ES2808500T3 - Procedimiento de reconstrucción de un perfil de riel - Google Patents

Abstract

Método para reconstruir el perfil del riel de rieles desgastados (1) para vehículos ferroviarios, que comprende los siguientes pasos: - aplicar varias capas (8a - 8x), superponiéndose, de material metálico (14) sobre una región de desgaste (10, 11, 12) del riel (1), que culmina en la aplicación de una capa superior (20) que proyecta hacia afuera sobre un perfil diana deseado (13) del riel (1), - aplicar al menos una capa adicional (40) hecha de un material metálico (14) sobre la capa superior (20) y - eliminar completamente la capa adicional (40) y una parte de la capa superior (20) hasta lograrse el perfil de destino (13) caracterizado porque el riel (1) se precalienta a una temperatura de precalentamiento predeterminada en una sección de riel que se va a reconstruir, en donde la temperatura de precalentamiento es inferior a 80°C y es en particular aproximadamente 50°C.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de reconstrucción de un perfil de riel

[0001] La presente invención se refiere a la reparación de rieles para vehículos ferroviarios como, p. ej., rieles para ferrocarriles o tranvías, que están hechos de metal. La invención se refiere particularmente a un método para reconstruir el perfil de rieles de rieles desgastados de un carril, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

[0002] Los rieles de ferrocarril o tranvía en vehículos ferroviarios usualmente están muy estresados y por lo tanto sujetos a un desgaste relativamente alto. Los signos típicos de desgaste son, p. ej. extensiones en la banda de rodadura o en el lateral del riel. Los siguientes son varios signos de desgaste y la siguiente reconstrucción del perfil del riel, como se lleva a cabo de acuerdo con el conocimiento interno, se explica brevemente con referencia a las figuras 1 a 4 utilizando el ejemplo de un riel de tranvía.

[0003] La figura 1 muestra una vista en sección transversal de un carril de vía de tranvía típico 1 para un área cubierta con cubreobjetos, que está destinada a insertarse en una carretera o un área peatonal al ras de la superficie. El carril 1 comprende una cabeza móvil 3 con una superficie de rodadura 7 sobre la que ruedan las ruedas de un vehículo ferroviario. También se proporciona una ranura 6 adyacente a la cabeza de desplazamiento 3, en donde se guía la brida de las ruedas del vehículo ferroviario. El denominado brazo de control de la rueda 5 es adyacente en el exterior y la región de transición entre la banda de rodadura 7 y la ranura 6 se conoce como borde de accionamiento 4.

[0004] En la parte inferior de la cabeza de accionamiento 3 está formada una región de transición 9 que se abre en una base de riel 2 Como se mencionó al principio, tales rieles 1 están sujetos a un desgaste considerable. Los signos típicos de desgaste se muestran a modo de ejemplo en la figura 2.

[0005] Como puede verse en la figura 2, el carril 1 muestra un desgaste 10 en la banda de rodadura 7, a través del balanceo creado de las ruedas de vehículos ferroviarios. Además, el carril 1 muestra signos laterales de desgaste 11, 12 en el borde de accionamiento 4 y en el brazo de control de la rueda 5, como ocurre en particular en las secciones curvas. Además, el fondo de la ranura 6 también puede desgastarse, como se muestra esquemáticamente.

[0006] Con el fin de reconstruir el perfil de carril original, se aplican una pluralidad de capas de material metálico en la zona desgastada 10 - 12 de acuerdo con el conocimiento interno por medio de un proceso de soldadura (la llamada acumulación de soldadura).

[0007] La figura 3 muestra un estado en el que ya se aplicaron una pluralidad de capas superpuestas 8a - 8x material metálico 14 en las áreas desgastadas 10 - 12 del carril 1. Cada una de las capas 8a-8x puede tener un grosor de 1 mm a 5 mm, por ejemplo. La capa superior es la denominada capa de cubierta 20, que se caracteriza porque sobresale hacia afuera desde un perfil diana deseado 13 del riel que se va a reconstruir (generalmente esto corresponde aproximadamente al perfil original cuando es nuevo) y la dureza del material se puede ajustar a las especificaciones. Después de la aplicación de la capa de cubierta 20, la superficie del carril 1 se tritura hasta que se alcanza el perfil diana deseado 13.

[0008] El estado final se muestra en la figura 4. Como puede verse, la cabeza de desplazamiento 3 en la figura 4 tiene su perfil original nuevamente. Las áreas extendidas o desgastadas 10-12 se rellenan con el material metálico 14.

[0009] El método descrito anteriormente para reconstruir el perfil de un carril 1 tiene la desventaja de que después de la acumulación de soldadura, cuándo el carril 1 se enfría, en el material revestido 14 se crea una proporción relativamente alta de martensita. La martensita es muy dura y frágil en comparación con el acero para rieles, lo que puede provocar grietas en las áreas soldadas.

