Toleràncies dimensionals i què compren
El control dimensional és la primera diferència visible. Els carrils estàndard xinesos s'enrotllen amb toleràncies estrictes en alçada, amplada de la base i amplada del cap: per a un carril de 60 kg/m, la tolerància d'alçada és d'uns més o menys 0,5 mm i l'amplada de la base al voltant de més o menys 0,6 mm. L'objectiu és fixar l'ajust i la precisió de la geometria: un rail que manté les seves dimensions dins d'una banda ajustada s'assenta constantment a l'espatlla del clip, es solda en juntes més rectes i produeix una geometria de pista més precisa en una sola passada. Els carrils europeus segons EN 13674-1 especifiquen classes de tolerància, i les classes més estrictes s'apliquen quan el projecte les exigeix; Els rails americans AREMA, formats per la tradició de transport pesat-, controlen la secció per a la consistència de la resistència i el desgast en lloc de la geometria d'alta-velocitat. La conclusió pràctica per a un comprador és que l'especificació de tolerància ha de coincidir amb l'estàndard de la via del projecte: una línia d'alta-velocitat sense llast necessita la classe més ajustada, una línia de transport pesat necessita coherència en la secció i un projecte mixt necessita el sistema al qual s'ha construït l'organització de manteniment.
Propietats mecàniques: Resistència, Tenacitat i Fatiga
Les prioritats de la propietat difereixen amb el trànsit. Els carrils estàndard xinesos emfatitzen l'equilibri de força i duresa: el grau U71Mn, molt utilitzat per a carrils de 50 i 60 kg/m, proporciona una resistència a la tracció mínima de 880 MPa amb una resistència a l'impacte verificada, i el grau U75V es mou a 980 MPa per a línies més ocupades i pesades. Aquests graus són la columna vertebral de la xarxa xinesa perquè serveixen tant de passatgers com de mercaderies amb un material estàndard. Els graus europeus segons EN 13674-1 s'especifiquen per als seus sobres de funcionament: R260 per al servei general, R350HT per a una gran resistència al desgast, R350LHT per a transport pesat-on la duresa importa. La cultura d'acceptació europea està centrada en la fatiga, amb graus de ferrocarril qualificats mitjançant proves definides perquè les xarxes europees fan un trànsit mixt dens amb frenades intensives. Els carrils americans AREMA posen un gran èmfasi en la uniformitat de la duresa a tota la superfície de rodament, amb la variació controlada a uns 30 HB, perquè les línies nord-americanes porten una àmplia combinació de càrregues per eixos i condicions de les rodes i la duresa desigual produeix un desgast desigual.
Acer, puresa i traçabilitat
Els tres sistemes exigeixen acer net, però ho expressen de manera diferent. La pràctica xinesa requereix sofre i fòsfor entre 0,030 i 0,035 per cent o per sota dels graus estàndard, utilitza el refinament i la desgasificació en la producció i ho avala amb registres de qualitat del procés complets i inspecció de lots; la mateixa disciplina de puresa és el que fa que els rails xinesos siguin soldables en operacions de flash butt i aluminotèrmiques. La pràctica europea formalitza el mateix requisit mitjançant categories de productes definides i documents d'inspecció, i els graus de ferrocarril EN es lliuren amb traçabilitat des de la fosa fins al rail. La pràctica nord-americana vincula l'especificació al manual AREMA, amb límits químics i mètodes de prova documentats per a cada grau. Per a un comprador, la pregunta significativa no és quin sistema és més net en abstracte, sinó quina documentació i proves requereix el contracte, i si el productor pot demostrar el mateix nivell de control del procés lot rere lot.
Soldadura i compatibilitat de sistemes
Els carrils existeixen en un sistema i el sistema decideix què és soldable. Els rails estàndard xinesos es solen soldar a tope amb un rail soldat continu al lloc, i les famílies U71Mn i U75V tenen procediments de soldadura establerts des de fa temps-. Els rails europeus estan soldats segons els procediments EN 14587, i els graus R350HT i R350LHT tenen requisits de qualificació de soldadura definits perquè la microestructura endurida del cap-ha de sobreviure a la zona afectada per la calor-de la soldadura. Els rails AREMA es solden d'acord amb els procediments d'AREMA i la pràctica nord-americana, que històricament afavoreix la unió-pernó o unió soldada amb la seva pròpia ruta de qualificació. La regla d'enginyeria és que el procediment de soldadura s'ha de qualificar per al grau específic del carril, i la barreja de graus del carril dins d'una secció soldada no és una drecera: la transició s'ha de dissenyar, normalment en un lloc definit amb una soldadura qualificada, o tota la secció ha d'utilitzar un grau. Aquesta és la raó per la qual es planifiquen projectes transversals-estàndards, com ara els trams dels corredors ferroviaris de la Xina-Europa que connecten amb les xarxes europees, amb zones de transició definides.
