p Os trilhos ferroviários são projetados para suportar anos de cargas pesadas e diferentes condições de operação. Contudo, hora extra, as forças de contato entre os trilhos e as rodas dos trens podem causar um desgaste significativo nos trilhos, que então deve ser substituído para garantir a segurança e confiabilidade. p Pesquisadores do Transportation Technology Center Inc. (TTCI) estão analisando segmentos ferroviários novos e usados ​​com nêutrons no Oak Ridge National Laboratory (ORNL) do Departamento de Energia (DOE). TTCI é a subsidiária de pesquisa da Association of American Railroads na América do Norte, atendendo a toda a indústria ferroviária norte-americana. Depois de estudar os trilhos em seu circuito de teste de carga pesada de ferrovia de 2,7 milhas de extensão fora de Pueblo, Colorado, O TTCI está usando nêutrons para entender melhor como os efeitos relacionados ao estresse na escala atômica influenciam a durabilidade e o desempenho do trilho ao longo do tempo.

p “Esses trilhos estão sendo testados em curvas, porque é aí que temos mais desgaste nos trilhos, como resultado das rodas esfregando contra o trilho em altas forças, "disse o investigador principal do TTCI, Dr. Ananyo Banerjee." A roda entra em contato com a lateral e a parte superior do trilho e o desgasta lentamente. "

p Durante a fabricação, o aço é espremido e deformado para moldar o trilho, que cria tensão residual na microestrutura do material durante os processos de aquecimento e resfriamento. Os nêutrons são ferramentas ideais para estudar trilhos, pois podem penetrar metais densos mais profundamente do que métodos semelhantes, como difração de raios-X.

p "Uma das razões pelas quais estamos olhando para essas tensões é que, com o tempo, o trilho não só desgasta, também desenvolve defeitos internos, como rachaduras por fadiga, semelhante ao que vemos às vezes em componentes de metal submetidos a carregamento cíclico em outras aplicações, "disse Banerjee." Usando o método de espalhamento de nêutrons aqui, podemos quantificar essas tensões. "

p Usando a facilidade de mapeamento de tensão residual de nêutrons, linha de luz HB-2B no reator de isótopo de alto fluxo (HFIR) do ORNL, Banerjee foi capaz de mapear as localizações e magnitudes das tensões residuais nas amostras de trilhos que está estudando. Essas informações fornecem possíveis insights sobre como as tensões foram criadas durante o processo de fabricação que podem impactar as propriedades mecânicas do trilho durante a operação.

p Banerjee disse que os dados de espalhamento de nêutrons ajudarão o TTCI a desenvolver modelos aprimorados de simulação ferroviária e outras aplicações para aumentar a durabilidade do trilho para maior segurança e desempenho.