[0010] Además, los materiales de calidad se deterioran y el riel se desgasta más rápidamente. Para reducir la formación de martensita, se sabe precalentar el riel en el área de soldadura. Esto crea una acumulación de calor que hace que el material aplicado se enfríe más lentamente y, por lo tanto, reduce la formación de martensita. Esto tiene lugar en la superestructura abierta a temperaturas de precalentamiento generalmente de 300°C a 400°C. Sin embargo, un riel ranurado en el área cubierta solo puede precalentarse hasta un máximo de 160°C, ya que los componentes y elementos de construcción en el área circundante pueden dañarse a temperaturas más altas. Debido a las bajas temperaturas de precalentamiento, la formación de martensita continúa en el material aplicado, especialmente en el área cubierta.

[0011] Un método general para la reparación de componentes mediante la inserción de un producto fabricado en un proceso de capa se conoce del documento WO 2017/200401 A1.

[0012] El documento RU 2624752 C1 describe un método para reconstruir el perfil de carril de raíles desgastados, en donde varias capas de material metálico colocadas una encima de la otra se aplican a un área desgastada del carril, hasta la aplicación de una capa de cubierta que en un perfil del riel diana deseado sobresale hacia afuera, y al menos una capa más hecha de un material metálico en la capa superior. A partir del documento DE 19539590 A1 y BE 532414 A, se conocen otros métodos para reconstruir el perfil del riel de los rieles desgastados, en donde varias capas de material metálico que se encuentran una encima de la otra se aplican a un área desgastada del riel.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

[0013] Por lo tanto, un objeto de la presente invención es un método para reconstruir el perfil del riel de los rieles desgastados, con lo cual se puede mejorar de manera significativa la calidad del material del riel reconstruido a un costo relativamente bajo a una temperatura de precalentamiento significativamente menor.

[0014] El objetivo resuelto se logra de acuerdo con la invención mediante la reivindicación de patente 1 mencionada. Otras realizaciones de la invención resultan de las reivindicaciones subordinadas.

[0015] Según la invención, se propone un método para reconstruir el perfil de carril de carriles desgastados, en particular carriles de tren o de tranvía, el cual comprende las etapas de: aplicar una pluralidad de capas superpuestas de material metálico sobre un área desgastada del carril, aplicar una capa superior con una dureza objetivo definida, que se proyecta más allá del perfil diana deseado del riel que se va a reconstruir; aplicar al menos una capa adicional, que también se denomina a continuación la capa de sacrificio, hecha un material metálico sobre la capa de cubierta, y eliminar completamente la capa de sacrificio y parte de la capa de cubierta hasta alcanzar el perfil deseado.

[0016] Mediante la aplicación de la capa denominada sacrificial en la capa superior, se consigue que la capa de sacrificio caliente las capas subyacentes, haciendo que se llegue a un proceso de temple, con lo que se reduce el contenido de martensita en las capas subyacentes. Como resultado, la calidad del material de la férula reconstruida se puede mejorar significativamente con relativamente poco esfuerzo. Esto da como resultado menos grietas en un riel reconstruido de acuerdo con la invención y el riel tiene una vida útil más larga.

[0017] De acuerdo con la invención se calienta además la parte del carril a ser reconstruida antes de aplicar las capas individuales a una temperatura de precalentamiento predeterminada. El precalentamiento se puede realizar, por ejemplo, con un quemador de gas o un calentador eléctrico. La temperatura de precalentamiento es inferior a 80°C. Por ejemplo, puede estar alrededor de 50°C. La temperatura de precalentamiento es una temperatura que se mide directamente en la soldadura o en las inmediaciones de la misma. La baja temperatura de precalentamiento reduce la temperatura máxima durante el proceso de soldadura hasta 50°C. Esto evita en gran medida el daño a los elementos de construcción circundantes.

[0018] La capa de sacrificio aplicada sobre la lámina superior preferiblemente tiene un grosor de al menos 1 mm. Según una realización preferida de la invención, el grosor de la capa de sacrificio está entre 1 y 5 mm.

[0019] La capa de cubierta puede, en principio, ser del mismo material metálico como las capas subyacentes, o alternativamente consistir en un material metálico diferente. El material de las capas subyacentes es preferiblemente un acero soldable. La dureza estándar está, por ejemplo, en el intervalo de 200 HV - 300 HV (dureza Vickers). El material de la capa de cubierta es preferiblemente también un acero soldable, la dureza se puede seleccionar en el intervalo de 200 HV - 500 HV dependiendo de los componentes de la aleación.

[0020] La capa de sacrificio aplicada sobre la lámina superior también puede consistir en el mismo u otro material metálico como los capas subyacentes. El material de la capa de sacrificio es preferiblemente un acero soldable, en el caso más simple con una dureza estándar normal de 200 Hv - 300 HV.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0021] A continuación la invención se describe con más detalle con referencia a los dibujos anexos. Aquí se muestra:

la figura 1 es un perfil de un ferrocarril de tranvía ejemplar en el nuevo estado;

la figura 2 muestra el carril de la figura 1 en una condición desgastada;

la figura 3 muestra el carril de la figura 1 en un estado parcialmente reconstruido de acuerdo con el conocimiento interno;

la figura 4 muestra el carril de la figura 3 en el estado completamente reconstruido de acuerdo con el conocimiento interno;

la figura 5 muestra la férula de la figura 1 en un estado parcialmente reconstruido según la invención, en el que se ha aplicado una capa de sacrificio adicional a la capa de cubierta; y

la figura 6 muestra la férula de la figura 5 en el estado completamente reconstruido.

