Loading

Specjalizowane wagony towarowe dla PKP

mgr inż. Adam Kalinkowski
kierownik pracowni w COBiRTK

"Trakcja i Wagony" Nr.3/1980

UKD:629.463(438)

Na strukturę ilościową i jakościową parku wagonów towarowych wpływa wyjątkowo wiele różnorodnychczynników. Naładunek i rozładunek wgonów odbywa się zazwyczaj na terenie przedsiębiorstw klientów PKP przy udziale ich personelu i urządzeń technicznych, zaś przemieszczanie wagonów pomiędzy nadawcami i odbiorcami oraz utrzymanie właściwego stanu technicznego wagonów jest zadaniem kolei.
Rozwój urządzeń ładunkowych wpływa na konstrukcję wagonów i odwrotnie cechy konstrukcyjne wagonów muszą mieć wpływ na konstrukcję i właściwości urządzeń używanych do prac ładunkowych.
Wielkość przewozów poszczególnych rodzajów, ładunków decyduje o wielkości i strukturze rodzajowej parku wagonów towarowych każdej kolei, zaś rozwój wyposażenia technicznego w zakresie urządzeń ładunkowych decyduje w określonym zakresie o strukturze konstrukcyjnej wagonów. To ostatnie dotyczy, rzecz jasna, przede wszystkim nadwozi wagonów, a nie układów biegowych czy hamulca.
Kolej jako właściciel wagonów jest zainteresowana tym, aby każdy wagon był wykorzystany możliwie najbardziej efektywnie, to jest, aby wykonywał możliwie największą pracę przewozową. Do niedawna było to powszechnie rozumiane jako dążenie do ograniczenia przebiegów próżnych. Stąd naturalne było dążenie do posiadania w parku przede wszystkim wagonów uniwersalnych, tj. nadających się do przewozu możliwie wielu różnorodnych ładunków - czyli wagonów, które mogłyby trafiać do dowolnego w zasadzie klienta, zlokalizowanego najlepiej w pobliżu miejsca ostatniego rozładunku. Wagon uniwersalny, według opinii poszczególnych służb kolejowych, a szczególnie służby ruchu kolejowego, jest wagonem najodpowiedniejszym. Zapewnia bowiem maksymalną swobodę w dysponowaniu nim i nie wymaga stosowania bardziej skomplikowanych metod dyspozytorskich.
Można jednak łatwo zauważyć, że zalety wagonu uniwersalnego - w porównaniu z wagonem specjalistycznym są dość wątpliwe, jeśli spojrzeć na nie z punktu widzenia bardziej ogólnego, tj. kolei jako całości lub z punktu widzenia całej gospodarki narodowej.
Wagon uniwersalny, jak każde urządzenie uniwersalne, jest z natury rzeczy rozwiązaniem kompromisowym, ponieważ musi spełniać wiele zadań często wzajemnie sprzecznych, na przykład współpracować z urządzeniami mechanicznymi i jednocześnie umożliwiać łatwy rozładunek ręczny. W związku z tym jest wyposażony w pewne urządzenia używane sporadycznie. Przykładowo można podać:
- dla węglarek - stosowanie odchylnych ścian czołowych, drewnianych podłóg itp.,
- dla krytych - stosowanie drzwi samo-uszczelniających, luków w dachu i podłodze, itp.
Urządzenia takie, podnoszące koszt produkcji wagonu i jego masę własną, wymagają także dodatkowej robocizny przy utrzymaniu wagonu. Analizy uszkodzeń wagonów w eksploatacji wskazują, że urządzenia zapewniające u-niwersalność wagonom podlegają uszkodzeniom częściej niż inne zespoły. Bywają także przyczyną usterek innych zespołów wagonów. Na przykład odchylne ściany czołowe, ulegające łatwo deformacji, są przyczyną utraty szczelności wagonów, choć wobec braku wywrotnic czołowych nie są używane.
