Q∕CR 688-2019 电力机车、电动车组用复合式散热器

1、Q/CR 688-2019ICS 45.060.10Q/CR中国铁路总公司企业标准Q/CR 6882019电力机车、电动车组用复合式散热器Composite radiator for electric locomotive and EMU2019-09-30 实施2019-06-03 发布中圈铁路总公司发布目 次bw ini細i2规范性引用文件13术语和定义24使用环境条件25构成和技术要求 26 检验方法47 检验规则88 标志、包装、运输和储存 9附录A（规范性附录）不同海拔下冷却能力折算方法10Q/CR 688-2019本标准按照GB/T 1. 12009给出的规则起草。本标准由中国铁道

2、科学研究院集团有限公司机车车辆研究所归口。本标准起草单位：中车大连机车研究所有限公司、中车大连机车车辆有限公司、中车大同电力机车 有限公司、中车株洲电力机车有限公司、中车唐山机车车辆有限公司、中车长春轨道客车股份有限公 司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司。本标准主要起草人:刘俊杰、孔丽君、周美旺、邓纪辰、朱茂华、刘银涛、裴春兴、曹先伟、髙洪镇。 本标准版权归中国铁路总公司所有，任何单位和个人未经许可不得复制及转让。库七七 标准下载Q/CR 688-2019No. 0001电力机车、电动车组用复合式散热器1范围本标准规定了电力机车、电动车组用复合式散热器的术语和定义，使用环境条件，构成和技术要

3、 求，检验方法，检验规则，标志、包装、运输和储存。本标准适用于电力机车、电动车组用复合式散热器，其他装备用复合式散热器可参照执行。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 191 包装储运图示标志(GB/T 1912008,ISO 780： 1997 ,MOD)GB/T 2423. 12008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温(IEC 60068-21 ：2007,IDT)GB/T 2423. 172008 电工电子产品环境试验 第

4、2部分:试验方法 试验Ka:盐雾(IEC 600682-11 ：1981 ,IDT)GB 28942008安全标志及其使用导则GB/T 3190 变形铝及铝合金化学成分(GB/T 31902008 ,ISO 209 ：2007 , MOD)GB/T 3198 铝及铝合金箔(GB/T 31982010,EN 546 ： 1997 ,NEQ)GB/T 3880. 1 一般工业用铝及铝合金板、带材 第1部分:一般要求GB/T 3880. 2 般工业用铝及铝合金板、带材 第2部分：力学性能GB/T 3880. 3 一般工业用铝及铝合金板、带材 第3部分：尺寸偏差GB/T 4436铝及铝合金管材外形尺寸

5、及允许偏差GB/T 4437. 1铝及铝合金热挤压管 第1部分:无缝圆管GB/T 5226. 12008 机械电气安全 机械电气设备 第1部分：通用技术条件(IEC 60204-1:2005, IDT)GB/T 6892 般工业用铝及铝合金挤压型材GB/T 92861998 色漆和清漆 漆膜的划格试验(eqv ISO 2409： 1992)GB/T 97542007色漆和清漆 不含金属颜料的色漆漆膜的20°、60°和85°镜面光泽的测定 (ISO 2813： 1994,IDT)GB/T 101252012人造气氛腐蚀试验盐雾试验GB/T 10858 铝及铝合金焊丝

6、(GB/T 108582008 .ISO 18273 ：2004 ,MOD)GB/T 13306 标牌GB/T 13384机电产品包装通用技术条件GB/T 13452.22008 色漆和清漆 漆膜厚度的测定(ISO 2808 ： 2007 , IDT)GB/T 215622008轨道交通可靠性、可用性、可维修性和安全性规范及示例(IEC 62278：2002, IDT)GB/T 215632018 轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验(IEC 61373 :2010，MOD) GB/T 25331电力机车、电力动车组主变流器用水散热器1TB/T 3138-2018机车车辆用材料阻燃技术要求YS/

