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Seminario ALAF
“Mantenimiento y reperfilado de rieles para optimizar su vida útil”
Mantenimiento de rieles
Olivier Dereudre
Director Vossloh Latin America
12 de Agosto 2015
Background y Concepto
Razones para mantener los rieles
Aumento de defectos en rieles y perfiles desviados debido a:
► Sistemas de tracción mejorados
► Volúmenes de tráfico en expansión
► Aumento de la velocidad de tráfico
► Aumento de toneladas por eje
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
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wheel
rail
M = Driving torque
p = Contact potential
μ = Adhesion factor (depends on traction)
Background y Concepto
Principales defectos en los rieles
„ Descapadillados
„ Desgarramientos
(“Head checks”)
3
-
Reducción de vida útil
-
Peligro de fisuras
Peligro de fractura del riel
(“Squats”)
-
Reducción de vida útil
Riesgo de fractura del
riel
„ Corrugación
„ Llagado (“Shelling”)
-
-
Ruido
Daños a la vía
Reducción de vida útil
Daños a la vía
Reducción de vida útil
Background y Concepto
Fases del desarrollo de fatiga y desgaste de contacto en el riel
„ Fatiga de la capa
„ Descapadillados
superficial
Etapa 1
Desarrollo de grietas
< 0.1 mm
„ Falla en el riel
“Head Checks”
Etapa 2
Crecimiento inicial de grietas
Etapa 3
Crecimiento progresivo de las grietas
(turn-down)
Cabeza del 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
Crecimiento previsible de grietas con aumento de dureza de la superficie
Zona de endurecimiento de la superficie ≤ 0.1mm
Diagrama basado en:
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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"
Vossloh Rail Services - Portfolio
Vossloh Rail Services
Largos rieles
soldados
Fresado móvil
HSG City
Reciclado de
rieles
Soldadura semiestacionaria
Reperfilado en alta
velocidad
Logística
Soldadura
móvil
Inspección/
Mediciones
Carga y Descarga
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Cambio de rieles
Background y Concepto – Mantenimiento Correctivo
Límite costo-eficiencia para el reperfilado de rieles
► Desgarramientos, Fisuras y llagado
► Defectos con profundidad de hasta 9mm
► Alto riesgo de descarrilamiento o rotura de los rieles
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Nuestra solución
Fresado de alta remoción - Ejemplo Operacional (1)
► In
EnTotal:
total:
1 milling
passes
§ 1§ pase
de reperfilado
§ 1,5 mm material removed
§ 1,5 mm de material removido
§ Defects removed
§ defectos removidos
§ Rail re-profiled
§ riel reperfilado
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Nuestra solución
Fresado de alta remoción - Ejemplo Operacional (2)
► En Total:
8
§
2 pases de fresado
§
3 mm de material removido
§
Remoción de defectos
§
Riel reperfilado
Nuestra solución
Fresado de alta remoción - Ejemplo Operacional (3)
EnTotal:
total:
► In
4 milling
passes
§ 4§pases
de reperfilado
mm material
removed
§ 6§mmca.
de6material
removido
§ Defects removed
§ defectos removidos
§ Rail re-profiled
§ riel reperfilado
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Background y Concepto
Alteraciones en el perfil del riel
► 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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Background y Concepto
Métodos de mantenimiento reactivo/correctivo
Esmerilado correctivo
convencional
Fresado convencional
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Funcionalidad y comparación de métodos de mantenimiento
Comparación entre fresado y esmerilado convencional
► Fresado
► Menor producción de chispas y polvo
► No necesita limpieza en túneles
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► Esmerilado convencional
Funcionalidad y comparación de métodos de mantenimiento
Comparación entre fresado y esmerilado convencional
► 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
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Funcionalidad y comparación de métodos de mantenimiento
Unidades de fresado y sistema de herramientas
Unidades de fresado de alta eficiencia
„ Mayor diámetro para mejor calidad de la superficie
„ Más fuerza para una mejor performance
„ No genera chispas ni polvo
Sistema modular de herramientas basado en
Casetes
„
„
„
„
„
„
Optimización del tiempo de instalación
Eficiencia de costo en caso de defectos de herramienta
Fijación con tornillo único para recambio fácil y rápido
Sistema de medida de herramienta para garantizar calidad
Pieza reemplazable dentro del vehículo
Sistema automatizado de cambio de los casetes (opcional)
14
14
Funcionalidad y comparación de métodos de mantenimiento
Parámetros de performance de unidades de fresado
Reperfilamiento
► 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
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Funcionalidad y comparación de métodos de mantenimiento
Parámetros de performance de unidades de fresado
Calidad de la superficie y velocidad del trabajo
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
fz
VMRM
Convencional
fz
α
ae
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fz
α
ae
fz
Funcionalidad y comparación de métodos de mantenimiento
Parámetros de performance de unidades de fresado
Efecto en la superficie en detalle
fz
VMRM
Convencional
fz
α
ae
fz
fz
α
ae
α
fz
fz
α
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Funcionalidad y comparación de métodos de mantenimiento
Sistema de terminaciones
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
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Fresado de alta performance Vossloh
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
fz
Vossloh
Convencional
fz
α
ae
19
fz
α
ae
fz
Fresado de alta performance Vossloh
Panorama de performance de métodos de mantenimiento reactivo
Esmerilado correctivo
Fresado VMRM
(48-piedras)
Fresado convencional
(Linsinger)
Aprox. 0.2 mm
Aprox. 1.5 mm
Aprox. 3 mm
Max. metal
removido
Superficie
(una pasada)
Canto de riel
Aprox. 3 mm
Aprox. 5 mm
Aprox. 9 mm
Velocidad Max.
de trabajo
Remoción =
10 km/h
1.2 km/h
3 km/h
< 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
(depende de la
remoción do metal)
0,2 mm
Remoción =
1 mm
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Referencias y estrategias operacionales
Ingeniería y referencias industriales
SFU 04
RFP 1
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„ Desde 2008
„ Aprobado por LUL, RATP, DB, SNCF, Network Rail
„ Desde 2011
„ Aprobado por Russian Rail Network
Referencias y estrategias operacionales
Referencias operacionales
Deutsche Bahn
„ Aprobado para Red de Alta Velocidad
„ Contrato global desde 2005
SBB, Suiza
„ Contrato global 2008-2012
Banedanmark, Dinamarca
„ Contrato global 2012 - 2015
Otras aprobaciones y contratos
„
„
„
„
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ÖBB
Banverket Suecia
Arlanda-Link, Suecia
Lötschberg-Tunnel (CH)
Fresado de alta performance Vossloh
La próxima generación de fresado de rieles
Especificaciones del vehículo
„ Trocha:
1,000 - 1,676 mm
„ Radio Min. :
120 m (driving) /
150 m (fresagem)
„ Carga en rueda: < 20 t
„ Velocidad de fresado: - 3 km/h
„ Autonomía:
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> 24 hours
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)
Fresado de alta performance Vossloh
Concepto modular para soluciones adaptadas al cliente
Modularidad adaptada a las necesidades del cliente
Trochas
individuales
1,000 mm
1,435 mm
1,520 mm
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Fresado de Alta Performance Vossloh
Sumario
► Unidades mayores de fresado:
→ Menos ondulación
→ Mayor velocidad de trabajo
→ Mayor remoción de metal
► Modularidad
→ Mayor disponibilidad
→ Menos horas de mantenimiento
→ Gran autonomía
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¡Gracias por su atención!
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