Алюминий и алюминиевые сплавы. Продукция для производства элементов кузовов подвижного состава железнодорожного транспорта. Технические условия и сортамент
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к окончательной редакции проекта
национального стандарта Российской Федерации
«Алюминий и алюминиевые сплавы. Продукция для производства
элементов кузовов подвижного состава железнодорожного транспорта.
Технические условия и сортаментª
1. Основание для разработки стандарта
Программа национальной стандартизации на 2018 год (шифр работы
1.02.045-1.001.18).
Протокол заседания Комитета НП «ОПЖТ» по грузовому подвижному
составу № 1/17 КГПС от 10 февраля 2017 года, утвержденный Президентом
НП «ОПЖТ» В.А. Гапановичем 03.03.2017 года, пункт 11.
Протокол совещания у старшего вице-президента ОАО
«РЖД»
С.А. Кобзева № СК-39/пр от 17 июля 2017 года.
Протокол совещания в Алюминиевой Ассоциации по вопросам
разработки стандартов в области железнодорожного транспорта
№28-17
от 30.10.2017.
Протокол совещания у заместителя начальника ЦТЕХ ОАО «РЖД» О.Н.
Назарова от 27 декабря 2017 года № ЦТех -578/пр.
План национальной стандартизации Росстандарта на 2018 год, шифр
работы: 1.2.045-1.001.18.
Договор
№
2ст-2018/3.ТМ.10.04071/18 между Алюминиевой
Ассоциацией (заказчик) и АО «ВНИИЖТ» (исполнитель).
2. Характеристика объекта и аспекта стандартизации
Проект стандарта распространяется на алюминий и алюминиевые сплавы
и изделия из них: прокат (листы и плиты), прессованные изделия (прутки,
трубы, профили, панели), предназначенные для изготовления кузовов
железнодорожного подвижного состава (грузовых и пассажирских вагонов,
цельнонесущих
кузовов
моторвагонного
подвижного
состава),
эксплуатируемого на железнодорожных путях общего и необщего
пользования.
3. Обоснование целесообразности разработки стандарта
1
Разработка стандарта, устанавливающего требования к продукции
алюминиевой промышленности, предназначенной для изготовления кузовов
подвижного состава железнодорожного транспорта, необходима для:
- повышения конкурентоспособности железнодорожного подвижного
состава отечественного производства, в том числе скоростного;
- повышения коррозионной стойкости кузовов, снижения массы тары,
использования повышенной удельной прочности алюминиевых сплавов.
4. Ожидаемая эффективность от применения стандарта
Разработка стандарта на продукцию из алюминия и алюминиевых
сплавов для элементов кузовов подвижного состава железнодорожного
транспорта будет способствовать расширению применения алюминия в
конструкциях подвижного состава железных дорог.
Это позволит перейти к проектированию и изготовлению скоростного
пассажирского подвижного состава отечественного производства для
скоростей движения 300 км/час.
Организовать отечественное производство прессованных профилей и
панелей для кузовов скоростных поездов «Сапсан», «Ласточка», «Стриж»,
«Иволга», находящихся в эксплуатации на российских железных дорогах.
Повысить грузоподъемность грузовых вагонов на 8-12%. Увеличить в 2-
3 раза коррозионную стойкость кузовов, в том числе при перевозке грузов
химической промышленности и минерального сырья (серы, хлорида калия).
В денежном выражении оценить этот эффект пока не представляется
возможным, до изготовления и испытания опытной партии каждого типа
вагонов в условиях поднадзорной эксплуатации.
5. Сведения о соответствии проекта стандарта законодательству и
иным нормативным правовым актам Российской Федерации
Проект стандарта соответствует целям Федерального закона
«О техническом регулировании» от 27 декабря 2002 года № 184-ФЗ.
6. Сведения о взаимосвязи проекта стандарта с международными и
региональными стандартами
В европейской практике применяют аналоги, с которыми настоящий
проект стандарта частично взаимосвязан, как прототип.
- ЕН 13981-1:2003 «Алюминий и алюминиевые сплавы - Продукция для
применения в конструкциях железнодорожного транспорта - Технические
условия для инспекции и поставки. Часть 1: Экструдированные продукты»,
(EN 13981-1:2003
«Aluminium and aluminium alloys - Products for structural
2
railway applications - Technical conditions for inspection and delivery. Part 1:
Extruded products», NEQ);
- ЕН 13981-2:2004 «Алюминий и алюминиевые сплавы - Продукция для
применения в конструкциях железнодорожного транспорта - Технические
условия для инспекции и поставки. Часть 2: Плиты и листы» (EN 13981-2:2004
«Aluminium and aluminium alloys - Products for structural railway applications -
Technical conditions for inspection and delivery Part 2: Plates and sheets», NEQ)
Окончательная редакция проекта ГОСТ Р разработана с учетом отзывов,
полученных от 35 организаций (первая редакция разослана на отзыв в ____
организации).
