EPS-ENG-2048 00 00 Dormente de Polimero ou Plastico Reciclado.pdf

ESPECIFICAO TCNICA DE MATERIAL EPS-ENG-2048/00.00 DATA: 20/09/2010

PALAVRAS-CHAVE dormente, plstico, polmero

ELABORAO Leonardo S. Soares, Walter Vidon Jr., Marcio O. Almeida, Jos Luiz E. Reis

APROVAO Rodrigo Pereira Goularte Gomes

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TTULO: DORMENTE DE POLMERO OU PLSTICO RECICLADO

1. ESPECIFICAO TCNICA

1.1. Descrio do Material: Dormente de plstico reciclado para vias de bitola de 1600mm.

1.2. Normas Tcnicas Aplicveis: - AREMA (American Railway Engineering and Maintenance-of-Way Association) Section 30- Part 2 (Evaluative Tests for Tie Systems) e Part 5 (Engineered Composite Ties) AREMA 2010 e item 4.9.1.9 (Ensaio de Torque) da AREMA 2010.

Nos casos em que a presente especificao for mais restritiva que a da norma tcnica citada, prevalecer a especificao da MRS.

1.3. Exigncias Tcnicas:

1.3.1. Materiais Utilizados para a Produo de Dormentes de Polmero

Os materiais a serem utilizados na fabricao dos dormentes de polmero ou plstico reciclado so de responsabilidade do fornecedor, podendo ser empregados materiais reciclados ou no, reforado com fibras ou outros materiais que permitam obter um dormente com melhores propriedades fsicas e mecnicas que atenda aos requisitos da presente especificao. Os materiais empregados na fabricao do dormente devero ser especificados pelo fornecedor, bem como as suas origens. A densidade do dormente dever tambm ser informada pelo fornecedor. O dormente no dever receber nenhum tipo de preservativo txico para resistir ao apodrecimento e ataque de fungos.

1.3.2. Requisitos Gerais

a) Os dormentes de polmero devero ser resistentes ao apodrecimento, ataque de insetos e radiao solar.

b) Eventual absoro de gua no dever acarretar a perda da dureza requerida para o dormente.

ITEM DA ISO 9001: 7.4 ITEM DA SA 8000: ITEM DA ISO 14001: 4.4.6 ITEM DA GESTO POR EXCELNCIA/PNQ: ITEM DA OHSAS 18001: 4.4.6

Diretoria: Engenharia e Manuteno Processo: Disponibilizao de Ativos





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c) Na composio do dormente no devero estar presentes produtos txicos.

d) O dormente dever permitir o emprego das fixaes do trilho utilizados no dormente de madeira.

e) Substituio dos dormentes de madeira instalados ao longo da via, de forma alternada ou a eito, de acordo com o critrio de substituio adotado pela MRS.

f) Os dormentes devero comportar-se com desempenho satisfatrio quando submetidos s cargas de material rodante ou de trao com 36 t / eixo.

g) A performance do dormente de polmero dever ser igual ou melhor que os dormentes de madeira de puro cerne para o mesmo espaamento que o adotado para a madeira.

h) Os dormentes a serem fornecidos no devero acusar sinais de esmagamento ou deformao na regio da fixaes, quando submetidos s condies de trfego citadas em f.

i) A seo transversal dos dormentes fornecidos dever ser ntegra, isenta de vazios ou bolhas.

j) Exige a MRS tenham os dormentes propriedades isolantes, no oferecendo risco de ocupao do circuito de via.

1.3.3. Forma

a) Os dormentes devero apresentar-se isentos de defeitos que possam afetar sua resistncia ou durabilidade ou a insero das fixaes.

b) Os dormentes devero ser retos, com seo transversal retangular e com quinas vivas.

c) As dimenses mnimas teis exigidas para o dormente esto abaixo:

Comprimento (mm)

Largura (mm)

Altura (mm)

Volume (m3)

2750 230 180 0,1138 2750 230 200 0,1265

d) Qualquer ranhura ou texturizao superficial, para garantia de ancoragem no lastro, no ser considerada para verificao ao das dimenses mnimas.

e) Qualquer cavidade introduzida na seo transversal, visando reduo de peso, dever ser submetida aprovao prvia da MRS.





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f) Qualquer reentrncia ou cavidade artificial introduzida faces verticais do dormente visando a reduo de peso dever ser submetida a aprovao prvia da MRS.

g) Os dormentes devero ter suas superfcies com rugosidade adequada, para permitir o manuseio com segurana, mesmo com os dormentes molhados (trabalhos em tneis ou dias chuvosos).

