PROCEDIMENTOS TÉCNICOS

Transcrição

1 PROCEDIMENTOS TÉCNICOS Descrição geral Referem-se os presentes procedimentos técnicos, a montagem de uma linha férrea apoiada em placas de apoio metálicas, e no caso, em carril de material de 57 kg/m, TR 57 ou 115 RE. A fixação é em crapós e as juntas entre carris são soldadas pelo método aluminotérmico. Fazem parte do processo de montagem os serviços que a seguir listamos, e o respectivo procedimento técnico descrito, considerando que a execução do maciço de betão e prévio, e a sua técnica é comumente conhecida: Furação do betão para fixação de chumbadores Parte dos chumbadores que suportarão as placas de apoio serão fixados posteriores a betonagem das vigas. Desta forma, para que isso se efective, o betão terá que ser perfurando recorrendo a meios mecânicos. As etapas a seguir são a seguir descritas: a) A topografia deverá antes fixar o eixo do trilho, através da marcação na viga de betão com apoio de tacos de madeira e um prego fixando a estação, de acordo com os requisitos do projecto. Com ajuda de um fio nylon unindo os pregos, o alinhamento do trilho é definido. b) Estando definido o alinhamento, ou seja, o eixo do trilho, a estação de furação, que é a posição da placa de apoio, é estabelecido com ajuda de uma forma de madeira préfabricada, assegurando assim a equidistância de 610 mm entre o eixo das placas de apoio. Esta operação é executada pelo operador. c) Marcadas as estações, o encarregado confirma as marcações e permite a furação das estações com recurso a uma furadora mecânica com brocas de 24 mm 25 mm. A broca é marcada para servir de bitola da profundidade, que é de 135 mm, que deverá ser uniforme em todos os furos. Serão usadas brocas de alta durabilidade, com espirais que maximizam a remoção de poeiras do furo. d) O processo de furação deverá ser acompanhado de um compressor de ar comprimido, para reforçar a remoção de poeiras nos furos, e permitir a posterior uma efectiva fixação dos chumbadores. Furação de betão com furadora mecânica

2 Fixação de chumbadores Cada apoio leva dois chumbadores de 260 mm de comprimento e 20 mm de diâmetro, fixados numa posição diagonal. Os chumbadores sustentam as placas de apoio onde os carris se apóiam. A fixação de chumbadores obedece a seguintes etapas: a) Acondicionar os materiais, nomeadamente a bucha química FIS A M20, que é uma argamassa injetável para betões; e os chumbadores de aço, 260 mm de comprimento e 20 mm de diâmetro. Os materiais devem estar próximos, ao alcance, antes da preparação da área de trabalho, para não permitir a contaminação antes da aplicação da bucha química. b) A área de trabalho deve ser preparada, de forma que os furos devam estar livres de poeiras e quaisquer outros materiais granulométricos soltos, o que será conseguido através do uso do ar comprimido para soprar tanto no interior dos furos, como o topo e laterais da viga. c) Imediatamente a bucha química FIS A M20 é introduzida no furo com ajuda de uma pistola especial onde é colocada a bisnaga da bucha química, até preencher o furo, e de seguida o chumbador é introduzindo no furo com a bucha já a preenchê-lo. d) Com a bucha química ainda fresca, antes de começar a ganhar presa, o chumbador é pressionado contra a bucha até atingir a profundidade estabelecida, e em simultâneo com a régua de nível, é verificada a verticalidade do chumbador. e) A cura da bucha química FIS A M20 é mais rápida quanto maior for a temperatura do substrato. Para temperaturas do substrato entre 20 oc a 40 oc, que é o caso do ambiente de trabalho em Nacala na época da execução do projecto, a bucha química FIS A M20 precisa de pelo menos 30 minutos para adquirir a cura. Portanto, pelo menos 30 minutos devem passar antes de começar a exercer qualquer carga sobre o chumbador a seguir a sua fixação.