17 отзывов положительные, не содержат замечаний и
предложений по тексту стандарта.
Отрицательный отзыв в целом по стандарту прислал ВНИЦТТ
(ВНИЦТТ -102-1278 от 12.07.2018):
«В пояснительной записке (раздел 4, последний абзац) указано, что
денежный эффект от принятия стандарта выразить невозможно «до
изготовления и испытания опытной партии каждого из вагонов в условиях
поднадзорной эксплуатацииª. Т.е. фактически сейчас отсутствуют образцы
для испытаний и продукция подобного рода в целом. В таком случае, не ясна
причина разработки данного стандарта, не доказана ее целесообразность,
нет подтверждения требованиям, установленным в проекте стандарта,
разработка противоречит принципам стандартизации. В итоге введение
данного стандарта может быть вредным для вагоностроения и науки в
целом, т.к. ограничит новое решение в конструкции вагонов.
В связи этим замечанием ВНИЦТТ приводим краткий перечень
отечественных и зарубежных электропоездов и грузовых вагонов, кузова
которых изготовлены из алюминиевых сплавов. Этот перечень подтверждает
необходимость и своевременность разработки стандарта на алюминиевые
полуфабрикаты для кузовов железнодорожного подвижного состава
(технические условия и сортамент). Более того, разработка данного ГОСТ Р
запоздала, её надо было организовать 15-20 лет тому назад. В настоящее время
в России было бы уже налажено производство конкурентоспособного
подвижного состава
(грузового и пассажирского). В качестве примеров
эффективности применения алюминиевых сплавов в вагонных конструкциях
3
Электропоезда отечественного производства с кузовами из алюминиевых
сплавов
Электропоезд ЭР200 (1974 г Рига)
Электропоезд «Сапсан» (2006 г. проект
фирмы «Сименс», изготовление «Уральские
локомотивы»)
Электропоезд
«Ласточка»
(2016 г.
проект фирмы
«Сименс», изготовление
«Уральские локомотивы»)
Зарубежные электропоезда с кузовами из алюминиевых полых панелей
4
Цены на электропоезда российского производства по проектам ДМЗ и
«Сименсª
5
Грузовые вагоны с кузовами из алюминиевых полуфабрикатов российского
производства
опытный полувагон НПО «УВЗ»
2003 г
Полувагон с кузовом из полых
алюминиевых панелей КУМЗ
(изготовление ВАСО 2005 г)
Вагоны хопперы
6
а) производства «Рузмаш» 2016 г
б) «Тихвинского ВЗ» 2016 г.
7
8
Серийное производство грузовых вагонов с кузовами из алюминиевых
сплавов в США освоено в 1986 г. К началу 2018 года в Северной Америке
только на перевозке угля находилось в эксплуатации более
130 000
алюминиевых полувагонов, большое количество крытых грузовых вагонов и
вагонов-хопперов.
В Западной Европе, Японии и Китае весь пассажирский подвижной
состав для скоростей движения более 200 км/час изготавливается с кузовами
из алюминиевых полых панелей.
Экономическая эффективность применения алюминиевых сплавов в
вагоностроении является очевидной. Она определяется не только
механическими свойствами алюминиевых сплавов
(удельная прочность
алюминиевых сплавов порядка 130 МПа/кг, стали - 77 МПа/кг), но и высокой
коррозионной стойкостью и технологичностью при обработке давлением
(прессовании), возможностью производить профили сложной формы, в том
числе полые, длинномерные. Несмотря на более высокую стоимость
алюминиевых сплавов (120 тыс. руб. \т) по сравнению с низколегированной
сталью (60 тыс. руб./т), производство алюминиевых вагонов за рубежом
продолжает возрастать вследствие их высокой экономичности и
конкурентоспособности по сравнению со стальными вагонами.
Рассчитать экономическую эффективность алюминиевых вагонов
российского производства по сравнению со стальными можно будет только по
результатам поднадзорной эксплуатации опытной партии вагонов.
На первом этапе расчета ТЭО необходимо на основе технической
документации на инновационный вагон, результатов его приемочных
испытаний и данных вагона-аналога, включающих результаты
эксплуатационных испытаний, разработать заключение
о соответствии
заявленного вагона критериям инновационности (Приложение Д СТО РЖД
10.002-2015).
Расчет экономической эффективности инновационных вагонов для
ОАО
«РЖД» проводят при условии положительных результатов
подконтрольной эксплуатации порядка 390 инновационных вагонов (шесть
поездов по 65 вагонов) в течение 3 лет, пробег
250 тыс. км.
