Labmor — Laboratório Industrial

Setores · Ferroviário

Ensaios em equipamentos ferroviários

Resposta rápida: equipamentos de trens e metrôs são validados por choque e vibração pela IEC 61373, com nível pelo local de montagem, e, na eletrônica, pela EN 50155. Completam o plano névoa salina, grau de IP e ensaio funcional.

O material rodante ferroviário fica décadas em serviço. Nesse tempo, cada equipamento embarcado acumula milhões de ciclos de vibração, choques de engate e de manobra, frio e calor, umidade, poeira de lastro e lavagens. A qualificação ferroviária comprime esse histórico em ensaios de laboratório, e quase sempre exige que o equipamento continue funcionando durante e depois deles.

Câmara climática da Labmor que se acopla ao shaker para ensaios de vibração com temperatura

O que pode falhar em uso real

  • Fadiga de fixações, suportes e soldas sob vibração contínua, em especial em equipamentos montados no truque.
  • Conectores e componentes internos que se soltam com choques de engate e frenagem.
  • Falhas eletrônicas intermitentes que só aparecem com o equipamento vibrando, frio ou quente.
  • Corrosão de invólucros, terminais e fixadores expostos à intempérie.
  • Ingresso de poeira e água em caixas e painéis montados sob o veículo.

Os ensaios que validam

EnsaioO que simulaNormas típicas
Vibração randômica (funcional e vida longa)Vibração de serviço e fadiga ao longo da vidaIEC 61373
Choque mecânicoEngates, frenagens, manobrasIEC 61373
Vibração senoidalRessonâncias e especificações de clienteIEC 60068-2-6, AREMA 11.5
Baixa e alta temperaturaOperação e partida no frio e no calorEN 50155, IEC 60068-2-1, IEC 60068-2-2
Calor úmido cíclicoCondensação e umidadeEN 50155, IEC 60068-2-30
Névoa salinaCorrosão de partes metálicasABNT NBR 8094, ABNT NBR 17088, ISO 9227, ASTM B117
Grau de IPPoeira e águaABNT NBR IEC 60529
Ensaio funcionalDesempenho antes, durante e depoisEspecificação do cliente

A névoa salina (ASTM B117, ISO 9227 e ABNT NBR 17088) e os graus de IP (ABNT NBR IEC 60529) fazem parte do escopo acreditado da Labmor (CRL 1521, escopo). Os demais ensaios são realizados conforme a norma ou a especificação do cliente.

As normas mais pedidas

IEC 61373 (EN 61373). A norma de choque e vibração de equipamentos de material rodante. Os níveis dependem da categoria de montagem — Categoria 1 (caixa do veículo, Classes A e B), Categoria 2 (truque) e Categoria 3 (eixo). O ensaio combina vibração randômica funcional, vibração de vida longa simulada (em nível aumentado) e choque; a norma só exige demonstrar o funcionamento na etapa funcional, e o grau de funcionamento é combinado entre fabricante e cliente antes do ensaio. Os níveis de choque crescem muito da caixa para o eixo — confirme a categoria antes de orçar. Na Labmor, o choque vai até 50 g: atende as Categorias 1 e 2; a Categoria 3 (eixo), de cerca de 100 g, fica fora. Detalhes no post IEC 61373: choque e vibração em equipamento ferroviário.

EN 50155. A norma de equipamentos eletrônicos embarcados em veículos ferroviários. Define classes de temperatura de operação (de OT1 a OT6, com OT3 como padrão quando nada é especificado), umidade, requisitos de alimentação, isolação e outros, e remete à IEC 61373 para choque e vibração (Categoria 1, Classe B, quando o local não é especificado).

Normas norte-americanas (AAR e AREMA). Especificações da Association of American Railroads e da AREMA aparecem em componentes para ferrovias de carga — a AREMA 11.5 consta da lista de ensaios de vibração, e as normas AAR M601 e M618 aparecem nos ensaios climáticos de envelhecimento ao calor, dobramento a frio e resistência a fluidos.

Névoa salina. A ABNT NBR 8094, norma brasileira anterior à NBR 17088, ainda aparece em especificações do setor. Veja o comparativo em normas de névoa salina.

Como planejar os ensaios

  • Categoria de montagem. Defina onde o equipamento é instalado — caixa, armário, truque ou eixo. É o que fixa os níveis de vibração e choque.
  • Equipamento energizado. Na vibração funcional da IEC 61373 o equipamento demonstra que funciona, no grau combinado antes do ensaio. Planeje alimentação e cabos; a Labmor registra o consumo de corrente (shunts e registrador de dados), e um monitoramento mais específico deve ser combinado com o time comercial; veja vibração com acionamento do produto.
  • Dispositivo de fixação. O dispositivo reproduz a montagem no veículo e precisa ser rígido para não criar ressonâncias próprias. A Labmor projeta e fabrica o dispositivo quando o cliente não o fornece.
  • Sequência. Inspeção e ensaio funcional iniciais, ensaios mecânicos e climáticos na ordem do plano, inspeção e ensaio funcional finais.
  • Tamanho e massa. Shaker e câmaras têm limites de dimensão e massa; informe desenho, dimensões e peso na consulta.

Infraestrutura

  • Shaker eletromagnético de 35 kN, de 5 a 2.000 Hz, para peças de até 300 kg, com vibração senoidal, randômica e choque (50 g / 11 ms), e câmara climática acoplável (−65 °C a +150 °C).
  • Mais de 15 câmaras climáticas, algumas com rampas de até 10 °C/min para ciclo térmico; estufas de até 200 °C, freezers de até -80 °C, forno mufla de até 650 °C e câmara úmida.
  • Câmara de névoa salina; ensaios de poeira IP5X e IP6X e de água de IPX1 a IPX9.

Experiência da Labmor

A Labmor ensaia equipamentos e componentes ferroviários desde 2013, em mais de 10 projetos. O choque mecânico e a vibração são os ensaios mais pedidos, quase sempre com ensaio funcional; poeira, névoa salina e baixa temperatura completam os planos. A IEC 61373 é a norma mais citada, seguida da EN 50155 e da ABNT NBR 8094.