Podobnie drzwi typu samouszczelniającego w wagonach krytych w związku z ich konstrukcją mają bardzo U-trudnione przesuwanie i są bardzo często uszkadzane.
Idea wagonu uniwersalnego ulega także zachwianiu, w związku z postępującymi wymaganiami klientów co do czystości przewożonych ładunków. Wymagane dokładne mycie czy nawet odkażanie wagonów przed ich powtórnym załadunkiem, powoduje konieczność przesyłania wagonów do punktów mycia, a więc przebiegi próżne, bezproduktywne postoje i znaczne koszty. Dotyczy to nie, tylko wagonów krytych, podstawianych pod przewóz zbóż i pasz, lecz także np. wagonów węglarek w przypadku ich użycia do transportu rudy czy eksportowych gatunków węgla.
Nie ulega oczywiście wątpliwości, że użycie wagonów specjalizowanych w miejsce uniwersalnych powodować musi wzrost przebiegów próżnych, co nie jest z punktu widzenia kolei cechą pożądaną, gdyż powoduje między innymi zwiększenie obciążenia linii. Jednakże ta niewątpliwa wada specjalizowanego taboru może być skompensowana innymi efektami, takimi jak:
- zmniejszenie czasu trwania operacji ładunkowych, zwykle bardzo znaczne, nawet kilkakrotne,
- lepsza ochrona ładunku i zmniejszone ryzyko jego uszkodzenia w czasie prac ładunkowych i przewozu,
- zmniejszenie uszkodzeń taboru w czasie prac przeładunkowych,
- maksymalne wykorzystanie ładowności wagonów.
Zwiększony udział przebiegów próżnych w obiegu wagonów specjalizowanych, przy odpowiedniej organizacji przewozów, można z naddatkiem skompensować skróceniem ich obrotu. Przykładem takiego rozwiązania mogą być wprowadzane przez koleje DB wahadłowe przewozy rudy w specjalnych wagonach 6-osió-wych, samowyładowczych na trasie Salzgitter - Hamburg, gdzie osiąga się współczynnik Obrotu 24 godziny. Wagony specjalizowane mogą więc wykazywać znacznie większą efektywność przewozową niż wagony uniwersalne. Jak podają opracowania radzieckie, wagony specjalizowane są bardziej efektywne od wagonów uniwersalnych, nawet pFzy niekorzystnym zorganizowaniu ich obiegu, tj., gdy przebiegi próżne są równe ładownym, a współczynnik obrotu ulega nawet pewnemu wydłużeniu. Według opracowań CNII koszt przewozu 1 tony w wagonie specjalistycznym, nawet przy tak niekorzystnych założeniach i bez uwzględnienia korzyści powstających u klientów, jest zazwyczaj niższy o około 20% niż w wagonie uniwersalnym. O takim wyniku decydują:
- zmniejszenie kosztów przygotowania wagonów do przewozu,
- zmniejszone straty w procesie prac przeładunkowych i w czasie przewozu,
- mniejsza liczba operacji manewrowych na trasie,
- lepsze wykorzystanie ładowności wagonu.
Przewaga efektów pozytywnych po stronie wagonów specjalistycznych wyraźnie wzrasta wraz ze wzrostem koncentracji prac ładunkowych, wzrostem udziału przewozów wahadłowych i zmarszrutyzowanych. Działania w tym kierunku zostały przez PKP już podjęte i przewiduje się uruchomienie do 1989 r. co najmniej 760 relacji pociągów wahadłowych, w tym ponad 80 o częstotliwości kursowania większej niż 1 pociąg w ciągu doby.
Wagon specjalistyczny przynosi także, co jest oczywiste, szereg wyraźnych korzyści klientom kolei, do których należy zaliczyć przede wszystkim stale rosnącą mechanizację prac ładunkowych.