1.3.4. Tolerncias e Defeitos

a) Os dormentes devero ser moldados dentro das tolerncias permitidas (Tabela I):

Tabela I: Tolerncias dimensionais permitidas

b) Empeno: - Vertical: qualquer flecha medida ao longo do comprimento do dormente no dever ultrapassar 20 mm. - Horizontal: qualquer flecha medida ao longo do comprimento do dormente no dever ultrapassar 20 mm

c) Planicidade na regio das fixaes: - Concavidade mxima: 3 mm - Convexidade: 0 (zero)

1.3.5. Requisitos Fsicos

Os dormentes devero atender aos requisitos da tabela II abaixo, conforme AREMA 2010, Tabela 30-5-1:

Tabela II: Requisitos Fsicos e Mecnicos Requisitos Limites

Mdulo de Elasticidade (mnimo) 1.172 MPa ou 170.000 psi Mdulo de Ruptura (mnimo) 13,8 MPa ou 2.000 psi Compresso na sede do trilho (mnimo) 6,2 MPa ou 900 psi Resistncia lateral de cada dormente (aps 100 MTBT) 11,1 kN Fora de arrancamento do tirefond (mnimo) 37,8 kN Impedncia eltrica (mnimo) 200.000 ohms

1 MPa = 143,4 psi

Comprimento Largura Altura +20 mm e -0 5 mm +5mm e -0





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1.3.6. Identificao e Marcas de Fabricao

Os dormentes devero ser identificados em baixo relevo no qual estejam indicados, no mnimo: - Ms e ano da fabricao - Nome do Cliente: MRS

A identificao em baixo relevo dever estar localizada na face superior do dormente, a 10 cm de uma de suas extremidades e ser em letras de 20 mm de altura por 15 mm de largura.

1.3.7. Plano de Amostragem para inspeo visual e dimensional:

a) De cada lote de 250 (duzentos e cinqenta) dormentes a serem entregues MRS, 10% do total de dormentes sero inspecionados quanto aos aspectos dimensional e visual.

Se do total acima 50% dos dormentes inspecionados estiverem fora das tolerncias exigidas, previstas no item 1.3.3. outro lote de dormentes dever ser selecionado e inspecionado.

Se do total acima, 20% dos dormentes estiverem fora das exigncias previstas no item 1.3.3 e 1.3.4 todo o lote ser rejeitado.

1.4. Acondicionamento:

a) Os dormentes devero ser movimentados com equipamentos adequados, sendo vedado o uso de ferramentas pontiagudas ou cortantes que possam provocar danos na superfcie dos mesmos.

b) Com a finalidade de facilitar a movimentao atravs da utilizao de equipamento tais como empilhadeira, guindaste, etc. e, tambm para assegurar melhores de condies de segurana no transporte, os dormentes devero ser entregues em amarrados do tipo 4x4 e cintados com material resistente e adequado.

1.5. Garantia:

a) O fornecedor dever garantir a qualidade de todos os dormentes fornecidos para a MRS quanto a defeitos de fabricao por prazo mnimo de 5 (cinco) anos, a partir da data de aplicao ou 500 MTB (Milhes de toneladas brutas), prevalecendo o evento que ocorrer primeiro. Durante o perodo citado o fornecedor compromete-se a substituir os dormentes com defeito, ainda que tenha passado pelo controle inicial de qualidade, sem nenhum nus para a MRS.





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b) Caracteriza-se como defeito a ocorrncia de trincas (parciais ou totais), esmagamento na regio das fixaes, empenos ocorridos aps instalao na via e identificados dentro do perodo de garantia.

1.6. Outras Caractersticas:

1.6.1. Desenhos de Referncia:

O fornecedor dever apresentar previamente, MRS para aprovao, o desenho do dormente com identificao de todas as suas caractersticas geomtricas.

2. QUALIFICAO DO FORNECEDOR

2.1. Certificao Tcnica:

O fornecedor dever demonstrar capacidade tcnica de fornecimento de dormentes que atenda demanda solicitada pela MRS.

