Использование антиобледенительной жидкости при эксплуатации тягового подвижного состава

УДК 629.4

С. Г. Степаненко, А. В. Колесников

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АНТИОБЛЕДЕНИТЕЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЯГОВОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Дата поступления: 14.01.2016 Решение о публикации: 18.01.2016

Цель: Выяснить эффективность применения антиобледенительной жидкости при обработке подвижного состава ОАО «РЖД» и объектов инфраструктуры, тем самым решить проблему обледенения тормозной рычажной передачи и механических частей подвижного состава железнодорожного транспорта. Методы: Механические части подвижного состава и контактного провода обрабатывали методом распыления антиобледенительной жидкости. Данный метод широко используется для противообледенительной обработки авиалайнеров. Для определения эффекта от распыления антиобледенительной жидкости «halt ICE RD ULTRA» использовали метод сравнительного анализа с применением фотофиксации. Результаты: В ходе подконтрольной эксплуатации обработанных механических частей локомотивов и пассажирских вагонов выявлено, что на механических частях и на тормозной рычажной передаче обработанных кузовов локомотивов и пассажирских вагонов отсутствуют наледь и снежный наст, в отличие от механических частей необработанных кузовов локомотивов и пассажирских вагонов. Практическое применение: Использование антиобледенительной жидкости при обработке механических частей и тормозной рычажной передачи локомотивов позволяет сократить количество их отцепок от поездов, время простоя на плановых видах ремонта и технического обслуживания. Кроме того, при обработке антиобледенительной жидкостью токоприемников износ угольных вставок полозов токоприемника по сравнению с необработанными уменьшился на 73 %. То есть существенно экономятся расходные материалы при эксплуатации электровозов в зимний период.

Антиобледенительная жидкость, тормозная рычажная передача, полоз токоприемника, механическая часть, локомотив, контактный провод, угольная вставка.

Sergey G. Stepanenko, director general; *Aleksey V. Kolesnikov, technical director, koles_76@ mail.ru (TekhBezopasnost LLC) APPLICATION OF DE-ICING LIQUID IN OPERATION OF TRACTION ROLLING STOCK

Objective: To determine efficiency of application of de-icing liquid in treatment of rolling stock of the Russian Railways JSC and infrastructure objects, thus solving the problem of icing of brake rigging and mechanical parts of railway rolling stock. Methods: Mechanical parts of rolling stock and contact wire were treated by method of spraying de-icing liquid. This method is widely used for de-icing of line aircraft. Comparative analysis method with photo fixation was applied

60

to determine the effect from spraying de-icing liquid Halt ICE RD ULTRA. Results: In the course of field operation of treated mechanical parts of locomotives and passenger coaches it was established that ice coating or ice crust were not present on mechanical parts and brake rigging of treated bodies of locomotives and passenger coaches, unlike mechanical parts of untreated bodies of locomotives and passenger coaches. Practical importance: Application of de-icing liquid in treatment of mechanical parts and brake rigging of locomotives allows for reduction of the number of times they are uncoupled from coaches and idle time during routine repair and maintenance. Additionally, in case of treatment of current collectors with de-icing fluid, wear of graphite elements of current collector slide was reduced by 73 per cent compared to untreated current collectors, which means that there is significant economy in consumable materials during electric locomotive operation in winter period.

De-icing liquid, brake rigging, current collector slide, mechanical part, locomotive, contact wire, graphite element.

На основании обращения Директора Братского филиала ООО «ТМХ-Сервис» о многочисленных случаях заходов локомотивов на неплановый ремонт по причине обледенения тормозной рычажной передачи, а также в связи с аналогичной проблемой в ОАО «ФПК» с пассажирскими вагонами и с отсутствием технического решения, направленного на устранения данной проблемы, ООО «Техбезопасность» предложило свои услуги по обработке антиобледенительной жидкостью механических частей и тормозной рычажной передачи подвижного состава.

Преимущества использования антиобледенительной жидкости «halt ICE RD ULTRA»

Механизм действия антиобледенительной жидкости основывается на высокоэффективных депрессантах точки замерзания (FPD), значительно снижающих температуру точки замерзания воды, что приводит к таянию снега и льда при контакте с ними. Технология обработки, основанная на нанесении монопропиленгликоля (MPG) на подверженные значительному обледенению шарнирные соединения тормозной рычажной передачи (ТРП) и механические части локомотива, является предпочтительной по отношению к этиленгликолю с токсикологической, и экологической опасности воздействия на окружающую среду.

