Как сделать контакт колеса и рельса рабочим, а не разрушающим

Печальная статистика

Количество изломов рельсов за 5 месяцев текущего года выросло вдвое по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Ситуация с вагонным парком еще хуже.

По данным аналитического отчета проектно-конструкторского бюро вагонного хозяйства (ПКБ ЦВ) ОАО «РЖД», за 6 месяцев 2017 года по неисправности буксового узла было отцеплено 1580 вагонов, что в 1,8 раза больше, чем за аналогичный период 2016-го. По неисправности колесных пар отцеплено 317 ед. подвижного состава, т. е. отцепок больше в 11,7 раза.

Неисправный вагон, особенно выщербины, сколы, навары и ползуны на поверхности катания разрушительно действуют на верхнее строение пути.

Специалисты предлагают разные решения – от капитального усиления земляного полотна и верхнего строения пути до установки на вагоны систем постоянного мониторинга рельсов, а также реконструкции сортировочных горок. Для этого потребуются многие годы и огромные ресурсы.

Что подсказывает ПАУК?

Попробуем разобраться, что же происходит в ключевом звене – взаимодействии колеса и рельса – с позиций обеспечения безопасности.

Объективным помощником в этом деле являются результаты, полученные с помощью отечественной системы ПАУК-11, установленной на 138 км линии Гатчина – Усть-Луга. ПАУК-11 – это многоуровневая сетевая напольная система диагностики экипажной части подвижного состава. Пост акустического ультразвукового контроля экипажной части подвижного состава ПАУК-11 предназначен для мониторинга и диагностики технического состояния поверхности катания колесных пар подвижного состава железных дорог. Он обеспечивает автоматизированное формирование баз данных и рекомендаций по эксплуатационным режимам и необходимому сервисному обслуживанию.

Система обеспечивает автоматизированное выявление дефектов поверхности катания колесных пар (выщербины, сколы, навары, ползуны). В ходе испытаний, проведенных на Октябрьской железной дороге прогностическим комплексом ПАУК-11, за 49 дней выявлены дефекты, подтвержденные визуальным осмотром. Среди них – выщербины и дефекты поверхности катания колес на грани недопустимых.

Результаты свидетельствуют, что одним из определяющих факторов возникновения ударного воздействия колеса на рельс являются ползуны и навары на поверхности катания колес. Однако главной причиной ударного воздействия колеса на рельс служат выщербины на поверхности катания.

Очевидно, оба этих фактора разрушающего воздействия колеса на рельсы нужно рассматривать в совокупности, выявлять причины их возникновения и вырабатывать эффективные меры как по их устранению, так и по недопущению в столь массовых количествах впредь.

Суть проблемы

Анализируя информацию о состоянии поверхности катания колес колесных пар грузовых вагонов, полученную в результате эксплуатационных испытаний системы ПАУК-11, придется признать: беспрецедентное увеличение количества отцепок вагонов по причине неисправности колесных пар и других важнейших их узлов, зафиксированное в отчете ПКБ ЦВ за 6 месяцев 2017 года, далеко не в полной мере отражает их количество и глубину проблемы.

Подтверждение тому – 319 отцепок вагонов по колесным парам по всей сети (по данным ПКБ ЦВ за 6 месяцев 2017 года) и 95 отцепок за неполные 1,5 месяца лишь на одном участке ОЖД по показаниям системы ПАУК-11, подтвержденным визуальным осмотром.

Корень проблемы кроется в отношениях собственности. Вагонным парком владеют без малого 2 тыс. субъектов собственности, которые не несут никакой ответственности за техническое состояние собственных вагонов. Ремонтные вагонные депо, как субъекты новых собственников, тоже оказались фактически исключенными из цепочки обеспечения безопасности движения.

Главная задача, стоящая сейчас перед собственниками, – формирование прибыли. Из трех возможных направлений получения прибыли – повышение цены за ремонт, снижение расходов на фонд оплаты труда и снижение затрат за счет необязательности соблюдения технологий – работает только третье. Ярким примером третьего пути является несоблюдение технологии ремонта буксового узла, а именно:

● лабиринтные уплотнения и смотровые крышки корпусов букс должным образом не восстанавливаются, в результате смазка ЛЗ-ЦНИИ(у) загрязняется, обводняется и теряет свои служебные свойства;

● буксовые подшипники комплектуются деталями без учета срока их службы – усталости металла, в итоге возникает шелушение металла дорожек качения, приводящее к аварийному нагреву буксового узла. Этот процесс не сможет остановить ни предлагаемая некоторыми специалистами новая отечественная смазка «Буксол», ни даже самая лучшая, в том числе и импортная смазка.

Смазка не поможет

В этой ситуации следует предложения науки обобщить и ранжировать по степени их эффективности и с учетом финансовых возможностей ОАО «РЖД». Прежде всего необходимо пересмотреть нормативные документы на содержание и ремонт вагонов с учетом сложившейся ситуации. В том числе с учетом возможностей, которые предоставляет система ПАУК-11: ее потенциал гораздо шире, она применима для управления техническим состоянием вагонов. Подобную систему следует быстрее тиражировать на сети.

Проблема «колесо-рельс» всегда существовала для локомотива, но фактически до сегодняшнего дня не существует для вагона. При этом, тепловоз 2ТЭ-116 имеет нагрузку на ось 23 тс, электровоз ВЛ-80 – 24 тс, электровоз «Ермак» – 25 тс.

Между тем вовсю идут испытания грузового вагона с осевой нагрузкой в 27 тс. При этом его колеса вращаются со скоростью 100 км/ч. И это должно укладываться в нормативы воздействия на путь с некоей оговоркой о том, что для массового использования подобного подвижного состава необходимо капитально усилить путевую инфраструктуру.

Вагоны тяжко давят на путь

Безусловно, нужно думать о будущем вагоностроения в России и работать в этом направлении, в том числе и представителям науки. Однако при этом важно критически оценивать сделанное и не допускать повторения ошибок.

К сожалению, политика увеличения осевой нагрузки до 25 тс в ОАО «РЖД» не сопровождалась приведением в соответствие с нею норм содержания колесных пар грузовых вагонов. Допущенные ошибки не были проанализированы, но на следующий шаг по повышению нагрузки до 27 тс в компании замахнулись. Поэтому массовому допуску на железнодорожные пути вагонов с осевой нагрузкой 27 тс должен предшествовать всесторонний и глубокий анализ предыдущего опыта. К следующему шагу повышения нагрузки надо детально подготовиться.

Автор: Анатолий Зайцев, профессор Петербургского государственного университета путей сообщения