Ремонт котла восьмиосной цистерны, страница 2

Повышение прочности и устойчивости оболочки котла при малой его массе достигается подкреплением кольцевыми шпангоутами, расположенными в средней и опорных частях котла. Эти шпангоуты, имеющие Ω- образную форму поперечного сечения, приварены к стенкам котла, отличающимися от неподкрепленных конструкций меньшей толщиной. Как показывают расчеты и опыты, в подкрепленных таким образом цистернах существенно снижены напряжения в загруженных зонах, повышена устойчивость котла при вакууме, иногда возникающем при сливе и пропарке цистерн, а также увеличивается жесткость и соответственно частота собственных колебаний оболочки, что затрудняет возникновение резонанса колебаний. Однако подкрепление котла шпонкоутами усложняет его изготовление.

Для обеспечения полного слива груза предусмотрены уклоны к сливным приборам. Эти уклоны создаются выштамповкой броневого листа на глубину 20-30 мм. Котел оборудован двумя сливными приборами универсального типа, конструкция которых описана ниже, и двумя колпаками (горловинами люка) с крышками, что позволяет ускорить операции налива и слива груза и обеспечить условия труда при очистке котла.

Внутри горловин размещены по две сегментные планки: верхняя для контроля предельно уровня налива и нижняя для принятия мер к замедлению налива котла.

Колпаки рассматриваемой цистерны имеют малые размеры. В прежних конструкциях цистерн железных дорог, как и цистерн некоторых других стран, колпак предназначен для размещения объема груза, увеличивающегося при повышении температуры. В данной цистерне, как и во многих других цистернах постройки последних лет, при ее наливе часть объема котла (2%) остается незаполненной для обеспечения вышеуказанного температурного расширения груза. Проведенные ВНИИЖТ испытания показали, что такое недозаполнение котла не представляет угрозы для прочности цистерн и безопасности движения поездов.  Подобный принцип загрузки котла и оборудования цистерн малыми колпаками в последние годы применяется также на железных дорогах США и западноевропейских стран.

Горловины люков закрываются крышками, закрепленными восемью откидными болтами каждая. Крышки шарнирно крепятся к кронштейнам, относительно которых они поворачиваются при открывании.

Вблизи горловины люка расположены два штуцера для крепления предохранительно-впускных клапанов. Котел  оборудо­ван наружной и внутренней  лестницами и помостами с ограждениями у горловин люка.

Сложным и ответственным узлом безрамной цистерны является опора котла, поскольку через нее передаются основные нагрузки на котел и от котла на тележку. Опора, одновременно являющаяся консоль­ной частью рамы, имеет мощные хребтовую и шкворневую, облегченные концевую и боковые балки.

Основные части котла, и опор изготовлены из низколегированной стали марки 09Г2С (ГОСТ 5520—79).

Тара цистерны описанной конструкции равна 48,8 т. Восьмиосной цистерне присвоен государственный Знак качества.

2.Анализ повреждаемости заданной сборочной единицы.

К основным неисправностям котлов цистерн постройки  1969—1973 гг. относятся поперечные трещины в шпангоутах омегообразного профиля и отрыв их от котла. Трещины в шпангоутах возникают в основном по сварным швам, соединяю­щим отдельные части шпангоута, при расположении их в зоне боковой образующей цилиндрической части котла, а также в зонах приварки к шпангоутам кронштейнов крепления наружных лестниц и запасного резервуара. Причиной образования таких трещин является расположение сварного стыкового шва в зоне высоких растягивающих напряжений или низкое качество сварных швов приварки кронштейнов к шпангоутам.

Трещины в шпангоутах в основном распределяются следую­щим образом: в зоне боковой образующей 25%, в зоне привар­ки верхнего кронштейна крепления лестницы 22%, в зоне нижнего кронштейна лестницы 44%, в зоне кронштейна запасного резервуа­ра 9%. Причиной отрыва шпангоутов от котла в его нижней или верхней частях является низкое качество технологии при изго­товлении цистерн, не обеспечивающей плотного прилегания шпан­гоута к оболочке котла, и наличие зазоров более 1 мм.

Следует отметить, что в результате повышения качества свар­ных соединений при изготовлении котла и установки на котле шес­ти шпангоутов указанные дефекты на цистернах постройки после 1976 г. практически не встречаются.

К повреждениям вспомогательного оборудования на котле относятся излом нижних консольных частей наружных лестниц, (этот дефект имеет место у 20% цистерн) и изгиб их поручней, ос­лабление крепления и изгиб стоек и поручней ограждений помостов, ослабление крепления направляющей штанги привода сливных приборов, а также неисправности сливо-наливной арматуры.

У котлов цистерн чаще всего встречаются следую­щие трещины:

1 - в листах вдоль сварочного шва   над   крайними   опорами
2- в местах, где ранее приваривались угольники волнорезов;

3-  в броневых листах,  нередко  переходящие через продоль­ный шов на поперечные обечайки. Эти трещины встречаются боль­шей частью в местах крепления опорных угольников у четырех­осных цистерн или лап у двухосных цистерн и в некоторых случаях сопровождаются выпучиванием листов в месте повреждения;

4- в обечайках, начинающиеся от поперечного шва или  на самом шве;

5- в местах приварки колпака к цилиндрической части котла;
9- в сварных швах.

Кроме трещин,  бывают: разрывы котлов, т. е. поперечные трещины 6 значительной длины, как в сварных швах, так и в листах обечаек вблизи сварочных швов; пробоины и вмятины 7; уменьшение толщины листов котла, а также сквозные отверстия 8 влистах вследствие коррозии и разъедания агрессивными жидко­стями.

В котлах современной конструкции, сваренных из продольных листов, тре­щины в листах и сварочных швах встречаются редко.