Антиобледенительная жидкость «halt ICE RD ULTRA» растворяется в воде и смывается теплой водой. Будучи водорастворимым продуктом, данный материал не растворяет большинство смазочных материалов, таких как минеральные масла и жиры, обладает совместимостью с большинством материалов, используемых в локомотивах, поездах и железнодорожной инфраструктуре.

61

Применение данной жидкости снижает трудозатраты на удаление налипшего снега и льда с механического оборудования и тормозной рычажной передачи локомотивов во время эксплуатации и постановки на плановые виды ТО и ТР.

Предотвращает образование наста снега и льда на механическом оборудовании и тормозной рычажной передачи подвижного состава.

Применение жидкости позволяет существенно снизить удельный износ угольных вставок и металлокерамических накладок полозов токоприемников локомотивов в период гололеда и инея образования.

В настоящее время широко используется антиобледенительная жидкость при обработке скоростных электропоездов в 6 странах Евросоюза, а также у нас в России производится подобная обработка, на стационарных установках в депо, высокоскоростных электропоездов «Сапсан».

Нанесение антиобледенительной жидкости производится с помощью разработанных нами переносных устройств, выполненных из экологического пластика, что делает их легкими и удобными в использовании. Благодаря этим устройствам, поставку жидкости можно осуществлять и соответственно использовать любыми партиями от 1 литра.

Опытная эксплуатация антиобледенительной жидкости «halt ICE RD ULTRA»

Обработка тормозной рычажной передачи (ТРП) пассажирских вагонов ОАО «ФПК» проводилась с января по март 2014 г. на основании решения протокола совещания под председательством заместителя генерального директора ОАО «ФПК» Мельникова А. С. № ФПК-АМ-175/пр. от 27.12.2013 г. и указанием Управления технической политики ОАО «ФПК» № исх-84/ФПКТП от 24.01.2014 г. Нашей компанией разработана и согласована установленным порядком методика подконтрольной эксплуатации антиобледенительной жидкости, а также издано распоряжение Северо-Западного филиала ОАО «ФПК» № ФПКФ-65/р, устанавливающее порядок опытной эксплуатации. Подконтрольная эксплуатация антиобледенительной жидкости осуществлялась с поездами 390/389 Санкт-Петербург-Архангельск и 21/22 Санкт-Петербург-Мурманск. Обработка вагонов осуществлялась на конечных станциях отправления с видео фиксацией и составлением актов на промежуточных станциях. Актировались как обработанные вагоны, так и не обработанные. По результатам испытаний были сделаны выводы, что элементы ТРП, подвергшиеся обработке антиобледенительной жидкости находятся в состоянии свободном ото льда, на ходовых частях и подвагонном оборудовании, обработка которых не проводилась, наблюдалось обледенение и насты снега.

62

а

б

Рис. 1. Ходовая часть и подвагонное оборудование обработанного (а) и необработанного (б) вагона

На основании письма главного инженера Дирекции тяги Чикирки-на О. В. № 14885/ЦТ от 01.12.2014 г. и распоряжения директора СевероЗападного филиала ООО «ТМХ-Сервис» Леонова А. Е. № 748 от 05.12.2014 г. в сервисном локомотивном депо Кандалакша с января по март 2015 г. проводилась опытная подконтрольная эксплуатация антиобледенительной жидкости, которой обрабатывали детали тормозной рычажной передачи (ТРП) и механические части локомотивов. Обработка электровозов и их мониторинг с обязательными фотоматериалами проводился в соответствии с разработанной методикой проведения подконтрольной эксплуатации антиобле-денительной жидкости, согласованной с Северо-Западным филиалом ООО «ТМХ-Сервис» 12.12.2014 г.

Для подконтрольной эксплуатации были выбраны 3 электровоза серии ВЛ80. Обработка механической части кузова электровозов и ТРП проводилась работниками ООО «Техбезопасность» с участием представителей сервисного локомотивного депо Кандалакша, согласно утвержденной методике. В период подконтрольной эксплуатации электровозы эксплуатировались на полигоне от станции Мурманск до станций Обозерская и Свирь. Механические части и тормозная рычажная передача локомотивов обрабатывалась как на станционных и тракционных путях депо, так и в цехах сервисного локомотивного депо Кандалакша.