Nie zamierzam w tym miejscu udowadniać, że niezbędne jest całkowite przejście wyłącznie na wagony specjalizowane i pozbycie się w ogóle wagonów uniwersalnych .Pragnę jedynie uzasadnić potrzebę wzrostu/ich udziału w ogólnym ilostanie parku. Optymalny udział wagonów specjalistycznych w parku jest oczywiście zmienny w czasie, zależny od zmian w infrastrukturze i organizacji przewozów. Powinien . on jednak wzrastać wraz: z koncentracją prac ładunkowych na mniejszej liczbie stacji, wzrostem ładowności wagonów i stopnia mechanizacji prac ładunkowych.
Jak dotąd nie prowadzono w kraju prac badawczych zmierzających do ustalenia optymalnego udziału wagonów specjalizowanych poszczególnych rodzajów w ogólnym ilostanie wagonów. Jest to oczywiście problematyka bardzo skomplikowana i trudna, jednak niewątpliwie konieczna do podjęcia, jeśli chce się prowadzić działalność w sposób świadomy, skoordynowany i planowy.
Na optymalną wielkość udziału wagonów specjalizowanych w parku wagonów towarowych w kraju powinna mieć ponadto wpływ polityka w zakresie tzw. wagonów prywatnych, tj. wagonów nie będących własnością przedsiębiorstwa PKP, lecz określonych zakładów produkcyjnych, zjednoczeń itd. W określonych bowiem przypadkach wprowadzanie wagonów specjalizowanych, nieopłacalne dla PKP, może być w pełni uzasadnione ekonomicznie dla konkretnego zakładu produkcyjnego lub zjednoczenia. Działanie w tym kierunku, tj. zachęcanie klientów kolei do zakupu wagonów na swój użytek, powinno być przez PKP szeroko propagowane, gdyż pozwala zwolnić część parku wagonów uniwersalnych pod inne przewozy oraz nie obciąża funduszu kolei wydatkami na zakup wagonów itd.
Działanie tego rodzaju można Obserwować w wielu innych zarządach kolejowych, np. SNCF, które stosując rozmaite ulgi taryfowe, a nawet dzierżawiąc własne wagony specjalizowane, starają się możliwie szeroko rozwinąć tę ideę wśród swoich klientów. Warunkiem uzyskania pozytywnych rezultatów jest oczywiście stworzenie odpowiednio sprawnie działającego zaplecza technicznego, gwarantującego naprawy okresowe części biegowej wagonów oraz propagowanie typów wagonów o odpowiednio a-trakcyjnych parametrach, pozwalających na uzyskanie wysokiego stopnia mechanizacji prac ładunkowych i dobrą ochronę ładunku.