7、T 69-2012钎焊用铝及铝合金复合板Q/CR 313电力机车主变压器用油冷却器EN 15085-2：2007铁路应用轨道车辆及其零部件的焊接第2部分:焊接制造商的质量要求及 认证（Railway ApplicationsWelding of Railway Vehicles and ComponentsPart 2 : Quality Requirements and Certification of Welding Manufacturer）3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1复合式散热器 composite radiator一种可利用空气同时对变流器冷却液和变压器冷却油进行

8、冷却的散热器。3.2堵塞率 surface blocking rate复合式散热器空气侧进口被外来物质堵塞的面积占复合式散热器空气侧进口总面积的百分比。3. 3冷却裕量 safety reserve冷却（面积）裕量 safety （ surface） reserve额定工况下，复合式散热器散热量与要求的散热量相等时的堵塞率。4使用环境条件4. 1 总则本标准规定通用使用环境条件，对于特殊用途下复合式散热器的使用环境条件，按供需双方的 约定。4. 2环境条件在下列使用环境条件下，复合式散热器应能正常工作：a）海拔：电力机车小于或等于2 500 m;电动车组小于或等于1 500 m。b）使用环境温

9、度：-40 +40。c）相对湿度：最湿月月平均最大相对湿度不大于95%（该月月平均最低温度为+ 25 t）。d）有风、沙、雨、雪天气，偶有盐雾、酸雨、沙尘暴等现象；特殊使用环境：长期持续盐雾现象。当电力机车在海拔高于1 400 m、电动车组在海拔髙于1 500 m使用时，应考虑海拔和周围环境温 度的影响。5构成和技术要求5. 1构成复合式散热器通常包括如下主要部件：进风腔道、复合式散热芯体、出风腔道、进出水管、进出水 腔、进出油管、进出油腔等。可按技术文件的规定增减复合式散热器所含部件。5.2技术要求5. 2. 1 材料5. 2. 1. 1复合式散热器所用各种材料的材质（化学成分和力学性能）和

10、规格，应符合图样、技术文 件和相关标准的规定。其中铝及铝合金的化学成分应符合GB/T 3190的规定，铝及铝合金板、带材 应符合GB/T 3880. 1、GB/T 3880. 2.GB/T 3880. 3的规定，铝及铝合金管材和型材应符合GB/T 4436、 GB/T 4437. 1 .GB/T 6892的规定，铝及铝合金箔应符合GB/T 3198的规定，铝及铝合金焊丝应符合2GB/T 10858的规定，钎焊用铝合金板应符合YS/T 692012的规定。5. 2. 1. 2复合式散热器所用材料应有生产厂提供的检验报告、合格证等相关证明文件。5. 2. 1. 3复合式散热器内腔与冷却液接触的部件

11、宜使用铝及铝合金或不锈钢。5. 2. 1.4在满足复合式散热器性能、可靠性和使用要求的情况下，可采用其他新材料。5. 2.1.5 复合式散热器非金属件所用材料应阻燃、无卤、耐油、抗老化。防火安全应满足TB/T31382018 的要求。5. 2.2 接地复合式散热器上应按供需双方的约定设置保护性接地端子连接用安装座或安装板。5. 2.3可追溯性复合式散热器关键零部件应具有可追溯性。5. 2.4 可靠性、可用性、可维护性、安全性(RAMS)应按GB/T 21562-2008的规定对复合式散热器进行可靠性、可用性、可维护性、安全性分析，复合 式散热器RAMS性能应满足供需双方的约定。5. 2. 5

