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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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fz
αae
fz
fz
αae
fzfz
fz
α
aefz
fz
α
aefz
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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fz
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fz
fz
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Efecto en la superficie en detalle
VMRM Convencional
α
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α
fzα
fz
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
fz
αae
fz
fz
αae
fzfz
fz
α
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fz
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aefz
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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¡Gracias por su atención!