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深藏的裂纹——详述高铁轮轴无损检测争议引起的一系列问题 ...

摘要: 深处看不见的裂纹,大举召回动车的真正原因,铁道部尚未披露的秘密财新《新世纪》记者刘建锋于宁曹海丽郑道王晓庆  2011年7月15日,济南车辆段动车所的探伤工乔兆红(或为“江”,报告签名为手写体——编者注)在 ...

深处看不见的裂纹,大举召回动车的真正原因,铁道部尚未披露的秘密

财新《新世纪》 记者 刘建锋 于宁 曹海丽 郑道 王晓庆

  2011年7月15日,济南车辆段动车所的探伤工乔兆红(或为“江”,报告签名为手写体——编者注)在通过探伤器对一辆编号为6209L的高铁列车例行检查时发现,在这辆中国北车(601299.SH)生产的CRH380BL列车上,超声波探测第11节车厢的车轴时屏幕显示反射波幅度异常,这意味着该处存在内部缺陷                                                                                      

正式上路不过半月,高铁列车竟然在关键的动力轴处发现不明裂纹。CFP

   后来的探伤报告显示,这是一处裂纹,该缺陷在靠近齿轮处,长7.1毫米、高2.4毫米。报告要求,对该轴进行“换轴”处理。当天,主管领导袁啸阳、轮轴专职尚志红、设备专职赵树兵、质检员宋斌、探伤工长庄宁和探伤工本人均在报告上签字。

  车轴是连接列车轮对的关键部件,对列车安全关系重大。轮对是机车与钢轨相接触的部分,由左右两个车轮压装在同一根车轴上组成,其作用是保证机车车辆在钢轨上的运行和转向,承受来自机车车辆的全部静、动载荷,把它传递给钢轨,并将因线路不平顺产生的载荷传递给机车车辆各零部件。机车的驱动和制动也通过轮对起作用。

  动力轴如果出现2毫米或超过2毫米的材质缺陷,就达到铁道部的报废标准;如不报废,继续使用可能造成车辆断轴、脱轨颠覆。如果高铁动力车厢的动力轴出问题,列车将会从轨道上飞出去,造成车毁人亡的惨剧。CRH380BL由16节车厢组成,其中动力车厢8节,不带动力的拖车8节。

  正式上路不过半月,高铁列车竟然在关键的动力轴处发现不明裂纹,这不大可能是机械疲劳导致,如果不是探伤器出问题或者探伤工误操作,就只能是材质问题或者工艺缺陷。

济南动车所7月15日对轮对车轴裂纹所做的探伤报告。刘建锋 摄

   据财新《新世纪》调查,CRH380BL的轮对供应商是智奇铁路设备有限公司(下称智奇),其实际控制人,便是因贿赂前铁道部部长刘志军而名声大噪的山西女商人丁书苗。

  财新《新世纪》记者从上海铁路局南翔动车所获悉,在关键部件发现重大缺陷,必须第一时间上报铁道部,根据检测出问题的大小,相关探伤工可获得1000元-1万元的奖励。

  不过,此后数日,从铁道部和北车的公开披露信息来看,各方面并没有就此问题展开实质性行动。在更换了车轴之后,这辆列车和其他同样型号、使用同一家供应商供应的轮对的列车,依然以每小时300公里的速度在京沪高铁上继续奔跑。

  在此前后,京沪高铁已因接触网问题,以及专门检测轴承温度的传感器报警问题,发生停车、自动限速等多起故障,引起各方对高铁安全的高度质疑。随后的7月23日,两列动车在甬台温铁路上离奇追尾,致至少40死近200伤的惨剧。一时间,对于高铁的恐惧笼罩了中国

  在血的教训面前,决策层终于意识到中国已无法再承受高铁事故的代价。行动终于开始了,不过并不彻底。

  8月11日,北车集团公告召回正在京沪高铁运营的54列CRH380BL型动车组,称:“中国北车所属长客股份公司生产的CRH380BL型动车组连续发生热轴报警误报、自动降弓、牵引丢失等故障,大多因分供方配件不合格所致,在运营现场难以快速排查和有效整改。”召回之举,距京沪高铁正式运行不到一个半月,距已公布的运行试验阶段的启动日(5月11日)也仅三个月。

  在公告中,北车将故障原因主要归结为“传感器误报”,指传感器过于灵敏所致。传感器故障固然也很麻烦,但相比于可能造成重大安全事故的动力轴问题,则显然是小问题。但直至现在,针对这一可能造成重大安全事故隐患,北车始终没有对外披露济南车辆段发现动力轴不明缺陷一事。

