O que é o retificado de trilhos e como é realizado

O polimento de trilhos é uma técnica eficaz para o reparo e a manutenção de vias férreas. Este artigo trata da prática do polimento de trilhos.

Os trilhos conduzem o trem para que ele avance e, ao mesmo tempo, suportam a carga. A planicidade dos trilhos é a base para uma circulação segura, confortável e em alta velocidade. O atrito entre o trilho e a roda do trem revela defeitos (descasque, lascamento, rachaduras, ondulação do trilho) e deixa a superfície irregular. Todos esses defeitos nos trilhos se agravam se não houver retificação oportuna. A retificação de trilhos é uma técnica eficaz para o reparo e a manutenção da via férrea. Com o uso de retificadoras de trilhos, o material defeituoso é removido e o perfil do trilho é restaurado. Assim, a vida útil da via férrea é prolongada.

Defeitos nos trilhos

Ao se falar em retificação de trilhos, é preciso abordar primeiro os defeitos dos trilhos. Os trilhos são submetidos a tensões extremas e compactados pelas rodas dos trens. É inevitável que surjam danos na superfície dos trilhos. Entre os defeitos comuns dos trilhos estão o desgaste vertical, o desgaste lateral, a ondulação do trilho, o desgaste por fadiga de contato (descasque, descamação, rachaduras), o fluxo plástico, etc.

Esses defeitos isolados no trilho causarão um impacto a cada vez que a roda do trem passar por eles, gerando assim uma carga várias vezes maior do que o normal. Portanto, os trilhos estão sob alta pressão. Em circunstâncias normais, esses danos se agravarão ainda mais; em algumas condições graves, isso poderá causar a falha da ferrovia.

Não são apenas os trilhos que são afetados. Os trilhos não conseguem absorver toda a energia gerada pelo impacto. Esses choques continuarão a se propagar para outras estruturas da via, como as bases dos trilhos e os dormentes. Por fim, o leito da via afundará localmente e a ferrovia perderá sua estabilidade.

Perfil ideal do trilho

Os defeitos no trilho levam a uma alteração no perfil do trilho, o que torna instável o contato entre o trilho e a roda. A retificação do trilho consiste, na verdade, em cortar a superfície do trilho, remover os defeitos e restaurar o perfil ideal do trilho. O perfil ideal do trilho é mostrado na figura abaixo.

Quando o trem está circulando em uma reta ou em uma curva de grande raio, a superfície de contato da roda está em contato com a área B da cabeça do trilho. Nesse estado, a tensão de contato e a força de deslizamento lateral são mínimas; quando o flange da roda está próximo do ângulo de bitola do trilho, ou seja, na área C da figura, ao se formar um contato conformável, a tensão de contato é mínima.

O perfil da cabeça do trilho é semelhante a um arco, mas o processo de retificação propriamente dito (do tipo com rebanco) consiste em dividir a cabeça do trilho em diferentes áreas de acordo com o ângulo; ou seja, considera-se que o perfil da cabeça do trilho é composto por segmentos de reta divididos por ângulos, e a posição que precisa ser retificada corresponde a um determinado ângulo.

Quanto mais grave for o dano no trilho, maior será a quantidade de retificação e corte, maior será a carga de trabalho, maior será a dificuldade e menor será a vida útil do trilho. Portanto, a retificação preventiva e a retificação corretiva são como “tratar doenças”, e a melhor maneira é evitar que os trilhos “adoeçam”.  Realize retificação preventiva regularmente para eliminar os danos ainda em fase inicial.

Tipos de retificação de trilhos

Pré-moagem

A pré-retificação do trilho novo permite remover a camada descarbonizada e eliminar defeitos superficiais decorrentes da produção, soldagem, transporte e construção do trilho. Também permite otimizar o perfil da cabeça do trilho e melhorar a lisura da junta soldada. Além disso, permite reparar os danos na superfície do trilho causados durante o processo de assentamento dos trilhos. O desgaste dos trilhos surgiu em uma época de progresso; garantir um bom contato entre as rodas e os trilhos desde o início pode limitar os danos iniciais.

Retificação preventiva

O retificado preventivo refere-se ao retificado regular dos trilhos, restaurando o perfil do trilho de modo que as trincas de tensão superficiais no trilho possam ser eliminadas ainda na fase inicial e que a propagação das trincas de fadiga por contato de rolamento no trilho possa ser bem controlada.

