Деловой, научно-технический журнал

Опять по шпALам

Пять лет прошло с января 2017 года, когда был получен первый в России сертификат на алюминиевый вагон-хоппер модели 19-1244. В феврале этого года стартуют испытания хоппера нового поколения. От предшественника вагон модели 19-1299 отличается улучшенными техническими характеристиками и сплавом, из которого он изготовлен. Неизменными останутся технологии постройки подвижного состава из алюминия, но теперь они прописаны в новом ГОСТ Р 59849-2021.

Вагончик тронулся!..

Преимущества алюминиевого подвижного состава по сравнению со стальными вагонами определяются уникальными свойствами собственно алюминия и сплавов на его основе. В первую очередь это низкий вес при высокой прочности, коррозионная стойкость, а также способность переносить экстремально высокие и низкие температуры.

    ГОСТ Р 59849-2021 вступает в силу 1 апреля 2022 года 

Эти качества алюминиевого подвижного состава подтвердила опытная эксплуатация первых российских хопперов-минераловозов (модель 19-1244), которые начали строить в 2017 году. Эксплуатантами 222 вагонов-первенцев выступили пять транспортных операторов. Сегодня этот подвижной состав продолжает работать на магистралях от Краснотурьинска до Бреста.

Подрастающее поколение

Вагон-хоппер модели 19-1299, к сборке которого приступили на предприятии компании «РМ Рейл» в Саранске, представляет собой новое поколение подвижного состава из облегченных материалов. За исключением лестниц и помостов весь кузов вагона выполнен из алюминиевых сплавов. Стальными остались только рама, тормоза, автосцепка и тележка.

Опыт тестовой эксплуатации алюминиевого хоппера предыдущей серии позволил заметно улучшить потребительские свойства нового вагона. Эта модификация адаптирована для всех видов погрузочных эстакад благодаря введению в конструкцию сплошного загрузочного люка. Массу тары снизили до 21 тонны, а грузоподъемность, наоборот, повысили до 79 тонн.  Увеличился и полезный объем кузова – до 111 куб. метров.

На 4,5 тонны – до 21 тонны – снижается масса тары вагона, если он построен из алюминия

Благодаря применению экономнолегированного, скандийсодержащего алюминиевого сплава 1581 инженерам удалось повысить коррозионную стойкость и прочность кузова. Заметим, что хоппер с алюминиевым кузовом находится в эксплуатации в среднем на восемь лет дольше, чем лучшие аналоги стальных вагонов. Плюс – даже после окончания использования вагон из алюминиевого сплава приносит владельцу выгоду благодаря высокой остаточной стоимости.

+10% экономии на тонну

В сфере железнодорожных перевозок критически важным показателем является коэффициент тары – отношение массы тары вагона к его грузоподъемности. У алюминиевого вагона он – 0,26, а у аналогичного по конструкции стального – 0,32. Чем легче сам вагон, тем больше груза он может принять, не превышая нормативы нагрузки на железнодорожные пути.

Например, грузоподъемность хоппера-минераловоза новой модели на 3-8 тонн выше, чем у стальных аналогов. Благодаря этому экономия на перевозку одной тонны груза в сравнении со стальными вагонами в среднем составляет до 10%. То есть, 200 таких хопперов-минераловозов перевозят на 1000 тонн больше грузов, чем их стальные аналоги.

Сверим характеристики

Вагон-хоппер модели 19-1299

Масса тары вагона, тонн: 21

Грузоподъемность, тонн: 79

Объем кузова, куб. м: 111

Осевая нагрузка, тс: 25

Высота, мм: 4910

Ширина, мм: 3250

Длина, мм: 14520

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Масса вагона особенно важна при расчете тарифных ставок на порожний пробег, учитывающих соотношение нагрузки на рельсы и массы вагона. Легче вагон – ниже ставки.

К числу неоспоримых достоинств алюминиевых вагонов можно также отнести и то, что их необязательно красить – оксидная пленка защищает металл от коррозии. Кроме того, алюминий не взаимодействует с активными средами, такими, например, как калийные удобрения. Этот металл стоек к щелочной и кислотной среде.