2.2. Procedimentos Tcnicos de Qualificao:

a) Sempre que ocorrer identificao de alguma anomalia nos lotes de dormentes por ocasio da inspeo realizada pela Fiscalizao da MRS, devero ser efetuados os testes previstos nestas especificaes em laboratrio indicado de comum acordo pela MRS e pelo Fornecedor.

b) O Fornecedor dever apresentar a documentao pertinente autorizao expedida pelos rgos ambientais, para o exerccio de suas atividades.

c) O fornecedor dever submeter aprovao da MRS o mtodo utilizado para evitar a formao de porosidades como a seguir detalhado:

- Os dormentes no devero apresentar vazios ou descontinuidades maiores que 5mm de dimetro e 10mm de comprimento quer transversal quer longitudinalmente. -Outros vazios devero ficar uniformemente distribudos e sem ligao entre eles, de maneira a no se constiturem em plano de ruptura.

2.2.1. Ensaios para Homologao de Prottipo e Projeto de Melhorias:

Para fins de homologao do dormente de plstico a ser fornecido pela primeira vez para a MRS, todo e qualquer fabricante dever submeter o prottipo ou novo projeto de melhorias aos ensaios discriminados a seguir:





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2.2.2. Teste para Determinao do Mdulo de Elasticidade (MOE):

O teste segue, em linhas gerais, o procedimento recomendado pela AREMA 2010, item 2.2.3, Test 1C Bending Center Negative Moment For Engineered Composite Ties, pgina 30-2-6.

Descrio do Procedimento:

a) A prensa hidrulica utilizada dever possibilitar a aplicao de esforo vertical de 10 toneladas (100 kN). A montagem do dormente na prensa dever obedecer aos detalhes indicados no desenho abaixo (Figure 30-2-3) :

Figure 30-2-3. Center Negative Bending Test

b) A carga dever ser aplicada lentamente, a uma taxa de deflexo de 127mm (5) por minuto. Para completa caracterizao da propriedade mecnica do dormente, o fabricante poder repetir o procedimento para taxas de 25mm (1) e 250mm (10) por minuto.

c) A deformao ou flecha no centro do dormente dever ser medida diretamente abaixo do ponto de aplicao da carga. Dever ser medida e registrada por meio de dois transdutores de deslocamento (LVDT- Linear Variable Differential Transformer). O primeiro LVTD, com curso de 50mm, ser posicionado na face inferior do dormente no centro de aplicao da carga. O segundo LVTD, com curso de 20mm ser posicionado na face superior do dormente no centro de um dos apoios. Observao: Na medio do Mdulo de Elasticidade , o teste considerado finalizado ao se obter uma deformao de aproximadamente 1% do vo (15mm).

d) O MOE dever ser calculado usando a seguinte equao:

MOE = (mL3) / (48J) onde:

m = inclinao do trecho linear do grfico do ensaio Carga x Deformao, isto desprezando-se o trecho inicial (corrected toe effect), e sendo a deformao medida para uma carga de ensaio que gere tenso mnima no dormente de 4,2 MPa (600psi).





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L = vo adotado para o ensaio (1524 mm ou 60) J = Momento de inrcia do dormente = (bh3)/12 b = largura do dormente h = altura do dormente

Em qualquer curva tpica de ensaio Carga x Deformao, existe uma faixa inicial de deformao que no representa a propriedade elstica da pea, causados pela folga, desalinhamento ou acomodao da amostra na fase inicial do teste.

A carga (P) para determinao da taxa de inclinao m ser aquela geradora de uma tenso mnima no dormente de 600 psi ou 4,2 MPa, e deve ser definida para cada seo particular do dormente de plstico.

Para dormentes com seo 9" x 7" (240mm x 180mm) ser: = M / W M = Momento mximo em uma viga seo retangular biapoiada, M = (PL) / 4, onde L o vo do ensaio (60") e P a carga atuante (que se quer saber); W (Modulo de Flexo) = (bh2) / 6, onde b largura do dormente e h a altura

Assim : = (PL/4) / (bh2/6) ou P = .(4bh2) / (6L) P = 600psiX(4x9,5x72) / (6x60") = 3103 lb = 1.396 kg ou P 1500 kgf = 15.000N = 15 kN

Fig.1

Fonte: Ensaio Esttico a Flexo em Dormente Polimtrico. LEM/POLI/USP, Abril 2009

0

6,1mm

15kN





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Do grfico de ensaio:

m = (15 kN) / (6,1mm) = 2,46 m = 2,46 kN/mm

Calculo do MOE: L = vo do apoio = 1524 mm (60) J (Momento de inrcia do dormente) = (bh3)/12

b = largura do dormente = 230 mm h = altura (espessura) do dormente = 170 mm

MOEFABR.= (mL3) / (4xbh3) = (2,46x15243) / (4x230x1703) = 1,926 kN/mm2

MOEFABR.= 1,926 kN/mm2 ou 1926 MPa ou 1958 x143 psi = 275.370 psi 275.000 psi

Concluso: O prottipo possui MOE acima do mnimo recomendado pela AREMA 2010 (1.170 MPa ou 170.000 psi).

e) O nmero mnimo de amostras para determinao do MOE ser de dez dormentes escolhidos aleatoriamente do lote de 110 dormentes para homologao.

