DEFECTOLOGÍA

DEFINICIÓN DE LOS DEFECTOS DE RIELES

Riel Roto

Es preciso entender por riel roto, todo riel que se haya dividido en dos o máspartes.

Riel Fisurado

Se define como riel fisurado a todo riel que presenta, en un punto cualquiera de su extensión, y cualquiera que sean las partes interesadas del perfil, una o más discontinuidades de orientaciones cualquiera visibles o no, en las cuales su desarrollo puede provocar una rotura en un plazo más o menos cercano.

Riel Averiado

Se entiende por riel averiado, a todo riel que no este roto ni fisurado, pero quepresenta otros defectos generalmente situados en la superficie, tales como:

Pérdida de Material Puntual: es aquella que se encuentra aislada, es decir esta sola y es la que puede ser producida por un patinaje de rueda ocasionada por la presencia de agua o grasa en el riel, poro en una soldadura aluminotérmica, por el golpe de la rueda en las puntas de una Junta aislante o mecánica etc.. ver Anexo 9.

Nota: todo riel en el cual un fragmento de metal se haya soltado provocando una laguna de más de 50 mm de longitud y 10 mm de profundidad en el hongo se considera riel roto.

Defecto Shelling: es una separación progresiva horizontal de material,

la cual se genera primero como fisuras exteriores a nivel del plano directriz, generalmente en lo más alto de este plano. Este se extiende longitudinalmente, no como una verdadera fisura vertical o horizontal, pero en un ángulo relacionado al total del riel usado. El shelling se produce generalmente en curvas y esta asociado al exceso de grasa y al tipo de calidad del riel. Al exceso de grasa, ya que esta genera que el riel no se desgaste, es decir no se desgaste normalmente, como cuando existe una lubricación optima. Esto produce que el plano directriz se fatiga y se produzcan pequeñas fisuras en plano directriz, que van creciendo dependiendo con el tonelaje soportado. Con respecto a la calidad del riel, es por que el riel de mayor calidad o de mayor resistencia a la tracción es más frágil y este tipo de defecto va aparecer en este riel demasiado pronto, si no se controla las fallas por exceso de grasa. La solución para que no se produzca este tipo de defecto, es lubricar idóneamente el riel, es decir mantener una película de grasa con un coeficiente de fricción entre 0.15 y 0.35 y realizar una programación para esmerilar anual, semestral etc. y así eliminar la fatiga presente en el plano directriz antes que se presenten las pequeñas fisuras en este. Ver anexo 10

Deformación Plástica: este se produce como consecuencia de la deformación plástica de la superficie de la rodadura del carril que, en general, comienza por la formación de una ranura en lado interior de la cabeza del carril, debajo de la zona cubierta por la pestaña. En algunas ocasiones, esta deformación da lugar a la formación de finas láminas de acero que se desprenden de la superficie de rodadura, formando lajas que sobresalen por borde interior de la cabeza del carril en unos 20 a 30 mm. Este último efecto ha sido observado con más frecuencia en los carriles ingleses de elevada tenacidad y en los del tipo UIC, calidad C, resistente al desgaste. Las cargas por rueda son, en general, lo suficientemente elevadas para dar lugar a la deformación plástica de los carriles en recta, pero la deformación tiene lugar en los hilos bajos de las curvas de pequeño radio. Ver Anexo 7

Corrosión: los rieles están sometido durante mucho tiempo a la agresión del medio ambiente y son por tanto objeto de la corrosión. En vías subterráneas situadas en zonas húmedas, se puede producir corrosión en el conjunto del riel, más acentuados en el contacto del patín, con los durmientes y en las uniones del alma con el hongo o con el patín, por la presencia de tensiones residuales.

Para evitar la corrosión, se recomienda crear condiciones estancas, en zonas subterráneas húmedas y dedicar gran atención a las áreas en que las tensiones suelo – carril son débiles.En tramos subterráneos de ambiente muy agresivo deben tratarse especialmente los carriles para retrasar el ataque de la corrosión. Los mejores tratamientos son: el vertido de arena, la protección con zinc o aluminio y el revestimiento con pintura bituminosas. De esta forma se puede retrasar los primeros fenómenos de corrosión hasta seis u ocho años.

Desgaste (Lateral, Vertical y ondulatorio).

