CARRIL DE ACERO INOXIDABLE PARA SOLDADURA DE CORAZONES DE ... · Corazón monobloque de acero moldeado al manganeso es el elemento de un desvío formado ... con una sobremedida de

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

ADMINISTRADOR DE INFRAESTRUCTURAS FERROVIARIAS

Organismo Redactor: Renfe. UN Mantenimiento de Infraestructura. Dirección Técnica

ET 03.360.160.0

1ª EDICIÓN: Noviembre de 2004

CARRIL DE ACERO INOXIDABLE PARA SOLDADURA DE CORAZONES DE ACERO MOLDEADO AL MANGANESO

VÍA

MANTENIMIENTO ESPECIFICACIÓN TÉCNICA 03.360.160.0DE INFRAESTRUCTURARENFEDirección Técnica Hoja 1 de 13

CARRIL DE ACERO INOXIDABLE PARASOLDADURA DE CORAZONES DE ACERO

VÍA MOLDEADO AL MANGANESO Fecha: Noviembre 04

ESPECIFICACIÓN TÉCNICA


MOLDEADO AL MANGANESO

MODIFICACIONES Y ANULACIONES




ÍNDICE DE CONTENIDOS PÁGINA

1. CAMPO DE APLICACIÓN .............................................................................................................. 5

1.1. Objeto...................................................................................................................................... 51.2. Definiciones ............................................................................................................................ 5

2. CARACTERÍSTICAS A EXIGIR....................................................................................................... 5

2.1. Composición química............................................................................................................. 52.2. Trazabilidad y marcas ............................................................................................................ 62.3. Sección de los perfiles ........................................................................................................... 62.4. Estado de presentación y dimensiones................................................................................. 62.5. Estructura metalográfica ........................................................................................................ 7

2.5.1. Ferrita delta ........................................................................................................... 72.5.2. Inclusiones no metálicas ...................................................................................... 82.5.3. Sanidad interna ..................................................................................................... 82.5.4. Sanidad externa .................................................................................................... 8

2.6. Características mecánicas ..................................................................................................... 82.6.1. Ensayo de dureza.................................................................................................. 92.6.2. Ensayo de tracción ............................................................................................... 92.6.3. Ensayo de resiliencia............................................................................................ 9

3. HOMOLOGACIÓN TÉCNICA.......................................................................................................... 10

3.1. Solicitud de homologación .................................................................................................... 103.2. Muestras para ensayos de homologación............................................................................. 103.3. Naturaleza y proporción de los ensayos ............................................................................... 10

4. FABRICACIÓN ............................................................................................................................... 11

4.1. Autorización del fabricante y del proceso de fabricación .................................................... 114.2. Dirección y supervisión de la calidad de la fabricación ....................................................... 11

5. RECEPCIÓN ................................................................................................................................... 11

5.1. Petición de la recepción......................................................................................................... 115.2. Presentación a recepción....................................................................................................... 11

6. GARANTÍA...................................................................................................................................... 12

7. DOCUMENTACIÓN Y NORMAS DE REFERENCIA ....................................................................... 12

ANEJO. Figuras




1. CAMPO DE APLICACIÓN

1.1. OBJETO

La presente Especificación Técnica tiene por objeto fijar las condiciones que debe reunir el carrilde acero inoxidable austenítico utilizado como parte intermedia en la soldadura por chisporroteode corazones monobloque de acero moldeado al manganeso, así como delimitar las verifica-ciones y ensayos para su homologación técnica y recepción.

1.2. DEFINICIONES

Corazón monobloque de acero moldeado al manganeso es el elemento de un desvío formadopor una sola pieza de acero austenítico al manganeso.

Acero inoxidable austenítico es un acero con alto contenido en cromo y níquel, que se ca-racteriza por su buena soldabilidad, un elevado grado de ductilidad, tenacidad, buena aptitud ala embutición en caliente así como por su particular resistencia a los ataques de productosquímicos.

