Ремонт рам и кузовов цистерн

РЕМОНТ РАМ И КУЗОВОВ ЦИСТЕРН

(ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ ВАГОНОСБОРОЧНОГО УЧАСТКА РЕМОНТНОГО ВАГОННОГО ДЕПО)

ВВЕДЕНИЕ

Цистерны предназначаются для транспортировки большого количества и широкой номенклатуры жидких, газообразных и пылевидных грузов. Парк цистерн отличается большим разнообразием и перевозит различные по своим свойствам грузы. В зависимости от особенностей перевозимых грузов, степени их опасности для людей и окружающей среды цистерны различают по маркам материала котлов, их размерам и конструктивным особенностям, а также по устройству приборов для налива и слива груза.
Цистерны для перевозки нефти и нефтепродуктов называются цистернами общего назначения. Они делятся на цистерны для перевозки светлых и вязких нефтепродуктов. Среди специализированных цистерн наиболее распространены цистерны для перевозки газов, кислот и пищевых продуктов. Цистерны для неопасных грузов имеют верхний (открытый) способ заливки и нижний слив. Для предотвращения утечки грузов, наносящей значительный ущерб окружающей среде, применяют верхний (закрытый) способ загрузки и выгрузки. Специализированные цистерны могут иметь дополнительные устройства: подогревательный кожух, термоизоляцию, тепловую защиту и трубчатые электронагреватели.
Как правило, кузов цистерн выполнен в виде одного или нескольких резервуаров, оборудованных погрузочно-выгрузочными устройствами и приспособленных для бестарной перевозки газообразных, жидких, застывающих и пылевидных грузов.
Большинство цистерн как общего назначения для перевозки широкой номенклатуры нефтепродуктов, так и специального назначения — для перевозки кислот, спирта, пищевых масел и т.д. имеют котел, установленный на раму (рамные цистерны) или на полурамы (безрамные цистерны, у которых котел выполняет роль рамы). Котел снабжен верхним загрузочным люком (иногда двумя-тремя), нижним разгрузочным устройством и предохранительными устройствами для поддержания определенного давления в резервуаре.
В последние годы освоено производство цистерн с котлом сложной формы безрамной конструкции. Объем таких котлов значительно, на 20 %, больше типовых котлов из-за рационального использования межтележечного пространства. Однако в этой схеме возникают сложные проблемы по обеспечению равной прочности элементов котла, трудности с размещением тормозного оборудования и усложняется технология изготовления и технического обслуживания.
Котел цистерн для перевозки молока и некоторых пищевых грузов разделяется непроницаемыми перегородками на два-три отсека, которые снабжены индивидуальными устройствами погрузки-выгрузки, промывки резервуаров и контроля состояния груза. Для перевозки сыпучих и пылевидных грузов получили распространение цистерны, выполненные с двумя наклонными резервуарами. Наклонное расположение резервуаров облегчает процесс выгрузки сыпучих грузов, однако при этом нерационально используется возможный объем кузова.
Вагон для перевозки различных несовместимых грузов представляет собой платформу, на которой закреплены 3 - 4 малых цилиндрических котла.
Для перевозки сжатых и сжиженных газов находят применение вагоны с несколькими цилиндрическими резервуарами, закрепленными на платформе. В торцевых частях резервуаров имеются предохранительные устройства и арматура, обеспечивающая автоматизацию процессов погрузки и выгрузки грузов.
Конструктивные схемы цистерн допускают практически полную механизацию погрузочно-разгрузочных процессов. Механизация выгрузки сыпучих и пылевидных грузов достигается путем использования аэролотков или мягких подвижных диафрагм.
Для обеспечения перевозки различных химических и пищевых грузов стенки котлов часто изготовляются многослойными. В качестве внутренних защитных покрытий резервуаров используют различные материалы: алюминий, нержавеющую сталь, стекловолокно, резину и т.п.
При дальнейшем создании цистерн предстоит решить ряд сложных инженерных задач, связанных с разработкой устройств для полного слива груза, а также с механизацией и автоматизацией ряда вспомогательных операций, выполняемых в настоящее время вручную. Необходима разработка устройств дистанционного открывания и закрывания люков, установка наливных рукавов, механизмов дозирования загрузки, открытия и закрытия выгрузочной аппаратуры, удаления остатков груза.
Важнейшим отличием цистерн нового поколения является высокая экологическая и пожарная безопасность. Для этого предусматривается разработка систем герметичной погрузки - выгрузки, защиты котла от пробоя и повышение огнестойкости в случае пожара.
Наличие в эксплуатации десятков типов цистерн создают трудности при их обслуживании и ремонте. Данная проблема привела к необходимости разработки типо-разрядного ряда вновь выпускаемых цистерн. В зависимости от физико-химических свойств перевозимых грузов разрабатывают цистерны типа А для жидких грузов, типа Б для вязких и затвердевающих грузов и типа В - для сжиженных газов под давлением. Современные цистерны имеют следующее конструктивное исполнение:

- котел из низколегированной стали с внутренним покрытием и без него;
- котел из нержавеющей стали, из алюминиевых сплавов и стеклопластика;
- нижний и верхний слив груза или разгрузка методом передавливания;
- герметизация разгрузочных устройств от попадания паров в атмосферу;
- наружный и внутренний обогрев или с электрообогревом;
- теплоизоляция из стекломатериалов и пенополиуретана, теневая защита.

Основным условием обеспечения исправного состояния вагонного парка в эксплуатации является высококачественное выполнение их ремонта в депо. В настоящем проекте приведены основные сведения о конструкции вагонов-цистерн, описаны основные неисправности рам и котлов цистерн и причины их появления, рассмотрен технологический процесс деповского ремонта цистерн в вагоносборочном участке ремонтного вагонного депо, проанализированы условия труда в данном участке и разработаны меры по технике безопасности.

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЦИСТЕРНАХ

1.1 Конструкция цистерн

Рамы цистерн независимо от вида перевозимого груза унифицированы. Рама цистерн ранней постройки выполнялись без боковых продольных балок между шкворневыми. Такие рамы применялись для всех четырехосных цистерн с базой 7800 мм независимо от перевозимых грузов. Рама состоит из хребтовой, двух шкворневых и двух концевых балок, соединенных со шкворневыми балками боковыми обвязками.

Рама цистерны

Рисунок 1 – Рама цистерны без боковых балок (старая)

Хребтовая балка выполнена из двух швеллеров № З0В, перекрытых сверху и снизу накладками толщиной 7 мм. На хребтовой балке крепятся передние и задние упоры автосцепки, предохранительные накладки, кронштейны для тормозного оборудования и лапы для крепления котла. Предохранительные накладки установлены между упорными угольниками и защищают вертикальные стенки хребтовой балки от истирания поглощающим аппаратом автосцепки. Шкворневые балки имеют коробчатое сечение, сварены из верхнего, нижнего и двух вертикальных листов. Сверху на шкворневых балках укреплены металлические опоры котла. Зона соединения шкворневой и хребтовой балок усилена надпятниковой коробкой. Концевые балки и боковые обвязки изготовлены из штамповок Г-образной формы толщиной 6 мм. Прочность конструкции рассмотренных рам недостаточна. В эксплуатации имеют место случаи образования трещин и даже изломов хребтовых балок в их консольных частях.
Более надежными являются рамы современных цистерн, усиленные за счет двух боковых продольных балок 3 из швеллеров № 16» (рис. 2).

Рама цистерны
Рисунок 2 – Рама новых цистерн

Цистерны
Рисунок 3 – Общий вид цистерн с рамами новой конструкции

Швеллеры боковых продольных балок на длине 500 мм от концевых балок закрыты с внешней стороны листами, образующими замкнутую коробку. Концевые балки 1 усилены, выполнены из листов толщиной 8 мм и имеют посадочные места под буферные стаканы, которые подкреплены ребрами и накладками. Хребтовая балка 6 выполнена из усиленного зетового профиля 31У. Шкворневые балки 2 имеют замкнутое коробчатое сечение переменной высоты по длине. В средней части рама усилена поперечными балками 4 и имеет кронштейны 5, 8 и 9 для узлов автоматических тормозов, а в консольной части для обеспечения достаточной прочности рамы размещены балки 7.