Equipo de pruebas de rieles: tipos, tecnologías y características

Pruebas ultrasónicas de rieles

Las pruebas ultrasónicas pueden detectar la presencia, el tipo, las dimensiones y la ubicación precisa de discontinuidades internas, grietas, fisuras y otros defectos en el perfil del riel. Este método utiliza ondas ultrasónicas de alta frecuencia, que suelen oscilar entre 2 y 5 megahercios (MHz).
Los defectos de los rieles pueden variar en cuanto a origen y características. Pueden deberse a defectos de fabricación o a tensiones operativas, y variar en cuanto a sus dimensiones, ubicación, profundidad y dirección de desarrollo. Para detectarlos y determinar sus parámetros con precisión, se introducen ondas ultrasónicas en el riel desde múltiples ángulos (normalmente entre dos y cuatro). Para ello, los detectores de fallas están equipados con diversos esquemas de inspección ultrasónica que emplean sondas de diferentes configuraciones. Cada sonda emite haces ultrasónicos en un ángulo específico con respecto a la superficie del riel para identificar zonas concretas dentro de la cabeza, el alma y la base del mismo. En conjunto, estas sondas garantizan una inspección exhaustiva de todo el perfil del riel, excepto de los flancos del patín.
Los detectores de fallas en rieles utilizan diversos métodos y técnicas de prueba ultrasónica, principalmente los métodos de pulso-eco y eco-sombra. Además, los equipos de prueba ultrasónicos de rieles utilizan una técnica de eco-imagen que muestra los datos de la sonda en tiempo real en la pantalla del detector en diversos formatos, como A-scan, B-scan y combinaciones de ambos. El software integrado del detector de fallas en rieles proporciona esta visualización, que ofrece a los especialistas en END información clara y completa sobre los resultados de las pruebas.

Inspección de rieles por corrientes de Foucault

Durante su uso, pueden aparecer defectos superficiales y próximos a la superficie en la cabeza del riel, como grietas, fisuras, delaminaciones y hundimientos. Estos defectos por fatiga por contacto rodante aparecen inicialmente en la superficie del riel y, con el tiempo, se extienden gradualmente hacia las profundidades. Para prolongar la vida útil de los rieles, es necesario detectarlos a tiempo y corregirlos mediante rectificado.
Los detectores de fallas por corrientes de Foucault se utilizan para detectar grietas y otros defectos superficiales y subsuperficiales en los rieles. Estos dispositivos crean un campo magnético alterno que induce corrientes de Foucault en el riel metálico. Si existen defectos superficiales o cercanos a la superficie en la cabeza del riel, el flujo de corrientes de Foucault se interrumpe. El detector registra y analiza estos cambios, lo que permite determinar la presencia y la ubicación del defecto.
En comparación con las pruebas ultrasónicas, la inspección de rieles mediante corrientes de Foucault es más sensible a las grietas y fisuras superficiales poco profundas, por lo que resulta especialmente eficaz para detectar defectos en la cabeza del riel en una fase temprana.

Durante la inspección secundaria (de confirmación) de las vías férreas, que se realiza después de la inspección inicial con Sistemas de alta velocidad y carros manuales, se utilizan detectores de defectos ultrasónicos (UT) portátiles. Algunos ejemplos son el Sonocon B y el Sonocon BL (que tienen una pantalla más grande). Estos dispositivos detectan y miden con precisión el tipo, la profundidad, la forma y la dirección de desarrollo de los defectos en los rieles y las soldaduras. Son ligeros y fáciles de usar, con una amplia gama de funciones, incluida la medición precisa del espesor de diferentes materiales, no solo metálicos.

El equipo USR-01 se utiliza para inspeccionar juntas soldadas en vías férreas y evaluar los extremos de los rieles nuevos y antiguos antes de soldarlos en plantas de soldadura de rieles o directamente en obra. La unidad incluye un escáner de rieles, un juego de sondas ultrasónicas manuales y un detector portátil de fallas en los rieles Sonocon B.
El Sonocon B permite el escaneo manual de las uniones soldadas del riel desde las superficies de rodadura y laterales. Este método utiliza diversas sondas (rectas y angulares) para evaluar exhaustivamente la cabeza y el alma del riel.

Para la inspección de END de rieles en tramos ferroviarios cortos o complejos, así como para confirmar defectos detectados por Sistemas de prueba de rieles de alta velocidad (basados en vehículo ferroviario autoimpulsado), se utilizan carros manuales para pruebas de rieles:

1. Detector de fallas de carril único:

1. Detector de fallas ultrasónico UDS2-77
2. Detector de fallas de corrientes Eddy ETS2-77

El detector de fallas de carril único es ligero, por lo que los técnicos de END pueden colocarlo o retirarlo rápidamente de la vía cuando se aproxima un tren. Estos carros son ideales para realizar pruebas urgentes de rieles y pueden escanear líneas de vía estrecha, curvas cerradas y zonas con obstáculos, donde resulta esencial que el equipo de inspección de rieles sea móvil.

2. Detector de fallas de doble carril:

1. Detector de fallas ultrasónico UDS2-73
2. Detector de fallas de corrientes Eddy ETS2-73

Los carros de doble carril pueden monitorizar ambos rieles de una vía simultáneamente. Son ideales para inspecciones rutinarias y programadas de tramos largos y rectos de ferrocarril.

Tanto los detectores de fallas ultrasónicos como los de corrientes de Foucault tienen interfaces intuitivas, alarmas automáticas de defectos y configuraciones flexibles con sondas y escáneres intercambiables. Su calibración se ha optimizado mediante bloques de referencia. Los carros ultrasónicos van equipados con unidades de sonda UT diseñadas como bloques deslizantes o ruedas.

Durante la inspección ferroviaria, el técnico de END puede guardar los datos del detector de fallas en una memoria USB y transmitirlos a la compañía ferroviaria. Esta toma las medidas necesarias para corregir los defectos detectados.

Las rutas ferroviarias largas requieren equipos de inspección automatizados para ferrocarriles de END con los que inspeccionar las vías. El OKOSCAN UT 73HS, un Sistema de ensayos no destructivos para ferrocarriles de alta velocidad fabricado por OKOndt GROUP, es una de las soluciones disponibles en el mercado. Este equipo puede detectar grietas, fisuras y otros defectos críticos en los rieles de forma continua a velocidades de hasta 40 km/h (25 mph) y geolocalizar cada defecto. De este modo, se pueden realizar inspecciones con una mínima interrupción de los horarios de los trenes.

El OKOSCAN UT 73HS incluye un carro de detección de defectos en los rieles integrado en un vehículo ferroviario, ruedas de búsqueda con sondas ultrasónicas, módulos ultrasónicos y un software específico. El diseño del Sistema también permite instalar un detector de fallas por corrientes de Foucault en el carro.

El OKOSCAN UT 73HS detecta todo tipo de defectos críticos en los rieles en diferentes etapas de desarrollo y cumple las normas AREMA, EN 16729-1 y UIC 712-R.