动车组用气动控制阀弹簧异常断裂的失效分析

张成国 ，陈立彪 ，魏小钧 ，曹欣旺 ，吕 晶 ，陈文佳 ，王恒聚

（1.中国铁道科学研究院集团有限公司 机车车辆研究所，北京 100081；2.北京纵横机电科技有限公司，北京 100094；3.中国铁道科学研究院集团有限公司 金属及化学研究所，北京 100081）

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弹簧在工作过程中具有储存能量、自动控制、回位定位、安全保险等作用，在高速动车组的多个系统尤其是气动控制阀中有大量的应用。作为动车组的关键零件之一，高速动车组的弹簧长期依赖进口。随着动车组自主化研制进程的加速，弹簧等关键零件也进行了大量的国产化替代，并成功装用。近期，动车组装用的气动控制阀在运行时连续发生数起回位弹簧异常断裂故障，弹簧断裂前没有明显预兆，具有一定突发性，气动控制阀的回位弹簧异常断裂不仅影响列车正常运行，甚至可能危及动车组的运行安全。

动车组零部件的自主化研制，多围绕零件规格、材质等设计工作展开，对制造过程及工艺实现的关注和研究不足。对动车组弹簧的分析研究，迄今也未见相关报道。回位弹簧的断裂，可能与材料内部缺陷、热处理、表面处理、工作环境等因素有关；通过失效分析研究，确定其异常断裂的原因，可以达到优化工艺、提升零件质量、预防失效的目的，并可为动车组其他弹簧的自主化研制提供借鉴。

收集到故障气动控制阀2 套：一套气动控制阀装车运用约9 个月，运行约30 万km；另一套气动控制阀装车运用3 个月，运行约10 万km。这2 套阀均未经过拆解检修。……