12、焊接复合式散热器的焊接企业应通过EN 15085-2:2007规定的CL1级的认证。复合式散热器焊缝应根据焊缝质量等级要求进行对应的无损检测，对于关键焊缝可增加其他无损 检测方法，具体方法由供需双方共同约定。5. 2.6 紧固件复合式散热器上M8及以上的紧固件应按技术文件或图样规定的扭矩拧紧并做防松标识。 5.2.7涂装复合式散热器涂装颜色、光泽度、漆层厚度、附着力应满足产品图样和技术文件的要求。5. 2. 8 标志复合式散热器防烫标志应满足GB/T 2894-2008的规定，接地标志应满足GB/T 5226. 12008的 规定。5. 2. 9 外观复合式散热器外观应满足图样和技术文件的要求

13、，各零部件不应有物理损伤，所有部件组装应 正确。5. 2. 10 接口复合式散热器机械接口、外形尺寸应满足图样和技术文件的要求。5. 2. 11 重量复合式散热器重量极限偏差为±3%。特殊情况按供需双方约定。5. 2. 12 密封性复合式散热器水腔、油腔应具有良好的密封性。水腔、油腔密封性试验压力不应小于最高工作压 力的1.5倍。密封性试验过程中，各组成部件及所有连接处不应出现渗漏。密封性试验后，不应出现 永久性变形和裂纹等损伤。5. 2. 13 内腔污染复合式散热器内腔应清洁、干燥，内腔杂质颗粒直径不应大于100 jxm。复合式散热器上所有与外界相通的孔均应采取防止异物进人的措施。

14、5. 2. 14 冷却能力和空气压力损失复合式散热器冷却能力、空气压力损失应满足供需双方的约定，额定工况下，冷却(面积)裕量不应 低于15%。5. 2. 15液体压力损失复合式散热器进出口液体压力损失应满足供需双方的约定。35. 2. 16 耐冲击和振动能力复合式散热器耐冲击和振动能力应符合GB/T 215632018规定的要求。在经受GB/T 21563 2018规定的冲击和振动试验后，复合式散热器外观应完好，紧固件应无松动现象，水腔、油腔应无泄漏， 密封性应满足5. 2. 12的要求。5. 2. 17耐盐霉环境能力复合式散热器应能耐受中性盐雾环境，持续时间至少168 h0盐雾试验后，复合式

15、散热器表面不应 有明显的腐蚀痕迹，密封性应满足5. 2. 12的要求。5. 2. 18耐低温环境能力复合式散热器低温（-40弋±3弋）存放16 h，应无故障和损坏。低温存放试验后，复合式散热器 密封性应满足5. 2. 12的要求。5. 2. 19 耐脉冲压力能力复合式散热器耐脉冲压力能力应满足供需双方的约定。供需双方无约定的，脉冲压力试验值宜为 复合式散热器正常运行时的工作压力，脉冲频率宜为15次/min或30次/min，液体温度宜为复合式散 热器内液体平均工作温度，脉冲总次数宜为1 xlO5次。在经受脉冲压力试验后，复合式散热器外观应 完好，紧固件应无松动现象，水腔、油腔应无泄漏，

16、密封性应满足5. 2. 12的要求。5. 2. 20 耐爆破压力能力复合式散热器应具有足够耐压能力，爆破压力值不应低于最髙工作压力的6倍。5.2.21其他当供需双方对复合式散热器技术要求有特殊约定时，按供需双方的约定。复合式散热器冷却空气 中污脏物颗粒直径应满足供需双方的约定。6检验方法6. 1 涂层检测目视检査复合式散热器涂层颜色；按GB/T 9754-2007的规定检测涂层光泽度；按GB/T 13452. 2-2008的规定检测涂层厚度；按GB/T 9286-1998的规定检测涂层附着力。6. 2 标志检查目视检查复合式散热器接地、防烫等标志。6.3外观检查目视检査复合式散热器是否有物理损