Для сравнения эффективности применения жидкости обработка механической части и ТРП электровозов проводилась только на одном кузове. Таким образом, эксплуатация обработанных кузовов локомотивов (вагонов пассажирских поездов) с контрольными образцами осуществлялась в одинаковых условиях, что подтверждает чистоту эксперимента. Фотофиксация проводилась как одного, так и другого кузова локомотива.

В ходе подконтрольной эксплуатации выявлено, что на необработанных тележках снег и наледь образуются в первую очередь на элементах тор-

63

мозной рычажной передачи, а также песочных рукавах локомотивов и их наконечниках. Что приводит в свою очередь к отцепкам локомотивов по причине отсутствия подачи песка под колесные пары. На обработанных кузовах электровозов обледенение и насты снега не наблюдались.

Рис. 2. Элементы тормозной рычажной передачи обработанных (а) и необработанных (б) локомотивов

На основании распоряжения директора Северо-Западного филиала ООО «ТМХ-Сервис» Леонова А. Е. № 0108 СЗ-Р от 11.02.2015 г. в сервисном локомотивном депо Кандалакша в феврале-марте 2015 г. проводилась опытная подконтрольная эксплуатация антиобледенительной жидкости, которой обрабатывали токоприемники электровозов. Обработка токоприемников и их мониторинг проводились в соответствии с разработанной методикой проведения подконтрольной эксплуатации антиобледенительной жидкости, согласованной с Северо-Западным филиалом ООО «ТМХ-Сервис» 09.02.2015 г. Для подконтрольной эксплуатации были выбраны электровозы серии ЭП1, при обслуживании пассажирских поездов №№ 15/16, 21/22. Обработка токоприемников электровозов проводилась работниками ООО «Техбезопасность» с участием представителей сервисного локомотивного депо Кандалакша (СО Мурманск), согласно утвержденной методике. В период подконтрольной эксплуатации электровозы эксплуатировались на полигоне от станции Мурманск до станции Свирь, протяженностью 1161 км. Для сравнения эффективности применения жидкости обработка полозов токоприемников электровозов проводилась только на рабочем (2-ом по ходу) токоприемнике.

64

На токоприемниках локомотивов, где обработка жидкостью не проводилась, наблюдался повышенный износ угольных вставок полозов.

Дата Номер эл-за Высота вставки об-работ. ток-ка при отправлении, мм Высота вставки необ-работ. ток-ка при отправлении, мм Высота вставки об-работ. ток-ка при прибытии, мм Высота вставки необ-работ. ток-ка при прибытии, мм Износ вставки ток-ка (обр./необр.), мм

23.03 248 28 23 27 20 1/3

20.03 051 28 26 27 24 1/2

23.03 186 25 30 24 27 1/3

26.03 101 27 29 24 25 3/4

24.03 102 28 26 26 22 2/4

28.03 190 28 26 28 26 0/0

20.02 052 26 26 24 24 2/2

22.02 051 29 29 28 28 1/1

В таблице № 1 приведены замеры высоты угольных вставок как на обработанных токоприемниках, так и на необработанных. Из таблицы мы видим, что износ угольных вставок больше на необработанных полозах. Так, если на обработанных полозах средний износ угольных вставок составил 1,37 мм, то на необработанных полозах токоприемников средний износ составил 2,37 мм. При этом стоит отметить неустойчивую погоду. Так температура окружающего воздуха в Мурманске была в районе -5 —10 град., а по станции Свирь температура воздуха была выше ноля. Таким образом, концентрация нанесенной жидкости снижалась и как следствие снижался эффект от ее использования. По результатам данной опытной эксплуатации видно, что нанесение антиобледенительной жидкости позволит снизить износ угольных вставок полозов токоприемников на 73 %.

На основании полученных результатов подконтрольной эксплуатации электровозов приписки эксплуатационного локомотивного депо Кандалакша, обрабатываемых антиобледенительной жидкостью, и анализом отказов технических средств, сделан расчет экономической эффективности использования антиобледенительной жидкости на весь парк электровозов эксплуатационного локомотивного депо Кандалакша.

Ориентировочная чистая прибыль в месяц, за счет уменьшенного износа угольных вставок полозов токоприемника, уменьшение времени на смену тормозных колодок, очистку от снега и льда рукавов песочных труб и механического оборудования, по сервисному локомотивному депо Кандалакша составит около 95 тыс. руб.