  8月16日,财新《新世纪》记者暗访济南车辆段获悉,针对不明缺陷的调查比对正在秘密进行,探伤器专业公司新联铁及铁科所专家亦从北京调往济南参与调查。北车召回的背后,还有太多在公众视线以外的谜,这正是真正的危险所在

        可怕的裂纹

        几份问题报告所提及更换的轮轴都发生在动力车,而且空心轴内缺陷部位,多靠近电机和齿轮的压装部位

        裂纹不止一处。

  财新《新世纪》记者从专门负责提供探伤设备的北京新联铁科技发展有限公司技术人员处获悉,在关涉车辆安全运行的关键部件——空心轴发现不明原因的缺陷已不止一次。早在今年6月,即有类似报告。

  目前高速列车普遍使用空心轴,这样可以减轻开车载重,加快速度,但由于动力轴对行车安全关系重大,且内部缺陷很难通过肉眼看到,必须由专业的探伤设备通过超声波电子检测。根据铁道部要求,CRH2型动车每运行3万公里就要对空心轴探伤,CRH5型动车探伤周期为18万公里。

  8月12日下午,北京新联铁公司技术员籍众慧和姜汉超在济南车辆段探伤办公室讨论空心轴问题时称,截至当天,经与厂家和供应商协商会诊确认,经过机器探伤发现超标缺陷的车轴已报废了三根,还有四根做了换轴处理,已被供应商智奇公司拉走。

  籍、姜二人透露,不止济南,其它地方的动车所也查出了类似问题。据悉,北车召回的54列动车组,有20列配属上海局运营,12列配属济南局运营,其余车辆配属北京局运营,维修检测主要在这三个局所属的动车所进行,厂家长期派驻技术人员驻站。

  财新《新世纪》记者曾分赴位于北京大兴的动车所和上海虹桥动车所调查,但相关工作人员否认发现过类似情况。动车厂家——长春客车、唐山客车归属的北车集团相关负责人也对财新《新世纪》记者表示,不存在这个问题。车轴供应商,位于山西太原的智奇铁路设备有限公司人事行政部杨姓部长坚称“智奇产品没有质量问题”,召回一事“与智奇无关”。

  但财新《新世纪》记者看到了济南动车所7月以来的探伤报告,至少有两份报告的处理方式是换轴。探伤车间工长解释说,这就是缺陷超标报废的。据业内人士介绍,动力轴如果出现2毫米或超过2毫米的缺陷,就达到铁道部的报废标准,如不报废,继续使用可能造成车辆断轴、脱轨颠覆。

  关涉动车运行基本安全的车轴,为何在机车正式运行一个多月便频频发现问题?

  对此,铁科院探伤专家黎连修在8月13日接受财新《新世纪》记者采访时称,探伤报告一般都写做裂纹,但考虑到京沪高铁动车运行不久,出现疲劳裂纹的可能性并不大,这个裂纹很可能实际上是材质疏松。材质疏松在一定程度上是允许的,但材质疏松大小超过标准,会对动车安全造成致命威胁,铁道部定的标准是2毫米,超过了就必须做废品处理。在他看来,如果确实出现裂纹超标,就是产品出厂质量把关不严。他称,过去也出现过“仪器灵敏度定得高,把合格产品也报废了的情况”,因为“探伤工怕漏报,宁可说大也不说小”,至于换走的产品有没有再换到其他列车上,则很难讲。

  空心轴材质疏松问题以前也探出过。2009年3月,郑州车辆段动车所探伤员王晶曾在检查CRH5039动车组第7节车厢时,发现屏幕上出现异常红点,后确认是一处直径为2毫米的材质疏松缺陷。

  不过,财新《新世纪》记者发现,几份问题报告所提及更换的轮轴都发生在动力车,而且空心轴内缺陷部位,多靠近电机和齿轮的压装部位。据业内人士介绍,在高铁机车中,动力车厢的动车轴在跑动中要承受很大的压力,而电机和齿轮一直在高速运转,其压装部位更容易发生机械疲劳。

  据财新《新世纪》记者从内部了解,智奇公司在不明裂纹报告后质疑探伤结果不准确,称因新联铁提供的探伤器是德国生产的,而智奇的产品源自意大利路奇霓公司的技术,出厂检测时也使用的是意大利设备,并没有发现问题,有可能是德国产的探伤设备过敏造成的误判。消息人士称,8月15日,智奇公司总经理杨怀文和总工程师已带着意大利产的探伤设备赶赴北京的动车所复查车轴,并于次日赴济南动车所,对新探出问题的车轴做复查比较。铁科院探伤专家黎连修也将参与检测比对。

