Увеличению срока службы инновационных вагонов

Ученые рассказали о решении по увеличению срока службы инновационных вагонов
В настоящее время производители вагонов все чаще отдают предпочтение выпуску новых моделей инновационных грузовых вагонов, имеющих улучшенные технико-экономические показатели, увеличенные межремонтные нормативы, осевую нагрузку, сниженное воздействие на путь. Такие вагоны справедливо вытесняют из производственной линейки устаревшие типовые конструкции. Естественно, что при создании инновационного подвижного состава встает вопрос его назначенного срока службы (НСС). Для типовых конструкций данный параметр однозначно определен нормативными документами и не может изменяться. Для инновационного подвижного состава увеличенный НСС – абсолютная необходимость, обеспечивающая его экономическую эффективность. РЖД-Партнер изучил работу, цель которой – формирование подходов к определению рациональной величины НСС при разработке новых инновационных вагонов.
Определение и подтверждение срока службы

В существующий нормативной практике четко определена необходимость и способы подтверждения НСС новых вагонов, но отсутствует методическая часть, связанная с его определением. Ученые Всесоюзного научно-исследовательского центра транспортных технологий предлагают подходы к определению рационального значения НСС. Они состоят из двух задач. Первая техническая включает выбор лимитирующих элементов конструкции в зависимости от типа вагона, и реализацию конструктивных решений для повышения НСС.
«Вторая часть задачи из области критериев экономических, – к таким выводам пришли ученые «ВНИЦТТ» в своей работе, а так же другие представители научного сообщества. – В отличие от технических они позволяют уже не определить, а именно обосновать величину НСС при помощи комплексной оценки стоимости жизненного цикла вагона».
Говоря о технической части задачи, из перечня ключевых элементов могут быть сразу исключены быстроизнашиваемые или заменяемые узлы, а также части, конструкция которых определяется прочностью или зависит от последствий сверхнормативных воздействий. Рассматриваться должны несущие ремонтируемые и неремонтируемые узлы. Неремонтируемые однозначно определяют НСС, их замена/ремонт либо невозможны, либо нецелесообразны в силу сложности, высокой трудоемкости и стоимости. Срок службы ремонтируемых узлов должен определяется экономическими критериями. Должны допускаться ремонт или замена таких узлов в процессе эксплуатации вагона c привязкой к регламентным процедурам.

Для различных типов вагонов выбраны свои типы ключевых элементов, определяющие НСС. Для полувагонов это соединения стоек боковой стены с рамой, для хопперов опирание торцевой стены на раму и соединение стен и бункеров с хребтовой балкой, для платформ поперечные балки, а для длиннобазных платформ еще и продольные балки, для цистерн с несущим котлом его соединение с опорами. Общим для всех типов вагонов ключевым элементом является шкворневой узел или хребтовая балка.

Технические аспекты: реализация

«В качестве практической реализации создания инновационного подвижного состава с увеличенным НСС представлены конструктивные решения для различных вагонов. Например, для полувагона с глухим кузовом использованные решения по увеличению сечений балок рамы и кузова, изменению конструкции их наиболее нагруженных соединений в шкворневом узле и узлах заделки стоек боковой стены позволили улучшить усталостную прочность конструкции», – сообщается в работе.
Достигнутое в результате подтвержденное значение срока службы нового полувагона составило 33 года против 28 лет для аналога при назначенном 32 и 22 года соответственно. Также для учета влияния величины срока службы на экономическую эффективность эксплуатации показан вариант конструкции с НСС 24 года.

«Результаты аналогичных работ продемонстрированы для люкового полувагона, вагонов-хопперов для минеральных удобрений, контейнерной платформы и безрамной цистерны с несущим котлом с увеличенным по сравнению с типовыми вагонами НСС. Подтверждению срока службы способствовали не только расчетные исследования, но и большой комплекс сравнительных испытаний, включая ресурсные», – подчеркивается в работе.

Экономический эффект от эксплуатации инновационного вагона

Однако ученые настаивают, что при решении второй части задачи по выбору НСС определенные и подтвержденные значения срока службы вагонов и их элементов необходимо еще и обосновать. Выбор рациональной величины данного показателя основан на рассмотрении комплекса затрат на различные виды ремонтов и амортизацию вагона за жизненный цикл. При этом экономический эффект определяется не только изменением НСС, но и его сочетанием с выбранной схемой ремонта и сроками восстановления несущих ремонтируемых узлов. Для сравнения различных вариантов и выбора НСС предложен удельный показатель годовой стоимости. Учет стоимости ремонтов и амортизации добавил возможность сопоставления вариантов величины срока службы для ремонтируемых элементов вагона.

Необходимо оговориться, что предложенные подходы к определению увеличенного НСС справедливы только для инновационных грузовых вагонов. Это связано прежде всего со сложностью их конструкции, улучшенными параметрами и повышенной стоимостью. В то время для типовых вагонов, не обладающих перечисленными преимуществами, изменение срока службы в большую сторону невозможно и нецелесообразно. Кроме этого, для получения увеличенного НСС необходимо комплексное изменение конструкции и возможность широкого выбора технических решений, просто недоступные в случае модернизации эксплуатируемых вагонов.

Источник: rzd-partner.ru