Projeto Roda-Trilho. MRS Logística. Daniel Ferreira Armando Sisdelli Felipe Moreira

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1 Projeto Roda-Trilho MRS Logística Daniel Ferreira Armando Sisdelli Felipe Moreira

2 Motivação Projeto Roda-Trilho MRS 2000 Esmerilhamento de Trilhos: Início do processo de esmerilhamento de trilhos, sem a contrapartida em rodas Início do Projeto Roda-Trilho: - Estudo do Perfil Roda-Trilho - Aquisição de trilhos premium/super-premium - Desenvolvimento do projeto de lubrificação - Planejamento de Esmerilhamento - Melhoria do sistema de areiamento - Estudo de melhoria de truques - Estudo de melhoria metalúrgica das rodas 2002 Defeitos e Fraturas de Trilho: Grande concentração de defeitos superficiais e fraturas em trilhos e alta projeção de consumo de trilhos Surgimento do Shelling em Rodas: Primeiras percepções do shelling nas rodas GDT 2008 Aceleração do Shelling: Aceleração do shelling nas frotas GDT e HAT Carregamento 130 t: Início das operações com 130 t e aumento da excentricidade de carga

3 Condições Trilhos MRS Utilização de Trilhos Standard em regiões de elevado MTBT Ausência de processo estruturado de esmerilhamento de trilhos (ciclos, padrões, etc.) Gerenciamento de atrito ineficiente

4 Motivação Projeto Roda-Trilho MRS 2000 Esmerilhamento de Trilhos: Início do processo de esmerilhamento de trilhos, sem a contrapartida em rodas Início do Projeto Roda-Trilho: - Estudo do Perfil Roda-Trilho - Aquisição de trilhos premium/super-premium - Desenvolvimento do projeto de lubrificação - Planejamento de Esmerilhamento - Melhoria do sistema de areiamento - Estudo de melhoria de truques - Estudo de melhoria metalúrgica das rodas 2002 Defeitos e Fraturas de Trilho: Grande concentração de defeitos superficiais e fraturas em trilhos e alta projeção de consumo de trilhos Surgimento do Shelling em Rodas: Primeiras percepções do shelling nas rodas GDT 2008 Aceleração do Shelling: Aceleração do shelling nas frotas GDT e HAT Carregamento 130 t: Início das operações com 130 t e aumento da excentricidade de carga

5 % de Rodeiros Acumulados Quantidade de Rodeiros Surgimento e Aceleração do Shelling de Roda Diferença da Espessura de Friso GDT Total Qtde Rodeiros % Rodeiros Intervalo (mm) Intervalo (mm) Qtde % Acum. 28,34 55,43 75,28 87,09 93,56 96,97 98,56 99,39 99,73 99,85 99,92 99,97 99,98 99,99 100,00

6 Motivação Projeto Roda-Trilho MRS 2000 Esmerilhamento de Trilhos: Início do processo de esmerilhamento de trilhos, sem a contrapartida em rodas Início do Projeto Roda-Trilho: - Estudo do Perfil Roda-Trilho - Aquisição de trilhos premium/super-premium - Desenvolvimento do projeto de lubrificação - Planejamento de Esmerilhamento - Melhoria do sistema de areiamento - Estudo de melhoria de truques - Estudo de melhoria metalúrgica das rodas 2002 Defeitos e Fraturas de Trilho: Grande concentração de defeitos superficiais e fraturas em trilhos e alta projeção de consumo de trilhos Surgimento do Shelling em Rodas: Primeiras percepções do shelling nas rodas GDT 2008 Aceleração do Shelling: Aceleração do shelling nas frotas GDT e HAT Carregamento 130 t: Início das operações com 130 t e aumento da excentricidade de carga

7 Projeto Roda-Trilho MRS Projeto Roda-Trilho: - Desenvolvimento do novo perfil de rodas (alta conicidade) - Desenvolvimento de rodas microligadas para vagões - Desenvolvimento dos truques de inscrição radial - Início do retrofiting dos truques Consultoria NRC: Boa avaliação do andamento do projeto na MRS. - Passagens de Nível - RCF - Esmerilhamento Lubrificação e Aquisição de Equipamentos: - Aquisição da Esmerilhadora de alta produtividade - Avanço em direção ao esmerilhamento preventivo - 60 MTBT 15 MTBT - Instalação de 158 Lubrificadores: - 93 GF e 65 TOR - Aquisição de rodo abastecimento de lubrificadores - Estudos de ciclo abastecimento lubrificadores 10 anos do Projeto Roda-Trilho: - Eliminação do desgaste lateral em curvas (raio apertado) - Ganho estimado em 60% na VU trilhos - Consolidação de plano para novos fornecedores de graxa - Realização de estudos atrelados a redução do ruído, eficiência energética - Implantação do torneamento preventivo de rodeiros - Aumento da vida útil de rodas em 100% - Extensão do gatilho para manutenção de truques 2019 ( ) Desafios: - Monitoramento remoto de lubrificadores - Efetivação do esmerilhamento preventivo - Novos fornecedores de graxa - Implantação de roda microligada em locomotiva - Extensões de gatilhos de rodeiros e truques - Novas materiais para pads, discos de prato de pião, etc