Vertical: este tipo de desgaste concurren el factor de abrasión causado por las ruedas y el de corrosión (en el patín) debido a la intemperie. Incluso en líneas con tráfico muy intenso, la abrasión de la superficie de rodadura es responsable, en general, de la mayor parte de la pérdida de material.

Lateral: este desgaste tiene lugar en la cabeza del carril en la vía en curva, donde las pestañas de las ruedas entran en contacto con el flanco de la cabeza del carril; también ocurre, normalmente de forma limitada, en las rectas donde las irregularidades de la vía y las oscilaciones del vehículo, así como el movimiento de lazo, hacen que las pestañas entren en contacto con la cara lateral de la cabeza del carril. En aquellos puntos en que es frecuente el contacto entre pestaña y carril puede tener lugar un desgaste importante, que tiene como efecto ensanchar la vía y producir una superficie inclinada en el costado de la cabeza del carril, que puede llegar a permitir el remonte de la rueda. Ver Anexo 6

Ondulatorio: este tipo de desgaste tiene lugar en la superficie de rodadura del riel en sentido longitudinal, en forma de ondas, de una longitud comprendida entre 30 y 80 mm y una longitud de 0.4 mm como máximo. También se pueden producir ondas más largas, 100 a 2000 mm, con una mayor amplitud. Las primeras son causa del ruido característico producido por las circulaciones en el caso del desgaste ondulatorio. Este desgaste tiene varios efectos indeseables como: las averías del material rodante; el aumento de resistencia a la tracción y ruidos. La cresta es generalmente, brillante y dura, lo que se debe a una fina capa superficial constituida principalmente por martensita o fase blanca, las cuales son características de la superficie de rodadura. Esto indica que en las crestas de las ondas, la rueda está completamente en contacto con el carril y no tiene ningún deslizamiento. La superficie del carril en los valles es oscura y de poca dureza. Es similar a las zonas que han sufrido desgaste lateral ordinario, indicando que la acción de la rueda sobre el carril es distinta en estas zonas que en las crestas e

indicando que se debe haber producido algún tipo de deslizamiento de la rueda para dar lugar al desgaste (Hoddinott, 1975). Ver anexo 8

Defectos Internos (Detectados con Ultrasonido).

Se originan durante el afinado del acero y en la elaboración de los lingotes. Si el ritmo de la fabricación es demasiado rápido o la temperatura del acero líquido excesivamente baja se pueden formar inclusiones no metálicas por decantación insuficiente en las lingoteras. Si las inclusiones alcanzan una determinada dimensión o constituyen una cierta masa en la cabeza del riel, en una profundidad próxima a la zona donde se producen las tensiones cortante Máximas (a unos 15 mm de profundidad), se producen fisuraciones transversales de fatiga o “manchas ovales” que van aumentando de forma progresiva y pueden provocar roturas.Estas fisuras son peligrosas, ya que no se detectan a simple vista en la superficie del riel hasta que el hongo está completamente fisurado y por tanto, la rotura puede producirse de repente. Por ello es indispensable un control no destructivo (Ultrasonido).

Defectos Internos (Manchas Ovales)

CUANDO SE DEBE REEMPLAZAR UN RIEL DEFECTUOSO

1. El Riel está roto.2. Presenta fisuras o averías en las cuales la gravedad es tal, que se puede

sospechar que haya rotura.3. La disminución de la altura (que se obtiene sumando el desgaste vertical

con el desgaste del patín) cuando sobrepasa los límites fijados.4. Por desgaste lateral.5. Por las diferentes incisiones del patín alcanzan los valores límites

siguientes:

Huellas de las fijaciones Elásticas sobre el ala (A) ver figura 1 (3 mm). Incisión del borde del ala por la rama inferior de las grapas (C) ver figura

1 (3 mm) Incisión del arete superior del ala por el relleno de las suelas (D) ver

figura 1 (3 mm). Incisión de la faz inferior del patín en la colocación con las suelas (E) ver

figura 1 (2 mm).

6. Cuando la reducción del espesor del alma alcanza: 4 mm.

Figura 1Figura 1

ANEXOS

Anexo 5 Cotas de alerta y desgaste vertical y lateral máximo

Anexo 6 Desgaste Lateral Anexo 7 Deformación Plástica

Anexo 8 Desgaste Ondulatorio

Anexo 9 Pérdida de Material

Anexo 10 Defecto Shelling