Mantenimiento de rieles Olivier Dereudre Director Vossloh Latin America 12 de Agosto 2015

Seminario ALAF “Mantenimiento y reperfilado de rieles para optimizar su vida útil”

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Background y Concepto Razones para mantener los rieles

► Sistemas de tracción mejorados

► Volúmenes de tráfico en expansión

► Aumento de la velocidad de tráfico

► Aumento de toneladas por eje

Aumento de defectos en rieles y perfiles desviados debido a:

Resultados

► Reducción de la vida útil del riel ► Altos costos de mantenimiento de rieles ► Riesgo de “shelling” o fracturas en los rieles ► Deformación del perfil ► Aumento de niveles de ruido

wheel

railM = Driving torquep = Contact potentialμ = Adhesion factor (depends on traction)

wheel

railM = Driving torquep = Contact potentialμ = Adhesion factor (depends on traction)

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Principales defectos en los rieles Background y Concepto

Ñ Descapadillados (“Head checks”)

- Reducción de vida útil

- Peligro de fractura del riel

- Peligro de fisuras

Ñ Desgarramientos (“Squats”)

- Reducción de vida útil

- Riesgo de fractura del riel

Ñ Corrugación - Ruido

- Daños a la vía

- Reducción de vida útil

Ñ Llagado (“Shelling”) - Daños a la vía

- Reducción de vida útil

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Fases del desarrollo de fatiga y desgaste de contacto en el riel

Índice de crecimiento del defecto

(grado acero= R260) Más de 5 - 10 MTB

1 -2 mm después de 100 MTB

Aprox. 1mm/ cada 1 MTB

Cabeza del riel

Etapa 1 Desarrollo de grietas < 0.1 mm

Etapa 2 Crecimiento inicial de grietas

Etapa 3 Crecimiento progresivo de las grietas (turn-down)

Crecimiento previsible de grietas con aumento de dureza de la superficie

Zona de endurecimiento de la superficie ≤ 0.1mm

Ñ Falla en el riel

Diagrama basado en:

Dr. Jaiswal, J., “Maintenance is a vital part of the system approach", International Railway Journal, 2005, vol. 9;

UIC Joint Research Project, "Proactive measures – Remedial and Repair Technology"

Ñ Descapadillados “Head Checks”

Ñ Fatiga de la capa superficial

Background y Concepto

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Vossloh Rail Services - Portfolio

Vossloh Rail Services

Carga y Descarga

Soldadura semi-estacionaria

Cambio de rieles

Soldadura móvil

Logística

Largos rieles soldados

Reciclado de rieles

HSG City

Reperfilado en alta velocidad

Fresado móvil

Inspección/ Mediciones

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Límite costo-eficiencia para el reperfilado de rieles Background y Concepto – Mantenimiento Correctivo

► Desgarramientos, Fisuras y llagado ► Defectos con profundidad de hasta 9mm ► Alto riesgo de descarrilamiento o rotura de los rieles

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Fresado de alta remoción - Ejemplo Operacional (1)

► In Total: § 1 milling passes § 1,5 mm material removed § Defects removed § Rail re-profiled

Nuestra solución

En total:

§ 1 pase de reperfilado

§ 1,5 mm de material removido

§ defectos removidos

§ riel reperfilado

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Fresado de alta remoción - Ejemplo Operacional (2)

► En Total: § 2 pases de fresado § 3 mm de material removido § Remoción de defectos § Riel reperfilado

Nuestra solución

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Fresado de alta remoción - Ejemplo Operacional (3) Nuestra solución

► In Total: § 4 milling passes § ca. 6 mm material removed § Defects removed § Rail re-profiled

En total:

§ 4 pases de reperfilado

§ 6 mm de material removido

§ defectos removidos

§ riel reperfilado

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Alteraciones en el perfil del riel Background y Concepto

► Crecientes volúmenes de tránsito y carga por eje provocan deformaciones en el perfil del riel ► Contacto insuficiente entre riel y rueda ► Reducción de la vida útil del riel

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Métodos de mantenimiento reactivo/correctivo

Esmerilado correctivo convencional

Fresado convencional

Background y Concepto

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Comparación entre fresado y esmerilado convencional

► Menor producción de chispas y polvo

► No necesita limpieza en túneles

► Fresado ► Esmerilado convencional

Funcionalidad y comparación de métodos de mantenimiento

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► Pasos a nivel, lubricantes y equipos de señalización pueden permanecer en la vía

► Una única operación es posible en defectos de profundidad inferiores a 3 mm

► Posibilidad de obtener un mejor perfil del riel

Comparación entre fresado y esmerilado convencional Funcionalidad y comparación de métodos de mantenimiento

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Unidades de fresado y sistema de herramientas

Ñ Optimización del tiempo de instalación

Ñ Eficiencia de costo en caso de defectos de herramienta

Ñ Fijación con tornillo único para recambio fácil y rápido

Ñ Sistema de medida de herramienta para garantizar calidad

Ñ Pieza reemplazable dentro del vehículo

Ñ Sistema automatizado de cambio de los casetes (opcional)