  北京铁路局北京科学技术研究所的陈虹,曾从事过探伤设备的研究。她表示,探伤器通过超声波对机器进行检测,反应非常灵敏,有严格的技术标准,轻易不会出现误判,也不会将表面划痕当做裂痕。

  8月15日,智奇人事行政部部长接受财新《新世纪》记者采访时,仍坚称“这个(裂纹或缺陷超标)问题不存在”,并强调如果已有定论,铁道部应该会有书面报告。对于公司总经理和总工飞赴北京和济南参加空心轴裂纹争议的检测比对一事,他均表示“不知情”。

  不过,17日准备在济南动车所进行的探伤比对未能如期进行,因为智奇的设备一到济南就坏了。新联铁人士和专家18日晚间同车返京。黎连修在电话采访时表示,不用比较已知济南动车所在使用新联铁设备时把灵敏度调高了,智奇产品并无问题,一根都不用换。一旁的新联铁人士颇为不服,脱口而出:“(没问题)你信吗?”他告诉财新《新世纪》记者,有三根动力轴超标很多,他们将把详细情况单独呈报铁道部,反映建议和看法。

        智奇危机

        如果动车召回被官方认定与智奇轮对有关,对于智奇的打击将是毁灭性的。60%以上的高铁轮对均由智奇提供的事实,则将令整个高铁机车制造系统陷入一场危机

  由于智奇的实际控制人丁书苗是卷入铁道部前部长刘志军一案的关键人物,对于智奇产品的担心,从刘志军一下台就已经开始。据接近铁道部的权威人士透露,高层至少两次问及,轮子会不会有问题。铁道部相关部门亦曾为此将智奇产品与国内老牌轮对厂商马钢和太钢的产品进行比对,结论是智奇的产品质量更好。

丁书苗旗下的智奇铁路设备有限公司,是目前中国惟一一家高速动车组轮对生产和检修基地。CFP

 

  这家2006年才成立的公司,其产品在高铁列车上广泛使用。“从CRH1到CRH5、380A、380B都用了智奇的轮对。”南车一位人士称:“南车控股的青岛四方机车车辆股份有限公司第一批从日本引进的8编组动车用了日本住友钢铁集团的轮对,后来就不用了。”

  在2009年初智奇正式投产之前,铁道部已经引进和合作生产的8编列动车组共280列,其轮对全部从国外购买——最早期四家整车厂的前五列车全部是进口的,后来就是买零部件组装。

  但智奇出世后情况发生了改变,智奇迅速垄断了这一市场,从2009年开始成为高铁轮对的惟一供货商。

  2006年,根据铁道部批复,山西煤炭进出口集团、博宥集团和博宥集团旗下的中昶投资共同出资组建了智波交通运输设备有限公司(下称智波),注册资金1.5亿元,中昶占40%股份。博宥集团的实际控制人正是丁书苗。今年1月丁书苗被查后,直接牵连到铁道部原部长刘志军下台。财新《新世纪》记者从多个可靠消息人士处获悉,丁书苗以中介人身份游走于中交、中建等央企之间,帮助其承揽铁路基建合同,并因此获得高达8亿元的中介费,其中4亿元刘嘱丁“不要动”。丁还多次为刘介绍女演员。(详见财新《新世纪》2011年第8期“调查刘志军”)(相关报道:铁道部过去一年落马的八位高官盘点

  2006年8月2日,中国铁道部、山煤集团、意大利路奇霓(Lucchini)钢铁机械公司在北京签署了《铁路动车组轮对技术合作框架协议》,2006年12月15日,智波公司又与路奇霓签署合作协议。此前,中国铁道部、山煤集团与德国波鸿交通技术有限公司曾签署过《铁路动车组轮对技术合作框架协议》。但为了迅速占领高速轮对市场,智波公司选择了态度积极的路奇霓公司。随后在2007年3月9日,双方在北京又签订了轮对技术许可合同。

  2007年10月,智波公司与路奇霓组建合资企业智奇,建立了目前中国惟一一家高速动车组轮对生产和检修基地。智奇注册资金1.5亿元,项目总投资约11亿元,其中智波公司占75%,外方占25%。