Кроме того, за счет сокращения времени на технические операции по обслуживанию локомотивов в зимний период, такие как смена тормоз-

65

ных колодок, очистка экипажной части локомотивов от налепи снега и льда при постановке на плановые виды ТО, ТР, контроль и подтяжка кожуховых и шапочных болтов на ТО-2, ориентировочно сокращение времени простоя всего парка электровозов сервисного локомотивного депо Кандалакша в месяц составит по электровозам серии ВЛ80 порядка 370 часов, по электровозам серии ЭП1 порядка 80 часов. Данное сокращение времени простоя позволит ежемесячно увеличить коэффициент технической готовности локомотивов по электровозам серии ВЛ80 - на 0,053, по электровозам серии ЭП1 - на 0,123.

Проблема повышенного износа угольных вставок токоприемников в неблагоприятных условиях

В период перепада температур окружающего воздуха с плюса на минус, особенно вблизи водоемов, наблюдается образование льда и инея на контактном проводе. Данные атмосферные явления приводят к таким последствиям, как ухудшению токосъема токоприемниками локомотивов и МВПС, в результате чего образуется шароподобная дуга в месте контакта полоза токоприемника и контактного провода, и как следствие повышенному износу угольных вставок и металлокерамических накладок полозов токоприемников. Сильное образование льда и порывы ветра, приводят к обрыву контактных проводов. Данная проблема, например, актуальна на северных участках Октябрьской железной дороги, вдоль побережья белого моря и Северо-Кавказской железной дороги, вдоль побережья Черного моря. Частично эту проблему можно решить с помощью установки на токоприемники полозов с металлокерамическими накладками. Однако полностью проблему это не решает.

В 1 квартале 2015 г. в эксплуатационном локомотивном депо Кандалакша было сменено 223 полоза токоприемника и это только в период устойчивых, отрицательных температур. По этой причине электровозы допускают сход с кольца, т. е. не доходят до основных ПТОЛ Свирь, Обозерская, Мурманск.

Протоколом под председательством Старшего вице-президента ОАО «РЖД» В. А. Гапановича № ВГ-223/пр. от 28.05.2015 г. нашей компании дано задание на разработку технологии защиты контактного провода от воздействия климатических факторов.

Нашей компанией разработана система нанесения антиобледенитель-ной жидкости «halt ICE RD ULTRA» на контактный провод (АЛМАЗ), установленная на базе автомотрисы АДМ.

Система представляет собой отдельные модули - кронштейн и контейнер.

Контейнер, это модуль в котором расположены следующие узлы:

• генератор для автономного питания;

• емкость для жидкости с подогревом;

66

• насосная станция высокого давления для подачи жидкости на форсунки;

• компрессор воздушный для подъема и опускания кронштейна;

• электрический шкаф дистанционного управления.

Кронштейн с блоком форсунок для нанесения антиобледенительной жидкости на контактный провод.

В августе-сентябре текущего года данная система «АЛМАЗ» прошла предварительные испытания на Московском регионе Октябрьской железной дороги. Далее запланированы эксплуатационные испытания на северных участках, вдоль побережья Белого моря.

В зимний период 2015/2016 г. система «АЛМАЗ» проходит эксплуатационные испытания в Петрозаводском регионе Октябрьской железной дороги. В ходе испытаний установлено, что на обработанном участке контактного провода антиобледенительной жидкостью искрообразование в месте контакта полоза токоприемника и контактного провода либо незначительно, либо совсем отсутствует, что подтверждено актами при наблюдении за проходящими поездами, видеофиксацией и сообщениями машинистов поездов.

Заключение

Из результатов испытаний применения антиобледенительной жидкости на подвижном составе следует, что элементы ТРП пассажирских вагонов, подвергшиеся обработке, свободны ото льда, а на необработанных ходовых частях и подвагонном оборудовании наблюдались обледенение и снежный наст.

На необработанных тележках локомотивов снег и наледь образуются, в первую очередь, на элементах тормозной рычажной передачи, на песочных рукавах локомотивов и их наконечниках. Это приводит к отцепкам локомотивов из-за отсутствия подачи песка под колесные пары. На обработанных кузовах электровозов обледенения и наста на механическом оборудовании не наблюдалось.

По результатам опытной эксплуатации обработки токоприемников видно, что нанесение антиобледенительной жидкости позволило снизить износ угольных вставок обработанных полозов токоприемников на 73 % по сравнению с необработанными.

СТЕПАНЕНКО Сергей Геннадьевич - генеральный директор; ^КОЛЕСНИКОВ Алексей Валентинович - технический директор, koles_76@mail.ru (ООО «Техбезопасность»).

© Степаненко С. Г., Колесников А. В., 2015

67