隨著全球公共交通需求的急速增長,各鐵路公司開始尋找新的解決方案來解決日益嚴峻的難題,即如何實現比以往更快的客運。取代舊式基礎設施并建設新式高速鐵路是一種能滿足日益增長需求的解決方案。另外,降低運營成本和能耗、提高乘客安全、改善交通工具外觀并提高乘坐舒適度,現已成為標準要求,它可以扭轉公共交通擁擠不堪的不良形象。各鐵路公司開始考慮在列車結構中采用含鎳不銹鋼來應對這些難題。
1 瑞典X2000列車
20世紀80年代末,瑞典SJ國家鐵路公司訂購高速列車時提出的需求是一種能保證長期安全、舒適和經濟的解決方案,而且維護費用較低、使用壽命較長。為此,通過冷加工提高強度的304 型含鎳不銹鋼(UNS S30400,一種奧氏體合金)成為X2000快速列車堅固車架的最佳選擇。
X2000列車由ABB集團生產,于1990年到1998年間投入使用。列車車架的首選材料是奧托昆普公司生產的不銹鋼。X2000列車采用特殊設計,包括傾擺系統和徑向轉向架,可以在彎曲軌道上達到每小時org200公里的高速,同時不影響乘客的舒適和安全。這款車架具有很高的抗彎剛度,可以減小振動并提高乘坐舒適度。另外,304型不銹鋼還具有優良的耐碰撞沖擊性,從而提高了乘客的安全性。列車主要在斯德哥爾摩、哥本哈根和哥德堡等大城市之間運營。
ABB集團經過詳盡的壽命周期分析,決定采用不銹鋼作為車架材料,通過計算發現,從長期來看,不銹鋼比鋁鋼或碳鋼更輕盈、更安全、更經濟。例如,每輛列車在30年內可以節省約10萬瑞典克郎的維護費用;與碳鋼相比,每輛列車重量減輕20%左右。車身更輕盈意味著驅動列車所需的能量較少,從而實現了顯著的節能:每輛列車30年可以節省約800000千瓦時的能耗。
經過二十年的運營,這些列車正在進行全面的技術和內部升級。但原始不銹鋼車架完好如新,預計還能使用二十年。通過X2000升級項目,整個車隊有望在2018年前恢復運營,而且可靠性和舒適度更勝從前。這個應用突顯了選擇材 料時從壽命周期角度進行考量的重要性,同時考察成本和環境影響并選擇適當等級的不銹鋼是一種行之有效的辦法。
2 印度的高速列車LHB車廂
印度鐵路公司是世界上最大的單一所有權鐵路網絡,維系著整個國家的命脈,每年貨運量超過10億噸,每日客運量超過2300萬人次。該公司擁有約250000個貨運車廂和近70000個客運車廂。隨著印度經濟的增長,印度鐵路公司面臨著一個艱巨的任務,即在線路和樞紐容量有限的情況下,滿足日益增長的運輸需求。雖然正著手實施相關計劃,引入高速列車,緩解現有網絡的堵塞狀況,但客運車廂箱體的設計和材料選擇中,仍以乘客安全作為首要考慮因素。在這樣龐大的鐵路網絡中,過去幾十年發生了多起致命事故,因此呼吁改善結構設計,采用優良材料制成“防撞”客運車廂,而且每次發生重大事故時,此類討論都會愈加激烈。
理想情況下,車輛發生碰撞時,應當通過座椅安全帶,將乘客束縛在剛性的安全結構中,以免受到嚴重傷害。當今的汽車都采用了這種設計。乘客艙是一個安全的剛性隔室,而且車輛前后都有可內陷吸收沖擊能量的潰縮區。印度鐵路公司深知含鎳不銹鋼對于改善客運車廂結構和提高乘客安全的重要性,于2001年從德國引進了LHB(Linke Hofmann Busch)客運車廂。
LHB設計中將奧氏體不銹鋼用于腐蝕概率較高的頂蓋和槽形鋪面
據悉,不銹鋼制成的LHB客運車廂具有更多的內置安全特征,因為它們能更有效地吸收脫軌的震動和沖擊,而且在列車脫軌時不容易傾覆,從而減少了事故中的傷亡人數。304型(UNS S3040)不銹鋼用于腐蝕概率較高的頂蓋和槽形鋪面。316L型(UNS S3160)不銹鋼是水箱和生物降解型衛生間容器的首選材料。每個客運車廂約使用10-11噸不銹鋼,其中40%為奧氏體不銹鋼。
2016年,印度鐵路公司計劃在印度投放4000個LHB客運車廂,隨后在印度鐵路大會上宣布,到2018年完全改用LHB客運車廂的宏大計劃。印度鐵路公司決定加快用含鎳不銹鋼客運車廂完全取代鋼制客運車廂的進程,以保障乘客安全,這無疑會極大地推動含鎳不銹鋼在印度的使用。
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