Il controllo rapido: strumenti di tocco e sollevamento-forza
Durante un'ispezione, il personale addetto alla manutenzione utilizza due metodi per controllare rapidamente le clip. Il primo è il tap test con un martello calibrato: l'ispettore batte leggermente sulla clip e il suono indica la condizione. Una clip adeguatamente tesa, accoppiata alla traversina e al piede della rotaia, produce un ping chiaro e acuto; una clip allentata suona opaca e piatta perché l'energia della vibrazione viene assorbita dal gioco. Il test è soggettivo ma veloce e un ispettore esperto copre centinaia di clip in possesso. Il secondo metodo è quantitativo: uno strumento si aggancia alla clip e misura la forza necessaria per sollevarla leggermente. Se la forza di sollevamento rientra nella fascia accettabile per il tipo di clip, la forza di serraggio è adeguata; se scende al di sotto del minimo, la clip viene contrassegnata per il re-inserimento o la sostituzione. Il controllo della forza di sollevamento- richiede più tempo del test del tocco, quindi viene utilizzato su clip che non hanno superato il test del tocco, su nuove installazioni e nelle posizioni critiche - scambi, approcci ai ponti e curve strette - dove una clip allentata ha le conseguenze più gravi. Entrambi i risultati vengono registrati per posizione della clip, in modo che l'andamento tra le ispezioni mostri se una sezione sta perdendo progressivamente il precarico.
Rail Creep e il ruolo della clip nel controllarlo
Lo scorrimento ferroviario è il movimento longitudinale graduale della rotaia sotto la forza dei treni in accelerazione e frenata. Ogni accelerazione spinge la rotaia in avanti; ogni frenata lo trascina indietro; e il movimento netto si accumula su migliaia di passaggi ferroviari. La clip controlla lo scorrimento attraverso la sua forza di serraggio: il carico di punta preme il piede della rotaia contro il cuscinetto, l'isolante e la traversa, e l'attrito risultante resiste alle forze longitudinali che guidano lo scorrimento. Un sistema di fissaggio ben-progettato con un carico di punta adeguato è la prima linea di difesa contro lo scorrimento eccessivo, che disturba la geometria del binario, chiude o apre gli spazi tra i giunti e disallinea gli scambi. Se le clip perdono il carico di punta - a causa di fatica, corrosione o errore di installazione - l'attrito diminuisce e lo scorrimento accelera e i registri di manutenzione lo mostreranno come una serie di correzioni di sagoma e allineamento sulla stessa sezione. Il tap test non è quindi solo un controllo della clip; è un avvertimento precoce sulla stabilità longitudinale complessiva del tracciato.
Come interagiscono la rigidità della clip e la rigidità del cuscinetto
La clip e il pad formano un sistema a due-molle e la traccia si comporta in base alla combinazione. La rigidità della clip determina principalmente la risposta dinamica della chiusura e la forza di serraggio che fornisce sulla punta. La rigidità del pattino - il suo modulo di elasticità - influenza in modo significativo la rigidità complessiva del cingolo: i pattini più morbidi creano un cingolo più morbido che riduce le forze trasmesse al suolo e alla traversina, mentre i pattini più rigidi vengono utilizzati dove è necessaria una base stabile e resistente, come ad esempio nelle linee e nelle transizioni di trasporto pesanti-. I due valori vengono selezionati insieme: un cuscinetto morbido sotto una clip rigida produce un sistema diverso rispetto a un cuscinetto rigido sotto una clip morbida, anche se ciascun componente da solo potrebbe sembrare ragionevole. L'obiettivo di progettazione è la rigidità complessiva del binario per la categoria di linea - il binario ad alta- velocità tende a una rigidità moderata per la qualità di guida, il binario per il trasporto pesante- tende a una rigidità elevata per la stabilità del carico - e la suddivisione tra clip e cuscinetto viene scelta dalla fornitura dei componenti e dal regime di manutenzione. Quando si sostituisce un componente, è necessario controllare anche l'altro, perché la sostituzione del tampone modifica la rigidità del sistema anche se la clip non viene toccata.