2. CARACTERÍSTICAS A EXIGIR

2.1. COMPOSICIÓN QUÍMICA

Elementos básicos (%)

C.................... 0,015 – 0,030

Si ................... 0,70 – 1,00

Mn ................. 1,20 – 1,50

P .................... máx: 0,020

S .................... máx: 0,005

Nb.................. ≥ 10 x {% C} (máx: 0,5)

Cr................... 18 – 19

Ni ................... 9 – 10,5

Elementos limitados (%)

Mo ................. máx: 0,100

Ta .................. máx: 15 x {% C}

Ta + Nb......... máx: 0,5

V .................... máx: 3 x {% C}

Ti.................... máx: 4 x {% C}

Al ................... máx: 0,020

Cu.................. máx: 0,100

B .................... 0,002 – 0,006

N.................... 0,010 – 0,020




Elementos residuales (%)

I grupo II grupo III grupo

W – Co (Σ ≤ 0,005) Pb – Sn – Cd – Zn (Σ ≤ 0,010) Zr – Mg – As (Σ ≤ 0,010)

2.2. TRAZABILIDAD Y MARCAS

La trazabilidad deberá permitir disponer de los certificados de ensayo y estudios micrográficosde cualquier barra de material objeto de recepción, así como la barra de procedencia del cupónutilizado en la soldadura.

Las barras de acero inoxidable deberán llevar marcadas, en las secciones laterales extremas, elnúmero de colada al que pertenecen.

2.3. SECCIÓN DE LOS PERFILES

Deberán ser los definidos por las normas correspondientes (UNE 25122 para UIC 54 o UIC 60),con una sobremedida de 1 mm en todo el contorno (ver figura 1 del Anejo).

2.4. ESTADO DE PRESENTACIÓN Y DIMENSIONES

Con tratamiento térmico de Hipertemple.

- Estadio isotérmico a 900 °C de 60 minutos.

- Estadio de solubilización a 1070 °C durante 90 minutos.

- Temple directo en agua.

- Enfriamiento al aire desde tmáx ≤ 400 °C.

El tratamiento térmico se realizará en horno eléctrico cargado desde el inicio con el producto, nocargándose con otros productos que no sean acero inoxidable.

La temperatura se medirá sobre producto con hilo pirométrico adecuado al rango de tempera-tura de la pieza.

El ciclo térmico completo hasta la extracción del producto será registrado en soporte físico.

Los perfiles se dispondrán en la mufla de modo que se garantice la uniformidad de la tempera-tura.

La tolerancia térmica será de ± 10 °C en el estadio térmico de solubilización.

El modo de ejecutar la extracción para el enfriamiento en agua será rápido y asegurará suintroducción a temperatura adecuada.

La cantidad de agua garantizará una temperatura, a la introducción, inferior a 60 °C.

La cascarilla formada en la superficie será arrastrada por el flujo líquido de modo que segarantice su desprendimiento y no se quede sobre el perfil.

Acabado superficial: Mecanizado mediante arranque de viruta con calidad de acabado de untriángulo (∇ ), estado superficial desbastado apreciándose al tacto las marcas de la herramienta(norma UNE 1037:1983).




Longitud mínima de las piezas: 1.500 mm ± 1 mm

Longitud preferible de las piezas: 3.000 mm

Dimensiones de los perfiles: serán las que indica la norma UNE 25122 partes 2 y 3 con unasobremedida de 1 mm en todo el contorno.

(Ej: Para carril UIC 54 la anchura de la cabeza es de 70 mm, por lo tanto para la barra de acero alCr-Ni será de 72 mm).

Para los perfiles UIC 54 y UIC 60 las dimensiones serán las siguientes:

UIC 54 UIC 60 TOLERANCIA

Altura del perfil .................................... 161 174 0 , +0,5 mm

Anchura de la cabeza (1).................... 72 74 0 , +0,5 "

Anchura del patín ................................ 142 152 0 , +0,5 "

Asimetría del perfil............................... 0 , +0,5 "

Grosor del alma (2) ............................. 18 18,5 0 , +0,5 "

Escuadría de los extremos.................. 90° 90° 0 , +0,5 °Otras dimensiones del perfil ............... 0 , +0,5

(1) Medida a 14 mm por debajo de la superficie de rodadura.

(2) Medido en la zona de grosor mínimo.

2.5. ESTRUCTURA METALOGRÁFICA

En estado de suministro la matriz debe ser austenítica con ferrita delta distribuida uniformemen-te, pero no en red continua.

Microconstituyentes como la fase sigma, la martensita, carburos C6 Cr23 precipitados en borde degrano y carbonitruros, no estarán presentes.

Los carburos tipo C4 Cr7 precipitados intergranularmente estarán limitados. Las discontinuidadesde la matriz metálica tales como inclusiones no metálicas y defectos como porosidad y micro-rechupes estarán limitados.