Retificação corretiva

O retificado corretivo refere-se à operação de retificação do trilho após o surgimento de defeitos superficiais. O retificado corretivo era comum na fase inicial do desenvolvimento da tecnologia de retificação de trilhos. É realizado principalmente para reparar trilhos, removendo danos graves em suas superfícies, tais como trincas por fadiga, ondulações, lascas, deformação plástica e outros defeitos.

A figura abaixo mostra o efeito da retificação preventiva e da retificação corretiva na vida útil do trilho. A linha amarela representa a retificação preventiva. Cada retificação retardará o desenvolvimento de danos e aumentará a vida útil do trilho. A retificação preventiva, realizada antes que as microfissuras ultrapassem 0,2 mm, é o melhor momento para conter a tendência de danos acelerados ao trilho.

Prática de retificação de trilhos

Como os trilhos são retificados? Existem basicamente três maneiras.

• Retificação com sapata deslizante

A retificação com sapata deslizante consiste em retificar a superfície do trilho, pressionando a pedra de retificação contra ele para realizar um movimento recíproco. Esse método de retificação só permite retificar a cabeça do trilho longitudinalmente e não permite ajustar o perfil do trilho nem retificar o desvio. Além disso, a velocidade de retificação é baixa. Esse método vem sendo gradualmente abandonado.

• Rebolo

O retificado com disco de retificação geralmente utiliza um disco de retificação que gira em alta velocidade, acionado por um motor elétrico ou hidráulico, para retificar o trilho. Trata-se de um método de retificado ativo e é, atualmente, o principal método utilizado. O trilho é retificado na vertical e na horizontal.

Existe também um tipo de retificação passiva. A posição do disco de retificação está inclinada em um determinado ângulo em relação à direção de deslocamento do trem. O funcionamento em alta velocidade do trator motoriza faz com que o disco de retificação gire a alta velocidade sobre o trilho. O movimento relativo entre o disco de retificação e o trilho atinge a velocidade de retificação do material necessária. Retifique toda a cabeça do trilho, desde a borda de rolamento até a superfície de rolamento. Esse tipo de método de retificação é chamado de retificação de trilhos em alta velocidade devido à alta velocidade de retificação.

• Fresagem

A fresagem é um novo método de reparo do perfil do trilho. A fresa é instalada na superfície radial do disco de fresagem. Cada seção de fresagem é equipada com várias fresas. Há várias seções de fresagem por disco de fresagem. Dessa forma, todas as fresas formam o perfil da cabeça do trilho a ser concluído.

A vantagem do retificado de trilhos

• Melhorar a interação entre a roda e o trilho por meio da modificação do perfil do trilho, reduzindo assim a tensão de contato entre a roda e o trilho e o desgaste.
• Corrija ou controle a ondulação dos trilhos. Esses defeitos aumentam o ruído das rodas e dos trilhos e aceleram a taxa de deterioração dos componentes dos veículos e da via, podendo até mesmo levar à imposição de limites de velocidade para os trens.
• Controle os defeitos de fadiga por contato rolante. Esses defeitos aumentam o risco de danos aos trilhos e podem até mesmo reduzir a eficácia da detecção ultrassônica de falhas nos trilhos.
• Correção ou controle de outros defeitos nos trilhos (tais como desgaste por rolamento das rodas, esmagamento, rachaduras verticais e longitudinais na cabeça do trilho)
• Reduzir os efeitos adversos do movimento das rodas e dos bogies.
• Reduzir o ruído e a vibração, diminuir as irregularidades verticais das juntas comuns e das juntas soldadas e controlar a ondulação dos trilhos.
• Atenuar os efeitos adversos da roda com grande carga por eixo e melhorar as condições de contato entre a roda e o trilho.
• Assegure o contato adequado entre os trilhos e as rodas, reduzindo a instabilidade lateral do veículo (desvio lateral).

O impacto econômico da retificação de trilhos

• O polimento preventivo pode prolongar a vida útil dos trilhos ferroviários. Os trilhos polidos regularmente, conforme planejado, podem ter sua vida útil prolongada em 5 a 8 anos.
• Reduzir os custos com reparos e manutenção de elementos de fixação.
• Reduzir o consumo de combustível das locomotivas e os custos com reparos nas rodas.