Gli standard ferroviari impongono requisiti rigorosi sui fermagli ferroviari, sulle dimensioni della copertura, sulle proprietà dei materiali, sul trattamento termico, sulla forza di serraggio, sull'elasticità, sul rilevamento delle crepe, sulla marcatura e sulla tracciabilità. I requisiti variano in base all'applicazione, con linee ad alta-sollecitazione che necessitano di un'elevata forza di serraggio e installazioni di viadotti che necessitano di resistenza controllata con buona elasticità per ridurre l'interazione del ponte-ferroviario. In questo articolo viene spiegato cosa richiedono le principali normative ferroviarie ai fermagli elastici.
Perché i fermagli per binari sono standardizzati
Un fermaglio è un componente di sicurezza: se si guasta, il binario può spostarsi, la sagoma può allargarsi e il treno può deragliare. Esistono standard affinché clip di diversi lotti di produzione e diversi produttori si comportino in modo identico in pista. Gli standard in vigore includono EN 13481 per i sistemi di fissaggio, opuscoli UIC per fissaggi, AREMA Capitolo 4 per i binari del Nord America e la serie GB/T in Cina, insieme a standard sull'acciaio per molle come GB/T 1222, DIN 17221 e BS 970.
Requisiti di materiale e produzione
Gli standard richiedono che le clip siano realizzate con un acciaio per molle specifico, ad esempio 60Si2MnA, 60Si2CrA, 55Si2Mn o 38Si7, con composizione chimica controllata. La forgiatura a caldo è preferita perché produce una microstruttura uniforme e viene prescritto il trattamento termico, in genere tempra in olio seguita da rinvenimento, per raggiungere la durezza richiesta, ad esempio da 44 a 48 HRC per le clip E-. La precisione dimensionale è specificata in dettaglio, comprese caratteristiche come il diametro della porzione centrale della gamba, poiché la clip deve adattarsi alla spalla e al piede della rotaia con giochi definiti.
Requisiti prestazionali: forza di serraggio ed elasticità
La clip deve fornire una forza di serraggio sufficiente e costante per tenere saldamente la rotaia e il carico di punta richiesto varia in base alla sezione della rotaia e all'applicazione. Deve inoltre mantenere le sue proprietà elastiche nel tempo, in modo che la forza di serraggio non si allenti sotto carichi ripetuti. La resistenza alla fatica è verificata mediante test ciclici: una clip di filo da 18 mm deve resistere a 3 milioni di cicli e una clip da 20 mm a 5 milioni di cicli senza rompersi. La progettazione deve evitare la concentrazione delle sollecitazioni e l'allentamento dovuto alle vibrazioni.
Collaudo, Marcatura e Tracciabilità
I produttori devono eseguire il rilevamento delle crepe al 100% sulle barre tranciate utilizzando il test con particelle magnetiche o un metodo equivalente, in modo che le clip siano esenti da difetti superficiali dannosi. I prodotti finiti vengono controllati per dimensioni e durezza e ogni clip è chiaramente contrassegnata con l'identificatore del produttore, l'anno di produzione e il numero di lotto per la tracciabilità. La gestione della qualità è verificata rispetto agli standard del settore ferroviario come ISO/TS 22163, che garantisce una qualità di produzione costante tra i lotti.
Requisiti specifici dell'applicazione-
La linea principale-ad alto stress e le linee-di trasporto pesante richiedono clip con una forza di serraggio maggiore. Su viadotti e ponti vengono utilizzate clip con minore resistenza longitudinale e maggiore elasticità per ridurre l'interazione tra la rotaia e la struttura del ponte. Sulle traverse in legno, il fissaggio e il materiale della traversa devono soddisfare tolleranze definite. In tutti i casi, le clip di un sistema di fissaggio non possono essere mescolate casualmente con clip di un altro sistema, perché il carico della punta e la deflessione sono adattati alla spalla e all'imbottitura di quel sistema.
| Area dei requisiti | Requisito standard tipico |
|---|---|
| Materiale | Acciaio per molle con composizione controllata, ad es.. 60Si2MnA |
| Trattamento termico | Tempra e rinvenimento in olio, durezza da 42 a 48 HRC per tipo |
| Difetti | Rilevamento delle crepe al 100% delle barre tranciate |
| Fatica | Da 3 a 5 milioni di cicli senza rottura per diametro |
| Marcatura | Produttore, anno e numero di lotto su ogni clip |
| Sistema di qualità | Certificazione come ISO/TS 22163 |
Domande frequenti
D: Quali standard regolano i fermagli ferroviari?R: I fermagli per binari sono regolati da standard di fissaggio e binari come EN 13481, volantini UIC, AREMA capitolo 4 e serie GB/T, oltre a standard di acciaio per molle come GB/T 1222.
D: Quale durezza richiedono gli standard per le E-clip?R: Le clip E- in genere devono avere una durezza compresa tra 44 e 48 HRC dopo il trattamento termico.
D: Perché è necessario il rilevamento delle crepe durante la produzione?R: Le crepe nella barra tranciata possono trasformarsi in fratture da fatica durante il servizio, quindi è necessario un test con particelle magnetiche al 100% prima della formazione.
D: Qual è il requisito di fatica per i fermagli per binari?R: Una clip realizzata con filo da 18 mm deve resistere a 3 milioni di cicli e una clip da 20 mm a 5 milioni di cicli senza rompersi.
D: Perché le clip non devono essere mescolate tra i sistemi di fissaggio?R: Ogni sistema ha il proprio carico di punta, deflessione e geometria della spalla, quindi mescolare clip di sistemi diversi può modificare la forza di serraggio e creare condizioni non sicure.