Unidades de fresado de alta eficiencia

Sistema modular de herramientas basado en Casetes

Ñ Mayor diámetro para mejor calidad de la superficie

Ñ Más fuerza para una mejor performance

Ñ No genera chispas ni polvo

Funcionalidad y comparación de métodos de mantenimiento

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► Todos los perfiles comunes pueden ser reperfilados ► Para una completa restauración de un determinado perfil de riel:

- El desvío de sección no puede exceder los 5mm - La cabeza del riel debe tener suficiente material restante

Parámetros de performance de unidades de fresado

Reperfilamiento

Funcionalidad y comparación de métodos de mantenimiento

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Calidad de la superficie y velocidad del trabajo

VMRM Convencional

Parámetros de performance de unidades de fresado Funcionalidad y comparación de métodos de mantenimiento

Un. VMRM Tren de Fresado Fresado Convencional

Diámetro de la fresa D mm 1400 600

Sobre medida, constante ae mm 0.6 0.6

Avance por diente fz mm 5.0 5.0

Velocidad de trabajo v m/min 14 14

Ángulos de presión α ° 2.37° 3.62°

Altura de irregularidad h µm 4.5 10.4

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Efecto en la superficie en detalle

VMRM Convencional

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Parámetros de performance de unidades de fresado Funcionalidad y comparación de métodos de mantenimiento

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Tecnología exclusiva de terminación

► El proceso exclusivo de terminación permite una mejor calidad de la superficie a mayor

velocidad

► Rugosidad superficial < 8 μm puede ser alcanzada

Sistema de terminaciones Funcionalidad y comparación de métodos de mantenimiento

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Nuevos desarrollos

► El tren de fresado de alta performance establece una nueva referencia en términos de rendimiento de trabajo

(velocidad, remoción de metal, calidad). La eficiencia de trabajo es al menos el doble que la de métodos de

fresado convencionales.

► Principales aspectos de los nuevos desarrollos:

► Doble diámetros de las ruedas de fresado

► Sistema de terminaciones patentado

► Concepto modular flexible

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Vossloh Convencional

Fresado de alta performance Vossloh

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Panorama de performance de métodos de mantenimiento reactivo Fresado de alta performance Vossloh

Esmerilado correctivo

(48-piedras)

Fresado convencional (Linsinger)

Fresado VMRM

Max. metal removido (una pasada)

Superficie Aprox. 0.2 mm Aprox. 1.5 mm Aprox. 3 mm

Canto de riel Aprox. 3 mm Aprox. 5 mm Aprox. 9 mm

Velocidad Max. de trabajo (depende de la remoción do metal)

Remoción =

0,2 mm

10 km/h 1.2 km/h 3 km/h

Remoción =

1 mm

< 500 m/h 650 m/h 1200 -1500 m/h

Calidad de la superficie (aspereza) > 10 μm < 10 μm < 8 μm

Riesgo de fuego (chispas) Elevado Bajo Nulo

Desinstalación de equipos de señalización

Si No No

Trabajo en túnel (Absorción de polvo)) No Si Si

Sistema de medición integrado Si Si Si

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Ingeniería y referencias industriales Referencias y estrategias operacionales

SFU 04

RFP 1

Ñ Desde 2008

Ñ Aprobado por LUL, RATP, DB, SNCF, Network Rail

Ñ Desde 2011

Ñ Aprobado por Russian Rail Network

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Deutsche Bahn

Ñ Aprobado para Red de Alta Velocidad

Ñ Contrato global desde 2005

SBB, Suiza

Ñ Contrato global 2008-2012

Otras aprobaciones y contratos

Ñ ÖBB

Ñ Banverket Suecia

Ñ Arlanda-Link, Suecia

Ñ Lötschberg-Tunnel (CH)

Referencias operacionales

Banedanmark, Dinamarca

Ñ Contrato global 2012 - 2015

Referencias y estrategias operacionales

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La próxima generación de fresado de rieles

Especificaciones del vehículo Resultados de fresado

► Reperfilado (perfil cruzado y longitudinal optimizados)

► Perfecta calidad de la superficie (rugosidad < 8 μm)

► Remoción de material: aprox. 0.3 – 3 (10) mm

► Sin formación de chispas ni polvo

► Resultados de medición Just-in-time (sistema a bordo)

Ñ Trocha: 1,000 - 1,676 mm

Ñ Radio Min. : 120 m (driving) / 150 m (fresagem)

Ñ Carga en rueda: < 20 t

Ñ Velocidad de fresado: - 3 km/h

Ñ Autonomía: > 24 hours

Fresado de alta performance Vossloh

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Modularidad adaptada a las necesidades del cliente

1,000 mm

1,435 mm

1,520 mm

Trochas individuales

Concepto modular para soluciones adaptadas al cliente Fresado de alta performance Vossloh

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► Unidades mayores de fresado:

→ Menos ondulación

→ Mayor velocidad de trabajo

→ Mayor remoción de metal

► Modularidad

→ Mayor disponibilidad

→ Menos horas de mantenimiento

→ Gran autonomía

Sumario Fresado de Alta Performance Vossloh

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