Che cos'è la pastella per rotaia e come si forma
L'estremità della rotaia è la deformazione plastica locale, che appare come una rientranza appiattita o una depressione a labbro, sulla superficie di scorrimento della testa della rotaia immediatamente adiacente al giunto. Ogni ruota che attraversa lo spazio si trasferisce da un'estremità della rotaia a quella successiva e la breve perdita di supporto verticale trasforma il normale carico rotabile in un impatto. L'estremità della rotaia subisce un forte impulso di compressione localizzato ad ogni passaggio; nel corso di migliaia di passaggi il metallo superficiale scorre plasticamente e la testa assume un assestamento permanente. Il processo accelera con il traffico perché la superficie martoriata produce un impatto peggiore per la ruota successiva e il danno si estende verso il basso nella testa e all'indietro lungo la superficie di rotolamento.
In che modo la pastella influisce sulle rotaie articolate come AREMA 115RE
Le tratte articolate come l'AREMA 115RE, ancora comuni sulle linee regionali e secondarie del Nord America, sono vulnerabili per un motivo strutturale. Il giunto a stecca è il collegamento verticale più debole della rotaia: le due estremità della rotaia sono sostenute solo dalle stecche e dalle traversine di giunzione, e il modulo di resistenza del collegamento articolato è inferiore a quello della rotaia continua. Quando si sviluppa la pastella, la ruota colpisce l'estremità della rotaia con un angolo basso invece di rotolare in modo uniforme e la forza d'impatto si trasmette direttamente alla stecca, ai bulloni di giunzione e alle due traversine di giunzione. Le conseguenze visibili sono una guida dura, un rapido allentamento dei bulloni del giunto, estremità della stecca martellate e incrinate e un'usura accelerata dei sedili delle traversine sotto il giunto.
Misurazione della pastella e impostazione dei limiti di intervento
La pastella viene misurata con un bordo dritto posizionato lungo la giuntura e un calibro conico oppure con un calibro per pastella realizzato appositamente-che legge la profondità della rientranza dal profilo della testa originale. In pratica i limiti che contano sono: fino a 1 mm la superficie viene rettificata alla successiva finestra di manutenzione; tra 1 e 3 mm la molatura rimuove il danno ma rimuove il materiale della testa, quindi l'operazione è programmata rispetto all'altezza della testa rimanente; oltre i 3 mm circa, la molatura diventa antieconomica e pericolosa perché consumerebbe una parte eccessiva della sezione della testa e la riparazione standard consiste nel ritagliare l'estremità del binario per riportarla al metallo sano, -perforare nuovamente i fori della stecca e -ripescere il giunto o sostituire la sezione corta del binario. Misurare ad ogni ispezione e registrare la tendenza è la disciplina chiave, perché la pastella cresce più velocemente man mano che si approfondisce.
Perché la pastella è costosa sulla struttura della pista
La pastella non rimane confinata alla testata della rotaia. L'impatto che genera sul giunto carica le stecche a flessione oltre le intenzioni progettuali, quindi le stecche si rompono nei fori dei bulloni e alle estremità; i bulloni si rilassano e si allentano, il che aumenta la distanza articolare e peggiora l'avvallamento; e le traversine del giunto martellano nella zavorra, quindi la fune si sistema sotto il giunto e l'intero gruppo del giunto si allenta. Su una linea con molti giunti, il costo di manutenzione della pastella, misurato in molatura dei treni, sostituzione dei bulloni, sostituzione delle ganasce e del rivestimento, può superare il costo della rotaia stessa per tutta la durata del giunto. Questo è il motivo per cui la pratica moderna considera il giunto come un componente progettato piuttosto che come un ripensamento: la geometria del giunto, la coppia dei bulloni, il supporto della traversina e il programma di rettifica sono gestiti come un unico sistema.
