O que as tempestades fazem com os parafusos ferroviários
Um parafuso na fixação dos trilhos é uma pequena parte de um grande sistema e as tempestades o atacam indiretamente. A chuva forte acelera a ferrugem, mais agressivamente em parafusos-de revestimento não revestidos ou danificados, porque o fixador fica em um coletor de água na base do trilho. Ventos fortes carregam detritos, como galhos, para a pista, e um impacto em um parafuso ou em sua placa de base dobra o parafuso ou quebra o ombro. Um raio raramente danifica um raio diretamente, mas um impacto próximo à linha pode interromper o circuito da via; os trens podem parar repentinamente ou reiniciar, adicionando cargas dinâmicas às fixações que não foram projetadas para frenagem de emergência naquele local. O efeito líquido é corrosão, danos por impacto e ciclos de carga extras, razão pela qual as contramedidas estão espalhadas por materiais, manejo de vegetação e inspeção.
Precauções com linhas propensas a tempestades-
Use parafusos galvanizados-por imersão a quente ou de aço inoxidável em linhas onde a chuva e a umidade são os principais causadores de corrosão; a espessura da camada de zinco é o critério de aceitação, não a aparência do revestimento.
Controlar a vegetação dentro do corredor da via para que os ventos tempestuosos não possam depositar grandes detritos nas fixações.
Agende uma inspeção pós{0}}tempestade após cada evento severo, concentrando-se nos parafusos nas juntas, nas passagens de nível e nas seções onde os detritos se acumulam.
Proteja o sistema de sinalização com proteção contra raios e ligação à terra; os parafusos não precisam de proteção individual contra raios, mas o circuito de via do qual fazem parte.
Especifique parafusos revestidos com o revestimento aplicado após a formação da rosca, para que as roscas, a superfície mais-crítica contra corrosão, sejam protegidas.
Por que os parafusos ferroviários dobram e como evitá-lo
A flexão é causada por uma força lateral ou vertical que excede o limite de escoamento do parafuso, o que ocorre em três situações. Primeiro, um descarrilamento ou impacto, onde a pista carrega uma carga que nunca foi projetada para suportar. Em segundo lugar, um furo de parafuso desalinhado, que força o parafuso a suportar cisalhamento e também tensão; o parafuso dobra ao longo de meses, mesmo sob tráfego normal. Terceiro, aperto excessivo-, onde o torque estica e distorce o metal. Um parafuso subdimensionado, por exemplo, um parafuso de 16 mm em uma linha-de transporte pesado que exige 20 mm ou 22 mm, também está sujeito a dobrar. A prevenção é simples: alinhe os furos antes de cravar, use o diâmetro e a classe do parafuso especificados para a categoria de linha, aperte com o torque especificado e inclua uma verificação de dobra na inspeção visual, porque uma leve curvatura é o aviso prévio antes da falha.
Porcas quadradas versus porcas sextavadas
As porcas quadradas têm quatro lados e as porcas sextavadas têm seis. As porcas quadradas proporcionam à chave plana mais contato com a superfície, e é por isso que sobrevivem em linhas tradicionais, onde as ferramentas planas ainda são padrão; eles são, no entanto, mais difíceis de segurar com chaves de caixa e têm maior probabilidade de arredondar sob alto torque. As porcas sextavadas se ajustam diretamente às chaves de caixa, permitem maior aplicação de torque e são menos propensas a escorregar, razão pela qual são o padrão para esteiras modernas. Na infraestrutura histórica existente, as porcas quadradas permanecem em uso para combinar com os componentes originais, mas a nova construção especifica porcas sextavadas e a conversão é feita na renovação do dormente.
Arruelas Compostas: Metal Plus Borracha
Arruelas compostas combinam um núcleo de metal com uma camada externa de borracha. O núcleo de metal suporta a força de fixação sem deformar, enquanto a borracha amortece a pressão da porca, reduz o ruído de metal-a{2}}metal e adiciona resistência à vibração que retarda o afrouxamento da porca. Eles são amplamente utilizados em linhas urbanas e de alta-velocidade, onde o ruído é uma preocupação e a vibração é intensa, por exemplo, em estruturas elevadas e em túneis próximos a áreas residenciais. Eles não são especificados para linhas de transporte-pesado, onde a carga do eixo é muito alta para a camada de borracha e onde uma arruela endurecida lisa mais recurso de travamento é a solução padrão. A regra de seleção é combinar a arruela com a carga de fixação e não adicionar amortecimento indiscriminadamente.
Como o espaçamento dos parafusos é determinado
O espaçamento dos parafusos controla como o trilho é preso ao dormente e como as cargas são transferidas para o dormente. Um espaçamento muito grande deixa o trilho pouco{1}}restringido, com movimento da bitola e inclinação do trilho; um espaçamento muito estreito desperdiça fixadores e concentra a tensão em cada furo. O espaçamento correto é definido pelo projeto do sistema de fixação e depende do peso do trilho, da carga por eixo e do material do dormente: trilhos mais pesados e cargas mais altas por eixo precisam de espaçamento menor, e os dormentes de madeira não suportam tão bem quanto o concreto, por isso usam espaçamento menor com a mesma carga. Os valores típicos em vias lastradas são 400-600 mm, apertados para 300-400 mm nas juntas dos trilhos e outras seções críticas. A norma do sistema de fixação, por exemplo a UIC ou a norma nacional, especifica os valores para cada categoria de linha, e a prática de campo deve seguir o desenho e não o julgamento da patrulha.
Equívocos comuns
Às vezes, presume-se que a proteção contra raios deve ser aplicada a cada parafuso; na verdade, o parafuso é um caminho elétrico secundário e a proteção é aplicada à sinalização e ao circuito ferroviário como um todo. Outro equívoco é que os parafusos de aço inoxidável são sempre a resposta em regiões de tempestade; o aço carbono galvanizado costuma ser a solução especificada em termos de custo e resistência, com o aço inoxidável reservado para os ambientes de cloreto mais agressivos. Finalmente, arruelas compostas às vezes são instaladas em trilhos-de transporte pesado para reduzir o ruído; eles não são classificados para essa carga e devem ser limitados às aplicações para as quais foram projetados.
Perguntas frequentes
P: Os relâmpagos danificam diretamente os parafusos das ferrovias?R: Raramente. Os principais riscos de tempestade para os parafusos são a corrosão causada pela chuva e detritos-levados pelo vento; os raios afetam a via através do sistema de sinalização, razão pela qual a proteção é aplicada no nível do circuito.
P: Como a flexão dos parafusos pode ser detectada precocemente?R: Por inspeção visual quanto a leve curvatura, especialmente em parafusos nas juntas e em seções onde existe histórico de descarrilamento ou impacto; um parafuso torto é substituído, não endireitado.
P: As porcas quadradas ainda são usadas?R: Sim, principalmente em linhas antigas e antigas para combinar com os componentes originais; novas construções usam porcas sextavadas devido à sua compatibilidade com chaves de caixa e maior capacidade de torque.
P: Quando as arruelas compostas devem ser usadas?R: Em aplicações urbanas e de alta-velocidade onde a redução de ruído e o amortecimento de vibração são necessários; não em linhas-de transporte pesado, onde a carga por eixo excede a capacidade da camada de borracha.
P: O que determina o espaçamento dos parafusos?A: Peso do trilho, carga por eixo e material do dormente; a via lastrada típica utiliza 400-600 mm com 300-400 mm nas juntas e seções críticas, de acordo com o padrão do sistema de fixação.