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軌道交通安全參考
新加坡東西線列車脫軌事故技術調查報告解析
事故概述
2024年9月25日早高峰時段,新加坡地鐵東西線(EWL)第一代車齡已經三十余年的一列川崎重工(KHI)制造列車在運營中發生軸箱軸承失效,導致第三節車廂前轉向架車輪脫軌。事故造成杜弗站至烏魯班丹車廠(車輛段)區段軌道嚴重損毀,服務中斷6日,直至10月1日全線恢復運營。
陸路交通管理局(LTA)聯合專家咨詢小組(EAP)及第三方檢測機構SGS展開技術調查,確認事故直接原因為軸箱潤滑脂劣化引發軸承過熱失效。
失效機理分析
?潤滑脂劣化:涉事軸箱內潤滑脂完全燒蝕,軸承摩擦加劇產生異常高溫(HABDS記錄事發當日7:23溫度達118°C)。
?人字形彈簧崩解:高溫引燃彈簧橡膠層,金屬夾層斷裂脫落,喪失對軸箱的定位作用。
?軸箱位移脫軌:失去彈簧支撐后,軸箱在杜弗站附近脫落,導致輪對脫離運行軌。
因燒蝕部件無法復原,調查組未能確定潤滑脂劣化的根本誘因(如化學降解或污染),但對比同列車其他軸箱的潤滑脂樣本均顯示老化跡象。
維保體系缺陷
涉事列車自2018年大修后已運行69萬公里,遠超原定50萬公里標準。SMRT基于車隊可靠性分析,于2022年8月及2024年8月兩次單方面延長大修間隔至75萬公里,未針對軸箱系統開展專項風險評估。
按計劃,該列車本應于2023年12月啟動安全關鍵部件模塊化大修,但截至事發時仍未執行。
最近一次3周檢(2024年9月10日)及半年檢(2024年7月15日)中,目視檢查未發現軸箱異常,溫度貼片亦無變色記錄。
現有檢測手段(目視+貼片)難以識別潤滑脂內部劣化,需依賴定期開箱檢修。
改進措施
SMRT于2024年10月前完成所有超50萬公里未大修KHI列車的軸箱專項檢修,并限制故障列車回廠速度至35km/h以降低軌旁設備二次損傷風險。
部署數據分析平臺實時追蹤軸箱溫度趨勢,優化HABDS報警響應流程。
新加坡陸路交通局LTA強化對運營商維保計劃變更的審批監管,要求關鍵部件延期維護必須提交工程風險評估報告。
長期規劃
通過增派資源加速Movia列車交付,確保KHI列車于2025年Q3前全數退役。
由LTA、SMRT及全國交通工友聯合會成立軌道安全工作組,引入廣州、臺北地鐵經驗,優化全生命周期資產管理體系。
啟示與建議
潤滑管理標準化:針對老齡列車,建議采用高性能合成潤滑脂并縮短更換周期,輔以油液光譜分析技術監控劣化程度。
冗余設計強化:研究在軸箱總成中增設溫度傳感器,與HABDS形成雙重監控網絡。
行業協同:推動建立跨國地鐵設備故障數據庫,共享軸承、齒輪箱等關鍵部件的失效案例及應對策略。
調查報告原文翻譯整理版
2024年9月25日東西線(EWL)列車脫軌事故調查報告
調查結果摘要
2024年9月25日東西線(EWL)服務中斷事故的直接原因為涉事列車(以下簡稱“事故列車”)的軸箱內軸承失效。軸承故障導致列車運行中產生極端高溫,引燃并燒蝕了軸箱附著的橡膠層人字形彈簧(chevron spring,也稱V形彈簧),事故當日早晨這些彈簧陸續脫落。
失去人字形彈簧支撐后,在乘客已全部下車的空載回庫(烏魯班丹車輛段)途中,軸箱于杜佛站附近脫落,導致第三節車廂的前轉向架車輪脫離運行軌。得益于軌道旁設置的護軌安全裝置,列車未發生傾覆。
事故列車在回庫過程中對運行軌、供電軌(第三軌)及其他軌旁設備造成嚴重損毀。經六天搶修,波那維斯達站至裕廊東站區間恢復運營。
陸路交通管理局(LTA)在調查中獲專家顧問團(EAP)及SGS檢測公司獨立調查分析支持。EAP與SGS認為軸承潤滑脂劣化是導致軸箱軸承失效的主因。
事故調查
1. 本結論基于對損毀部件的分析、軸箱狀態數據及事故列車維修記錄的全面核查。
涉事部件說明
2. 川崎重工(KHI)列車采用6節編組,每節車廂配備2個轉向架,每個轉向架含4組車輪。每個車輪均連接軸箱總成(參見圖1)。
圖1:列車轉向架示意圖
3. 軸箱總成實現輪對旋轉功能并承擔車體載荷,由軸箱和兩組人字形彈簧構成。軸箱內部含潤滑軸承,確保輪對平穩運轉;人字形彈簧(金屬板與橡膠層交替結構)連接軸箱與轉向架構架,起減震緩沖作用(參見圖2)。
