增黏砂对机车车轮踏面剥离影响的试验研究

随着国内铁路运输需求的增加,轮轨间相互作用导致机车车轮踏面出现不同程度的剥离损伤,严重威胁了列车的安全运行。为研究增黏砂对机车车轮踏面剥离问题的影响,对机务段使用的石英砂及不同类型的河砂进行采样,搭建轮轨接触模拟试验台进行轮轨与石英砂及轮轨与河砂的碾压试验,并对车轮踏面鱼鳞状剥离部位进行金相分析。综合对比分析现场情况、碾压试验结果以及金相分析结果后,得出结论:由于河砂的存在,机车车轮踏面在运用初期形成麻点状损伤;由于河砂的存在,触发了轮轨间滚动接触疲劳的发生,继而在后期导致了机车车轮踏面出现鱼鳞状剥离损伤;不同类型的河砂会在车轮表面造成不同程度的坑状损伤,且破碎均匀性越差的砂粒所导致的车轮剥离损伤越严重;建议使用破碎均匀性较好的石英砂作为增黏介质。

复杂运行环境下高速轮轨最佳撒砂增黏策略试验

在车轮-钢轨高速接触疲劳试验机上开展水、油和树叶等污染下的高速低黏着和增黏试验,通过最高速度200km·h-1的对滚试验,测得不同第三介质条件下的轮轨黏着-蠕滑特性曲线,研究增黏砂粒径和撒砂量对增黏效果的影响。结果表明:喷撒增黏砂可有效恢复各种污染下的轮轨黏着水平,使200km·h-1下轮轨黏着系数保持在0.18以上,低速下更高;增黏砂粒径在0.4~1.0mm范围内增大或撒砂量在40~100g·min-1范围内增加时,增黏效果均稍稍增强,综合考虑确定试验机的最佳撒砂量为40g·min-1、最佳粒径为0.85~1.0mm;考虑试验机与现场轮轨系统的尺寸差异、运行时复杂气流所致砂粒损失及适当冗余度等因素,建议现场最佳撒砂量为115~175g·min-1、最佳粒径为1.0~2.0mm;喷撒增黏砂会造成车轮接触表面的麻坑损伤,也是造成现场车轮踏面常见麻坑损伤的根本原因。

钢轨轨面静电喷涂SiO_(2)增黏颗粒行为与利用率研究

目的为了改善传统撒砂过程中SiO_(2)增黏微粒利用率低的问题,将静电喷涂技术引入轮轨增黏领域,研究不同喷涂参数与颗粒粒径对SiO_(2)微粒行为与利用率的影响,并进一步对比分析静电喷涂微粒与传统撒砂的增黏效果。方法利用Gema静电喷枪与静电喷涂动态试验平台进行喷涂试验;利用MJP-30A轮轨滚动磨损与接触疲劳试验机进行轮轨黏着与磨损试验;利用光学显微镜(OM)对SiO_(2)微粒吸附情况进行观察与分析,并通过电子天平测量与计算轨面颗粒量与颗粒利用率。结果相较于未施加静电电压,静电电压为90 kV时轨面颗粒量提升了3.8倍。静电电压由30 kV增加至70 kV时,颗粒利用率提升约60%;当静电电压进一步增加至90kV时,由于颗粒带电量趋于饱和,颗粒利用率仅提升10%。SiO_(2)微粒利用率随着喷嘴高度与颗粒粒径的增大先增大后减小,喷嘴高度为25cm且颗粒粒径为300目时颗粒利用率最高,可达60%;300目SiO_(2)微粒在静电电压为90kV时,随着喷枪移速的增大,喷枪在单位距离上喷涂时间相对减少,使得喷涂在钢轨轨面的颗粒量降低。90kV静电喷涂SiO_(2)微粒增黏时,最大黏着系数接近传统撒砂增黏,有效作用时间是传统撒砂的2.2倍,轮轨磨损率仅为传统撒砂增黏的75%与65%,轮轨损伤显著减轻。结论利用静电喷涂技术可以有效提升SiO_(2)微粒在钢轨轨面的利用率,并提升颗粒在轨面的吸附性;静电喷涂SiO_(2)微粒增黏与传统撒砂增黏的黏着系数相近,且轮轨磨损率更低。

新型一体化缔合压裂液性能分析与应用评价

在采用缔合压裂液进行致密油储层缝网压裂施工时,配制滑溜水仍然普遍采用减阻剂配方,需要在压裂施工现场分别配制滑溜水和携砂液,不仅增加了施工流程,而且导致压裂过程中要不断改变压裂液的液性,影响压裂施工的效率和效果。为此研发了新型一体化缔合压裂液体系,并对该压裂液体系的降阻、耐温、耐剪切、黏度、黏弹性、携砂等影响压裂效果的主要性能进行室内实验分析和现场应用评价。室内实验分析结果表明,新型一体化缔合压裂液体系通过调整稠化剂比例,可以实现减阻造缝、增黏携砂一体化,各项性能指标均符合行业标准。现场应用表明,各项压裂施工参数均达到了设计要求,且见油时间早,提高了大型缝网压裂施工的配液和施工组织运行时效。同时,与常规缔合压裂液相比每立方米可节省57.2元,有效降低了致密油储层缝网压裂施工成本。