Normes de manteniment i vida útil del ferrocarril
Les normes de manteniment completen el panorama perquè defineixen la vida útil del rail. La pràctica de manteniment xinesa estableix límits de desgast per secció de ferrocarril i velocitat de línia: un carril de 60 kg/m es deixa fora de servei quan el desgast vertical arriba al límit per a la seva classe de línia, uns 9 mm a les línies de passatgers de més velocitat- i fins a uns 11 mm a les línies de-velocitat més baixa, amb un rectificat programat per gestionar el desgast abans que arribi al límit. La pràctica europea gestiona la vida del ferrocarril mitjançant règims de rectificat ajustats al nivell del ferrocarril i al trànsit, amb els graus endurits del capçal-mantinguts a un perfil de duresa definit. La pràctica nord-americana programa la detecció de defectes per ultrasons sobre una base de tonatge en lloc d'una base de calendari, perquè el dany per desgast i fatiga s'acumula amb el tonatge brut; els intervals d'inspecció estan lligats al trànsit acumulat a la línia. Per a una decisió d'adquisició, això significa que el rail, la flota de mòlta i el règim d'inspecció s'han de comprar com a paquet: un grau de rail escollit sense les normes de manteniment de la seva norma no oferirà la seva vida útil.
Escollir l'estàndard adequat per al projecte
La seqüència de selecció d'un projecte és: definir el trànsit, la velocitat i la càrrega per eix; definir el perfil de la roda i el sistema de subjecció, perquè han de coincidir amb el perfil del carril; definir el règim de soldadura i manteniment; i només llavors escolliu l'estàndard ferroviari. Els rails estàndard xinesos s'adapten a projectes construïts segons especificacions xineses, projectes exportats amb enginyeria xinesa i passadissos que es mantindran amb la pràctica xinesa, ja sigui a Àsia, Àfrica o Amèrica Llatina. Els rails estàndard europeus s'adapten als projectes de xarxes EN, corredors d'Orient Mitjà i Àfrica construïts segons la pràctica EN i xarxes de trànsit mixt-que volen les qualificacions de fatiga-. Els rails estàndard nord-americans s'adapten als ferrocarrils nord-americans de mercaderies, mines i ports, i a qualsevol projecte on la pràctica AREMA sigui la base de l'organització del manteniment. El cost i el cicle de lliurament són importants, però són secundaris a la compatibilitat del rail amb la roda, la subjecció, el soldador i el mantenidor.
PMF
Quina és la resistència a la tracció del grau de ferrocarril U71Mn?
Els carrils U71Mn, habituals en els trams xinesos de 50 i 60 kg/m, tenen una resistència a la tracció mínima de 880 MPa, amb el grau-U75V de major resistència a 980 MPa.
Els rails xinesos de 60 kg/m són compatibles amb els rails europeus 60E1?
No directament. Els perfils són similars en massa però difereixen en dimensions; s'ha de verificar la compatibilitat per al contacte de rodes-rail, els procediments d'ajust de subjecció i soldadura, i les transicions s'han dissenyat en llocs definits.
Com s'especifica la uniformitat de duresa dels rails a la pràctica nord-americana?
La pràctica AREMA controla la variació de duresa a través de la superfície de rodament fins a uns 30 HB, de manera que el trànsit mixt de passatgers i mercaderies desgasta el cap de manera uniforme.
Quin és el límit de desgast vertical d'un carril de 60 kg/m a les normes de manteniment xineses?
El límit depèn de la velocitat de la línia: un desgast vertical d'uns 9 mm a les línies de passatgers de més velocitat- i fins a uns 11 mm a les línies de velocitat més baixa-, amb la mòlta programada abans que s'arribi al límit.
Amb quina freqüència es detecten errors en els rails a la pràctica nord-americana?
La detecció de defectes per ultrasons es programa sobre una base de tonatge brut acumulat en lloc d'una base de calendari; l'interval està lligat al trànsit que transporta la línia, amb línies de major tonatge provades amb més freqüència.
Es poden soldar els rails R350HT amb procediments estàndard?
Sí, però el procediment de soldadura ha de ser qualificat per al grau-de capçal; les propietats de la zona-afectada per la calor difereixen de les-rails enrotllats, i s'apliquen els requisits de qualificació de soldadura EN.