Gerenciamento de atrito - viagens mais seguras, silenciosas e fáceis

Este é um extrato de um artigo publicado pela primeira vez no The Journal, com coautoria de Jay Benson, JB Rail

Os aparelhos de mudança de via são parte integrante da infraestrutura ferroviária, utilizados pelos veículos ferroviários para mudar de um trilho para outro. Como ativos essenciais à segurança, é vital que eles sejam bem mantidos e sofram o mínimo de danos.

Em termos gerais, uma chave representa o local de um desvio geométrico da pista (em comparação com a linha reta). Um veículo responde a um desvio de pista com um ângulo de ataque (AOA) no rodado dianteiro de cada bogie, resultando na geração de forças laterais e possível contato de flange.

As lâminas do comutador podem sofrer com o fluxo de plástico que leva à formação de trincas por fadiga (RCF) devido ao contato excessivo do flange em uma área de cerca de 2 a 5 m da ponta do comutador. A soldagem de reparo é necessária para consertar os defeitos. Esses reparos caros só podem ser repetidos várias vezes, o que leva à substituição prematura das lâminas do comutador.

Cruzamento do cemitério de Nuneaton

Foi realizado um estudo de um comutador na junção do cemitério de Nuneaton, onde a vida útil do comutador foi significativamente reduzida devido à falha por fadiga a aproximadamente 2 m da ponta. Entre 2004 e 2012, a metade do conjunto de trilhos altos foi substituída a cada 15-18 meses, com reparos de solda intermediários a cada quatro meses. A partir da observação inicial do defeito, ficou claro que a carga lateral do comutador era excessiva e que se tratava de um problema de fadiga.

As discussões com a Network Rail revelaram que esse é um problema conhecido em vários locais e que se acreditava ser um problema de projeto com os layouts RT60/NR60. Os problemas de danos normalmente surgem quando os trens estão viajando no sentido contrário. O raio de curvatura diminui ao se aproximar da ponta do desvio, de modo que a redução do ângulo de ataque é insuficiente para compensar a área reduzida da seção transversal do trilho do desvio que resiste às cargas laterais.

A carga crescente causada pelas forças de contato entre a roda/flange e o trilho do comutador cria um ciclo de fadiga que leva a uma falha horizontal aproximadamente 15 mm abaixo da parte superior do trilho do comutador. Uma vez iniciada a rachadura, ela cresce horizontalmente e se transforma em vertical na extremidade da rachadura mais próxima da ponta do comutador. O crescimento horizontal continua longe da ponta do comutador até que a parte superior do trilho do comutador se rompa.

Uma solução permanente

O sistema modificador de atrito KELTRACK top of rail (TOR) da L.B. Foster foi posicionado de forma a garantir que os modificadores de atrito cobrissem a aproximação da WN572A, de modo que a direção dos rodados fosse otimizada em toda a via. Desde a instalação, a WN572A ficou livre de defeitos por 26 meses, até que, após um mês sem aplicação de modificador de atrito (quatro meses no total em que não houve tratamento desde a instalação da nova lâmina do comutador), foi relatada a primeira falha de inspeção S/053 de Perigo 4. Desde que o reparo foi realizado e a instalação foi mantida, não houve mais falhas dos tipos de risco 1, 2 ou 4.

Os principais benefícios do uso do modificador de atrito do topo do trilho KELTRACK em Nuneaton incluem

• a interrupção da falha repetida do equipamento

• economia de valor líquido de aproximadamente £40.000

• redução de reparos, incluindo um aumento de 650% na vida útil dos ativos

• aumento da vida útil do interruptor de 18 meses para 11 anos

• menos tempo de inspeção

• menos horas-homem na pista

• redução de atrasos

• tempo de retorno estimado em 11 meses.

Desde a primeira instalação, vários outros locais foram identificados como tendo problemas de reparo semelhantes aos de Nuneaton e foram tratados com o modificador de atrito KELTRACK TOR. Esses locais são Crewe Coal Yard, Reading West Curve e Birmingham Proof House. À medida que a Network Rail passa do CP5 para o CP6, com um foco maior na eficiência, os modificadores de atrito TOR podem ser benéficos para a rede mais ampla. Nuneaton está demonstrando retornos de £12.000 por ano e Reading uma estimativa de £100.00 por ano.

Conclusão

O sistema modificador de atrito KELTRACK TOR pode proporcionar uma melhoria significativa na vida útil dos interruptores. Espera-se que a melhoria seja de pelo menos 650%, conforme demonstrado em Nuneaton. Isso é obtido por meio da redução do ângulo de ataque entre a roda e o trilho através do comutador, de modo que as forças de contato sejam bastante reduzidas ou totalmente eliminadas.