(Программа и
методика подконтрольной эксплуатации новых моделей грузовых вагонов и
их составных частей согласовываются ОАО «РЖД»).
9
В настоящее время в России в подконтрольной эксплуатации находятся
20 вагонов-хопперов с кузовом из алюминиевого сплава, модели 19-1244,
максимальный пробег за период с 01.01.2018 по 10.10.2018 составил около 50
тыс. км. Состояние вагонов удовлетворительное.
В связи с изложенным, требование о предоставлении ТЭО является
преждевременными, тормозит процесс разработки ГОСТ Р на алюминиевые
полуфабрикаты для вагонов, а следовательно развитие отрасли
(вагоностроения), наносит ущерб ОАО
«РЖД» и экономике России.
Вынуждает приобретать алюминиевые электропоезда за рубежом по очень
высоким ценам (сравнение цены ЭД4М и
«Сапсан»), тормозит освоение
производства конкурентоспособного подвижного состава отечественной
разработки и изготовления. Замечание ВНИЦТТ отклонено, поскольку
эффективность изготовления вагонов с кузовами из алюминиевых сплавов
является бесспорной, подтверждается мировым опытом. Расчет ТЭО можно
сделать только по конкретному типу вагона, а не по алюминиевым сплавам
вообще.
Цель разработки стандарта ГОСТ Р «Алюминий и алюминиевые сплавы.
Продукция для кузовов вагонов железнодорожного подвижного состава.
Технические условия и сортамент» состоит в том, чтобы обеспечить гарантию
качества при выборе материала
(алюминиевого сплава), качества
изготовления полуфабрикатов (профилей и панелей), отсутствие дефектов
металлургического происхождения, обеспечить требуемый уровень
механических свойств при статическом и циклическом нагружении, качество
изготовления сварных
(экструзионных) и механических соединений
элементов кузова, унифицировать процедуру контроля и отслеживания
качества продукции.
В продолжение первого замечания ВНИЦТТ приводит второе
замечание:
«область применения стандарта затрагивает кузова пассажирского,
грузового и моторвагонного (цельнонесущие) подвижного состава. В разделе
4 приведены примеры эффективности, как в отношении пассажирского
скоростного движения, так и грузового. Однако не учтено, что цели
фактически разные: для пассажирского
- повышение скоростей
осуществления перевозок, для грузового - повышение грузоподъемности, что
требует разного подхода к описанию и заданию требований.
10
Также к грузовому подвижному составу относятся вагоны-цистерны.
В таком случае, стандарт должен распространятся и на листы для
изготовления котлов. В таком случае необходимо ужесточить правила
приемки листов в случае их использования для изготовления котлов
(аналогично требованиям ГОСТ 5520-79).
По тексту стандарта - нет разграничения между требованиями к
пассажирскому и грузовому подвижному составу: фактически, все
требования заданы к грузовому вагону. К пассажирским вагонам в явном виде
требований нет, либо действуют требования, как и к грузовому подвижному
составу. Например, в пункте 3.5: в этом случае не ясно, как применять
стандарт по прочности и динамическим качествам грузовых вагонов к
пассажирскому подвижному составу».
Разработчик: Замечание содержит прописные истины, но не содержит
позитивных предложений. По тексту стандарта даны ссылки на стандарты на
ГОСТ 33211 (для грузовых вагонов), ГОСТ 34093 (для пассажирских вагонов
локомотивной тяги), ГОСТ 33796 (для моторвагонного подвижного состава).
Замечание ВНИЦТТ по п 3.4 ГОСТ Р:
«Проектирование и расчеты
вагонов на устойчивость и прочность производят на основе
3Д
моделирования«» и далее по тексту.
«Данный ГОСТ отражает технические условия и сортамент алюминия
и алюминиевых сплавов. Рекомендации по реализации расчетных схем
вагонов, а также их методов расчета указаны в ГОСТ 33211-2014.
Также следует отметить, что ответственность за проведенные расчеты
лежит на разработчике. Если разработчик может провести расчеты согласно
ГОСТ 33211-2014 с помощью известных формул, то нормативные документы
не вправе ограничивать его. В противном случае разработчиков нормативных
документов можно заподозрить в нарушении антимонопольного
законодательства РФ и в сговоре с разработчиками специализированного ПО.
В область применения стандарта также входят пассажирские вагоны и
моторвагонный ПС. Как применять к ним расчеты по ГОСТ
33211,
распространяющемуся на грузовые вагоны - не ясно».