Misure di controllo: progettazione, materiali e manutenzione
Quattro misure controllano la pastella nel binario articolato nuovo ed esistente. Innanzitutto, l'estremità-delle rotaie temprate: specificare un'estremità della rotaia temprata, in genere da 340 a 380 HB alle estremità di una rotaia altrimenti standard, aumenta la resistenza allo snervamento della testa esattamente nel punto in cui l'impatto è maggiore e prolunga in modo misurabile l'intervallo tra le operazioni di molatura. In secondo luogo, i cuscinetti delle rotaie che assorbono gli urti sotto le traversine articolari riducono il rimbalzo della traversina e abbassano la componente dinamica della forza articolare. Terzo, corretto assemblaggio del giunto: estremità della rotaia allineate, distanza controllata e bulloni serrati alla coppia specificata, perché un gradino di livello anche di 1 mm o un bullone allentato moltiplicano l'impatto. Quarto, macinazione programmata della pastella minore prima che raggiunga la fascia grave, combinata con il regolare serraggio dei bulloni dei giunti e l'ispezione delle stecche per individuare eventuali crepe. Sulle linee che possono giustificare la trasformazione, l'eliminazione del giunto con binario continuo saldato elimina completamente il problema.
La relazione tra gli standard della pastella e delle rotaie articolate
Il comportamento della pastella è legato alla sezione della rotaia poiché la geometria della testa e il disegno del giunto definiscono il contatto e l'impatto. Le sezioni AREMA come 115RE e 132RE sono specificate con le dimensioni della barra congiunta abbinate alla sezione, e il manuale AREMA fornisce la configurazione della barra congiunta e del bullone, ma il meccanismo di danneggiamento della superficie di scorrimento è comune a tutte le rotaie articolate, dall'AREMA alla pratica GB: l'impatto della ruota in corrispondenza dello spazio, la pastella risultante e il carico del gruppo stecca. Qualunque sia lo standard, l'acquirente di binari snodati deve specificare l'indurimento finale per le sezioni che verranno utilizzate in territori snodati con traffico moderato o pesante e deve verificare che le stecche, i bulloni e i cuscinetti forniti con il binario formino un sistema abbinato.
Domande frequenti
Cosa causa la pastella dell'estremità della rotaia?
Impatto ripetuto della ruota in corrispondenza dell'interstizio del giunto: la ruota perde brevemente il supporto verticale, colpisce l'estremità della rotaia e la sollecitazione di compressione locale supera la resistenza allo snervamento della testa, producendo una deformazione permanente che si approfondisce con il traffico.
Come viene misurata la pastella dell'estremità della rotaia?
Con un bordo dritto e un calibro conico, o un calibro dedicato, leggendo la profondità della rientranza rispetto al profilo della testa originale in corrispondenza del giunto.
A quale profondità la pastella deve essere riparata?
La pastella fino a circa 1 mm viene macinata alla successiva finestra di manutenzione; da 1 a 3 mm richiede la molatura con controllo dell'altezza della testa-; oltre i 3 mm circa si taglia l'estremità della rotaia e la si-ripesca oppure si sostituisce il tratto di rotaia.
In che modo l'indurimento delle estremità aiuta le rotaie articolate?
L'indurimento delle estremità aumenta la durezza della testa alle estremità della rotaia, tipicamente a 340-380 HB, il che aumenta la resistenza allo snervamento dove l'impatto è massimo e riduce il tasso di formazione della pastella.
Perché le stecche si rompono nei fori dei bulloni sui giunti malconci?
Perché la pastella aumenta il carico d'impatto e la flessione della stecca, e la massima concentrazione di sollecitazioni nella stecca si verifica nei fori dei bulloni, dove la sezione si riduce e il percorso del carico cambia.
La guida saldata continua elimina la pastella finale?
Nel senso tradizionale dei giunti, sì: con la rotaia saldata non c'è spazio tra i giunti e nessun impatto delle ruote in corrispondenza di un giunto a stecca, quindi la pastella finale in corrispondenza dei giunti scompare, il che è uno dei motivi principali per la conversione di linee di giunzione molto trafficate.