ESPECIFICAO TCNICA DE MATERIAL ETM - 005: SOLDA ... ? ... a solda aluminotrmica dos trilhos

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    22-Jan-2019

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  • ETM-005 : 1

    ESPECIFICAO TCNICA DE MATERIAL

    ETM - 005: SOLDA ALUMINOTRMICA

    1. OBJETIVO

    Esta especificao tem por objetivo estabelecer as diretrizes bsicas a serem obedecidas

    para aquisio de materiais de soldagem aluminotrmica de trilhos para a formao de

    barras longas. Define as caractersticas dos materiais empregados, mquinas,

    equipamentos e ferramentas, alm de critrios e controle de recebimento e critrios de

    medio e pagamento.

    2. REFERNCIAS

    Ressalvada a prevalncia das especificaes, devero ser observadas as revises mais

    recentes das normas e especificaes do DNIT e da ABNT:

    a) Normas da ABNT:

    ABNT-NBR-7590/1991 (CB 23) Trilho "Vignole" Classificao;

    ABNT-NBR-12993/1993 (CB 37) Ferrovia Termos gerais e/ou fundamentais

    Mtodo de ensaio;

    b) Especificaes da VALEC:

    80-EM-032F-58-0002 Trilhos perfil TR-57;

    80-EM-032F-58-0003 Trilhos perfil TR-68; e

    80-ES-035F-99-0001 Soldagem Aluminotrmica.

    c) Especificaes da CBTU:

    EMVP-16 Trilho; e

    ESVP-13 Solda Aluminotrmica.

    d) Especificao da RFFSA:

    NV-0-100 Solda aluminotrmica Pr-aquecimento rpido;

    NV-3-101 Pores de solda aluminotrmica Recebimento;

    NV-3-103 Solda aluminotrmica Recebimento; e

    NV-6-101 Solda aluminotrmica Inspeo.

    3. DESCRIO

    Os problemas relacionados ao transporte de trilhos de grandes comprimentos e

    dilatao trmica dos mesmos foram solucionados com o uso das tcnicas de soldagem

    aluminotrmica no campo.

    As vantagens de trilhos soldados so muitas, entre as quais:

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    A vida til dos trilhos aumenta em at 30%;

    Os gastos em conservao da via podem diminuir em at 50%;

    Reduo do nmero de reparties dos trilhos, especialmente espaos nas

    articulaes;

    Diminuio da resistncia ao rolamento; e

    Aumenta da durao dos dormentes.

    Para tanto, a solda aluminotrmica dos trilhos deve preencher os seguintes

    requisitos funcionais:

    Deve ligar os trilhos, de modo a manter uma viga contnua, de superfcie

    uniforme e alinhada;

    Sua resistncia deflexo deve se aproximar, o mximo possvel, ao do material

    rodante a qual est a ser aplicado; e

    Deve prevenir movimento horizontal ou vertical das extremidades em relao

    umas as outras.

    Os trilhos so soldados eletricamente por caldeamento em estaleiro formando

    barras de 240 metros, que depois de transportadas e assentadas na via, so soldadas

    pelo processo aluminotrmico para formar trilhos longos soldados TLS.

    3.1. PROCESSOS

    O processo aluminotrmico consiste, fundamentalmente, no fato de que uma

    mistura adequadamente preparada de alumnio e xido de ferro pesado, aps inflamao

    inicial reage de maneira exotrmica temperatura relativamente alta.

    Devido ao desenvolvimento do calor, a reao se expande sem muita intensidade

    espontaneamente em um curto prazo de tempo sobre a mistura. O resultado desta reao

    a precipitao de um metal puro e liquefeito e de escria tambm lquida de xido de

    alumnio (que por ser mais leve aflorar acima do perfil do trilho soldado para futura

    remoo). O metal em fuso obtido da reao recolhido em uma forma envolvendo as

    extremidades dos trilhos a serem soldados.

    Estas extremidades so previamente limpas e aquecidas a uma temperatura

    conveniente e o calor introduzido pelo material fundido permite que as mesmas sejam

    unidas por um ao com caractersticas semelhantes quelas do trilho.

    Para a soldagem dos trilhos empregado o processo SoWoS. Neste processo, as

    extremidades dos trilhos so aquecidas por um maarico de pr-aquecimento posicionado

    sobre o molde, a uma temperatura de aproximadamente 1000C.

    O tempo de pr-aquecimento depender do perfil do trilho e dos gases utilizados

    (Usamos oxignio/polipropileno, pois so mais garantidos nas soldas em que se exige

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    certificao de qualidade). Este processo economicamente aplicvel em vias sem

    trfego ou com intervalo, entre trens, superior a 60 minutos.