2.5.1. FERRITA DELTA

Su determinación se realizará mediante metodología instrumental con ferritómetro decorrientes inducidas como END (ensayo no destructivo) y mediante metalografía cuanti-tativa por análisis de imagen como ED (ensayo destructivo). Se llevará a cabo sobre unade las caras transversales en un corte también transversal extraído para cada colada. Sedeterminará en ambos casos END/ED, si ha lugar, como % de ferrita delta.

Las determinaciones se harán mediante un mapa de localización numérica con 14 nodosespecíficos en cabeza, patín y alma, según se indica en la figura 2 del Anejo.

En la zona en la que se obtenga un porcentaje de ferrita delta mayor, se determinarán entres campos contiguos su tamaño unitario y su morfología.

Valores de ferrita delta admisibles : entre 5 y 10 %.




2.5.2. INCLUSIONES NO METÁLICAS

Las inclusiones no metálicas admisibles serán sulfuros de manganeso y si las hubierealúmina y/o silicatos. Otras no serán admisibles.

Mediante metalografía cuantitativa serán evaluadas, indicándose para cada tipo la canti-dad, forma, tamaño, distribución e inclusive su ubicación zonal.

La suma de la superficie de todas las inclusiones no metálicas no excederá del 0,30 % encabeza, 0,10 % en alma y 0,20 % en patín de la superficie total del campo evaluado.

En cualquier caso, el porcentaje de alúmina aislada será inferior a 1/10 de la cantidad desuperficie de inclusiones total.

2.5.3. SANIDAD INTERNA

Únicamente podrán contemplarse poros y microrechupes. Mediante metalografía cuanti-tativa se les identificará en su tipo, cantidad, forma, tamaño, distribución y ubicación zonalcon los siguientes límites:

Fisuras y rechupes....................... Exento

Poros en cabeza .......................... ≤ 0,30 % de la superficie analizada

Poros en alma .............................. ≤ 0,10 % “

Poros en Patín.............................. ≤ 0,20 % “

Los defectos radiográficos admisibles son los definidos como A1, B1, C1 y D1, segúnASTM E-446 para alma y patín y según ASTM E-186 para la cabeza.

2.5.4. SANIDAD EXTERNA

La cantidad máxima de indicaciones detectadas mediante inspección con líquidospenetrantes,después del mecanizado por arranque de viruta, según norma UNE-EN 571-1:1997, aplicando como criterio de verificación la E.T. PT 70-2 del pliego de condicionesde recepción de piezas de acero moldeado para máquinas hidraúlicas (CCH 70-2), serála siguiente:

- Ninguna indicación circular superior a 4 mm de diámetro.

- Ninguna indicación lineal.

- Ninguna indicación alineada.

Además, la superficie total de las indicaciones circulares ha de ser igual o menor a 20 mm2

por cada dm2 y las indicaciones aisladas inferiores a 1,5 mm de diámetro no se toman enconsideración.

2.6. CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS

Se definen sobre producto las características mecánicas a partir de los ensayos siguientes:

- Ensayos de dureza.




- Ensayos de tracción.

- Ensayos de resiliencia.

2.6.1. ENSAYO DE DUREZA

(Norma UNE-EN ISO 6506-1: 2000 – Materiales metálicos. Ensayo de dureza Brinell.Parte 1: Método de ensayo).

Se realizará sobre una sección transversal, según un mallado sobre 8 nodos prefijadosusando la escala Brinell.

Los valores obtenidos estarán comprendidos entre 150 y 190 HB.

2.6.2. ENSAYO DE TRACCIÓN

(Norma UNE-EN 10002-1: 2002 – Materiales metálicos. Ensayo de tracción. Parte 1: Mé-todo de ensayo a la temperatura ambiente).

Se realizará sobre probeta cilíndrica normalizada y calibrada, determinándose:

- Resistencia a la tracción: Rm

- Resistencia de prueba, extensión no proporcional: R p 0,2

- Elongación tras la fractura (%): A

La velocidad de aplicación de la carga será lenta y la necesaria para que la velocidad dedeformación de la parte calibrada sea como máximo de 5 mm/minuto.

Los resultados serán:

- Rm ..................................... 540 – 635 MPa

- Rp0,2 ................................... mínimo 245 MPa

- A ........................................ mínimo 55 %

2.6.3. ENSAYO DE RESILIENCIA

(Norma UNE 7475-1: 1992 – Materiales metálicos. Ensayo de flexión por choque sobreprobeta Charpy. Parte 1: Método de ensayo).