Разработчик: Алюминиевые вагоны должны быть рассчитаны не только
по критериям прочности, но и по другим критериям, динамическим качествам,
устойчивости в колее. Выбор расчетных схем и методов расчета
ответственность конструкторов. Однако, эти расчеты целесообразно
проводить используя современные методы проектирования AutoCAD,
11
SolidWorks, ANSYS и другие программы. Для прочностных расчетов удобны
программы на основе метода конечных элементов (МКЭ).
Мы приняли это замечание, исключили упоминание о методах САПР.
Однако это не на пользу стандарту.
12
13
Остальные замечания не имеют принципиального характера, с ними
можно согласиться, часть из них учтена в окончательной редакции или
оставлена на усмотрение институтов Росстандарта, вносящих редакционные
правки.
7. Сведения о взаимосвязи проекта стандарта с
межгосударственными и национальными стандартами
Проект стандарта взаимосвязан со следующими нормативными
документами:
ГОСТ
9.510 Единая система защиты от коррозии и старения.
Полуфабрикаты из алюминия и алюминиевых сплавов. Общие требования к
временной противокоррозионной защите, упаковке, транспортированию и
хранению
ГОСТ 1497 Металлы. Методы испытаний на растяжение
ГОСТ 3221 Алюминий первичный. Методы спектрального анализа
ГОСТ 4784 Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки
ГОСТ 7727 Сплавы алюминиевые. Методы спектрального анализа
ГОСТ 11701 Металлы. Методы испытаний на растяжение тонких листов
и лент
ГОСТ
13618 Профили прессованные косоугольные фитингового
уголкового сечения из алюминия, алюминиевых и магниевых сплавов.
Сортамент
ГОСТ 13619 Профили прессованные прямоугольные фасонного зетового
сечения из алюминия, алюминиевых и магниевых сплавов. Сортамент
ГОСТ 13620 Профили прессованные прямоугольные равнополочного
зетового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов. Сортамент
ГОСТ 13621 Профили прессованные прямоугольные равнополочного
двутаврового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов. Сортамент
ГОСТ 13622 Профили прессованные прямоугольные равнополочного
таврового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов. Сортамент
14
ГОСТ 13624 Профили прессованные прямоугольные отбортованного
швеллерного сечения из алюминиевых и магниевых сплавов. Сортамент
ГОСТ 13737 Профили прессованные прямоугольные равнополочного
уголкового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов. Сортамент
ГОСТ 13738 Профили прессованные прямоугольные неравнополочного
уголкового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов. Сортамент
ГОСТ 14019 Материалы металлические. Метод испытания на изгиб
ГОСТ 14806 Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов в
инертных газах. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные
элементы и размеры
ГОСТ 17232 Плиты из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические
условия
ГОСТ 17575 Профили прессованные прямоугольные таврошвеллерного
сечения из алюминиевых и магниевых сплавов. Сортамент
ГОСТ 21631 Листы из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические
условия
ГОСТ 24047 Полуфабрикаты из цветных металлов и их сплавов. Отбор
проб для испытания на растяжение
ГОСТ 24231 Цветные металлы и сплавы. Общие требования к отбору и
подготовке проб для химического анализа
ГОСТ 25086 Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам
анализа
ГОСТ 26877 Металлопродукция. Методы измерения отклонений формы
ГОСТ 29296 Профили прессованные прямоугольные неравнополочного
таврового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов. Сортамент
ГОСТ 29303 Профили прессованные прямоугольные неравнополочного
двутаврового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов. Сортамент
ГОСТ 33211 Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим
качествам
ГОСТ Р 50066 Профили прессованные прямоугольные неравнополочного
швеллерного сечения из алюминиевых и магниевых сплавов. Сортамент
ГОСТ Р
50067
Профили прессованные прямоугольные
неравнополочного зетового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов.
Сортамент
ГОСТ Р 50077 Профили прессованные косоугольные уголкового сечения
из алюминиевых и магниевых сплавов. Сортамент
ГОСТ Р 55182 Вагоны пассажирские локомотивной тяги. Общие
технические требования
ГОСТ Р 55395 Профили прессованные радиусные полосообразного
сечения из алюминиевых сплавов. Сортамент.
15
8.
Предложения по изменению, пересмотру или отмене
нормативных документов, противоречащих требованиям проекта
стандарта
С введением в действие данного стандарта не потребуется отмена,
внесение изменений или пересмотр действующих нормативных документов.
9. Сведения о рассылке стандарта на отзыв
Проект стандарта был разослан в такое то количество организаций
Информация о полученных замечаниях:
Общее количество замечаний: 272, из них принято 135 «. , отклонено
120
принято частично 17
Содержание полученных замечаний и заключение разработчика с
обоснованием причин непринятия замечаний и предложений приведено в
сводке отзывов к проекту стандарта
16