Um dos meios de transporte moderno mais antigo, a história do trem tem quase 500 anos. Por causa do envelhecimento e a extensão da infraestrutura, as ferrovias exigem manutenção contínua para manter a integridade e a segurança da operação.
Muitos tipos de técnicas de ensaio não destrutivo têm sido utilizados para assegurar a qualidade de ferrovias e outros componentes que fazem parte de locomotivas e vagões. Dentre esses estão “batedor de carro”, que usa ressonância acústica para detectar fissuras em rodas, e “óleo e cal” usado para detectar fissura causada por fadiga em pinos e eixos de locomotivas a vapor. Atualmente, o teste de ultrassom (UT) é o método de END preferido da indústria ferroviária.
O teste de ultrassom utiliza ondas sonoras direcionais de alta frequência para medir a espessura do material, procurar por falhas ocultas ou analisar a propriedade de materiais. O ultrassom precisa de um transdutor que transmite e/ou recebe sinais ultrassônicos que atravessam o metal, e um detector de defeitos para processar os resultados. O ultrassom é utilizado em muitas aplicações, mas é especialmente importante para testes de trilhos.
Verificação de via férrea
Com o tempo, os trilhos desenvolvem descontinuidades causadas por algum defeito de fabricação ou utilização. As descontinuidades podem ser nefastas se não forem detectadas e devem ser monitoradas com manutenção programada ou programas de segurança. Atualmente, a maioria dos testes em trens é realizada usando o processo de “perseguição de carro”, que utiliza um veículo que conduz o teste e a detecção de defeitos seguido por um carro de verificação. Quando o vagão que realiza o teste localiza um falha potencial, a informação da localização é passada para o carro de verificação. O operador do carro de verificação é responsável por verificar se existe algum defeito e relatá-lo à ferrovia para ação corretiva.
Outro método comum de teste de trens é o “processo de teste portátil” em que um operador empurra um dispositivo de teste móvel sobre um ou dois trilhos (em ritmo de caminhada) enquanto interpreta visualmente os dados de teste usando um monitor. Tanto o método com carro de verificação como o teste portátil utilizam transdutores de feixe linear e angular para detectar possíveis defeitos ou descontinuidades na via férrea.
Detecção de descontinuidades
As descontinuidades típicas causadas pelo uso que ocorrem nas seções de trilhos são: separação do cabeçote e da alma; rachadura horizontal do cabeçote; fissura pontual; fissura transversal; queima de motor; descascamento; e fissuras nas aberturas dos parafusos. A separação do cabeçote e da rede, assim como a separação horizontal do cabeçote, pode ser facilmente detectada com detector de defeitos ultrassônico com transdutor de feixe linear de 2,25 MHz/0,5 pol. posicionado sobre a linha central do trilho. Ao observar o retorno do sinal, as separações do cabeçote e da rede podem ser confirmadas através da perda de eco, que representa a reflexão do sinal de ultrassom da base do trilho.
As descontinuidades transversais e os orifícios para parafusos normalmente são detectados com transdutores de feixe angular de 2,25 MHz/0,5 pol. (como o A540S pareado com o ABSA-5T-X). As fissuras nos orifícios tendem a se propagar a um ângulo de 45°, tornando-as particularmente sensíveis à detecção com um transdutor de feixe angular de 45°. Detectar com precisão descontinuidades transversais e fissuras, no entanto, exige transdutores de feixe angular com ângulos de refração mais altos (normalmente entre 60° e 80°). A detectabilidade aumenta para descontinuidades com inclinações para baixo na mesma direção horizontal do fluxo de tráfego mais pesado.
Um transdutor de feixe angular com inclinação lateral que opera a transmissão direta é particularmente eficaz para localizar fissuras pontuais. Os transdutores têm um feixe angular nominal de 60° em relação ao transdutor inclinado a 30° na direção do lado do medidor do trilho, e o transdutor de recepção localizado próximo à lateral do medidor do trilho. Com essa disposição, o sinal que chega ao receptor do transdutor indica que o trilho não possui nenhuma descontinuidade. Um sinal interrompido pode indicar descontinuidade. Para detecção sólida, o rastreamento com feixe angular deve ser aplicado nas duas direções.
Conclusão
O teste ultrassônico é uma maneira rápida e confiável para inspecionar trilhos e muitos outros componentes de vagões e locomotivas. Essa tecnologia ajuda a manter os sistemas ferroviários estáveis e seguros ao redor do mundo.