轨迹车辆运用不锈钢的经历

现在,在让咱们的移动生活办法更具可继续性的极力中,人们越来越垂青公共交通的长处。公共交通可极大地削减排入大气中的温室气体和其他有毒气体,特别是铁路,可认为咱们继续增加的出行需求供应资源节约和环境友好的解决计划。 运用不锈钢制造轨道车辆,进一步提升了铁路工作的可继续性水平。不锈钢的经用性和很少的维护要求使它成为一个经济上的最佳选择。节能轻量化规划、高可收回物含量和运用寿数结束时100%的可循环运用是不锈钢环保特征的柱石。加之不锈钢时尚、明亮的外观,增进了人们对轨道车辆的好感。
轨道车辆运用不锈钢的阅历
不锈钢于1912年初度运用。1932年,第一辆全不锈钢轨道车辆由巴德公司在加拿大落基山脉投入运用。落基山脉的极点温度和工作条件使不锈钢得以充分展示其优秀的技术特性和对铁路运用的一同适应性。其他铁路公司纷乱效法,很快把不锈钢引进到他们自己的产品目录中。
不锈钢在美国和日本很快成为铁路运用的标准材料,不锈钢制造技术的新发展和寿数周期本钱的重要性日益遭到重视。今天,不锈钢广泛用于铁路领域。区域列车、市郊列车、地铁列车、轻轨列车全部依赖于不锈钢解决计划。这些运用的每一项都有其自己的特征,各种车辆毕生面对的特定工作条件抉择了材料选择和规划准则。不锈钢可完美地满足这些准则中的许多准则。凡是有耐腐蚀、经用性、耐磕碰、防火、易清洗、易维护和美丽等要害要求的场合,都应运用不锈钢。
尽管商场上有200多种不锈钢,但在铁路领域取得运用的并不多。有些等级的不锈钢(众所周知的奥氏体不锈钢)具有一同功用。例如,在环境温度条件下加工时(被称为冷成形),它们的强度会前进。这种前进的强度可使制造商下降用于轨道车辆车身的预制不锈钢结构的厚度,使车厢重量减轻,然后使工作更加经济。它还能供应优异的耐磕碰功用。发生事端时,不锈钢可以吸收许多能量,因为在变形过程中,在材料强度逐渐增加的一同它能坚持满足高水平的延展性,然后可防止脆性断裂。
不锈钢外观一同,经过多年的运用都不会遭到腐蚀的影响,可以经过擦光、抛光或斑纹装修等办法定制。各种可能的选择使铁路运营商可以把铁路车辆的长寿数和易维护性与其一同的、显着的装修性结合起来。
案例研讨一:瑞士Tango轻轨
从2008年12月初步,Tango(探戈)一词出现在瑞士巴塞尔街头,它不是指跳舞的热潮,而是巴塞尔新轻轨的名字。瑞士制造商选择EN 1.4589级不锈钢作为Tango的车身。这种不锈钢含15%的铬、2%的镍、1%的钼和1%的钛,关于巴塞尔要求苛刻的铁路网络而言,是一种志向的计划。“咱们非常明智地选择不锈钢,因为在轨道车辆制造中,这种材料现已彻底确立了自己的位置。巴塞尔的轨道环境是斜度很大、弯道很急,因此对施工和材料提出了很高的要求。在这里工作出色的市内轻轨在世界上的任何地方都会工作出色。”斯塔德勒质量管理部的于尔根·鲁斯说,该公司将在未来几年为巴塞尔市内交通管理局和巴塞尔区域运送股份公司缔造总共60辆新的Tango车辆。
“每一辆Tango都要喷上美丽的、代表各个客运公司标志的油漆。”鲁斯解说说,“重要的是,车身材料需有出色的油漆附着力。”为了满足这一要求,在喷漆之前整个车身都要喷砂。
2009年夏天,跟着第一批4辆轨道车辆上轨工作,项目试验阶段结束。“截至现在,全部发展顺利,不管是所用的材料,仍是Tango整车。”鲁斯说,“一旦试工作结束,咱们估计往后会有更多客户。”
案例研讨二:德国汉堡的下一代地铁
德国汉堡地铁体系的下一代列车将全部选用不锈钢规划。铁路网络运营商汉堡高架铁路股份公司现已定购了27辆DT-5型车辆,交货期限从2009年~2013年。公司还有另外再购买40辆的计划。
汉堡高架铁路股份公司的新DT-5型列车将代替现在的DT-3型。DT-3型列车早在20世纪60年代中期就已投入运用,就像它的老一辈DT-2相同,DT-3也在制造中运用了不锈钢。担任汉堡高架铁路股份公司车队维护的约尔格·彼得森说:“咱们快乐地看到,选用不锈钢,一方面能运用咱们长期堆集的有利阅历,另一方面又能到达面向未来前进客户满足度的目的。”
2008年7月向群众展示这种新类型的模型时,汉堡高架铁路股份公司就特别强调,合理的材料选择是完成可继续公共交通的一个要害要素。整车规划包括简直95%的可收回材料,可以节约资源。
彼得森标明:“咱们轨道车辆的规划运用寿数是45年。因此,经用性和易维护性是寿数周期本钱的两个要害要素。”
汉堡距离易北河入海口50公里,是德国的最大港口。空气中较高的氯化物含量和船舶排放的二氧化硫以及其他腐蚀性废气,促进汉堡高架铁路股份公司选用经过查验的奥氏体铬镍不锈钢,用作大面积的表面不喷漆的轨道车辆的车身。彼得森说:“不锈钢表面面易于清洗,使贵重的喷漆作业变得剩下。”
