案例研究一:瑞士Tango輕軌
從2008年12月開始,Tango(探戈)一詞出現(xiàn)在瑞士巴塞爾街頭,它不是指跳舞的熱潮,而是巴塞爾新輕軌的名字。瑞士制造商選擇EN 1.4589級不銹鋼作為Tango的車身。這種不銹鋼含15%的鉻、2%的鎳、1%的鉬和1%的鈦,對于巴塞爾要求苛刻的鐵路網(wǎng)絡(luò)而言,是一種理想的方案。“我們非常明智地選擇不銹鋼,因為在軌道車輛制造中,這種材料已經(jīng)完全確立了自己的地位。巴塞爾的軌道環(huán)境是坡度很大、彎道很急,因此對施工和材料提出了很高的要求。在這里運行良好的市內(nèi)輕軌在世界上的任何地方都會運行良好。”斯塔德勒質(zhì)量管理部的于爾根·魯斯說,該公司將在未來幾年為巴塞爾市內(nèi)交通管理局和巴塞爾區(qū)域運輸股份公司建造總共60輛新的Tango車輛。
“每一輛Tango都要噴上漂亮的、代表各個客運公司標志的油漆。”魯斯解釋說,“重要的是,車身材料需有良好的油漆附著力。”為了滿足這一要求,在噴漆之前整個車身都要噴砂。
2009年夏天,隨著首批4輛軌道車輛上軌運行,項目試驗階段結(jié)束。“截至目前,一切進展順利,不管是所用的材料,還是Tango整車。”魯斯說,“一旦試運行結(jié)束,我們預(yù)計今后會有更多客戶。”
案例研究二:德國漢堡的下一代地鐵
德國漢堡地鐵系統(tǒng)的下一代列車將全部采用不銹鋼設(shè)計。鐵路網(wǎng)絡(luò)運營商漢堡高架鐵路股份公司已經(jīng)定購了27輛DT-5型車輛,交貨期限從2009年~2013年。公司還有另外再購買40輛的計劃。
漢堡高架鐵路股份公司的新DT-5型列車將替代現(xiàn)在的DT-3型。DT-3型列車早在20世紀60年代中期就已投入使用,就像它的前輩DT-2一樣,DT-3也在制造中使用了不銹鋼。負責(zé)漢堡高架鐵路股份公司車隊維護的約爾格·彼得森說:“我們高興地看到,選用不銹鋼,一方面能利用我們長期積累的有益經(jīng)驗,另一方面又能達到面向未來提高客戶滿意度的目的。”
2008年7月向公眾展示這種新型號的模型時,漢堡高架鐵路股份公司就特別強調(diào),合理的材料選擇是實現(xiàn)可持續(xù)公共交通的一個關(guān)鍵要素。整車設(shè)計包括幾乎95%的可回收材料,能夠節(jié)約資源。
彼得森表示:“我們軌道車輛的設(shè)計使用壽命是45年。因此,耐用性和易維護性是壽命周期成本的兩個關(guān)鍵因素。”
漢堡距離易北河入海口50公里,是德國的最大港口。空氣中較高的氯化物含量和船只排放的二氧化硫以及其他腐蝕性廢氣,促使?jié)h堡高架鐵路股份公司選用經(jīng)過檢驗的奧氏體鉻鎳不銹鋼,用作大面積的表面不噴漆的軌道車輛的車身。彼得森說:“不銹鋼外表面易于清洗,使昂貴的噴漆作業(yè)變得多余。”
案例研究三:在西班牙制造含不銹鋼的電車
福斯羅集團西班牙公司已經(jīng)設(shè)計了第一輛將在西班牙制造的列車-電車。這種新交通模式快速、高效、污染更小。這種車輛既滿足了列車乘客的要求,又滿足了電車乘客的要求。這種列車-電車的最初設(shè)計理念就考慮使用新材料,如現(xiàn)代不銹鋼。
由于不銹鋼適用于該項目的各種不同部件,尤其是內(nèi)部和結(jié)構(gòu)部件,因此它已經(jīng)用在部件的生產(chǎn)加工中。福斯羅集團材料工程師決定選用不銹鋼的主要原因之一是其強大的耐磨性和抗撕裂能力,并且不會喪失其耐用性或?qū)徝牢Α?br />
為實現(xiàn)安全和低能耗目標,重要的是確定最佳材料配合比。選材用料必須盡可能又薄又輕,并同時確保它們滿足使用功能。由于內(nèi)在強度較高,不銹鋼可以比其他材料更薄、更輕,并同時保留其功能的完整性。
車輛的大部分外部部件都使用不銹鋼,既有鐵素體不銹鋼(如EN 1.4003),也有奧氏體不銹鋼(如EN 1.4301,即AISI 304)。福斯羅集團西班牙公司還將不銹鋼用于內(nèi)部設(shè)施中的許多部件,帶來了設(shè)計的現(xiàn)代性。
案例研究四:使用了50多年不銹鋼的日本列車
東京東急車輛制造株式會社是日本第一家用不銹鋼制造產(chǎn)品的軌道車輛制造商,并且促進了這類不銹鋼的使用。1958年,日本首次用不銹鋼生產(chǎn)軌道車輛,當(dāng)時使用的是SUS304型不銹鋼。最開始,不銹鋼只用于制造一些早期型號的外殼,到1962年才生產(chǎn)了全不銹鋼軌道車輛。除了SUS304型不銹鋼外,還使用了高拉伸強度的SUS301型不銹鋼。
在今天的東急車輛制造株式會社,不銹鋼和鋁是使用最多的兩種材料,很少使用碳鋼。東急一年大約生產(chǎn)300輛~400輛軌道車輛,其中90%用不銹鋼,余下的10%用鋁。據(jù)估計,日本每年大約生產(chǎn)1000輛~1200輛不銹鋼軌道車輛。
20世紀80年代之前,由于較低的初始成本,碳鋼一直是軌道車輛的熱門選擇。不過,額外的制造工序,如涂覆和形狀校正,增加了初始成本和維修維護費用。自第一種不銹鋼型號在20世紀50年代投入使用以來,建造不銹鋼軌道車輛的成本已經(jīng)大大降低。隨著機器人技術(shù)和自動化流程的更廣泛使用,不銹鋼軌道車輛的價格通常會比其他同類碳鋼產(chǎn)品更低。