[摘 要]结合四方股份在进行某地铁车辆制动系统调试时出现的黑色粉末堵塞防滑阀问题，通过一系列的实驗对黑色粉末的成分和出现原因进行了分析，试验发现，不锈钢内壁发生了晶间腐蚀，造成黑色粉末的产生，黑色粉末的主要成分主要是不锈钢晶粒和少量的Fe2O3粉末，造成这一结果的主要原因是酸洗不当。后期采用冷轧后光亮退火的工艺代替现有的退火加酸洗工艺。
　　[关键词]地铁车辆；制动系统；不锈钢管；退火；酸洗；腐蚀
　　中图分类号：U270.35 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）41-0281-01
　　中车青岛四方机车车辆股份有限公司（以下简称为“四方股份”）在进行某地铁车辆制动系统调试时，发现气动阀类部件动作不良，有堵塞现象，导致制动系统无法完成正常制动，针对此，四方股份展开了一系列的分析和试验。
　　1故障分析
　　质量工程师对对制动系统进行现车拆解检查，发现防滑阀内有黑色粉末，防滑阀的滤网被堵塞。如图1所示。并且在制动管路中的内壁中也发现了与防滑内相同的黑色粉末，如图2所示。
　　为了寻找黑色粉末的来源，通过对制动系统原理进行分析，一一排除了各部件产生灰尘的可能性，最后，将黑色粉末的来源确定在制动管路内壁上。
　　2 试验分析
　　该制动管路为国内某厂加工的不锈钢管，是一种冷拔冷拉无缝钢管，毛坯件经固溶处理（1050℃水淬），在冷拉制管中，为了软化材料，中间过程管坯有三次退火软化处理（天然气加热，均在大气下进行）。为了除去退火表面形成的表面氧化膜，每次退火后均要及你想念个酸洗，酸洗温度为70℃左右，静态浸泡40分钟后进行两头冲洗。对不该不锈钢管进行取样分析，如图3所示。
　　对不锈钢内内壁进行扫描电镜分析，如图4所示，发现内壁表面有非常严重的晶间腐蚀，腐蚀层厚度约100微米左右，大约有几个晶粒的厚度，最表面的一层，不少晶粒已经腐蚀脱落，成为一些等轴状的形状不规则颗粒；而内部的晶间腐蚀正在向深入发展，形成无数个细小的微裂纹，在应力的作用下，这些微裂纹将迅速扩展，引起管路内壁表面的失效破坏。这一结果清楚的显示了不锈钢内壁黑色粉末的主要来源，即表面晶粒腐蚀脱落，而造成这一现象的原因是不锈钢管酸洗过程中的过腐蚀。
　　为了验证这一结论，又对黑色粉末进行取样，进行了扫描电镜试验、XRD试验和电子探针试验。如图5和图6所示。从扫描电镜和XRD的共同试验结果可以发现：照片中亮白色颗粒为不锈钢晶粒，灰色的则为表面已氧化的颗粒，可见，黑色粉末中除了基体相γ-Fe外，主要的氧化物为Fe2O3。由此得出，黑色粉末的主要成分为一些不锈钢晶粒（其中部分表面发生氧化），以及少量的Fe2O3。这也验证了前面试验中得到的结论：黑色粉末形成的主要原因是由于不锈钢管酸洗过程中的过腐蚀导致表面产生晶粒腐蚀脱落。
　　3 分析与结论
　　通过试验发现，因酸洗清洗不当导致不锈钢管内壁发生晶间腐蚀，产生的黑色粉末主要成分为不锈钢晶粒（其中部分表面发生氧化），以及少量的Fe2O3，正是这些黑色粉末在地铁车辆制动系统调试时堵塞了防滑阀，导致制动试验无法正常完成。
　　何德孚等[1]通过对不锈钢管路进行试验发现，局部污损是造成不锈钢腐蚀的基本诱因，合理地除氧化皮酸洗或其他表面除污钝化处理是必须的，但酸洗过程中必须严格控制浸泡时间，酸洗时间过长容易导致霜冻状毛面，甚至出现孔蚀现象；不锈钢管表面刷漆并不是有效的防腐方式，相反有可能会加速不锈钢管的局部腐蚀。
　　可见造成不锈钢腐蚀的原因是多方面的，局部污损、酸洗浸泡时间、酸洗液配方不当、酸洗温度不合适、酸洗后管内壁挂灰度冲刷不力等都是管路内壁产生腐蚀的原因。
　　4展望与实施
　　根据上述分析，结合现有地铁车型，四方股份地铁车辆的制动管路已全面采用冷轧退火工艺的光亮不锈钢管代替了现有的退火加酸洗工艺的传统不锈钢管（06Cr19Ni10），彻底消除了酸洗不当引起的各种问题；同时在不锈钢管采采购中，提高了不锈钢管内壁的质量标准，避免了类似问题的再次发生。
　　参考文献
　　[1]何德孚，王晶滢；不锈钢管制造及使用过程中的酸洗和钝化；应用与开发；2012年，第35卷，第5期
　　作者简介
　　刘承勃（1986-），男，硕士，工程师，中车青岛四方机车车辆股份有限公司，技术工程部