3 Fixação de placas de apoio Aplicação da bucha química FIS A M20 e fixação de chumbadores As placas de apoio são a base de apoio dos trilhos, e tem dimensões 290x220x20 mm. A sua aplicação obedece a seguintes parâmetros: a) Deve estar assegurada a cura da bucha química, que deve acontecer pelo menos 30 minutos depois da sua aplicação. As porcas inferiores devem ser posicionadas antes da colocação das placas de apoio. b) As placas de apoio já trazem quatro furos de fabricação de diâmetro 22 mm, os quais dois estão na disposição em que são fixados os chumbadores. As placas devem ser deslizadas sobre os chumbadores abaixo até serem travados pelas porcas inferiores já posicionadas no chumbador. c) Com ajuda da topografia, as placas mestras, separadas em intervalos aceitáveis de 4 a 5 placas, são levantadas e fixadas à cota do projecto, usando as porcas inferiores para regular o nível desejado. Fixação de placas de apoio

4 Fixação e ligação de trilhos Os trilhos são o elemento principal desta estrutura, onde vai rolar a staker, permitindo as suas deslocações longitudinais para um e outro sentido. Os trilhos são de 57 kg/m, e são fornecidos em barras de 18 m, pesando desta forma 1,026 kg por cada unidade. Tratando-se de perfis pesados, o seu manuseio exige cuidados e mecanismos especiais. A fixação e ligação dos trilhos vão obedecer a seguintes etapas: a) Com apoio de uma grua de alta capacidade, os trilhos são primeiramente distribuídos em pilhas de 2 a 6 unidades, paralelos a posição do seu assentamento. A área de trabalho deverá ser isolada sempre que a grua estiver a operar. b) As placas de apoio mestras deverão já estar niveladas para receber os trilhos. Quando estiver observada esta condição, a grua é solicitada para posicionar os trilhos no eixo das placas de apoio. A zona de trabalho é isolada, e pelo menos quatro homens são necessários para a operação, sendo dois na amarração dos cabos para içar o trilho, e dois para posicionar o trilho sobre tacos de madeira e remover os cabos. Operação da grua c) O trilho é posicionado mais ou menos no seu eixo, e as juntas já são posicionadas com o espaçamento aproximado de 25 mm, e os tacos de madeira são de altura tal que o trilho fica numa posição que permita a colocação dos moldes de soldadura, e a soldadura possa ser executada.

5 Trilho fixado d) Nesta fase o trilho não é fixado à placa de apoio, até que a soldadura seja concluída. A ligação dos trilhos será feita por meio de soldadura aluminotérmica, depois de observados todos os requisitos. Trilhos suspensos em tacos de madeira e trilhos já sob placas de apoio Soldadura aluminotérmica de carris O trabalho de soldadura aluminotérmica de carris será executado na Terminal de Carvão de Nacala, nas quatro linhas de Staker, de 1020 m de comprimento cada, constituídas de carris de perfil 57 kg/m, apoiados em placas metálicas fixadas às vigas de betão através de varões roscados de 20 mm de diâmetro. Soldadura aluminotérmica é um método móvel, muito efectivo, de ligar secções pesadas de aço, tal e o caso de carris. Para executar a soldagem aluminotérmica de trilhos, os topos destes devem apresentar uma folga pré-determinada, em função do processo utilizado, bem como ser envolvidos por fôrmas pré-fabricadas. Após o assentamento e vedação das fôrmas com massa refratária, faz-se um pré-aquecimento com maçarico específico posicionado de tal forma, que a chama penetre no topo da junta. O aço produzido em cadinho refratário, a temperaturas acima de 2000ºC, é conduzido aos topos dos trilhos, dissolvendo-os e unindoos de forma homogênea. Depois de 4 a 5 minutos as fôrmas são retiradas e o material excedente é rebarbado. Após o resfriamento a solda é esmerilada de forma a reproduzir o perfil do trilho.

