EN 13261 Aplicações Ferroviárias - Conjuntos de Rodas e Bogies - Eixos - Requisitos do Produto

A norma europeia “EN 13261 Aplicações ferroviárias - Conjuntos de rodas e truques - Eixos - Requisitos do produto” descreve as especificações dos eixos para todas as bitolas de via férrea pesada. Esta norma aplica-se a veículos ferroviários pesados ​​e, em princípio, também a outros veículos, como os veículos de transporte ferroviário urbano.

Esta norma especifica as características de eixos maciços e ocos forjados ou laminados, fabricados a partir de aços EA1N, EA1T e EA4T desgaseificados a vácuo. Para eixos ocos, esta norma aplica-se apenas àqueles fabricados por meio da perfuração de furos em um eixo maciço forjado ou laminado.

Os requisitos especificados nesta norma aplicam-se a mancais cilíndricos. Muitos dos requisitos também se aplicam a eixos de mancais cônicos. Os requisitos específicos para mancais cônicos (por exemplo, as dimensões geométricas dos mancais) são definidos na especificação técnica. Algumas características são fornecidas dependendo da categoria 1 ou categoria 2.

Esta norma aplica-se a eixos projetados de acordo com os requisitos da norma EN 13103-1. Esta norma também permite modificações nas propriedades dos materiais associadas a processos de fabricação alternativos (por exemplo, laminação a frio, jateamento de areia, aspersão térmica, limpeza do aço, taxa de redução, melhoria das propriedades dos materiais obtidas por processos de fusão e tratamento térmico).

Resumindo, este padrão,

• Aplica-se aos eixos de todas as bitolas de trilhos ferroviários pesados.
• Inclui eixos maciços e ocos forjados ou laminados.
• É projetado principalmente para veículos ferroviários pesados ​​(trens de carga e passageiros de longa distância), mas também pode ser aplicado a sistemas de metrô leve, bondes e vagões de metrô.
• Os conjuntos de rodas não são cobertos como um conjunto completo (este tópico é abordado nas normas relevantes para rodas, como EN 13260 ou EN 13262).

A norma EN 13261 define os requisitos para eixos fabricados em aço desgaseificado a vácuo das seguintes classes:

• EA1N: Estado normalizado
• EA1T: Endurecido e revenido
• EA4T: Variante temperada e revenida, de maior resistência.

Essas qualidades são especificadas em algumas versões com sufixos para indicar condições de entrega ou níveis de qualidade específicos.

Esta norma especifica requisitos detalhados em diversas áreas:

• Limites de composição química para tipos de aço.
• Propriedades mecânicas (resistência à tração, limite de escoamento, alongamento, resistência ao impacto).
• Processos de tratamento térmico e condições de entrega.
• Ensaios não destrutivos: Ensaios ultrassônicos, por partículas magnéticas e por líquido penetrante em diferentes etapas.
• Tolerâncias dimensionais e requisitos geométricos.
• Qualidade e tratamento da superfície.
• Local de coleta das amostras: Amostras retiradas de regiões específicas da maior seção axial (próximo à superfície, raio médio, centro).
• Requisitos de marcação, rastreabilidade e certificação.
• Níveis de qualidade e critérios de aceitação para defeitos superficiais e internos.

Os eixos são componentes críticos para a segurança em veículos ferroviários. Eles são submetidos a enormes cargas dinâmicas, tensões de fadiga e impactos ambientais ao longo de milhões de quilômetros. A norma EN 13261 ajuda a prevenir falhas catastróficas (como fraturas de eixos) por meio da implementação de rigorosos protocolos de pureza de materiais (a desgaseificação a vácuo reduz resíduos), desempenho mecânico e inspeção abrangente.

Esta norma faz parte de um ecossistema mais amplo de normas ferroviárias europeias, frequentemente utilizada em conjunto com as seguintes:

• EN 13262 Aplicações ferroviárias - Conjuntos de rodas e truques - Rodas - Requisitos do produto
• EN 13260 Aplicações ferroviárias - Conjuntos de rodas e truques - Conjuntos de rodas - Requisitos do produto
• EN 13674 Aplicações ferroviárias - Trilho – Via férrea
• EN 15085 Aplicações ferroviárias - Soldagem de veículos e componentes ferroviários

Os eixos ferroviários são componentes críticos do ponto de vista da segurança. Eles suportam todo o peso do veículo, além de passageiros e carga, transmitem as forças de tração e frenagem e giram em alta velocidade por centenas de milhares ou milhões de quilômetros. A falha de um único eixo pode causar:

• Descarrilamento (potencialmente catastrófico, especialmente em altas velocidades ou em trens de passageiros).
• Acidentes graves com perda de vidas.
• Danos econômicos extremamente elevados (interrupção de negócios, reparos, indenizações, danos à infraestrutura).

Portanto, os eixos não podem ser projetados, fabricados e testados com base unicamente na experiência de uma empresa individual ou em tradições nacionais.

As razões para a existência da norma EN 13261 são as seguintes:

• Nível de segurança comum em toda a Europa: Os trens cruzam fronteiras regularmente (tráfego internacional, interoperabilidade). Sem uma norma harmonizada, um eixo aprovado em um país pode não ser confiável e seguro em outro. A norma EN 13261 fornece uma base única e reconhecida para a qualidade dos eixos no sistema ferroviário da UE.
• Prevenção de fraturas por fadiga: Historicamente, a maioria das falhas em eixos é causada por trincas de fadiga (iniciando-se em buchas prensadas, corrosão por pite e defeitos superficiais). Esta norma exige o seguinte:
• Determinadas classes de aço (aços EA1N, EA1T, EA4T desgaseificados a vácuo)
• Propriedades mecânicas rigorosas (resistência à tração, tenacidade, limites de fadiga)
• Tensões residuais controladas
• Ensaios não destrutivos detalhados (ultrassom, ensaio por partículas magnéticas)
• Tolerâncias geométricas e requisitos de acabamento superficial.
• Produção uniforme e garantia de qualidade: Padroniza os processos de forjamento/laminação, tratamento térmico, usinagem e critérios de aceitação. Os fabricantes competem com base no preço/serviço, em vez de diferentes níveis de qualidade (às vezes inferiores).
• Requisitos regulamentares e de certificação: Na UE, os veículos ferroviários devem cumprir as especificações técnicas de interoperabilidade. A norma EN 13261 é a norma harmonizada de referência para eixos. O cumprimento desta norma é geralmente obrigatório para a homologação e entrada em funcionamento dos veículos.
• Minimizar o risco geral ao nível mais baixo razoavelmente possível: Décadas de dados sobre acidentes, pesquisas e experiência em campo foram incorporadas a esta norma para minimizar o risco de falha do eixo a um nível já muito baixo (mas nunca zero).

Consequentemente, a norma EN 13261 é necessária porque os eixos ferroviários são um dos poucos componentes em que a falha é praticamente intolerável. Esta norma torna o transporte ferroviário europeu mais seguro, interoperável e confiável, garantindo uma qualidade consistente, elevada e verificável entre fabricantes, países e operadores.

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