  南车的一位技术人员表示:“当时山煤和博宥这样毫无技术背景的公司来做高铁轮对,业内都感到奇怪,这个产品很专业,我们整车厂都不做。让有轮对生产资质的企业引进技术才是合理的。之前马钢、太原重工是普列轮对的两大基地。”

  据悉,生产普列轮对的马鞍山钢铁股份(600808.SH,下称马钢)也与中国铁道科学研究院进行技术合作,研制国产化轮对。但一位知情人士对财新《新世纪》记者透露,当时马钢试制出的产品,铁道部不给认证。这对智奇无疑是有利的。

  2007年4月第六次大提速时,智奇才开工建设,2008年下半年交付西门子地铁轴项目,2009年1月第二批产品出厂,2月智奇生产线正式建成投产,与青岛四方等签下了20亿元的轮对销售合同及意向书。

  2009年11月30日,原铁道部运输局局长张曙光再次到智奇调研,南车四方股份、青岛四方庞巴迪、北车长客股份及唐山轨道客车公司的四位负责人也陪同前往,随后四方股份和青岛四方庞巴迪分别与智奇签订了总额12亿元的动车组轮对购置合同。

  智奇有关人士曾表示,投产以来国内的订单就源源不断,生产线也一直处于满负荷运转状态,短短十个月的时间就签署了近70亿元的销售订单。

  智奇铁路设备有限公司总经理杨怀文曾表示,智奇将原本分四期的建设工程合并成两期,2010年智奇的产能将达到5万到7万对,大概能满足1500列到2000列高速动车组的需求。

  中国南车(601766.SH)2010年年报披露,截至2010年底,中国南车共交付高速动车组295列(360标准列),占中国在线运营高速铁路动车组总量的65%,以此推算国内在线运营的动车组约453列,轮对约2万对以上。

  一位参观过智奇轮对生产线的人士向财新《新世纪》记者透露,智奇生产的轮对并没有自己的核心技术,“轴和轮都是从路奇霓进口的,整个生产线都仿照国外,精加工后组装。成本是高,但铁道部的订价也高。”

  由于高铁腐败案的牵连,智奇的垄断地位岌岌可危,但由于铁道部过去设置的高准入门槛,这一市场缺乏足够竞争,其他竞争者要生产高铁列车的轮对仍需要一定时间。

  马钢有关人士对媒体表示,以前90%的客车车轮、60%的货车车轮都出自马钢。“今年内必须争取完成并开始生产250公里时速的动车车轮;350公里时速的高铁车轮也要在今年进入研发阶段。”今年4月,马钢与南车签署了战略合作框架协议。而太原重工(600169.SH)的高速列车轮轴国产化项目也在去年底正式开工,其募集的16亿元资金将投入该项目。

  如果这次北车召回,再被认定与智奇生产的轮对有关,这对于智奇的打击将是毁灭性的。而60%以上的高铁轮对均由智奇提供的事实,则将令整个高铁机车制造系统陷入一场危机。届时,危及的不仅是北车一家。

      其他问题

       北车380B的质量问题其实早已无法掩盖

  多位铁路专家介绍,召回必须建立在一个判断前提上,即已经发现的问题不是一个偶发性障碍,而是一个批量性的问题或者设计上的缺陷,只能通过全面召回予以解决。现在,召回在多大程度上和济南车辆段探伤工发现的空心轴缺陷有关,空心轴的缺陷又究竟是什么原因造成,目前尚难确定,也没有官方回馈。不过,北车380B的质量问题其实早已无法掩盖。

  财新《新世纪》记者在位于北京大兴的动车所采访时,四方股份驻站的一位技术人员称,经常听到长春客车厂的维修人员在说轴温不稳定,但具体什么原因造成则不知其详。

  事实上,早在京沪线开通之前,北车生产的380B就在其他线路上试运行,当时轴温问题和自动限速、封锁问题就屡屡出现,并未得到解决,在京沪高铁正式开通后,更是故障频频,使高铁成为公众讥讽的对象。

  2010年10月26日,连接上海和杭州的沪杭城际高速铁路正式开通运营,该线路全长近200公里,设计时速350公里。根据铁道部的安排,这条新开通的线路将率先试运行380AL和380BL(均为16节车厢,L代表长的意思)两款即将用于京沪线的车型,分别由南车集团和北车集团制造。