17、伤，所有部件电气和机械组装是否正确。6. 4接口检查用测量器具、仪器仪表等测量复合式散热器机械接口尺寸和外形尺寸。6. 5重量检测采用直接称重法测量。6. 6密封性试验复合式散热器水腔密封性试验采用水浸气压方式，按以下方法：a）将复合式散热器水腔与专用测试系统连接；b）把复合式散热器水腔全部浸在水中，按技术文件的规定调整试验压力至规定值，并保持该压 力至少20 min ；c）观察复合式散热器是否有气泡出现；d）记录试验压力、时间和渗漏情况。复合式散热器油腔密封性试验方法与水腔密封性试验方法相同。在满足要求的前提下，复合式散热器水腔、油腔密封性试验可采用其他试验方法。4库七七 标准下载No. 0

18、001Q/CR 688-20196.7内腔污染试验复合式散热器内腔污染试验按以下方法：a）将复合式散热器水腔与带过滤器的专用清洗系统连接，过滤器过滤精度不低于100 pjn。b）清洗复合式散热器水腔。c）清洗结束后，目视检査过滤器，确认过滤器中无污物；用内窥镜检査复合式散热器水腔内部， 确认水腔中无异物。复合式散热器油腔污染试验方法与水腔污染试验方法相同。在满足要求的前提下，可采用其他试验方法。6.8冷却能力和液体压力损失试验6.8. 1试验设备及测量仪器复合式散热器冷却能力和液体压力损失试验设备主要由水系统、油系统、空气系统、控制系统和检 测系统等组成。试验仪器仪表精度不应低于GB/T 25

19、331和Q/CR 313中的规定。6. 8.2冷却能力试验冷却能力试验方法如下：a）在试验台上安装复合式散热器，按供需双方的约定堵塞复合式散热器空气进口侧面积。b）启动复合式散热器试验用水系统、油系统、空气系统等。c）调节复合式散热器空气容积流量V.、冷却液流量Vw、进口冷却液温度。，、油流量V。、进口油温 度。和进口空气温度t.,，并使上述参数稳定于规定值。当冷却液流量、进口冷却液温度L、油流量V。、进口油温度匕和进口空气温度匕均稳定后，应同时采集表1所列的各有关参 数。对每一个试验工况点均应重复采集数据三次或以上，以各参数的平均值作为试验结果。 试验工况稳定性应满足如下要求：1）复合式散热

20、器进口空气温度与规定值的允差为±22）复合式散热器进口冷却液温度tKl、进口油温度Q与规定值的允差为±0.23）复合式散热器各测点热平衡误差8的允差为±5%；在保持复合式散热器的冷却液流量K,、进口冷却液温度twl、油流量V。、进口油温度t。,和进口空气 温度于规定值不变的情况下，在规定的空气容积流量匕附近范围内，应选取不少于六个不同的空气 容积流量每两个相邻空气容积流量之间的间隔应均匀。按6. 8. 2c）的要求，对不同的空气容积流 量V,逐一进行试验。注：当受结构限制时（例如复合式散热器管路与试验台通风系统管道干涉时），可采用与复合式散热器产品芯体结 构相同的

21、试验样件进行冷却能力试验。6. 8.3 液体压力损失试验加热液体温度至规定值，在规定的复合式散热器液体流量vw/K附近范围内，应选取不少于六个不 同的液体流量K/v。，每两个相邻液体流量之间的间隔应均匀适中，逐一进行试验。当液体流量vyv0 稳定之后，同时采集复合式散热器进出口的液体压力/和Pw2/Pal,通过计算得到复合式散热器的 液体压力损失APw/APo；或通过采集复合式散热器进出口液体的压力差，直接得到复合式散热器的液体 压力损失Ap,/ApoO如果装车时的复合式散热器进出液体口位置与试验时的复合式散热器进出液体口 位置不同，应对液体压力损失APw/APo进行修正。注：液体压力损失试验

