорог превысила 50%. И это, по словам учёного, принесло свой результат: в те годы проблема износа гребня колёс ушла на второй план, пошли на убыль и случаи появления трещин на колёсах. На первое место вышли выщербины на поверхности катания и трудности, возникающие при обточке колёс. Все эти «неприятности» были напрямую связаны с повышением твёрдости колёс. Впоследствии из-за высокой стоимости колёс повышенной твёрдости интерес к ним со стороны потребителей стал постепенно снижаться. К тому же опыт показал, что даже колёса из сверхпрочной стали на старом подвижном составе изнашиваются так же интенсивно, как и обычные колёса. Поэтому решено было пойти путём совершенствования геометрии колеса.

Но, по общему мнению специалистов вагонного хозяйства и учёных, секреты износоустойчивости колёс следует искать в узле колесо – рельс – ведь улучшение профиля колеса в отрыве от рельсов тоже не приводило к ожидаемым результатам.

И лишь при учёте всей совокупности данных факторов стало возможным добиться сколько-нибудь существенных результатов. Так, к примеру, на новой тележке Barber, используемой сейчас на вагонах нового поколения, гарантийный пробег колеса до первого ремонта увеличился до 250–290 тыс. км, тогда как то же самое колесо на тележке типа 18-100 до первой отцепки в текущий ремонт «пробегает» лишь 95 тыс. км.
«Отсюда напрашивается вывод о том, что именно в этом направлении – улучшения взаимодействия колеса и рельса – и имеет смысл продвигаться», – резюмировал Алексей Сухов. При этом он отметил, что в любом случае речь идёт о длительном процессе, который затянется на десятилетия. И проблема даже не в отсталости мышления потребителей, которые из соображений экономии средств не спешат покупать более «выносливые» по всем параметрам, но при этом и более дорогие вагоны, а в инерционности в целом железнодорожной отрасли. Ведь для нового подвижного состава нужны и новые, более сочетаемые с улучшенным колесом рельсы. При нынешних темпах модернизации путевого хозяйства на сети дорог в течение года удаётся переложить примерно лишь 4% от развёрнутой длины рельсовой колеи. Нетрудно представить, насколько затянется полное обновление пути на сети дорог.

В любом случае необходим комплексный подход к данной проблеме, считает Алексей Сухов. Тем более что производителям уже удалось достичь значительных успехов как в повышении прочностных свойств колеса, так и в улучшении его геометрических параметров. Далее, по мнению учёного, необходимы внедрение инновационных тележек и дальнейшее улучшение характеристик колеса. Параллельно стоит провести и «либерализацию» нормативных требований по толщине гребня колеса по примеру западных стран.

В США, как и в ряде европейских государств, принята за норматив толщина тонкого гребня колеса 22 мм, что позволяет увеличить глубину обточки и благодаря этому значительно продлить ресурс колеса. При этом, как сообщил директор по маркетингу продукции компании «Амстед рейл» Арманд Тайллон, параметру толщины гребня в США не придаётся столь важного значения, как в России. Об усиленном износе гребня там вспоминают в основном в связи с эксплуатацией подвижного состава в условиях большого количества кривых малых радиусов. В целом же износ колеса оценивается комплексно по целому ряду факторов: например, по состоянию подшипников, качеству центровки колёсных пар на оси, изношенности и степени регулировки тормозных колодок, сочетаемости колёсных пар с конструкцией тележки. Все эти параметры отслеживают приборы диагностики по программе Railytics («Железнодорожная аналитика»).

Рост интенсивности износа колёс американские специалисты в первую очередь связывают с перевозкой грузов большой массы, как, например, сырой нефти, в тяжёлых вагонах длиной свыше 80 футов и, соответственно, с повышенной нагрузкой на ось (до 30 тс). Усиленным износом колёс неизменно сопровождается и эксплуатация подвижного состава в сложных климатических условиях, например в пустынях. Но и в этом случае системы определения предотказного состояния колёс позволяют своевременно фиксировать необратимые изменения как в металле, так и в целом в конструкции, что ведёт к снижению числа выбраковок колёс и их отказов. При этом за весь период эксплуатации колеса допускается лишь одна его обточка – не более чем на 9,5 мм, после чего оно выводится из эксплуатации.

