客运机车燃料箱完整性研究

摘要:为解决和改善安全法规和标准问题,美国联邦铁路管理局(FRA)资助了有关安全问题的研究。本文着重研究了客运机车燃料箱完整性评估的最新研究成果。燃料箱完整性标准规定了防止燃料箱受到冲击的最低防护等级,以避免其可能击穿并导致柴油泄漏。在美国发生的众多事故中,包括 2010 年在北卡罗莱纳州的梅宾(Mebane)、2012 年在俄克拉荷马州的古德维威尔(Goodwell)、2014 年在阿肯色州的霍克西(Hoxie)、2010 年在马萨诸塞州的康科德(Concord)表明,在列车碰撞和脱轨过程中油箱破裂,如果外泄燃料被点燃,则可能会给乘客及乘务人员带来风险。火灾发生会阻碍乘客和乘务人员在客运列车上的紧急疏散,还可能因暴露在火灾中,造成人员伤亡。

现有的或规划新建通勤铁路线。这一趋势为替代传统机车创造了一个可填补空缺的市场——在短途线上使用的自推进式车辆逐渐增多。这些备用车辆在日常运行中更容易重新配置列车长度,因为每辆列车车厢都可以用来运行整个列车。内燃动车组(DMUs)是一种常见的自推进车辆,其中每辆轨道车均有自己的电源,车身配有柴油箱。与传统车头带动的列车相比,内燃动车组的乘客与油箱的距离更近,从而增加了油箱被击穿后起火的风险。

《美国联邦法规》(CFR)要求,Tier I(以每小时 125 英里或更低的速度运行)机车油箱的最低结构性能要足以承受一组规定的静态载荷。目前,这些要求适用于所有定义为机车的设备。在美国有一套同时适用于客运和货运机车的油箱标准,其中包括内燃动车组等替代车辆。因此,美国联邦铁路管理局研发办公室正在对机车油箱的耐撞性进行研究,以确定现有的常规油箱法规在多大程度上适用于替代油箱。目前研究旨在增进对动态冲击条件下油箱冲击响应的了解,并提出内燃动车组达到最低安全水平的策略。分析和初步试验包括油箱全尺寸动态冲击试验正在进行中。本文记录了从试验结果得出的初步调查结果,描述了下一步的试验计划,并探讨了内燃动车组油箱标准的发展。

到目前为止,对一组常规机车油箱在动态载荷条件下测量油箱变形进行了初步冲击试验。研究还计划对另一种客运机车(DMU)油箱进行一组补充的冲击试验。本文介绍了对三种已退役的 EMD F—40 机车油箱进行的首次钝器撞击试验结果。试验强调了现有设计对动态撞击的响应,并有助于确定影响穿透阻力的关键设计特征,如尺寸、形状、挡板配置、加劲杆位置、材料属性等。试验还为油箱的进一步试验提出了一种可重复的方法。

关键词:机车油箱、抗击穿性、全尺寸试验、内燃动车组

作者: Karina Jacobsen 和 Michael Carolan,美国交通部一Volpe中心,美国马萨诸塞州坎布里奇市;Melissa Shurland,美国交通部联邦公路管理局,美国华盛顿

国际车辆火灾技术文献摘要汇编(2010—2016),6.2.2