22、时冷却介质按供需双方约定，水腔和油腔可分别进行。6. 8.4 试验数据冷却能力和液体压力损失试验计算方法见表lo根据试验数据及计算结果，绘制Q. =f（V.）、Q。=/（V.） 和 Ap. =/（ V.）、Ap買=/（ Vw）、Ap。=/（ V。）的关系曲线。表1冷却能力和液体压力损失试验计算方法序号参数名称符号单位计算公式1大气压力BPa测量得2大气温度t°C测量得3风洞测量段横截面积fm2给定4复合式散热器气流横截面积Lm2给定5复合式散热器堵塞率给定6水散热器传热面积m2给定7水散热器液流横截面积f.m2给定8油散热器传热面积F.。m2给定9油散热器液流横截面积f.m2给定10

23、水散热器额定进口空气温度X.给定11水散热器额定进口冷却液温度r给定12油散热器额定进口空气温度=«. + ./(Cp.xp.xV./3 600)13油散热器额定进口油温度r给定14水散热器额定散热撤Q.kW给定15复合式散热器进口空气温度X.测置得16复合式散热器出口空气温度r测量得17复合式散热器进、出口空气温差仏.K18复合式散热器进口空气静压Pa测fi得19复合式散热器空气压力损失p.Pa测量得20复合式散热器进口空气密度p.kg/m3p. = (B+A)/287 x (273 +«.,)21空气比定压热容Cp.kJ/(kg K)査表得22复合式散热器进口空气流速m

24、/s测量得23复合式散热器进口空气容积流量V.m3/hV, =3 600 xv, x f24复合式散热器进口空气质流量G.kg/sGa = Vt xPa/3 60025复合式散热器空气质量流速kg/( m2 s)u. = Va xPa/3 600/；26S合式散热器空气总吸热Q.kW= XA x c” x27复合式散热器进口冷却液温度r测量得28复合式散热器出口冷却液温度X.测量得29复合式散热器进、出口冷却液温差KAt. = t,l - 1.230冷却液比定压热容（流ft测fi处）Cp.kJ/(kg K)查表得31冷却液密度（流量测量处）Pwkg/m3査表得32冷却液流量匕m3/h测量得33

25、冷却液流速m/svw = Vw/3 600/7；34冷却液散热量Q,kW= Vw xpw x Cpw x Atw/3 60035复合式散热器进口油温度r测量得表1冷却能力和液体压力损失试验计算方法（续）序号参数名称符号单位计算公式36复合式散热器出口油温度<>2X.測量得37复合式散热器进、出口油温差厶。KAt. = «ol - «<a38油比定压热容（流量测fi处kJ/(kg . K)查表得39油密度（流量测盘处）kg/m3査表得40油流量V.m3/h测量得41油流速vm/sv. = V./3 600/7；42油散热量0。kW0 = xPo x Cpo

26、x At/3 60043水散热器空气出口温度计算值3-1rQ-1 =t.i600 Xp, xCp,)44油散热器空气进口温度计算值3-2X.t.3.2 =<u600 xp。xC”)45水散热器空气出口温度平均值= (tj-i + W246复合式散热器冷却液压力损失P胃Pa测量得47复合式散热器油压力损失厶戶。Pa测贵得48复合式散热器热平衡误差8%s = ioox(l + k.)/(h49水散热器对数平均温差AT,K厶7 = (-) - (w2 -.1) / In (XwI ) / (匕2 )J50油散热器对数平均温差K7*0 = ( fol -_ (Q - Q ) /lnOol - )

27、 J51额定工况下计算冷却液散热量kWK X (<.-<.)/(«.! -«.i)52额定工况下计算油散热量Q.»kWK x (*«-«.)/(<.> -<j)53水散热器传热系数W/(m2 . K)K. =1 000 x(?,j/F.,/A7'.)54油散热器传热系数尺.W/(m2 . K)X. = l 000 x( 9Qj/F/AT.)不同海拔髙度下冷却能力折算方法按附录A表A. 1进行。6. 9冲击和振动试验复合式散热器冲击和振动试验方法应符合GB/T 21563-2018的规定。试验结束后检查复合式