8 Detalhamento do Shelling (RCF) Identificação das principais causas e ações de bloqueio Tensões oriundas da conformação (ou não) dos perfis de Roda & Trilho Creepage (escorregamentos na região do contato) RCF Temperatura na roda Pressão hidrostática Carga vertical

9 Detalhamento do Shelling (RCF) Identificação das principais causas e ações de bloqueio Tensões oriundas da conformação (ou não) dos perfis de Roda & Trilho Creepage (escorregamentos na região do contato) RCF Temperatura na roda Pressão hidrostática Carga vertical

10 Detalhamento do Shelling (RCF) Identificação das principais causas e ações de bloqueio Gerenciamento de Atrito Tensões oriundas da conformação (ou não) dos perfis de Roda & Trilho Creepage (escorregamentos na região do contato) RCF Temperatura na roda Pressão hidrostática Carga vertical

11 Detalhamento do Shelling (RCF) Desenho da Solução Características dos ativos da MRS Característica Operacional da MRS Impacto (desgaste) dos ativos Necessidade de prover truques e rodas com melhor capacidade de inscrição em curvas e alinhamento rápido em retas Curving Master com controle de hunting.

12 Detalhamento do Shelling (RCF) Desenho da Solução Recall do setor de graduação Lubrificante no pião Calibração dimensional Mudança no pacote de molas PAD (estreito) Rodas com perfil NRC

13 RIDE CONTROL ORIGINAL BARBER ORIGINAL CRUZAÇO ORIGINAL RIDEMASTER ORIGINAL QTDE DE TRUQUES Detalhamento do Shelling (RCF) Comprovação de Eficácia % de Truque com Shelling por Modelo de Truque 120 t 130 t % 0, % 21% 20% 0,25 0, , , ,05 0 Truques Originais (Sem Retrofit) TRUQUES COM SHELLING TRUQUES INSPECIONADOS % SHELLING Período: 10/01/2011 a 20/05/2013 Fonte: Inspeção Eng. Vagões

14 RIDE CONT / BARB RETROFIT SM AM OU NACO CZ RETROFIT OU RADIAL RIDEMASTER RETROFIT RIDE CONTROL ORIGINAL BARBER ORIGINAL CRUZAÇO ORIGINAL RIDEMASTER ORIGINAL QTDE DE TRUQUES Detalhamento do Shelling (RCF) Comprovação de Eficácia % de Truque com Shelling por Modelo de Truque 120 t 130 t 120 t 130 t % 21% 20% 27% 30% 25% 20% % % % 0,2% 0,4% 254 1% % 0% Truques Radiais (Retrofit ou Novos) Truques Originais (Sem Retrofit) TRUQUES COM SHELLING TRUQUES INSPECIONADOS % SHELLING Período: 10/01/2011 a 20/05/2013 Fonte: Inspeção Eng. Vagões

15 Projeto Roda-Trilho MRS Projeto Roda-Trilho: - Desenvolvimento do novo perfil de rodas (alta conicidade) - Desenvolvimento de rodas microligadas para vagões - Desenvolvimento dos truques de inscrição radial - Início do retrofiting dos truques Consultoria NRC: Boa avaliação do andamento do projeto na MRS. - Passagens de Nível - RCF - Esmerilhamento Lubrificação e Aquisição de Equipamentos: - Aquisição da Esmerilhadora de alta produtividade - Avanço em direção ao esmerilhamento preventivo - 60 MTBT 15 MTBT - Instalação de 158 Lubrificadores: - 93 GF e 65 TOR - Aquisição de rodo abastecimento de lubrificadores - Estudos de ciclo abastecimento lubrificadores 10 anos do Projeto Roda-Trilho: - Eliminação do desgaste lateral em curvas (raio apertado) - Ganho estimado em 60% na VU trilhos - Consolidação de plano para novos fornecedores de graxa - Realização de estudos atrelados a redução do ruído, eficiência energética - Implantação do torneamento preventivo de rodeiros - Aumento da vida útil de rodas em 100% - Extensão do gatilho para manutenção de truques 2019 ( ) Desafios: - Monitoramento remoto de lubrificadores - Efetivação do esmerilhamento preventivo - Novos fornecedores de graxa - Implantação de roda microligada em locomotiva - Extensões de gatilhos de rodeiros e truques - Novas materiais para pads, discos de prato de pião, etc

