¿Cómo funciona la sustitución y la soldadura de raíles?

Etapa 1: Decida y mida antes de que se abra la ventana.

Los rieles no se reemplazan porque se vean desgastados; se reemplazan cuando el rectificado ya no puede repararlos. Los daños superficiales, como ondulaciones, descamación, desconchamiento, golpes y desgaste lateral, representan más del 80 % de todos los defectos de los rieles , y el rectificado de perfiles soluciona los problemas menos graves. Una vez que las grietas por fatiga de contacto rodante superan aproximadamente los 0,2 mm , una sola pasada ya no las elimina y es necesario desechar la cabeza del riel.

La sustitución se planifica a partir de un levantamiento topográfico. Se fijan la sección del carril y la longitud de la pieza nueva, se establecen las posiciones de corte y se coloca el cierre de forma que no quede en zonas prohibidas por la normativa. En los carriles soldados continuos, la unión también implica un aspecto térmico: el procedimiento de soldadura en obra y la temperatura del carril bloqueado deben ser consistentes, o la cadena terminada presenta una fuerza interna que posteriormente se manifiesta como pandeo o separación.

Etapas 2 a 4: La secuencia de campo

La alineación es fundamental para determinar la calidad. Una junta con una alineación y altura que se ajustan con una tolerancia de ≤0,5 mm , verificada con una regla antes y después de la soldadura, produce una soldadura final que se integra perfectamente con la banda de soldadura. Una junta con una desviación de un milímetro genera un punto de impacto permanente, que el posterior lijado no puede disimular.

Qué corrigen las normas y qué dejan a criterio del ingeniero.

La práctica de diseño ferroviario chino establece claramente el marco. Según la norma TB 10082—2017 §8.0.6 , el riel debe soldarse mediante soldadura por resistencia a tope en fábrica , y un tramo largo de riel soldado en fábrica no debe ser inferior a 500 m ; la soldadura de riel en obra también debe realizarse mediante soldadura por resistencia a tope, mientras que la soldadura de bloqueo dentro de un desvío y en los dos extremos de un desvío puede realizarse mediante soldadura aluminotérmica . Esta es la regla que define el flujo de trabajo: el tramo largo es un producto de fábrica, el trabajo de campo consiste en el cierre y la conexión, y la soldadura aluminotérmica cubre los casos restantes.

TB 10015—2012 §4.5.6 agrega la regla de colocación: una junta soldada en el sitio no debe colocarse dentro de la transición entre dos estructuras de vía diferentes o dos secciones de subrasante diferentes, y debe estar al menos 2 m libre de los muros de estribo y pilares. TB 10082—2017 §9.0.6 enumera los lugares donde una junta no debe existir en absoluto y por lo tanto debe soldarse, pegarse o congelarse: toda la longitud de un puente de tablero abierto, dentro de 2 m de un extremo de puente o una junta de expansión de arco, dentro del tramo de temperatura de un dispositivo de expansión de riel, en las vigas transversales de una viga de acero y a través de un paso a nivel. En la práctica, el ingeniero elige primero la posición de cierre y luego el método de soldadura.

Caso y datos: lo que debe superar la junta terminada

Para la parte de soldadura termita del trabajo, las cifras publicadas para el sistema de soldadura termita de rieles Molaton TWS establecen las expectativas: temperatura de reacción ≥2500 °C , tiempo de enfriamiento de la soldadura de aproximadamente 5 a 8 minutos dependiendo de la temperatura ambiente, un ciclo de soldadura total en 25 minutos que incluye precalentamiento, vertido y extracción del molde, y una resistencia de soldadura de ≥95 % de la resistencia a la tracción del riel base . El sistema está construido según la norma TB/T 1632.3-2014 y cubre rieles de 50 kg/m y 60 kg/m, rieles ranurados 59R2/60R2 , rieles para grúas QU70–QU150 y las series UIC, BS, CR y A/S, razón por la cual también se utiliza para rieles de grúas portuarias y barras de cátodo en fundiciones de aluminio.

Para la mitad del rectificado, los límites de aceptación que cierran el trabajo son rugosidad superficial Ra ≤ 10 μm , planitud dentro de 0,3 mm bajo una regla de 1 m, ausencia de quemado azul continuo , profundidad de rectificado ≤ 0,5 mm y un acabado mejor que 1‰ . El rectificado de una soldadura también es donde un corte incontrolado causa daños: la velocidad de la muela de 1000 a 3000 rpm genera una rugosidad de 6,6 a 8,4 μm y un espesor de capa blanca de aproximadamente 45 μm a 320 μm contra una dureza del metal base de aproximadamente 340 HV0.3 , por lo que la cabeza de la soldadura se acondiciona con profundidad controlada y la misma disciplina de la muela utilizada para el trabajo de perfil.

RailwayCare fabrica muelas abrasivas para raíles desde 2004 , siendo el primer productor especializado en este tipo de muelas en China. Además, elaboró la norma industrial JB/T 11431 y opera bajo las certificaciones ISO 9001 , ISO 45001 y CRCC , con muelas verificadas en la Academia China de Ciencias Ferroviarias y en un instituto nacional de investigación de abrasivos.