Um mnimo de 5 (cinco) testes vlidos devero ser realizados e obtida a mdia do resultado dos ensaios. 2.3.1.

Fig. 2

Vista do Ensaio para determinao/confirmao do MOE

f) Mdulo de Ruptura (MOR): Calculado com base na seguinte equao: MOR = (3LP) / (2bh2) onde:

P = carga atuante no momento da ruptura do dormente (kN) b = largura do dormente (mm) h = altura do dormente (mm)





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2.2.3. Ensaio de Torque Conforme AREMA 2010, item 4.9.1.9. profundidade do furo: 150mm dimetro do furo:16 a 17 mm tirefond a ser utilizado:SS8-NA, com 24 mm de dimetro.

2.2.4. Demais ensaios

Ensaio de Arrancamento do tirefond Conforme item 2.4.1. AREMA 2010 (Test 3A : Embedded Shoulder/ Screw Spike/ Spike/ Threaded insert Pullout - 2006).

Ensaio de compresso na rea da placa de apoio Conforme Section 2.3. Test 2 Rail/Plate Area Compression da AREMA 2010.

Determinao do momento negativo no centro do dormente (Teste 1 C Bending Center Negative)

Conforme AREMA 2010, item 2.2.3

Ensaio de Impedncia Eltrica Conforme AREMA 2010, item 2.8: Test 7 Fastener Eletrical Impedance Test

Ensaio de Resistncia Lateral Conforme AREMA 2010, item 2.9: Test 8 Single Tie Lateral Push Test

1- A critrio da MRS, poder ser exigido o fornecimento de um lote inicial para testes na sua linha de 110 (cento e dez) dormentes que sero aplicados na via em local determinado pela MRS e submetidos a 100 MTB (Milhes de toneladas brutas) de carga em trfego. Aps a circulao de 100 MTBT ser monitorado e avaliado pela MRS o desempenho dos dormentes. Dez dormentes do lote de 110 sero escolhidos,aleatoriamente, dentro do lote, para serem submetidos aos ensaios de homologao.

2- A aplicao dos dormentes para teste na linha dever seguir as seguintes etapas:

a) Identificao da face superior do dormente. Em geral os dormentes s tem um lado nico de aplicao.





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b) Posicionamento correto do dormente na linha, posicionando o meio do dormente no eixo da linha

c) Posicionamento correto das placas de apoio

d) Utilizao de broca de ao rpido, com dimetro 16 mm e profundidade do furo de 150 mm.

e) Regulagem adequada da tirefonadora a ser usada na aplicao do tirefond, ajustando a sua rotao de modo a no destruir as fibras resistentes do dormente e permitir aplicao de torque mnimo de 250 Nm. Como recomendao prtica, usar sempre a 2a. velocidade da tirefonadora e interromper o aperto do tirefond assim que a gola deste comprimir totalmente a arruela dupla de presso.

f) Proceder a socaria do trecho em teste (de preferncia com a utilizao de socadora pesada), com regularizao do nivelamento longitudinal e transversal

g) Qualquer eventual recomendao por parte do fornecedor, dever ser seguida de acordo com o tipo de dormente a ser empregado (Exemplo: no furar o dormente ao longo da sua seo longitudinal para no atingir eventual reforo includo para aumentar as caractersticas mecnicas do dormente)

3- O Fornecedor dever fornecer a broca adequada para a furao dos dormentes, em nmero suficiente, de acordo com a quantidade de dormentes para teste.

3. CRITRIOS PARA INSPEO E ACEITAO

3.1. Inspeo Tcnica e Aceitao em Fbrica:

O laudo de inspeo tcnica poder ser realizado nas instalaes do fabricante ou em laboratrio de ensaios e aprovado previamente pela MRS. Durante o processo de fabricao e at a liberao final para embarque, dever ser garantido o livre acesso dos representantes e inspetores da MRS, a todas as dependncias da fbrica envolvida no processo. Aos inspetores devero ser cedidos, durante o exerccio de suas atividades de fiscalizao, os instrumentos de medidas por eles solicitados. Para a devida programao de inspeo, o fornecedor deve apresentar o cronograma de produo, em perodo previamente estabelecido entre as partes, MRS e fornecedor.