6 O processo aluminotérmico não necessita de fontes externas de energia, tais como eletricidade e calor; basta a faísca do acendedor para dar início ao processo. Para soldar o carril neste caso de linha betonada, como é o caso da linha de Staker, é necessário apenas uma distância mínima por baixo do pé do carril de 80 mm. Com esta técnica de soldadura, a temperatura do carril especificada é alcançada quando o período de pré-aquecimento for concluído. Gases de pré-aquecimento apropriados são a combinação de oxigênio/acetileno ou oxigênio/ propano, recomendando-se o último. Devido à entrada de calor uniforme para a zona da junta aquecida, isso introduz um efeito positivo na durabilidade e robustez da solda final. Esta técnica é explorada com sucesso há muitos anos em diversos sectores da indústria, como portos, indústria pesada, cabos eléctricos, etc., o que confirma a sua elevada qualidade, estando à disposição a melhor tecnologia para as exigências elevadas das cargas de rodas dos carris das pontes rolantes, linhas de gruas, comboios, etc. Elementos de um kit de soldadura Esquema de montagem Etapas de execução da soldadura aluminotérmica: a) Acondicionar os recursos Kit de material, ferramenta de solda, oxidação, maçarico de pré-aquecimento, regulador de bitola, termómetro, escova de aço, régua metálica de 1 m, corte a quente, mareta, capote, cunha, máquina de esmerilar, máquina de rebarbar, máquina de cortar trilho, cronómetro, limitador de folga, luvas, capacete, óculos especiais para soldagem, protetor facial, botas com biqueira de aço, perneira, avental, gorro. b) Protecção do local e segurança

7 Isolar a área de trabalho com reurso a barreiras de tráfego, ou otro método a adoptar localmente, e fitas zebradas entre elas, de forma a isolar a zona de trabalho. O dono de obra poderá disponibilizar dispositivos adicionais para segurança. c) Preparar o local Se for linha balastrada, retirar o balastro no vão no local da execução. Neste caso de linha betonada, deve ser garantida a folga de 80 mm por baixo do carril, através de levantamento da linha com recurso a macacos, ou corte de secção de betão no vão em causa. No caso da linha ainda não fixada, os carris serão soldados suspensos em calços de madeira, de modo a garantir a folga na base, e só depois da solda é que serão fixados e alinhados com apoio da topografia. Em caso de juntas sobre o apoio (placa de apoio), ou muito junto deles, que interfere com a montagem do conjunto de soldadura, esta situação deve ser eliminada, ou deslocando a junta através do corte no carril, ou deslocar a placa, criando um novo apoio. O carril será cortado na extremidade sempre que necessário para preparar a junta. Antes de corte observar se existem defeitos superficiais, caso haja, cortar o carril eliminando os defeitos. A folga do patim não deve ser superior à da cabeca de carril, entre as extremidades dos carris que será entre 24 a 32 mm. Deve ser observada a distância mínima de 50 mm, entre as extremidades do trilho e o primeiro furo. Corte do carril para eliminacao de defeitos d) Limpeza da zona de solda Escovar bem as pontas de carril, com escova de aço eliminando resíduos, se preciso aquecer com maçarico nas extremidades eliminando o residuos de óleo ou grise. e) Alinhamento e nivelamento Posicionar, a régua de um metro na superfície de rolamento do carril, centralizando sobre o eixo de folga, com as cunhas colocadas entre os apoios e o patim de trilho, com a mareta para elevar as extremidades dos carris para que tenham a mesma cota. Esta operação é executada em paralelo.

8 Verificação do nível e da folga antes da colocação de moldes f) Montagem de moldes O encaixe, iniciando sempre pelo patim, encaixando no perfil dos carris, vedar manualmente as folgas existentes com massa refratária, que é parte do kit de soldadura, entre as laterais e os fundos das formas, tendo o cuidado de não obstruir os respiros das formas. g) Pré-aquecimento Posicionar o maçarico de pré-aquecimento, conforme a especificação do fabricante, respeitando a medida da face inferior do maçarico até a superfície do carril, e executar o processo de pré-aquecimento da cavidade formada dentro do molde, usando para isso soprador à uma pressão pré-estabelecida, num intervalo de 5 min a 6 min de préaquecimento. A tabela abaixo apresenta alguns parâmetros que poderão ser usados.

