Gestion de la friction - Voyages plus sûrs, plus silencieux et plus faciles

Les aiguillages et les passages à niveau font partie intégrante de l’infrastructure ferroviaire, que les véhicules ferroviaires utilisent pour passer d’une voie à l’autre. En tant qu’actifs essentiels à la sécurité, il est essentiel qu’ils soient bien entretenus et subissent des dommages minimes.

En termes généraux, un aiguillage représente l’emplacement d’un écart de voie géométrique (par rapport à une ligne simple). Un véhicule réagit à un écart de la voie avec un angle d’attaque (AOA) à l’essieu avant de chaque bogie, ce qui entraîne la génération de forces latérales et un contact possible avec les brides.

Les aubes d’interrupteur peuvent souffrir d’un écoulement plastique conduisant à la formation de fissures de fatigue (RCF) en raison d’un contact excessif de la bride dans une zone située à environ 2-5 m de l’extrémité de l’interrupteur. Le soudage de réparation est nécessaire pour réparer les défauts. Ces réparations coûteuses ne peuvent être répétées qu’un certain nombre de fois, ce qui entraîne le remplacement prématuré des pales d’interrupteur.

Jonction du cimetière de Nuneaton

Une étude a été entreprise sur un aiguillage à Nuneaton Cemetery Junction, où la durée de vie de l’aiguillage a été considérablement réduite en raison d’une rupture par fatigue à environ 2 m de la pointe. Entre 2004 et 2012, le demi-ensemble de rails hauts a été remplacé tous les 15 à 18 mois, avec des réparations de soudure intermédiaires environ tous les quatre mois. Il ressort clairement de l’observation initiale du défaut que la charge latérale de l’aiguillage était excessive et qu’il s’agissait d’un problème de fatigue.

Les discussions au sein de Network Rail ont révélé qu’il s’agit d’un problème connu sur un certain nombre de sites et qu’on pensait qu’il s’agissait d’un problème de conception avec les dispositions RT60/NR60. Les problèmes de dommages surviennent normalement lorsque les trains circulent dans la direction arrière. Le rayon de courbure réduit à l’approche de l’extrémité de l’aiguillage, de sorte que la réduction de l’angle d’attaque est insuffisante pour contrer la réduction de la section transversale du rail de l’aiguillage qui résiste aux charges latérales.

L’augmentation de la charge causée par les forces de contact entre la roue/bride et le rail de l’aiguillage crée un cycle de fatigue menant à une défaillance horizontale à environ 15 mm sous le dessus du rail de l’aiguillage. Une fois que la fissure s’est amorcée, elle se développe horizontalement et tourne vers la verticale à l’extrémité de la fissure la plus proche de l’extrémité de l’interrupteur. La croissance horizontale se poursuit loin de l’extrémité de l’aiguillage jusqu’à ce que le dessus du rail de l’aiguillage se brise.

Une solution permanente

Le système de modification du frottement du dessus de rail (TOR) KELTRACK de L.B. Foster a été positionné pour s’assurer que les modificateurs de frottement couvraient l’approche du WN572A afin que la direction des essieux montés soit optimisée tout au long de l’interrupteur. Étant donné que l’installation du WN572A a été exempte de défaut pendant 26 mois jusqu’à ce qu’après un mois sans application de modificateur de frottement (quatre mois au total où il n’y avait eu aucun traitement depuis l’installation de la nouvelle pale de l’interrupteur), la première défaillance du danger 4 de l’inspection S/053 a été signalée. Depuis que la réparation a été entreprise et que l’installation a été entretenue, il n’y a pas eu d’autres défaillances des types de danger 1, 2 ou 4.

Les principaux avantages de l’utilisation du modificateur de frottement du dessus de rail KELTRACK à Nuneaton comprennent :

• l’arrêt de la défaillance répétée de l’équipement

• économies de valeur nettes d’environ 40 000 £

• réduction des réparations, y compris une augmentation de 650 % de la durée de vie des biens

• passer de l’augmentation de la durée de vie de 18 mois à 11 ans

• moins de temps d’inspection

• moins d’heures-homme sur la bonne voie

• réduction des retards

• délai de récupération estimé à 11 mois.

Depuis la première installation, un certain nombre d’autres sites ont été identifiés comme ayant des problèmes de réparation similaires à Nuneaton et ont été traités à l’aide du modificateur de frottement KELTRACK TOR. Ce sont Crewe Coal Yard, Reading West Curve et Birmingham Proof House. Au fur et à mesure que Network Rail passe de CP5 à CP6, en mettant davantage l’accent sur l’efficacité, les modificateurs de friction TOR pourraient être bénéfiques pour l’ensemble du réseau. Nuneaton démontre des rendements de £ 12,000 par an et Reading un estimé £ 100,00 pa.

Conclusion

Le système de modification de friction KELTRACK TOR peut apporter une amélioration significative de la durée de vie des interrupteurs. On s’attend à ce que l’amélioration soit d’au moins 650 %, comme cela a été démontré à Nuneaton. Pour ce faire, on réduit l’angle d’attaque entre la roue et le rail à travers l’aiguillage, de sorte que les forces de contact soient considérablement réduites ou éliminées complètement.