    Para vias de alta densidade de trfego, o processo SKV representa a alternativa

    mais vivel, apesar do maior custo dos consumveis, devido ao seu reduzido tempo de

    execuo. O pr-aquecimento de apenas 1 a 2 minutos aquece as extremidades dos

    trilhos a aproximadamente 600 C assegurando ao mesmo tempo a remoo da umidade

    residual do molde.

    A parte predominante da energia para fundir as extremidades dos trilhos provm de

    uma poro de solda com maior volume. Este processo poder ser executado em

    intervalos de trfego de 12 a 15 minutos.

    4. MQUINAS, EQUIPAMENTOS E FERRAMENTAS

    As seguintes mquinas, equipamentos e ferramentas podero ser utilizadas no

    servio de soldagem aluminotrmica, entre outras que se faam necessrias:

    Alavanca;

    Bitoladora de via;

    Cadinho completo;

    Chave de junta;

    Corta-quente;

    Cunha;

    Cunha de ao;

    Escova de ao, lima ou talhadeira;

    Esmerilhadeiras;

    Ferramenta de regulagem;

    Gabarito para folga de junta;

    Gabaritos tipo passa ou no passa;

    Gadanho;

    Gases;

    Maarico de corte;

    Maarico de pr-aquecimento;

    Mquina de esmerilhar boleto;

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    Mquina de esmerilhar trilho;

    Mquina para serrar trilho;

    Mquina rebarbadora de solda;

    Marreta;

    Picareta de soca;

    Prensa niveladora universal;

    Presilhas para forma;

    Rebarbadora Hidrulica;

    Rgua de ao de 1m;

    Rgua de nivelamento de ao;

    Tirefo;

    Tirefonadora

    5. MATERIAIS

    Os materiais necessrios execuo dos servios de soldagem aluminotrmica,

    com suas principais caractersticas so descritos a seguir:

    5.1. PORO DE SOLDA

    A massa aluminotrmica consiste em uma mistura estequiomtrica de xido de

    ferro com gros de alumnio e elementos de acelerao, com um peso volumtrico de

    aproximadamente 2,17kg/dm. Com uma inflamao inicial temperatura de

    aproximadamente 1.300C, a mistura reage de maneira exotrmica, dando como

    resultado a precipitao de ferro em estado puro e escria.

    Todas as pores de solda devero ser providas de etiquetas de identificao

    indicando:

    Tipo do perfil de trilho a ser soldado;

    Processo de soldagem a ser empregado; E

    Resistncia trao dos trilhos.

    O saco plstico da poro dever conter, ainda, bujo automtico e pasta de

    vedao.

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    Para a execuo de soldagens, devero ser empregadas somente pores cujos

    volumes e tipos correspondam ao perfil do trilho a ser soldado e a resistncia trao do

    ao do trilho. A quantidade de ao, produzida pela reao, ser suficiente para a

    execuo de soldas perfeitas, desde que sejam atendidos os seguintes requisitos:

    As pores de solda no podem ser alteradas, somente devero ser usadas nos

    volumes fornecidos;

    As formas devem ser fabricadas com uso de modelos de alumnio originais

    prprios para os respectivos tipos (perfis) de trilho e processo de soldagem;

    Os espaos entre os topos dos trilhos devero obedecer s instrues prescritas

    e os cortes devem ser feitos de modo que, a face do topo do trilho constitua uma

    seo rigorosamente perpendicular seo longitudinal do trilho;

    Os topos dos trilhos a soldar no podem conter ferrugem ou substncias

    oleosas;

    A execuo da soldagem dever seguir rigorosamente s instrues de servio.

    As pores de solda devem ser protegidas contra chuva e umidade e no podem

    ficar em contato com o cho. Pores molhadas ou mesmo midas no devero ser

    usadas, ficando irremediavelmente inutilizadas.

    5.2. ACENDEDORES ESPECIAIS

    Para iniciar a reao da poro de solda, sero utilizados acendedores especiais,

    fornecidos em cartuchos plsticos. Os mesmos devero ser sempre armazenados,

    embalados e transportados separadamente das pores de solda.

    Uma poro de solda, de maneira alguma, dever ser aquecida por meio da chama

    de pr-aquecimento.