9 Processo de pré-aquecimento h) Posicionamento das panelas e fusão A porção de solda estápreparada para produzir aço com compatibilidades metalúrgicas com o carril específico a soldar. Quando o pré-aquecimento estiver completo, o recipiente da porção é colocado no topo do molde, acende-se o fósforo e coloca-se no meio da panela. A sangria é automática, resultado de uma reacção exotérmica que vai produzir aço de alumínio fundido. O processo leva um intervalo de 20 a 30 segundos para que a reacção de fusão ocorra. i) Acabamentos A junta soldada deve ser deixada arefecer por 3 minutos, e a seguir remover a escória entre a forma, depositar no local seguro, e de seguida remover o molde metálico. Proceder ao corte do material em excesso, com ajuda de corte a quente, depois de aplicar a máquina de hidráulica de corte de solda. Por fim, a máquina de esmerilar será usada para rebarbar a cabeça do carril para repor o perfil original. j) Registo de juntas As juntas soldadas deverão ser registadas no formulário apropriado folha de controlo de solda aluminotérmica, onde deverá ser anotada a data de execução da solda, a localização, o tipo de carril e o seu perfil, nome do fabricante do kit de soldadura, e a referência do lote da porção. Também deverá estar registado a data do teste ultra-sônico e a sua aprovação.

10 Abaixo esta uma ilustração de resultado de um teste ultra-sônico de solda aluminotérmica, com valor positivo. Testagem de Soldadura C1 número 21 Berma C Echo in 80% Alinhamento e nivelamento dos trilhos Gauge in 30% Os trilhos devem garantir a geometria correcta, de acordo com os requisitos do projecto, para que não introduzam defeitos no rolamento da staker quando em operação, evitando assim excessivos movimentos verticais, assim como laterais. O alinhamento e nivelamento do trilho vão compreender seguintes etapas: a) Depois de soldadas as juntas, os tacos de madeira são removidos e o trilho é apoiado directamente nas placas de apoio. As placas mestras já garantem o nivelamento do trilho, pelo que as outras placas serão ajustadas depois do trilho assentado, usando a base do trilho como referência para o seu levantamento. b) O alinhamento, por seu lado, exige a intervenção da topografia, que irá marcar os respectivos ajustamentos para esquerda e para direita do eixo do trilho já assentado, baseando-se nas referências do projecto. c) Com base na marcação da topografia, a equipa de via procederá ao ajustamento manual do trilho, puxando para esquerda ou direita, com ajuda de alavancas de via, trazendo o trilho para o seu alinhamento final. d) Depois de definido o alinhamento final do trilho, as fixações já poderão começar a ser apertadas.

11 Torque das fixações Marcação topográfica, e uso de alavancas de via para ripagem do trilho O torqueamento é necessário para assegurar o aperto uniforme de todas as porcas do conjunto de fixação de placas de apoio e os trilhos. O mesmo segue os seguintes passos: a) Assegurar a calibração do instrumento de medição, a chave dinamométrica ou torquímetro, antes da sua utilização. b) O trilho deverá ser assentado, nivelado, e fixado na sua posição final. De preferência, a solda aluminotérmica das juntas já deverá estar efetivada. c) O torquímetro deverá ser trancado, na medida de força acordada com o Engenheiro responsável da obra, que deve ser específica para os requisitos do projecto, na qual o aparelho destranca automaticamente quando esta força é atingida no processo de apertos sucessivos. d) O encarregado da obra da contratada deve estabelecer a área a ser torqueada, depois de certificar todos os pré-requisitos, e assistir o operador nas primeiras estações torqueadas. Ajustamento do torquímetro