3.1.1. Procedimentos de inspeo

a) O fornecedor dever apresentar os resultados dos testes comprobatrios do atendimento dos requisitos fsicos e mecnicos apresentados na Tabela II do item 1.3.5. realizados durante o perodo de homologao.





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b) Todo lote de dormente a ser entregue MRS dever vir acompanhado do certificado de qualidade do produto, garantindo estar de acordo com as exigncias destas especificaes.

3.1.2. Aceitao e rejeio

a) A cada 250 (duzentos e cinqenta) dormentes, a serem embarcados para a MRS, duas unidades sero retiradas aleatoriamente do lote aprovado no teste dimensional e visual.

Uma ser submetida ao teste de carga esttica em prensa de no mnimo 10 toneladas (100 kN) de capacidade, na presena do fiscal da MRS, nas instalaes do fabricante.

b) O teste de carga esttica feito para garantir a integridade estrutural mnima do dormente e garantir que o lote entre alcanou o Mdulo de Elasticidade (MOE) informado pelo fabricante, conforme item 2.2.2.d e 2.2.2.e destas especificaes.

c) Caso a primeira amostra no atinja o valor mnimo exigido para o MOE outra amostra ser submetida ao mesmo teste. Se esta segunda amostra no atingir o valor mnimo exigido do MOE, todo o lote ser rejeitado.

d) O MOE obtido atravs da medio precisa e segura da flecha ou deformao do dormente sob carga de trabalho conforme o procedimento abaixo (item 5.5.1 da AREMA 2010, 3-5-10):

1) O Fabricante dever disponibilizar na fabrica uma prensa hidrulica de at 100 kN (10 toneladas) para realizao do teste de confirmao do MOE, conforme o arranjo e o carregamento da Figura 30-2-3 do item 2.2.2.

2) A Flecha Limite calculada pela expresso abaixo:

F = (PL3) / (48 x MOEFabricante x J) onde,

F = flecha Limite calculada P = carga de determinao do MOEFABRiICANTE (15kN ) L = vo de ensaio (1524mm) J = Momento de inrcia do dormente (= bh3/12) b = largura do dormente (mm) h = altura do dormente (mm) MOEFABRiICANTE determinado no ensaio de homologao e expresso em MPa





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3) O teste dever ser executado na presena do Fiscal designado pela MRS. A prensa hidrulica dever ser calibrada de modo a permitir a aplicao de um carregamento na taxa 0,5 t por minuto + 10%.

4) A flecha limite dever ser medida por meio de dois transdutores de deslocamento do tipo LVDT (Linear Variable Differential Transformer) conforme item 2.2.2.

5) A flecha obtida neste ensaio dever ser menor ou igual Flecha limite calculada para o MOE do fabricante e dimenses homologadas do dormente.

3.2. Inspeo Tcnica e Aceitao de Recebimento em Almoxarifado:

Ser realizada a inspeo visual e quantidade dos dormentes.

4. CONSIDERAES DE MEIO AMBIENTE

O material usado no cintamento (item 1.4.b) dever ser recolhido para a sede e descartada no local adequado, conforme PN-MSS-0002 Gerenciamento de Resduos.

5. CONSIDERAES DE SEGURANA E SADE OCUPACIONAL

Devero ser utilizados equipamentos adequados para descarga e movimentao das peas, devendo ser compatveis com o peso da carga, providos de acessrios para guiar cargas suspensas. No ser permitido a circulao de pessoal sob as cargas suspensas.

Em caso de eventual necessidade de movimentao manual do dormente, cuidado especial deve ser tomado quanto postura fsica para evitar lombalgia.

A rea de segurana para a movimentao das peas dever ser delimitada.

As pessoas envolvidas na movimentao das peas devero estar portando os equipamentos de proteo individual como capacete, luvas, culos de proteo, calado de segurana com biqueira e protetor auricular caso necessitem, conforme estabelecem a Portaria 3214 de 1978, em suas Normas Regulamentadoras do Ministrio do Trabalho e Emprego e a CLT em seus artigos de Sade e Segurana do Trabalho.

6. ANEXOS

No aplicvel.

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