    5.3. FORMAS PR-MOLDADAS

    As formas pr-moldadas so fornecidas de acordo com os perfis dos trilhos a

    soldar. O material para a confeco das formas dever ser composto por mistura de areia

    de quartzo, xido de ferro e silicato de sdio, este ltimo como ligante. A areia utilizada

    deve ser de elevado grau de pureza, isto , isenta de argila e de outras impurezas, e

    granulometria uniforme.

    O xido de ferro (Fe2O3) adicionado areia e responsvel pela colorao

    vermelha da mistura, aumenta a resistncia de forma ao calor e permite uma retirada

    mais limpa das formas aps a soldagem, ou seja, os resduos de areia aderentes solda

    se reduzem a um mnimo.

    Relativamente capacidade de resistncia ao armazenamento das formas,

    importante observar que a umidade provoca quedas da rigidez. Para melhor segurana,

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    recomenda-se evitar a estocagem em ambientes midos. Deve-se ainda tomar especiais

    cuidados com relao a choques mecnicos.

    5.4. CADINHO LONGA VIDA (COMPLETO)

    um conjunto contenedor da poro de solda, refratrio temperatura da reao que ocorre em

    seu interior, em um suporte sobre a frma molde para onde ser corrido o ao aps a reao.

    Dimenses: Largura = 500 mm; Altura = 600 mm; Comprimento = 550 mm; Peso = 17,50 kg.

    Devero ser armazenados os cadinhos longa vida em lugar seco. No transporte sempre

    considerar o aviso de material frgil. Toda equipe de soldagem deve ter um cadinho reserva.

    Para a montagem da extenso do cadinho, a aplicao da pasta deve ser na borda superior do

    cadinho, assentando por toda a extenso da borda e, mediante o anel de fixao, apertando o

    conjunto com os trs parafusos. Fazer a remoo do excesso de pasta em torno da extenso.

    Antes do uso deve ser aquecido o cadinho longa vida, por dentro, com o maarico de pr-

    aquecimento, at que a sua parte externa alcance aproximadamente 100C.

    5.5. BUJO AUTOMTICO

    O material refratrio para uso em soldas aluminotrmicas de composio qumica baseada em

    areia. utilizado na parte interior e inferior do CADINHO LONGA VIDA, vedando o fundo do

    mesmo, estancando a sada da poro, sendo aberto automaticamente quando terminar a reao

    aluminotrmica, proporcionando a corrida do metal para o preenchimento do espao interno da

    forma.

    Deve ser guardado em lugar seco, e no deve ser retirado do interior de sua embalagem antes do

    uso.

    Modo de uso do produto:

    Retira-se o bujo automtico de sua embalagem;

    Introduz a ponta da vareta de montagem no copinho metlico do bujo;

    Posiciona-se o bujo em sua sede no cadinho e fixa-o com leves golpes com a mo sobre a

    vareta de montagem.

    Despeja-se a areia refrataria ao redor do copinho do bujo. A capa sobre a ponta da vareta de

    montagem impede que a areia refratria penetre no copinho;

    Remove-se a vareta de montagem com cuidado no sentido vertical.

    5.6. CONCHA PARA ESCRIA

    um equipamento metlico, e que trabalha anexo as presilhas, utilizado como receptor da

    escria gerada durante o processo de soldagem aluminotrmica, e deve ser utilizado totalmente

    isento de umidade.

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    5.7. PASTA DE VEDAO

    um material isolante a base de areia utilizado para vedar as frestas deixadas pelas formas

    quando instaladas nas pontas dos trilhos a serem soldados. Este material consumvel disposto

    em embalagem a vcuo com 2Kg a unidade e vem pronto para uso, ou seja dispensa qualquer

    adio de gua.

    6. CRITRIOS E CONTROLES DE RECEBIMENTO

    Os critrios e controles de recebimento atendero esta especificao, as normas

    do DNIT, da ABNT e o SICRO Sistema de Custos Rodovirio do DNIT Departamento

    Nacional de Infraestrutura de Transportes.

    7. CRITRIOS DE MEDIO E PAGAMENTO

    A aquisio de materiais necessrios para soldagem aluminotrmica de trilho ser

    medida e paga por unidade (um) de solda efetivamente executada, material posto na

    obra, de acordo com as quantidades indicadas no quadro de quantidades que atendam as

    Normas Tcnicas, Especificaes e ao Edital, em conformidade com as quantidades

    indicadas no quadro de quantidades e de preos e aps a liberao da Fiscalizao.

    O custo unitrio remunera a mo de obra com encargos sociais, o material

    empregado, as horas dos equipamentos utilizados e o transporte dos equipamentos e

    materiais.

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