Los ferrocarriles pesados transportan grandes cargas por eje y un alto tonelaje anual, por lo que sus mecanismos de daño se desarrollan más rápido y con menos aviso que en las líneas ligeras. Comprender las tres familias de daños (desgaste, fatiga y corrosión) es el primer paso para elegir la estrategia adecuada de detección y reparación, porque el mismo método de reparación no se adapta a los tres.
Mecanismos de daño y sus causas
| Mecanismo | donde aparece | Causas principales |
| Desgaste de la cabeza | Curvas, esquina de calibre, superficie de cabeza. | Presión de contacto rueda-carril, fuerzas de curvatura, mala lubricación; La tasa de desgaste en las curvas es varias veces mayor que en la vía recta. |
| Fatiga y fatiga por contacto rodante. | Superficie de la cabeza, interior de la cabeza, soldaduras. | Cargas repetidas en las ruedas, defectos de soldadura como fusión incompleta, sentadillas, descascaramientos y comprobaciones de la cabeza. |
| Corrosión | Túneles, líneas costeras, tramos húmedos | Ataque de cloruros y humedad, agravado por problemas de drenaje y microclima del túnel. |
En líneas empresariales de servicio pesado-, se ha registrado un desgaste del cabezal de 8 mm después de aproximadamente cinco años de operación en secciones curvas severas, lo que muestra cuán rápido se puede perder la sección del cabezal cuando no hay lubricación ni rectificado. Las grietas por fatiga que comienzan en defectos de soldadura son las más peligrosas porque pueden convertirse en fracturas transversales; La prueba ultrasónica es la forma estándar de encontrarlos antes de que alcancen un tamaño crítico.
Detección y Evaluación
Inspección visual: defectos superficiales como grietas en la cabeza, hundimientos, desconchados, picaduras por corrosión y enchapados en las juntas.
Ensayos ultrasónicos: defectos internos, defectos de soldadura y grietas transversales; la herramienta estándar para la integridad ferroviaria a la velocidad del tráfico o con instrumentos portátiles.
Pruebas de corrientes de Foucault y partículas magnéticas: grietas superficiales y cercanas-a la superficie que las pruebas ultrasónicas pueden pasar por alto.
Medición del perfil del carril: cuantifica el desgaste del cabezal y determina cuándo es necesario rectificar y cuándo se alcanza el límite de desgaste.
Métodos de reparación
| Nivel de daño | Método de reparación | Notas |
| Desgaste ligero de la cabeza | Rectificado de perfiles de carril | Restaura el perfil de la cabeza diseñado, elimina la capa superficial dañada y retrasa el reinicio de la fatiga por contacto. |
| Desgaste profundo localizado | Soldadura láser de revestimiento/reconstrucción- | Deposita una capa de aleación-resistente al desgaste en el área desgastada; Se utiliza en cuchillas de cambio, cruces y defectos aislados con procedimientos de soldadura aprobados. |
| Grietas superficiales y cercanas-a la superficie | Rectificado y orificios para detener grietas | Los orificios de detención de grietas en la punta de la grieta ralentizan o detienen la propagación; combinado con monitoreo |
| Defectos graves, grietas profundas por fatiga. | Reemplazo de riel | Obligatorio cuando el defecto alcanza el tamaño crítico del defecto del carril o se pierde la sección |
Las reparaciones con soldadura en rieles solo se permiten con procedimientos calificados, porque el alto contenido de carbono del riel lo hace-sensible a las grietas; el área de soldadura debe estar nivelada e inspeccionada después de la reparación.
Protección y prevención de la corrosión
La protección contra la corrosión comienza con el drenaje: el agua atrapada en la plataforma de la vía acelera la corrosión de los rieles y los sujetadores mucho más que la exposición atmosférica. Los sistemas de recubrimiento para rieles están limitados por la necesidad de mantener la conductividad eléctrica de los circuitos de vía, por lo que en la práctica la protección se concentra en la inspección regular, el mantenimiento del drenaje y, cuando esté justificado, recubrimientos protectores en el alma y el pie del riel en túneles y tramos costeros. Los sujetadores y pernos se protegen más libremente con recubrimientos de escamas de zinc y zinc-aluminio, que son la primera línea de defensa contra el ataque de cloruro.
Práctica de mantenimiento preventivo
El pulido de mantenimiento en un ciclo adaptado al tonelaje y la severidad de la curva evita que los cheques de cabeza se conviertan en conchas y sentadillas.
La lubricación de los carriles-de las ruedas en las curvas reduce la tasa de desgaste y las fuerzas laterales que provocan daños en las esquinas del ancho.
Pruebas ultrasónicas periódicas de soldaduras y ubicaciones de defectos conocidos, con seguimiento del crecimiento de los defectos entre inspecciones.
Selección de calidad de riel: cabezas-tratadas térmicamente para secciones curvas-de transporte pesado y calidades de aleación donde el desgaste y la fatiga son severos.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la causa más común de daños ferroviarios graves?
El desgaste en las curvas y la fatiga por contacto rodante en la cabeza dominan la mayoría de las redes, seguidos por la corrosión en túneles y secciones costeras. Cada red tiene su propia combinación, como lo revela el monitoreo de condiciones.
¿Cómo se mide el desgaste del carril?
Con un calibre de perfil de carril o tren de medición: el perfil de la cabeza se compara con el perfil nominal y el desgaste en la esquina del calibre y el centro de la cabeza se registra con respecto a los límites de desgaste.
¿Se puede reparar el riel agrietado en lugar de reemplazarlo?
Las pequeñas grietas superficiales se pueden eliminar y los orificios de detención de grietas pueden detener la propagación en casos controlados, pero las grietas transversales y los defectos de tamaño crítico requieren reemplazo. Las reparaciones de soldadura se limitan a procedimientos y ubicaciones aprobados.
¿Para qué se utiliza el revestimiento láser en raíles?
Reconstruye el material de la cabeza desgastado o dañado localizado con una capa de aleación-resistente al desgaste, por ejemplo en interruptores y cruces, extendiendo la vida útil de los componentes donde el reemplazo es costoso o perjudicial.
¿Con qué frecuencia se deben probar los rieles con ultrasonidos?
La frecuencia de las inspecciones depende del tonelaje y del historial de defectos: las líneas muy cargadas se prueban a intervalos de meses a un par de años con equipos ultrasónicos portátiles o-autopropulsados. Las soldaduras merecen la atención más frecuente.
¿El pulido debilita el riel?
El rectificado correcto del perfil elimina sólo una capa superficial delgada y es parte del mantenimiento aprobado; Elimina la capa dañada donde comienzan las grietas. Sin embargo, el rectificado excesivo o incontrolado elimina la sección y reduce la resistencia, por lo que el rectificado se realiza según un perfil y un plano de profundidad.