[0022] Con respecto a la explicación de la figura 1 y 2 se hace referencia a la introducción de la descripción. El carril 1 mostrado en la figura 2 muestra varias áreas desgastadas 10, 11, 12 que han surgido con el tiempo debido al desgaste. Para reconstruir el perfil original 13 del carril 1, el siguiente método puede llevarse a cabo por ejemplo:

[0023] En una primera etapa, preferiblemente se elimina el viejo metal de soldadura y otros residuos tales como el óxido, la grasa y el material de la suciedad al lijar el carril 1. Esto también crea un área de soldadura uniforme.

[0024] A partir de entonces, la zona reconstruida del carril 1 se eleva a una temperatura de precalentamiento predeterminada. Esto se puede hacer, por ejemplo, por medio de un quemador de gas o un calentador eléctrico. La temperatura de precalentamiento en el área de soldadura es preferiblemente de 100°C o menos y, según la invención, inferior a 80°C. Por ejemplo, puede estar a unos 50°C. Cuándo el carril ya tiene la temperatura deseada debido, p. ej., a la radiación solar, se puede prescindir del precalentamiento. El precalentamiento se lleva a cabo preferiblemente solo cuando la temperatura del carril es inferior a la temperatura deseada.

[0025] A continuación, el metal de soldadura se encuentra en una pluralidad de capas superpuestas 8a - 8x cada una aplicada a las áreas desgastadas 10, 11, 12 del carril 1. Típicamente, por ejemplo, se pueden soldar de una a doce capas de un material metálico 14 y cada una de ellas puede tener un espesor de 1-10 mm.

[0026] Como se observa en la figura 3, se aplica la denominada capa de cubierta 20 a las capas subyacentes 8a - 8x, las cuales sobresalen hacia fuera a través del perfil diana deseado 13. La capa de cubierta 20 también puede tener un espesor de 1-10 mm. También puede consistir en el mismo material o en otro diferente, como las capas 8a-8x debajo.

[0027] Según la invención, no se lija la lámina superior 20, como se muestra en la figura 4, sino que se aplica una capa adicional 40 - la llamada capa de sacrificio - hecha de un material metálico 14 en la capa superior aplicada 20. Como resultado, la capa de cubierta 20 debajo se calienta y se produce un proceso de templado, lo que conduce a que el contenido martensítico en la capa de cubierta 20 y las capas 8a -8x debajo se reduzcan y la calidad del material del riel se mejore en consecuencia. La figura 5 muestra un estado en el que se aplica una capa de sacrificio 40 a diferentes áreas reconstruidas.

[0028] En un paso final, después de la eliminación de la escoria, se produce de nuevo el perfil original o el perfil diana 13 del carril 1 mediante un proceso de rectificado o fresado. La figura 6 muestra, finalmente, el carril reconstruido acabado 1.

[0029] Para la aplicación de las capas individuales 8a - 8x, 20, 40, se puede utilizar diferentes procesos de soldadura conocidos en la técnica anterior, tales como la soldadura por arco, soldadura por arco de gas-metal, soldadura por arco sumergido, soldadura por láser o soldadura por inducción.

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. Método para reconstruir el perfil del riel de rieles desgastados (1) para vehículos ferroviarios, que comprende los siguientes pasos:

- aplicar varias capas (8a - 8x), superponiéndose, de material metálico (14) sobre una región de desgaste (10, 11, 12) del riel (1), que culmina en la aplicación de una capa superior (20) que proyecta hacia afuera sobre un perfil diana deseado (13) del riel (1),

- aplicar al menos una capa adicional (40) hecha de un material metálico (14) sobre la capa superior (20) y - eliminar completamente la capa adicional (40) y una parte de la capa superior (20) hasta lograrse el perfil de destino (13)

caracterizado porque

el riel (1) se precalienta a una temperatura de precalentamiento predeterminada en una sección de riel que se va a reconstruir, en donde la temperatura de precalentamiento es inferior a 80°C y es en particular aproximadamente 50°C.

2. Método según la reivindicación 1,

caracterizado porque

la capa adicional (40) aplicada en la capa superior (20) tiene un espesor de al menos 2 mm, en particular entre 2 mm y 5 mm.

3. Método según la reivindicación 1 o 2,

caracterizado porque

la capa superior (20) consiste en un material metálico diferente a las capas (8a - 8x) subyacentes.

4. Método según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque la capa adicional (40) aplicada sobre la capa superior (20) consiste en un material metálico que es diferente de las capas subyacentes (8a - 8x, 20).