Gerenciamento de atrito - viagens mais seguras, silenciosas e fáceis

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.