Ferrovia A75 e seu lugar na faixa ferroviária pesada
A75 é uma seção ferroviária pesada fornecida como material de trilho de aço com alto teor de carbono laminado a quente. As seções desta classe são especificadas onde as cargas por eixo e a tonelagem anual são altas, porque a cabeça e a alma mais pesadas suportam maior tensão de flexão e contato do que os perfis de uso geral. Qualquer que seja a massa por metro e o perfil exigido pelo padrão de pedido, a rota de produção é a mesma e os controles aplicados em cada etapa decidem se o trilho acabado atende aos requisitos de retilineidade, dureza e limpeza interna da linha.
Etapa um: seleção de matéria-prima
O processo começa com o aço que já atende a especificação. O trilho pesado é feito de blocos ou tarugos fundidos continuamente de aço com alto teor de carbono, e o primeiro ponto de controle é a composição química. O carbono, o manganês e o silício são mantidos dentro dos limites estabelecidos pela norma ferroviária aplicável, enquanto o fósforo, o enxofre e o hidrogénio são mantidos em níveis baixos porque são os elementos com maior probabilidade de causar segregação, fissuras ou defeitos induzidos pelo hidrogénio. Os elementos residuais também são limitados, pois afetam tanto a tenacidade quanto a soldabilidade.
Antes que o Bloom chegue ao forno, sua superfície é inspecionada e condicionada. Defeitos superficiais, como rachaduras nos cantos ou cavidades de incrustações, são removidos por escavação ou retificação, porque um defeito que sobrevive no produto laminado torna-se um gerador de tensão que pode evoluir para uma falha de serviço.
Etapa dois: reaquecimento e laminação a quente
A flor condicionada é reaquecida em um forno de viga móvel até uma faixa típica de cerca de 1.150 a 1.250 graus Celsius e, em seguida, enrolada em uma sequência de suportes reversíveis e universais. As passagens sucessivas reduzem a secção e moldam progressivamente a cabeça, a alma e o pé, sendo que as passagens de acabamento definem o perfil final e a qualidade da superfície. A temperatura é monitorada durante todo o processo, porque a temperatura de laminação controla o tamanho do grão, e o tamanho do grão, por sua vez, afeta a resistência, a tenacidade e a resistência à fadiga.
| Estágio do processo | Controle principal | Efeito no trilho acabado |
|---|---|---|
| Reaquecimento | Faixa típica de cerca de 1150 a 1250 graus Celsius | Temperatura uniforme para deformação e estrutura de grãos consistentes |
| Desbaste e laminação intermediária | Sequência de passagem e intervalo de rolagem | Redução progressiva da seção sem rasgar a superfície |
| Terminando de rolar | Temperatura de acabamento e condição do rolo | Perfil final, tolerância dimensional e acabamento superficial |
| Serrar a quente | Tolerância de comprimento e esquadria final | Encomende comprimento e extremidades limpas para soldagem |
| Resfriamento controlado | Taxa de resfriamento na cama | Tensão residual limitada e dureza controlada |
Etapa três: alisamento e acabamento
Após o resfriamento, o trilho é endireitado em equipamento de endireitamento de rolo ou prensa para trazer a retilinidade vertical e horizontal dentro dos limites acordados no pedido. A retilineidade é mais importante em seções pesadas do que em seções leves, porque uma curvatura residual em um trilho rígido é difícil de remover durante a colocação dos trilhos e aparece como desvio de bitola e nível quando o trilho é carregado. As extremidades são então cortadas em esquadro e, quando a especificação exigir, perfuradas para placas de fixação ou conexões de juntas.
Quaisquer imperfeições superficiais remanescentes são removidas na fase de acabamento. Onde for necessária uma superfície resistente ao desgaste, o endurecimento da cabeça pode ser aplicado, e a zona endurecida deve ser profunda o suficiente para sobreviver ao desgaste esperado sem criar uma transição brusca que promoveria o início da trinca.
Etapa Quatro: Inspeção, Teste e Aceitação
Verificações dimensionais da largura da cabeça, espessura da alma, largura do pé e altura total, juntamente com comprimento e esquadria final.
Análise química do calor para confirmar se todos os elementos estão dentro das faixas especificadas.
Ensaios mecânicos de resistência à tração, alongamento e, quando especificado, dureza da cabeça.
Teste ultrassônico do corpo para detectar defeitos internos como inclusões, porosidade e segregação.
Inspeção de superfície quanto a rachaduras, dobras e costuras, com métodos de partículas magnéticas ou correntes parasitas usados em locais críticos.
Os registros dessas verificações são a base da aceitação. Um trilho que passa dimensionalmente, mas carrega indicações internas, ainda assim falhará na especificação, e é por isso que os testes ultrassônicos e a inspeção de superfície acompanham as verificações dimensionais e químicas, em vez de substituí-los.
Perguntas frequentes
P: Qual aço é usado para o trilho A75?
A75 é produzido em aço fundido continuamente com alto teor de carbono. O carbono, o manganês e o silício são mantidos dentro das faixas do padrão ferroviário de pedidos, enquanto o fósforo, o enxofre e o hidrogênio são mantidos em níveis baixos para limitar a segregação e o craqueamento.
P: Por que a laminação a quente é usada em vez de moldar o perfil diretamente?
A laminação a quente refina a estrutura fundida, fecha a porosidade interna e produz uma seção sólida e contínua. Passes sucessivos também permitem que o perfil seja formado com tolerâncias estreitas, o que a fundição não consegue atingir nesta escala.
P: Em que temperatura o aço é laminado?
As flores são reaquecidas a uma faixa típica de cerca de 1150 a 1250 graus Celsius. A temperatura de acabamento é então controlada, pois define o tamanho do grão e, portanto, a resistência, a tenacidade e o comportamento à fadiga do trilho.
P: Como a qualidade dos trilhos é verificada antes do envio?
Medição dimensional, análise química, testes mecânicos e inspeção ultrassônica são realizados no produto acabado, apoiados pela inspeção superficial de trincas e costuras. A aceitação depende de todos esses resultados juntos.
P: Por que a retilinidade é tão importante para trilhos pesados?
Uma seção pesada é rígida, portanto é difícil remover uma dobra residual durante a instalação e aparece posteriormente como desvio de nível ou alinhamento. O endireitamento após o resfriamento coloca o trilho dentro dos limites de retilinidade definidos para o pedido.
P: O que faz com que um trilho falhe em serviço apesar de passar na inspeção?
Defeitos superficiais, inclusões internas e tensões residuais são os fatores habituais. É por isso que a escarificação antes da laminação, os testes ultrassônicos após a laminação e o resfriamento controlado fazem parte do percurso, e não como extras opcionais.