16 Processo de Gestão de Atrito Resumo: 93 Lubrificadores Eletrônicos 65 Aplicadores TOR 28 Dual Track Cobertura de 50% da Malha Paraopeba: Frente Norte: 12 Aplicadores TOR 6 Lubes GF 34 Aplicadores TOR 18 Lubes GF Ramal Burnier: 1 Lubes GF Linha do Centro 52 Lubes GF Serra do Mar 19 Aplicadores TOR 15 Lubes GF

17 Processo de Gestão de Atrito Abastecimento: 2 veículos rodoferroviários MRS Aquisição de peças: Suprimentos MRS Serviço de Manutenção: CH Vidon Monitoramento COF: CH Vidon Consumo anual Insumos Graxa (kg) Keltrack (Litros)

18 Total de Equipamentos Processo de Gestão de Atrito Abastecimento Ciclo de abastecimento por corredor Definidos em função do consumo de insumo (30, 45, 60 e 90 dias) Planejamento de abastecimento em função do status dos equipamentos Distribuição do Ciclo de Abastecimento MRS Evitar ausência de graxa ou modificador de atrito Controle das taxas de consumo e etapas do processo de suprimentos Prospecção de insumos (Graxa e Modificador de Atrito) atrelado ao volume de trens Ciclo em Dias Cálculo da Taxa de Abastecimento Circulação de Trens (Rodas) Volume Consumido Disponibilidade dos lub. Projeção de Volume de Trens Detalhamento orçamentário por trecho e trem tipo Projeção do Consumo de Graxa e Modificador de Atrito

19 Processo de Gestão de Atrito Manutenção dos Equipamentos Plano de manutenção detalhado dos lubrificadores Desenvolvido em parceria com a CH Vidon Desdobramento da Manutenção dos equipamentos em 25 atividades distintas Diferentes Componentes Diferentes periodicidades (Mensal, Bimestral, Anual ou por demanda) Planejamento das atividades Construção de Árvore de falhas para os equipamentos e componentes Detalhamento dos principais componentes mais críticos Construção da árvore de falhas Análise de falhas dos componentes Controle de substituição de componentes e origem da falha

20 Processo de Gestão de Atrito Processo Macro Homologação de Graxa para Trilhos 01 Fase 1 02 Fase 2 03 Fase 3 04 Fase 4 Mín.: 14 meses Análise Preliminar -Ficha técnica do produto - Levantamento de clientes segmento ferroviário - Testes Laboratoriais (Amsler) Teste em Campo Parte I - Utilização do produto em 1 equipamento - Monitoramento do desempenho do produto nos trilhos - Monitoramento se há contaminação no topo do trilho Teste em Campo Parte II - Utilização em 6 Lubrificadores - Cobertura corredor Pinheiral - Utilização pelo menos 12 meses comportamento em diferentes temperaturas Conclusão - Avaliação: Desempenho, Fluxo de reabastecimento - Homologação

21 Processo de Gestão de Atrito Desafios Operacional Estabelecer e manter ciclo de abastecimento ideal para lubrificadores Garantir disponibilidade dos equipamentos (peças, intervenções de via, etc) Promover ganhos incrementais no processo: redução de perdas no consumo de graxa (projeto balança) Técnico Diferentes comportamentos por curvas Interferência de variáveis desempenho da Lubrificação: - Inscrição em curvas - Condição geométrica da via (cant) - Defeitos de geometria de via - Variações na qualidade da graxa (mesma EPS) - Contaminação da graxa (PN s) Evolução Medições COF 72% 76% 66% 85% 87% 95% 82% KM DSS

22 Projeto Roda-Trilho MRS Projeto Roda-Trilho: - Desenvolvimento do novo perfil de rodas (alta conicidade) - Desenvolvimento de rodas microligadas para vagões - Desenvolvimento dos truques de inscrição radial - Início do retrofiting dos truques Consultoria NRC: Boa avaliação do andamento do projeto na MRS. - Passagens de Nível - RCF - Esmerilhamento Lubrificação e Aquisição de Equipamentos: - Aquisição da Esmerilhadora de alta produtividade - Avanço em direção ao esmerilhamento preventivo - 60 MTBT 15 MTBT - Instalação de 158 Lubrificadores: - 93 GF e 65 TOR - Aquisição de rodo abastecimento de lubrificadores - Estudos de ciclo abastecimento lubrificadores 10 anos do Projeto Roda-Trilho: - Eliminação do desgaste lateral em curvas (raio apertado) - Ganho estimado em 60% na VU trilhos - Consolidação de plano para novos fornecedores de graxa - Realização de estudos atrelados a redução do ruído, eficiência energética - Implantação do torneamento preventivo de rodeiros - Aumento da vida útil de rodas em 100% - Extensão do gatilho para manutenção de truques 2019 ( ) Desafios: - Monitoramento remoto de lubrificadores - Efetivação do esmerilhamento preventivo - Novos fornecedores de graxa - Implantação de roda microligada em locomotiva - Extensões de gatilhos de rodeiros e truques - Novas materiais para pads, discos de prato de pião, etc