Wobec braku wyżej wspomnianych opracowań analitycznych nie można obecnie mówić o konkretnych wielkościach udziałów wagonów specjalizowanych w poszczególnych rodzajach wagonów, a jedynie o aspekcie jakościowym (strukturalnym) ich wprowadzania.
Należy więc jako punkt wyjścia dla takiej analizy przyjąć potrzeby w zakresie rodzajów i struktury przewożonych ładunków. Dla każdej niemal wyodrębnionej grupy ładunków można znaleźć odpowiedni typ wagonu specjalizowanego.
W zakresie przewozu ładunków płynnych (produktów przemysłu chemicznego) sytuacja jest oczywista - ze względu na specyfikę tych ładunków, a stosowanie wagonów specjalistycznych jest w ogóle warunkiem ich transportu koleją. Ładunki takie są obecnie przewożone niemal wyłącznie przy użyciu wagonów prywatnych i rozwój tej grupy wagonów przebiega zasadniczo bez ingerencji kolei. Ładunki masowe - nie wymagające ochrony przed wpływami atmosferycznymi (węgiel, ruda, koks, materiały budowlane) - stanowią największą (ponad 50% ogółu przewozów) grupę ładunków przewożonych przez PKP i wymagają wprowadzania wagonów specjalizowanych ze względu na stale rosnącą koncentrację naładunku i rozładunku. W tej grupie ładunków stosuje się załadunek ód góry, zaś najefektywniejszy sposób rozładunku to rozładunek grawitacyjny w dół. Wymaga to jednak stosowania estakad, bunkrów podltorowych lub wywrotnic.
Dla wielkich odbiorców, takich jak elektrociepłownie o dużym i stałym potoku przewozowym, opłacalne jest podejmowanie dużych i kosztownych inwestycji, takich jak wywrotnice bębnowe i rozmrażalnie ładunku. Z punktu widzenia więc kolei najlepiej jest zastosować dla takich odbiorców wagony o najkorzy-' stniejszych parametrach przewozowych, a więc o możliwie najniższym współczynniku tary, proste w budowie i łatwe w utrzymaniu - wagony bez drzwi, z metalową podłogą itd.
Dla mniejszych odbiorców przyjmujących przesyłki niecałopociągowe, lecz tylko kilkuwa-gonowe, najkorzystniejsze byłyby wagony samowyładowcze, zapewniające rozładunek szybki, beż pozostawienia wewnątrz resztek ładunku. Byłyby więc to wagony typu "talbot" lub "hopper".
Działanie PKP, wynikające z podanej tutaj koncepcji, zostało już rozpoczęte, czego przykładem jest:
- opracowanie konstrukcji wagonu 6-osiowego typu 601W dla węgla energetycznego,
- wyprodukowanie serii wagonów 401WJ z pudłem bez drzwi i metalową podłogą do stworzenia pociągów wahadłowych w okresie przed wprowadzeniem seryjnej produkcji wagonów 601W,
- budowa wagonów kubłowych 413S, cemen-towagonów 418S.
Do obsługi drobnych odbiorców zamierzone jest rozwijanie sieci rejonowych baz przeładunkowych, wyposażonych w urządzenia pozwalające na mechanizację prac, mogących przyjmować wagony samowyładowcze. Najodpowiedniejszym typem wagonu w takich przewozach byłby wagon typu "talbot", który znajduje się obecnie w toku prac standaryzacyjnych ORE. Wagon ten będzie miał następujące główne parametry: długość ze zderzakami - 12,54 m, rozstaw wózków - 7,5 m, pojemność ładowna - 75 m3.
Do transportu materiałów budowlanych, takich jak piasek i żwir powinny być używane wyłącznie wagony samowyładowcze typu "dumpcar" lub "hopper".
Do transportu rudy żelaza, ze względu na specyfikę tego ładunku i skłonność do wywiewania w czasie transportu, powinno stosować się wagony specjalistyczne, zabezpieczające przed wywiewaniem. Jak wykazały badania prowadzone w ZSRR, w okresie letnim straty spowodowane wywiewaniem i innymi nieszczelnościami wagonów mogą osiągać nawet 400-500 kg rudy na wagon w czasie jednego jego kursu. Przeprowadzone w COBiRTK w 1971 r. obliczenia wykazały, że w warunkach PKP najbardziej odpowiedni byłby wagon "hopper" z odsuwanym dachem.
Przeprowadzone rozeznanie zagadnienia transportu koksu wykazało natomiast, że ze względu na krótkie odległości przewozu, wprowadzenie przez PKP wagonów specjalizowanych nie jest obecnie opłacalne.
Liczby i terminy dostaw nowych wagonów specjalizowanych muszą być dostosowane do liczby punktów wyposażonych w odpowiednie urządzenia. Zatem bardzo ważną sprawą jest ścisłe skoordynowanie planów inwestycyjnych i planów dostaw wagonów.
W zakresie przewozu ładunków wymagających ochrony przed wpływami atmosferycznymi, takich jak: zboże, nawozy sztuczne, fosforyty i inne produkty sypkie lub granulowane, stosowane powinny być wagony typu "hopper" z ruchomymi dachami. Zapotrzebowanie na taki typ wagonu zostało przez PKP zgłoszone pod adresem przemysłu, a wagon prototypowy znajduje się w eksploatacji próbnej. Zapotrzebowanie na taki typ wagonu występuje także w innych krajach RWPG, czego dowodem jest podjecie prac nad optymalizacją parametrów takiego wagonu w ramach Centrum Koordynacyjnego ós. taboru kolejowego RWPG.