彼得森弥补道:“根除涂鸦也要占用许多车身维护本钱。”用化学溶剂根除涂鸦会使涂层跟着时刻而退化,但在抛光和擦光的不锈钢表面上,涂鸦不易粘附,更简略根除。不必涂层还意味着暴露的金属表面不会因为紫外线辐射而发生颜色改动,因此再也不必给褪色的表面从头喷漆。
从强度方面考虑,选用了加工后变硬的不锈钢等级AISI301 LN(EN 1.4318l)。尽管这种不锈钢比重不是特别低(7.9kg/m3),但是其壁厚可以坚持最小值(1.5mm~2mm),然后可确保制成的部件与它们的轻金属对应部件处于相同的重量规划。优秀的抗疲劳强度使不锈钢成为城市公共交通的很好选择,因为城市交通的加快和减速时刻都很短,工作条件特别苛刻。
列车组前部须选用更凌乱的成形作业,用铬含量和镍含量分别是18%和9%的AISI 304(EN 1.4301)级不锈钢制造。因为这种不锈钢有超卓的成形潜力,列车前部可选用无缝规划。
不锈钢会引发顾客许多正面联想,包括清洁、安全、经用、典雅和价值。假如列车既舒适又有吸引力,人们会更甘愿乘坐公共交通。
案例研讨三:在西班牙制造含不锈钢的电车
福斯罗集团西班牙公司现已规划了第一辆将在西班牙制造的列车-电车。这种新交通形式快速、高效、污染更小。这种车辆既满足了列车乘客的要求,又满足了电车乘客的要求。这种列车-电车的开始规划理念就考虑运用新材料,如现代不锈钢。
因为不锈钢适用于该项目的各种不同部件,尤其是内部和结构部件,因此它现已用在部件的出产加工中。福斯罗集团材料工程师抉择选用不锈钢的主要原因之一是其健壮的耐磨性和抗撕裂才干,并且不会丢失其经用性或审美吸引力。
为完成安全和低能耗政策,重要的是判定最佳材料合作比。选材用料有必要尽可能又薄又轻,并一同确保它们满足运用功用。因为内在强度较高,不锈钢可以比其他材料更薄、更轻,并一同保存其功用的完整性。
车辆的大部分外部部件都运用不锈钢,既有铁素体不锈钢(如EN 1.4003),也有奥氏体不锈钢(如EN 1.4301,即AISI 304)。福斯罗集团西班牙公司还将不锈钢用于内部设备中的许多部件,带来了规划的现代性。
案例研讨四:运用了50多年不锈钢的日本列车
东京东急车辆制造株式会社是日本第一家用不锈钢制造产品的轨道车辆制造商,并且促进了这类不锈钢的运用。1958年,日本初度用不锈钢出产轨道车辆,其时运用的是SUS304型不锈钢。开始步,不锈钢只用于制造一些前期类型的外壳,到1962年才出产了全不锈钢轨道车辆。除了SUS304型不锈钢外,还运用了高拉伸强度的SUS301型不锈钢。
在今天的东急车辆制造株式会社,不锈钢和铝是运用最多的两种材料,很少运用碳钢。东急一年大约出产300辆~400辆轨道车辆,其间90%用不锈钢,余下的10%用铝。据估计,日本每年大约出产1000辆~1200辆不锈钢轨道车辆。
20世纪80年代之前,因为较低的初始本钱,碳钢一贯是轨道车辆的抢手选择。不过,额外的制造工序,如涂覆和形状校正,增加了初始本钱和修补维护费用。自第一种不锈钢类型在20世纪50年代投入运用以来,缔造不锈钢轨道车辆的本钱现已大大下降。跟着机器人技术和自动化流程的更广泛运用,不锈钢轨道车辆的价格一般会比其他同类碳钢产品更低。
与铝比较,不锈钢在市郊列车上的优势可以归因于以下几点:首先,不锈钢轨道车辆不需求涂层,易于维护。铝制轨道车辆一般需求涂层以前进其耐腐蚀性和耐污染性。其次,人们一般认为,铝制轨道车辆比不锈钢车辆轻。但实际上这种优势在轨道车辆上并不显着,因为为了加固旁边面,铝制列车有必要选用双层外壳结构。再其次,人们也越来越知道到了不锈钢超卓的可收回性。不锈钢轨道车辆一般运用易于从头运用的304和301L型奥氏体不锈钢。即便在收回再运用时,它们的质量也不会下降。铝制轨道车辆一般用5000、6000和7000系列的铝来制造,这些商标的铝含有必定数量的铁以确保其刚性,要将它们从一般的铝废料处理流程中分离出来,既费时又吃力。
轨道车辆的寿数一般估计为30年~35年。只需维护稳当,在大多数情况下,寿数都可以延伸到50年。在20世纪90年代早年,人们一贯认为,修补和立异轨道车辆,然后使其寿数延伸10年~20年是最为经济的选择。但是,多年的阅历标明这种主见并不科学,原因如下:一、20年后,辅佐设备,包括电气部件,会变得过期,可能无法再买到。二、制造公司现已大大缩减了修补部队,使修补本钱变得更高。三、人们早年认为不锈钢车厢拆开作业费用太高,但是现在人们遍及知道到,它不过是一个简略工艺,无须对废料进行分类。
考虑到这些要素,东急认为,与修补和维护旧车比较,制造新不锈钢轨道车辆更能有用下降寿数周期本钱。日本最大的铁路公司———东日本旅客铁路公司对铝和不锈钢轨道车辆进行了寿数周期点评和比较,点评效果促进该公司抉择市郊列车选用不锈钢车厢。


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