部件檢測分析
4. 在裕廊東站東行線及女皇鎮站折返區(事故列車回庫必經路段)發現人字形彈簧殘骸。脫落軸箱及附著彈簧破損件于杜佛站西行線尋獲,與事故列車其他軸箱的潤滑脂及軸承樣本一并送檢(參見圖3)。
圖3:回收的軸箱及人字形彈簧
5. 損毀軸箱及軸承已無法檢測,潤滑脂完全碳化,彈簧殘骸亦喪失檢測條件,故無法確定根本原因。
6. 對事故列車其他部位同類部件的檢測顯示:人字形彈簧無需更換或校正,但其他軸箱潤滑脂存在劣化現象。劣化潤滑脂會加速軸承磨損,最終引發過熱失效。
7. 部件散落位置佐證上述結論:沿列車行進軌跡發現的橡膠燃燒殘留及彈簧碎片表明,軸承過熱引燃人字形彈簧橡膠層,導致其逐步脫落,最終引發杜佛站附近的軸箱脫落。
軸箱溫度數據
8. 該過程與車輛軸溫探測系統(HABDS)數據吻合。HABDS為SMRT自主增設的軌旁監測系統(非LTA強制要求),通過檢測過車軸箱溫度預警潛在故障。
9. 2024年9月25日7:23,HABDS記錄到事故列車首班西行時涉事軸箱溫度達118°C(正常閾值≤65°C)。因系統故障未能即時識別列車編號導致處置延誤。追溯數據顯示:事故前幾日該軸箱溫度雖略高于同車其他軸箱,但未超閾值故未觸發預警。
事故處置評估
10. LTA認定SMRT人員按既有SOP(標準作業流程)合理響應:通過監控回溯確認裕廊東站至金文泰站區間列車存在焦糊味,金文泰站的站務員核實車廂冒煙后,按規程令列車清客退出服務。
11. 因站臺及高架區間檢修空間不足,且帶電作業需全線停電影響其他列車,SMRT標準流程要求故障列車限速回庫檢修(本案為烏魯班丹車輛段)。
維修制度評估
12. 事故列車屬KHI車型,正按R151合同逐步更換為Movia列車。原定2024年3月完成66列交付(首批2021年10月),因疫情延誤至2023年5月,剩余40列延至2026年2月。期間SMRT仍需對在役KHI列車執行預防性維修(PM)及大修。
(一) 預防性維修
13. LTA核查記錄顯示:SMRT按3周/6月周期對KHI列車軸箱及人字形彈簧執行PM,包括目視檢查及溫度貼片(超溫變黑)查驗。最近兩次PM分別為2024年9月10日(3周檢)和7月15日(6月檢),未發現異常。
(二) 大修
14. KHI列車軸箱總成大修周期為50萬公里,需解體清潔并更換劣化部件。事故列車上次大修為2018年7月。2023年12月,SMRT啟動38列KHI列車安全部件模塊化大修,截至事故時已完成18列,事故列車未在其中。
15. SMRT曾兩次依據內部程序延長該車大修間隔至57.5萬公里(2022年8月)和75萬公里(2024年8月)。LTA雖知悉該程序但無報備要求。SMRT基于車隊可靠性分析決策,未專門評估延期的工程風險。事故時該車已運行69萬公里。若及時大修,可提前更換劣化潤滑脂。
運營恢復評估
16. SMRT初期處置混亂,但后續通過啟動公交接駁、分段恢復運營(裕廊東-波那維斯達區間停運,文禮-裕廊東及女皇鎮-波那維斯達區間維持小交路)有效控制影響。經晝夜搶修,2024年10月1日全線恢復正常。
整改措施
(一) KHI列車安全運營
17. 事故后所有超50萬公里未大修KHI列車停運檢修,2024年10月完成軸箱專項大修。
(二) 強化操作規程
18. SMRT與LTA協作建立軸箱溫度數據分析預警機制,修復HABDS系統缺陷,優化高溫報警SOP。同類故障回庫速度限速至35公里/小時以降低軌旁設備損毀風險。
(三) 完善工程風險評估
19. SMRT全面修訂維保計劃變更審批流程,重點強化工程原理與風險評估框架。
20. LTA作為資產方加強監管:建立關鍵部件維保延期追蹤機制,引入第三方顧問優化運維策略。SMRT、LTA與全國交通工友聯合會成立“軌道安全可靠性工作組”,借鑒廣州、臺北地鐵經驗,全鏈條提升生命周期管理、設備更新及維保標準。
素材來源:綜合自LTA公開資料,末尾長圖from straitstimes
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