28、散热器外观是否良好，并按6. 6的规定检査复合式散热器的密封性。6. 10盐雾试验复合式散热器盐雾试验应符合GB/T 2423. 172008或GB/T 101252012的规定，试件可采用小 样件。6. 11低温存放试验复合式散热器低温存放试验应符合GB/T 2423. 1-2008的规定，试验方法如下：a）将复合式散热器置于试验箱内，环境温度：-40±3丈，保持时间16 h0b）恢复至常温后检查复合式散热器外观是否良好。c）按6. 6的规定检查复合式散热器的密封性。6. 12脉冲压力试验复合式散热器脉冲压力试验按以下方法：a）将复合式散热器与专用测试系统连接；b）按5. 2. 1

29、9的规定对复合式散热器进行脉冲压力试验；c）试验过程中观察复合式散热器外观变化及是否泄漏，并记录；d）试验结束后检查复合式散热器外观是否良好；e）按6. 6的规定检查复合式散热器的密封性。6. 13爆破压力试验复合式散热器爆破压力试验按以下方法：a）将复合式散热器的油腔或水腔（取两者中密封性试验压力较大者）与专用测试系统连接。b）在试验系统中注满水，逐渐增加系统压力。c）试验过程中观察复合式散热器外观变化、复合式散热器泄漏情况。d）一旦复合式散热器外形发生变化，或复合式散热器发生泄漏，记录相应的压力值。该压力值 即为复合式散热器的爆破压力。7 检验规则7. 1检验分类与检验项目复合式散热器检验

30、分型式检验、出厂检验和研究性试验。复合式散热器检验项目及要求见表20表2检验项目及要求序号检验项目型式检验出厂检验研究性试验技术要求对应条款检验方法对应条款1涂层检测VV5.2.76. 12标志检査VV5.2.86.23外观检查VV5.2.96.34接口检査VV5. 2. 106.45重a检测V5. 2. 116.56密封性试验VV5.2. 126.67内腔污染试验VV5. 2. 136.78冷却能力和液体压力损失试验V一5. 2. 145. 2. 156.89冲击和振动试验V5. 2. 166.910盐雾试验O5. 2. 176. 1011低温存放试验O5. 2. 186. 1112脉冲压力

31、试验O5. 2. 196. 1213爆破压力试验O5. 2. 206. 13标有"0”号的由供需双方协商确定。7. 2 型式检验有下列情况之一时，应进行型式检验：a）新产品定型时；b）当产品性能、结构、生产工艺或材料有重大改变时；c）产品或同类型产品停产2年以上恢复生产或转场生产时;d）连续生产5年或累计生产3 000台时。7.3出厂检验应对每台复合式散热器进行出厂检验，检验合格后方可出厂。出厂检验项目全部合格，则判定产品合格。8标志、包装、运输和储存8. 1 标志每台复合式散热器均应在易于观察的位置，设置能在整个使用期内保持清晰的标牌，标牌的形式 与尺寸应符合GB/T 13306的

32、规定，其内容至少包括：a）产品名称；b）产品型号；c）产品编号；d）生产日期；e）重量；f）水腔容积、油腔容积；g）制造商名称；h）二维码。8.2包装复合式散热器包装应符合GB/T 13384的规定。产品包装应符合防水、防潮、防振、防窜动的要求。包装箱内应附有产品合格证和包装者签章的装箱单，合格证应附有检验员签章；装箱单应注明复 合式散热器名称、型号、数量、编号和生产日期。包装箱外表面应按GB/T 191设置防磕碰、防雨、防翻滚倒置等标志。8.3运输产品在运输过程中，不应倒放，并不应有剧烈振动、撞击，运输过程中不应对产品造成任何损伤。8. 4储存复合式散热器应存放在通风良好、无有害气体、干燥、清洁的库房内，防止日晒和雨淋，不应露天 存放。附录 A（规范性附录）不同海拔下冷却能力折算方法不同海拔下冷却能力折算方法见表A. 1。表A. 1不同海