Со скоростью метр в минуту

Для соединения алюминиевых элементов конструкции вагонов используется технология сварки трением с перемешиванием (СТП). Этот метод обеспечивает высокую скорость соединения листов металла – до одного метра в минуту.

Сварка трением с перемешиванием - механическое соединение конструкционных металлических элементов посредством воздействия на кромки соединяемых деталей специального вращающегося инструмента, который переводит металл в области стыка в пластическое состояние и перемешивает его.

Применение технологии СТП позволяет вагоностроителям сократить количество подготовительных операций: не требуется разделка фасок и швов соединяемых конструктивных элементов из алюминия. А еще из сварочного процесса исключаются углекислота и газ аргон, сварочная проволока и электроды – на этом тоже можно экономить.

В целом применение СТП дает возможность не только удешевить изготовление алюминиевой боковины, но и что немаловажно – свести до минимума влияние человеческого фактора на качество конечного продукта.

Впрочем, как отмечают в РМ Рейл, выпуск алюминиевого подвижного состава требует не только высокой технологической оснащенности, но и совершенно другого уровня культуры производства и квалификации персонала. Поэтому на предприятии большое внимание уделено подготовке, выполнению и контролю каждой операций в техпроцессе.

Вагонные споры – последнее дело

Скептики скажут, что облегченные сплавы – не просто новый материал в вагоностроении, он еще и более дорогой, поэтому подвижной состав из алюминия будет отличаться по цене от традиционного, изготовленного из стали. С этим утверждением сложно спорить, и все же есть немало аргументов в пользу экономической эффективности вагонов из алюминия. Так, разница в стоимости компенсируется на протяжении всего жизненного цикла изделия. Между тем срок службы алюминиевых вагонов новой модели увеличен до 40 лет. К тому же они не требуют вложений в поддержание защитных покрытий кузова при перевозке агрессивных грузов, а это напрямую отражается на стоимости ремонтов и их частоте, а также простое вагонов.

Существенно снизить затраты производителей кузовов железнодорожного подвижного состава из алюминиевых сплавов позволит вступающий в силу 1 апреля ГОСТ Р 59849-2021. В документе обобщен опыт применения алюминиевых сплавов в железнодорожном машиностроении, а также данные о механических и коррозионных свойствах сплавов и сварных соединений. Национальный стандарт содержит исчерпывающую информацию о возможностях металла для конструирования грузового подвижного состава.

Как отмечают эксперты Алюминиевой Ассоциации, принятый ГОСТ уже стал настольной книгой инженеров и проектировщиков вагонов. С учетом особенностей технологического цикла широкое применение алюминиевых сплавов в вагоностроительной отрасли положительно скажется на себестоимости вагонов и позволит сформировать рынок алюминиевого подвижного состава отечественного производства.

Проекты для рынка

Пока же в отсутствие в стране развитого рынка алюминиевого подвижного состава алюминиевая отрасль ориентируется на федеральную программу списания вагонов. В программе зафиксирован ресурс разных типов вагонов (полувагоны, цистерны, хопперы, зерновозы, цементовозы, открытые вагоны) и учитывается состояние элементов их конструкции – рамы, кузова, кассетных подшипников и т.д. В зависимости от потребностей рынка и возможностей своих вагоностроительных предприятий алюминиевая отрасль предлагает алюминиевые вагоны с увеличенным объемом перевозимого груза и высокой коррозионной стойкостью для восполнения списываемого подвижного состава. Сейчас в работе находятся три проекта: хоппер-минераловоз, вагон-цистерна и танк-контейнер.

Уже сейчас в РМ Рейл видят среди потенциальных покупателей алюминиевых вагонов не только отечественных, но зарубежных железнодорожных операторов. В компании считают, что число клиентов будет расти по мере того, как собственники подвижного состава смогут оценить эффективность эксплуатации отечественных вагонов-хопперов, изготовленных из инновационных сплавов алюминия.

Статья подготовлена Алюминиевой Ассоциацией

Наши партнёры

    

 

        

     

      

   

  

 

User login