Approvazione del tipo per nuovi design di clip
Un nuovo progetto di clip ferroviaria non può raggiungere il binario solo sui disegni; deve superare l'omologazione. Il produttore presenta calcoli di progettazione dettagliati, specifiche dei materiali e documentazione del processo di produzione a un organismo di certificazione autorizzato. Vengono quindi eseguiti test fisici approfonditi sui prototipi della serie EN 13481 per i requisiti prestazionali del sistema di fissaggio e della serie EN 13146 per i metodi di prova. Il programma di test copre la fatica - la clip deve sopravvivere al numero specificato di cicli di carico senza perdita di forza di serraggio o fessurazioni - oltre a rigidità, isolamento elettrico, carichi ripetuti e test ambientali come cicli di temperatura ed esposizione alla corrosione. Solo dopo aver superato tutti i test viene concessa l'approvazione del tipo, consentendo l'utilizzo della clip su reti che riconoscono la certificazione. Per un fornitore, l'approvazione del tipo è un processo di più-mesi, multi-batch e la documentazione del test è parte del prodotto: i clienti su reti approvate chiederanno il numero di certificato e il progetto non può essere modificato nemmeno leggermente dopo l'approvazione senza una ri-valutazione, poiché una modifica della geometria di 0,5 mm può spostare la resistenza a fatica al di fuori dell'involucro certificato.
Irritante: un errore di installazione prevenibile
Il grippaggio è una forma di usura adesiva che si verifica tra superfici metalliche scorrevoli sotto pressione. Nell'installazione della clip ciò accade quando le ganasce dello strumento di installazione non vengono mantenute correttamente o quando il rivestimento protettivo della clip è danneggiato, in modo che il metallo nudo entri in contatto con il metallo nudo tra lo strumento e la clip. Il contatto strisciante strappa piccole particelle dalla superficie, danneggiando sia l'utensile che la clip, e il rivestimento danneggiato diventa un punto di inizio della corrosione su un componente già altamente sollecitato. Il grippaggio è completamente prevenibile: utilizza strumenti di installazione ben-lubrificati e non danneggiati, mantieni le ganasce dello strumento abbinate al profilo della clip e maneggia le clip in modo che il rivestimento protettivo sopravviva all'installazione. Se una clip mostra segni di grippaggio nei punti di contatto dell'installazione, deve essere rifiutata anziché installata - la superficie danneggiata è esattamente il punto in cui iniziano le crepe da fatica sotto la flessione di servizio della clip.
Domande frequenti
Quanto è affidabile il test del tocco per trovare clip sciolte?In mani esperte è molto affidabile in caso di grosso allentamento - una clip con gioco libero suona chiaramente diversa da una in tensione. Il suo limite è che non può quantificare una perdita parziale di precarico, motivo per cui lo strumento lift-force viene utilizzato su clip contrassegnati e posizioni critiche. I due metodi sono complementari, non alternativi.
Perché un cuscinetto morbido riduce le forze sul terreno?Il cuscinetto agisce come una molla tra la rotaia e la traversa: una molla più morbida immagazzina una maggiore quantità di energia di carico della ruota-e la rilascia più lentamente, quindi la forza di picco trasmessa alla traversina e alla zavorra è inferiore. Il compromesso- è che una pista molto morbida devia di più, motivo per cui la rigidità viene regolata per categoria di linea anziché minimizzata.
Quali test sono obbligatori per l'omologazione ai sensi della norma EN 13481?Il programma obbligatorio copre la resistenza al carico longitudinale e laterale, la forza di bloccaggio, la fatica sotto carichi ripetuti, l'isolamento elettrico ove richiesto e le prestazioni ambientali, comprese temperatura e corrosione. La suite esatta dipende dalla classe del sistema di fissaggio definita nella EN 13481 e i metodi di prova sono prescritti nella EN 13146.
È possibile utilizzare una clip dopo il ri-rivestimento?Solo se il processo di ri-rivestimento è qualificato. Le clip sono parti temprate a molla- e il processo di rivestimento non deve riscaldare l'acciaio oltre la temperatura di rinvenimento, non deve introdurre idrogeno e deve ripristinare lo spessore del rivestimento e l'adesione specificati. Un rivestimento non qualificato-degrada la durata a fatica anche se la clip sembra nuova.
Qual è l'intervallo di forza di sollevamento-accettabile per un controllo con clip allentata?L'intervallo è definito per tipo di clip dai dati di omologazione: la forza di sollevamento è proporzionale al carico di punta e la fascia di accettazione è impostata attorno alla forza di serraggio approvata con la tolleranza di usura inclusa. Al di sotto del minimo, la clip viene sostituita o ri-posizionata; all'interno della banda resta in servizio; l'andamento delle ispezioni consecutive decide l'azione di manutenzione.