Sólo se realizará si A < 55 %.

Se realizará sobre 3 probetas Charpy con entalla en “V”.

Los tres valores que se obtengan serán iguales o superiores a 150 J.

Si solamente uno de ellos está fuera de rango, serán ensayadas dos probetas adicio-nales. Si ambos nuevos valores están en el rango propuesto el resultado del ensayo seráaceptable.




3. HOMOLOGACIÓN TÉCNICA

3.1. SOLICITUD DE HOMOLOGACIÓN

Las barras de acero al cromo-níquel afectadas por la presente Especificación Técnica, para serpresentadas a los concursos convocados por Renfe, deberán ser previamente homologadasconforme a las indicaciones de los apartados siguientes.

La homologación se realizará para el conjunto de barras de los distintos perfiles suministrados aRenfe y será efectiva en tanto no se modifiquen, funcionalmente, su proceso de fabricación o losprocesos de moldeo, colada o tratamiento térmico.

La solicitud de homologación deberá ser remitida a Adaf-Certificación.

Sólo podrán solicitar la homologación aquellos fabricantes que posean la correspondientecertificación ISO 9001.

3.2. MUESTRAS PARA ENSAYOS DE HOMOLOGACIÓN

Se enviarán dos unidades, una en estado de entrega y otra en bruto (después del tratamientotérmico, sin mecanizar), que serán remitidas para su verificación al Centro de Tecnología de Vía(C.T.V.) de Renfe.

Las probetas, en todo caso, se obtendrán sobre producto y todos los ensayos a realizar se haránsegún normativa, identificando ésta en cada caso de manera inequívoca.

Junto a las dos unidades, se enviarán:

- Certificado de sanidad interna tras un radiografiado de la barra en “estado de entrega” entoda su longitud y diferentes partes (cabeza, alma y patín). Este certificado será emitido porun experto homologado por una entidad oficial (nivel 2 de CERTIAEND).

- Análisis químico efectuado en el convertidor AOD (horno eléctrico de arco para descarbura-ción con Oxigeno, Nitrógeno y Argón) antes de colar y por un método instrumental norma-lizado, tomando el caldo de una zona representativa.

- Certificado de ensayos metalográficos (tamaño de grano, porcentaje de inclusiones, tanto porciento de ferrita) y ensayos mecánicos (dureza, tracción y resiliencia), todos ellos de acuerdoa la Norma indicada para cada ensayo en el apartado 7.

Por otra parte, a requerimiento del agente supervisor de la homologación técnica se mostrarándatos relativos al proceso de fabricación y procedimientos de moldeo, colada y tratamiento tér-mico.

3.3. NATURALEZA Y PROPORCIÓN DE LOS ENSAYOS

Por el C.T.V. se llevarán a cabo ensayos no destructivos (verificación geométrica, líquidos pene-trantes y ultrasonidos), sobre las barras enviadas y ensayos destructivos (macrografía, micro-grafía, dureza y tracción) sobre muestras representativas, en cantidad y forma que indique lanorma correspondiente.

Las características a exigir serán las reseñadas en el apartado 2.




4. FABRICACIÓN

4.1. AUTORIZACIÓN DEL FABRICANTE Y DEL PROCESO DE FABRICACIÓN

La fabricación de carril de acero inoxidable para soldadura de corazones de acero moldeado almanganeso sólo está permitida a fabricantes previamente homologados por Renfe para este tipode trabajos.

En el proceso de fabricación del acero, así como en los procedimientos de moldeo, colada ytratamiento térmico, se tendrán en cuenta los apartados 2 y 3 en lo relativo a estas materias.

4.2. DIRECCIÓN Y SUPERVISIÓN DE LA CALIDAD DE LA FABRICACIÓN

El fabricante deberá disponer de métodos y medios que le permitan asegurar la calidad, trazabi-lidad y control de los elementos que fabrica, así como de aquellos otros de los que se aprovi-siona para llevar a efecto la fabricación del acero objeto de esta Especificación Técnica.

El aseguramiento de la calidad debe estar garantizado por las prescripciones de la norma UNE-EN ISO 9001.

Toda modificación en la tecnología, constitución o fabricación de los productos objeto de lapresente Especificación Técnica debe tener la aprobación previa de Renfe, que puede, si lo juz-ga oportuno, realizar todas o parte de las verificaciones de homologación. Para ello deberácursarse la correspondiente solicitud a la Dirección Técnica de la U.N. de Mantenimiento deInfraestructura.