  让380先在沪杭线试水,是一个有深意的安排。由于京沪线广受国内外关注,380系列又被认为是中国高铁在自主知识产权的成果,380在上京沪线之前必须完成足够的运行里程,以便有问题能提前发现,避免关键时刻掉链子。当时沪杭线上用380AL/BL这种16节车厢的大编组列车跑,造成空座率很高,但为了未来京沪高铁的安全可靠,这样的代价被认为完全值得。试跑中,380BL暴露出问题。

  今年2月6日,时任铁道部副总工程师、运输局局长张曙光跟随刘志军,到武汉动车基地检查并分别讲了话。在讲话中,张曙光提出四点要求。他在第四点中透露:“对工厂而言,对高速列车检修运用的情况不断进行整改完善的力度还不够。从广州调研的情况来看,三型车故障率没有从根本上解决,必须抓紧时间。究其原因,思想上有什么问题、管理上有什么问题、技术上有什么问题,我怀疑是思想上的问题。380B在杭州发现了故障,又是轴温报警、又是封锁,沪杭线不到160公里,这个状态京沪线还能开得了?一定要想办法尽快解决,不能再把这个问题带到京沪线上。三是工厂自己解决三型车的问题。要把京沪、380做成精品,目前的工作还远远不够。”

  张曙光提到的三型车,正是北车集团全资拥有的唐山轨道客车有限责任公司(下称唐山客车)引进西门子技术平台制造的动车CRH3。380B是在CRH3基础上改进而来。

  唐车是北车下辖的两家整车制造厂之一,另一为长春客车,由北车集团控股。

  唐山客车和长春客车原本引进的是不同的技术平台,后者最早的合作伙伴是法国阿尔斯通,生产的动车车型为五型车:CRH5,主要在京沈线上运行。

  2008年,铁道部决定将京沪线未来的运营时速从350公里调高到380公里——以创造世界第一。铁道部分别向南车和北车布置了研发380动车的任务,并最终确定南车在现有日本川崎技术平台上、北车在西门子技术平台上进一步改进研发。北车旗下的长客和唐车联合研发。双方共同组建了设计团队和采购团队。

  日本和德国的技术平台各有千秋。一位专业人士向财新《新世纪》记者解释说,从故障保护角度看,南车用的日本平台,出了故障,系统并不通过网络实行自动保护,而是靠司机人工操作。在8月15日的一个科技成果展上,株洲南车时代电气股份有限公司的一位售后服务人员告诉财新《新世纪》记者,南车的动车每两节车厢一个单元,由一节动力车和一节非动力车组成;如果其中某一个单元出现问题,司机可以通过驾驶室的控制屏切断该单元的供电,但不影响整列列车的运行。

  而西门子的控制系统设计则以安全导向为先,传感器和网络连接设计得极为灵敏,有任何故障马上就传到微机,直接进入控制保护。“有一点小问题就保护,就停下来。”如果是传感器出现故障,产生误报,车在无法判断是真实故障还是误报的情况下也立即实行保护。前述专业人士表示,从理念上来讲,这套系统更加安全,但它对制造环节和可靠性的要求也更高。

  事实上,不独西门子,整个欧洲列车技术的保护灵敏度都很高。一位铁道部原技术研究人员透露,长客和阿尔斯通合作生产的五型车,刚上线时也经常发生自动保护限速、故障误报等情况,不断返工,后来由阿尔斯通的技术人员重新调试参数才解决了问题

        传感器的错?

        传感器在整个列车里是很小的零件,如果因为一个零部件的问题导致整个系统不工作,就是设计上的问题

  西门子和唐车合作生产的CRH3并不总是故障频繁,它最早用在中国第一条按350公里时速建造的京津城际高铁上。2006年11月,铁道部就京津城际项目专门展开招标,以西门子为首的德国企业联合体以120亿元人民币价格中标。自2008年8月开通以来,京津城际鲜有晚点,故障率也低。

  由于有众多第一,铁道部又准备在北京奥运会召开之前作为献礼工程开通,铁道部对京津城际相当重视,视为“样板线”,为以后时速350公里及以上的高铁线路打前站。京津城际最初审批运营时速仅为200公里以上,但铁道部擅自“提速”,最终投资额超出预算90多亿元,成本增加近四分之三。

  公开报道显示,京津城际线上最初运行的CRH3有三辆是从德国进口的整车,其余虽在国内组装完成,但绝大部分零部件都由西门子提供。唐车一位技术人员向财新《新世纪》记者表示,京津线跑得好,主要是因为“之前的CRH3平台完全是基于西门子的平台来做的”。国产

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2011-8-23 00:00
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