23 Resultados Material Rodante

24 Milhões Milhares Resultados Material Rodante 1,8 1,6 Vida Rodas (km) 1, Gatilho Truque (km) 800 1, ,2 1 0,8 0, , , , Antes Depois 0 Antes Depois

25 Resultados Via Permanente Comparativo Paraopeba: Curvas avaliadas: Km 561 e 577 Média da taxa de desgaste do trilho Seco: 0,1821 Média da taxa de desgaste do trilho Lubrificado: 0,0638 Redução do desgaste em 65% Comparativo Serra do Mar Curvas avaliadas: Km 85 e 91 Média da taxa de desgaste do trilho Seco: 0,1703 Média da taxa de desgaste do trilho Lubrificado: 0,0240 Redução do desgaste em 86% *MTBT: Milhões de toneladas brutas

26 Resultados Via Permanente

27 Resultados Via Permanente

28 Resultados Via Permanente

29 Resultados Via Permanente Demanda de Trilhos (t) Ramal Paraopeba Marcos Importantes: 2011=> Instalação do lubrificadores hidráulicos Inicio do projeto, medições, etc 2012=> Instalação dos equipamentos eletrônicos e TOR 2013=> Redução do consumo de trilho *MTBT: Milhões de toneladas brutas

30 Resultados Via Permanente Vida Útil dos Trilhos (MTBT) MRS NRC New set of curve families Target prevent. gr. Interval Target rail life with APG Degrees Meters MGT MGT HR & LR HR LR TT TT R < < a a a a a 3500 TGT

31 Projeto Roda-Trilho MRS Projeto Roda-Trilho: - Desenvolvimento do novo perfil de rodas (alta conicidade) - Desenvolvimento de rodas microligadas para vagões - Desenvolvimento dos truques de inscrição radial - Início do retrofiting dos truques Consultoria NRC: Boa avaliação do andamento do projeto na MRS. - Passagens de Nível - RCF - Esmerilhamento Lubrificação e Aquisição de Equipamentos: - Aquisição da Esmerilhadora de alta produtividade - Avanço em direção ao esmerilhamento preventivo - 60 MTBT 15 MTBT - Instalação de 158 Lubrificadores: - 93 GF e 65 TOR - Aquisição de rodo abastecimento de lubrificadores - Estudos de ciclo abastecimento lubrificadores 10 anos do Projeto Roda-Trilho: - Eliminação do desgaste lateral em curvas (raio apertado) - Ganho estimado em 60% na VU trilhos - Consolidação de plano para novos fornecedores de graxa - Realização de estudos atrelados a redução do ruído, eficiência energética - Implantação do torneamento preventivo de rodeiros - Aumento da vida útil de rodas em 100% - Extensão do gatilho para manutenção de truques 2019 ( ) Desafios: - Monitoramento remoto de lubrificadores - Efetivação do esmerilhamento preventivo - Novos fornecedores de graxa - Implantação de roda microligada em locomotiva - Extensões de gatilhos de rodeiros e truques - Novas materiais para pads, discos de prato de pião, etc

32 Próximos Passos e Desafios Material Rodante Extensão do gatilho de torneamento preventivo de rodeiros (hoje 200 mil km para truques retrofitados e 400 mil km para truques radiais) Extensão do período de recuperação dos truques (600 mil km para truques retrofitados e 800 mil para alguns radiais) Desenvolvimento de truques de alta performance, de menor custo e complexidade (p.ex, sem dispositivos externos para manutenção de esquadro; menor quantidade de usinagens) Elevação da reserva elástica da suspensão secundária sem prejuízo para o desempenho do truque quanto ao roda-trilho Garantir a saúde estrutural das rodas com o aumento de vida útil (p.ex, shattering rim de última vida e trincas radiais)

33 Próximos Passos e Desafios Via Permanente Implantar monitoramento remoto e gestão de dados dos lubrificadores Refinar e alcançar o ciclo de abastecimento ideal dos lubrificadores Efetivar o esmerilhamento preventivo em todos os corredores da MRS Consolidar estudos de confiabilidade dos equipamentos de lubrificação para garantir disponibilidade total dos lubrificadores Renovar a Via Permanente a fim de garantir a integridade do sistema Avançar na tratativa de RCF em tangentes Evoluir análises através de Eddy Current

34 Daniel Ferreira Felipe Moreira