5. RECEPCIÓN

5.1. PETICIÓN DE LA RECEPCIÓN

La presentación a recepción se notificará por escrito a la Jefatura de Control de Materiales yEnsayos de la U.N. de Mantenimiento de infraestructura, en el impreso establecido a este fin, enel que se hará constar:

- Número de pedido u orden de entrega.

- Fecha de presentación a recepción.

- E.T. 03.360.160.0.

- Lugar donde se encuentra la mercancía y cualquier otra indicación que facilite la recepción.

5.2. PRESENTACIÓN A RECEPCIÓN

La recepción de las barras de acero inoxidable se hará con las mismas en “estado de entrega”,sin ningún tipo de recubrimiento e irán acompañadas por cada colada de los siguientes docu-mentos:

- Certificado de análisis químico.

- Certificado de índice de inclusiones, tamaño de grano y porcentaje de ferrita.

- Copia del tratamiento térmico realizado.

- Certificado de ensayos de dureza y tracción.




Todos los ensayos se habrán realizado de acuerdo a lo indicado en el apartado 2 de la presenteEspecificación Técnica.

Si algún parámetro reflejado en los certificados remitidos se encuentra fuera de los márgenesestablecidos, el C.T.V. rechazará la partida objeto de recepción.

Renfe se reserva el derecho de efectuar los mismos ensayos solicitados u otros cualquiera ensus laboratorios o en aquellos que considere oportunos para asegurarse en todo momento quese cumplen los requisitos de producto fijados en la presente Especificación Técnica.

Los gastos de los mismos serán por cuenta del fabricante.

Si cualquiera de estos ensayos diera un resultado no satisfactorio, se realizarán dos nuevosensayos sobre cualquier otra muestra de la partida.

Si los resultados de ambos contraensayos son satisfactorios, se aceptará la partida; en casocontrario se rechazará.

6. GARANTÍA

Las barras de acero inoxidable objeto de la presente Especificación Técnica se garantizandurante un periodo de tres años a partir de la fecha recepción, pudiéndose ejercer este derechodurante cuatro años a partir de la fecha de fabricación.

Toda barra que en este periodo acuse defectos o deterioros no encontrados en la recepción quela hagan no apta para el servicio será, según la naturaleza de los defectos, reparada conve-nientemente o rechazada.

El rechazo dará lugar a la reposición por una barra nueva de las mismas características de larechazada, la cual quedará a disposición del fabricante, si éste la reclamase, corriendo de sucuenta los gastos correspondientes.

7. DOCUMENTACIÓN Y NORMAS DE REFERENCIA

UNE 1037:1983 Indicaciones de los estados superficiales en los dibujos.y ERRATUM: 1983

UNE 7475-1: 1992 Materiales metálicos. Ensayo de flexión por choque sobre probetaCharpy. Parte 1: Método de ensayo.

UNE 25122-2:1986 Perfil de carriles Vignole. Carril tipo UIC 54. Características.

UNE 25122-3:1986 Perfil de carriles Vignole. Tipo UIC 60. Características.

UNE-EN 444:1995 Ensayos no destructivos. Principios generales para el examen radio-gráfico de materiales metálicos por medio de Rayos X y gamma.

UNE-EN 571-1:1997 Ensayos no destructivos. Ensayo por líquidos penetrantes. Parte 1: Prin-cipios generales.

UNE-EN 10002-1: 2002 Materiales metálicos. Ensayos de tracción. Parte 1: Método de ensayoa temperatura ambiente.

UNE-EN 10020:2001 Definición y clasificación de los tipos de acero.




UNE-EN 10027-1:1993 Sistemas de designación de aceros. Parte 1: Designación simbólica,símbolos principales.

UNE-EN 10027-2:1993 Sistemas de designación de aceros. Parte 2: Designación numérica.

UNE-EN 10088-1:1996 Aceros inoxidables. Parte 1: Relación de aceros inoxidables.

UNE-EN ISO 643: 2004 Acero. Determinación micrográfica del tamaño de grano aparente.

UNE-EN-ISO 6506-1:2000 Materiales metálicos. Ensayo de dureza Brinell. Parte 1: Método de en-sayo.

PT 70-2 Especificación Técnica de control por líquidos penetrantes del Pliegode Condiciones de Recepción de las piezas de acero moldeado paramáquinas hidráulicas (CCH-70-2).

ANEJO

FIGURAS

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