Rys. 1. Wagon z rozsuwanym dachem serii Taes

 

Do przewozu materiałów spaletyzowanych lub sztukowych opracowano w ramach ORE standaryzację szeregu typów wagonów, a mianowicie:
- wagon z rozsuwanymi ścianami bocznymi serii Habiss o długości ze zderzakami - 21,7 m, rozstawie wózków - 16,66 m, pojemności ładunkowej - 131 m3 i powierzchni ładunkowej 51 m2,
- wagon z rozsuwanym dachem serii Taes (rys. 1) o parametrach: długość ze zderzakami - 14,04 m, powierzchnia ładowna - 33 m2, pojemność ładowna - 74 m3,
- wagon kryty (o zwiększonej pojemności) serii Gabss - o pojemności ładunkowej 137 m3, długości ze zderzakami 21,7 m.
Spośród ww. typów wagonów zastosowanie na PKP powinny znaleźć wagony Gabss i Taes. Wagon Taes, którego prototyp jest budowany w kraju, jak wynika z przeprowadzonej przez COB ankiety, spotkał się z dużym zainteresowaniem ze strony przedsiębiorstw przemysłu szklarskiego, papierniczego i hutniczego, a zwłaszcza Zjednoczenia Portów Morskich.
Jeśli chodzi o wagony serii Habiss z rozsuwnymi ścianami, to propagowanie ich rozpowszechnienia w kraju należy na razie uważać za nieuzasadnione, ze względu na skomplikowaną konstrukcję i utrzymanie.
Przeprowadzone rozeznanie w zakresie przewozu blach w rolkach i arkuszach, wykazuje, że-uzasadnione jest proponowanie wprowadzenia: wagonów specjalizowanych z teleskopowym pudłem serii Shis, wagonów z otwieranym dachem serii Taes i wagonów z pochyloną powierzchnią ładowną do transportu blach o szerokości większej niż skrajnia (rys. 2). Przewozy blach mają bowiem osiągnąć już w 1985 r. wartość około 2-3 min ton rocznie.
W każdym przypadku wagony specjalizowane powinny mieć ujednolicone takie podstawowe zespoły, jak: wózek, hamulec oraz - w miarę możliwości - także rozwiązania niektórych węzłów ostoi, np. części czołowej. Zderzaki powinny być stosowane w wersji ze skokiem 105 mm i wielkiej zdolności pochłaniania energii.

Rys. 2. Wagon-platforma do przewozu blach w arkuszach o szerokości większej od skrajni wagonu

Biorąc pod uwagę wyżej przytoczone argumenty można stwierdzić, że:
- w zwiększeniu udziału wagonów specjalizowanych w przewozach ładunków (zwłaszcza w stałych relacjach) upatrywać należy potencjalną możliwość zmniejszenia liczby uszkodzeń wagonów i w konsekwencji poprawy stanu technicznego całego parku wagonów;
- w świetle postępującej koncentracji i odbioru ładunków, uruchamiania coraz większej ilości pociągów wahadłowych i niewątpliwych korzyści dla gospodarki narodowej płynących z większej efektywności przewozowej wagonów specjalizowanych, uzasadnione jest postulowanie zwiększenia udziału tych wagonów w parku PKP.
Konieczne jest więc podjęcie prac studialnych na temat określenia optymalnej wartości udziału wagonów specjalizowanych w przewozach poszczególnych rodzajów ładunków, mając na względzie zachowanie jednak niezbędnej elastyczności przewozowej kolei jako całości i wzajemne Skorelowanie ilości tych wagonów z rozwojem odpowiednich urządzeń załadowczych i rozładowczych.