O que as tempestades de areia realmente fazem com uma junta aparafusada
Uma junta de parafuso em uma região de tempestade de areia falha devido a uma combinação de três ataques. A primeira é a abrasão: a areia transportada pelo vento em alta velocidade corrói as roscas expostas, o revestimento e as faces da arruela e, uma vez rompido o revestimento, a corrosão toma conta do aço descoberto, especialmente no ar carregado de sal-das linhas costeiras desérticas. A segunda é a contaminação: areia fina se acumula nos flancos da rosca e entre a porca e a arruela, onde altera o coeficiente de atrito, emperra a rosca e produz uma leitura falsa de torque, de modo que o parafuso parece apertado na chave, mas carrega muito menos pré-carga. O terceiro é o ciclo de temperatura: a pista no deserto apresenta oscilações diárias de 30 a 40 graus, o que relaxa e{6}}recarrega o parafuso, e uma junta que perdeu a pré-carga devido à contaminação da areia a perde mais rapidamente. O resultado, sem contramedidas, é uma junta solta, uma placa de peixe martelada e uma extremidade de trilho que desenvolve massa duas vezes mais rápido que uma junta temperada.
Seleção de revestimento para serviços abrasivos
O revestimento é a primeira e mais importante linha de defesa do ferrolho, e o deserto muda a escolha ideal. A galvanização-por imersão a quente de acordo com a ISO 1461 continua sendo o carro-chefe para proteção geral contra corrosão, mas sua camada de zinco é comparativamente macia e, na exposição à areia pesada, o revestimento sofre erosão, expondo o aço. Os revestimentos duros são a resposta onde a abrasão domina: os revestimentos em flocos-de zinco com enchimentos cerâmicos fornecem uma superfície dura e-resistente ao desgaste, com excelente proteção contra corrosão e sem risco de fragilização por hidrogênio para parafusos de-grau superior; alternativas-de serviço pesado incluem sistemas de pulverização térmica ou reforçados com-polímero para os locais mais expostos. Qualquer que seja o revestimento, a especificação deve indicar uma espessura mínima e um requisito de adesão, pois um revestimento espesso que descasca é pior do que um revestimento fino que permanece. Para parafusos com placa de fixação na junta, a escolha do revestimento deve ser feita em conjunto com o sistema de arruela e porca para que o comportamento galvânico e de atrito seja consistente.
Proteção e Geometria da Rosca
Manter a areia fora do fio é um trabalho de design. Arruelas vedadas, como arruelas com inserção de elastômero ou polímero, fecham a folga anular entre a haste do parafuso e o furo e entre a porca e a arruela, impedindo a entrada da areia. Protetores de rosca e coberturas preenchidas-com graxa são usados em parafusos que são instalados e removidos repetidamente, como parafusos de fixação em bolsos dormentes, porque protegem a rosca durante o armazenamento e a instalação. A própria forma da rosca é importante: as roscas grossas liberam melhor a areia do que as finas porque o ângulo do flanco e o passo maior permitem que as partículas caiam em vez de se acumularem; esta é uma das razões pelas quais as roscas de fixação ferroviária são geralmente séries grosseiras. Para cabeças de parafusos, uma instalação embutida ou escareada, onde a cabeça fica abaixo da superfície circundante, reduz o impacto direto da areia; nas linhas mais expostas, os parafusos são instalados com a cabeça protegida por uma tampa ou placa de cobertura.
Torque e aperto em condições arenosas
A prática de torque deve ser ajustada para o deserto porque a areia altera o atrito. O torque que produz a pré-carga alvo em uma junta limpa e lubrificada produz uma pré-carga diferente, geralmente mais baixa, uma vez que a areia contamina as roscas; a resposta padrão da engenharia é calibrar o torque para a condição real: limpar as roscas antes da montagem, aplicar o lubrificante especificado e definir o torque para o estado revestido e lubrificado. Os lubrificantes de filme-seco são preferidos em serviços arenosos porque não atraem e retêm a areia da mesma forma que a graxa úmida e permanecem eficazes nas altas temperaturas da pista no deserto. Onde o risco de contaminação for alto, o método de aceitação não deve depender apenas do torque: um indicador de tensão direta ou um método de ângulo-marcado confirma que a pré-carga foi atingida. As verificações de re{6}}torque são programadas com mais frequência na temporada de areia, e o primeiro-retorque após a instalação é o mais importante porque captura o relaxamento inicial antes que a areia tenha tempo de compactar as roscas.