Что характерно, американцы в отличие от нас используют у себя на сети в основном литые, а не цельнокатаные колёса. При этом их характеристики, как показывает опыт эксплуатации на североамериканских железных дорогах, ничуть не уступают цельнокатаным колёсам. Количество выбраковок с помощью приборов диагностики в процессе эксплуатации не превышает 0,05%, и лишь треть из них связана с износом колёс. В целом ресурс службы колеса в США составляет от 400 до 900 тыс. км пробега при толщине обода 1,5 дюйма, что соответствует нашим 42 мм. Для сравнения: на РЖД используются более дорогостоящие цельнокатаные колёса, которые под тележкой старого образца отрабатывают максимум 500 км пробега. У них толщина обода 75 и более миллиметров. А наши отраслевые учёные традиционно высказывают предубеждение по отношению к литым колёсам: они, дескать, хотя и более экономичные, но несут много рисков по таким характеристикам, как пористость металла, наличие инородных вкраплений, ограниченные запасы вязкости. Всё это в совокупности ведёт к снижению прочности и пластичности колёс. Так что повод для размышлений есть. Тем не менее вопрос о возможности использования литых колёс на сети РЖД имеет право на жизнь, хотя и требует предварительно тщательной проработки.

Директор Института качественных сталей в ФГУП «ЦНИИчермет» Георгий Филиппов отметил, что не совсем корректно применять одни и те же критерии оценки к цельнокатаным и литым колёсам. По его мнению, необходимо выработать чёткие и объективные требования к литым колёсам с учётом свойств металла, а также отечественные стандарты по надёжности и безопасности изделий, которые, к слову, в нашей стране были изначально выше, чем в США.
«Чтобы двигаться вперёд, нам надо смелее отказываться от устаревших стереотипов, – считает председатель комитета НП «ОПЖТ» по грузовому подвижному составу Сергей Калетин. – Почему мы не можем внести изменения в ГОСТы по геометрическим параметрам колеса, если, к примеру, только снижение допусков по расстоянию между внутренними гранями колёс всего на один миллиметр даёт прирост рабочего ресурса колёс до 40 тыс. км пробега?»

Такая же инерционность, по мнению Сергея Калетина, проявляется и в других вопросах, по которым ранее уже были приняты решения, как, например, по переходу на колёсные подшипники кассетного типа. Из-за отсутствия достаточного спроса производители тоже не торопятся переходить на производство колёс с кассетными подшипниками, которые могут в разы сократить количество отцепок вагонов из-за грения букс. Подобная инерционность мешает и переходу на холодный способ маркировки колёсных пар с использованием продольной проточки для контроля уровня их износа. Производители продолжают твердить о рисках, которые на самом деле ничтожны в сравнении с преимуществами новых видов маркировок, которые широко распространены во всём мире, сетует Сергей Калетин.
«Мы сегодня являемся свидетелями того, как одно неправильное решение относительно изменения геометрии колеса и ширины рельсовой колеи, принятое более тридцати лет назад, может пагубно отразиться на работе железнодорожного транспорта на протяжении десятилетий, – сказал президент НП «ОПЖТ» Валентин Гапанович. – Основываясь на опыте только соседней с нами Финляндии, которая осталась по этим вопросам на старых позициях, можно говорить об экономии десятков миллиардов рублей. А потому нам нужно подготовить свои предложения и вынести их на Научно-технический совет ОАО «РЖД» с участием федеральных органов исполнительной власти, Ространснадзора, Росстандарта и Министерства транспорта РФ с целью принятия конкретных решений».
Сергей Евсеев