Regime de Manutenção e Inspeção
A fiscalização em regiões arenosas é uma rotina com um propósito. A inspeção da junta procura a assinatura do deserto: erosão do revestimento nas cristas da rosca e na cabeça, acúmulo de areia ao redor da porca e da arruela, manchas de ferrugem onde o revestimento falhou e a aparência brilhante martelada de uma junta que estava solta. A limpeza faz parte da inspeção: o ar-de alta pressão remove a areia da montagem da junta antes da verificação de torque, porque a verificação do torque em uma junta-com areia fornece uma leitura falsa. O intervalo entre as inspeções acompanha a estação de areia e o tráfego, sendo as juntas dos alinhamentos expostos inspecionadas com mais frequência do que as dos cascalhos abrigados. Em linhas com exposição severa, o plano de manutenção inclui a substituição programada dos parafusos mais expostos em intervalos de tempo, pois a vida útil do revestimento em serviço com areia é menor do que em serviço temperado e um parafuso corroído não pode ser restaurado por limpeza.
Medidas do sistema além do parafuso
O parafuso é apenas parte do sistema de junta e as medidas mais eficazes reduzem a carga de areia antes que ela atinja o parafuso. Cercas de areia, barreiras de vegetação e estabilização de lastro reduzem a quantidade de areia em movimento ao longo da linha; estruturas simplificadas e blindagem em pontes reduzem a aceleração do vento local. Dentro da junta, a placa de fixação e a extremidade do trilho podem ser protegidas juntas: a folga da junta e o assento da placa de fixação devem ser mantidos limpos e o sistema de fixação deve liberar areia em vez de prendê-la. Nas linhas mais expostas do deserto, a resposta do projeto tem sido eliminar a junta exposta sempre que possível, utilizando cordões soldados mais longos e concentrando as poucas juntas restantes em locais protegidos. A mensagem de engenharia é que a proteção de parafusos em regiões arenosas é um projeto de sistema e a especificação do parafuso é um componente dele.
Perguntas frequentes
Por que os parafusos se soltam rapidamente em regiões com tempestades de areia?
Porque a areia se acumula nas roscas e altera o atrito, proporcionando uma falsa leitura de torque e menor pré-carga real, enquanto a oscilação diária da temperatura relaxa ainda mais a junta; a combinação acelera o afrouxamento.
Qual revestimento é melhor para parafusos em serviços arenosos?
Revestimentos duros, como sistemas de-flocos de zinco com cargas cerâmicas, resistem melhor à abrasão do que camadas suaves de zinco-por imersão a quente; a escolha do revestimento também deve considerar a corrosão no ar do deserto costeiro e a compatibilidade com a arruela e a porca.
Os fios grossos realmente ajudam na areia?
Sim. As roscas grossas liberam partículas mais facilmente devido ao passo maior e à geometria do flanco, enquanto as roscas finas retêm areia e atolamento, de modo que as roscas de fixação ferroviária em serviços arenosos são geralmente séries grossas.
Como deve ser definido o torque de aperto em condições arenosas?
Limpe e lubrifique as roscas antes da montagem, use um filme-lubrificante seco que não retenha areia, calibre o torque para o estado revestido e lubrificado e verifique a pré-carga com um indicador de tensão direta onde o risco de contaminação for alto.
Com que frequência os parafusos das juntas devem ser inspecionados em regiões arenosas?
Mais frequentemente do que em serviços temperados: o intervalo segue a estação de areia e o tráfego, com alinhamentos expostos inspecionados com maior frequência, e o torque é verificado após a limpeza da areia da junta.
As cabeças dos parafusos embutidas podem proteger os parafusos da areia?
O rebaixamento da cabeça abaixo da superfície circundante reduz o impacto direto da areia e é utilizado nas linhas mais expostas, às vezes combinado com tampas ou placas de cobertura; é uma das várias medidas do sistema e não uma solução completa.