INDICE PARTE I GENERALITA... 3 I.1 SCOPO E CAMPO DI APPLICAZIONE... 3 I.2 PRINCIPALE BIBLIOGRAFIA NORMATIVA DI RIFERIMENTO... 3 I.3 DEFINIZIONI ED ABBREVIAZIONI... 4 I.4 SISTEMA DI IDENTIFICAZIONE DEI REQUISITI... 4 PARTE II SISTEMA DI ACQUISIZIONE... 5 II.1.1 GRANDEZZE QUALITA INTERNA DELLA ROTAIA... 5 II.1.1.1.1 II.1.1.1.2 FENDITURA TRASVERSALE...9 FENDITURA ORIZZONTALE...10 II.1.1.1.3 FVL FENDITURA VERTICALE LONGITUDINALE...11 II.1.1.1.4 CRETTI DA FORI...12 II.1.1.1.5 FENDITURA DIAGONALE FD...12 II.1.2 APPENDICE DI ACQUISIZIONE... 13 II.1.3 SONDE DI ACQUISIZIONE... 14 II.1.4 SENSIBILITÀ... 14 II.1.5 SEGNALAZIONE MISURE E DIFETTI... 15 pag. 2 di 15
PARTE I GENERALITA I.1 SCOPO E CAMPO DI APPLICAZIONE In ambito ferroviario l esecuzione di controlli non distruttivi (CND) costituisce uno dei presupposti primari sui quali si basa la sicurezza dell esercizio, tali controlli sono essenzialmente mirati alla misura di particolari condizioni che potrebbero ripercuotersi sul normale esercizio ferroviario per la presenza sia di difetti superficiali che difetti in profondità nelle rotaie e negli scambi ferroviari. In questo contesto, si intende realizzare un sistema di controllo della sanità della rotaia con metodo US come strumento di monitoraggio costante per la ricerca di difettosità all interno delle rotaie, saldature, deviatoi e giunti che possono incidere sull esercizio ferroviario. Il presente documento descrive i requisiti funzionali di un sistema di acquisizione per il controllo della sanità della rotaia per la diagnostica e la certificazione dell infrastruttura ferroviaria. Il documento si colloca nella Fase 2 del ciclo di vita di un sistema così come indicato dalla Norma EN 50126 Applicazioni Ferroviarie, tranviarie, filo tranviarie, metropolitane La Specificazione e Dimostrazione di Affidabilità, Disponibilità, Manutenibilità e Sicurezza (RAMS), la quale regola il Ciclo di Vita di un qualsiasi Sistema in ambito Ferroviario. I.2 PRINCIPALE BIBLIOGRAFIA NORMATIVA DI RIFERIMENTO La principale bibliografia di riferimento è quella riportata di seguito: ID Documento Codice Emesso da 1. Railway applications - The Specification and Demonstration EN 50126 CEN of Reliability, Availability, Maintainability and Safety (RAMS) - Part 1: Generic RAMS process 2. Requisiti generali per la competenza dei laboratori di prova e taratura UNI CEI EN ISO/IEC 17025 UNI CEI EN ISO/IEC 3. Sistemi di gestione per la qualità- Requisiti UNI CEI EN ISO 9001 UNI CEI EN ISO 4. Railway applications - Infrastructure - Non-destructive testing EN 16729-1-2-3-4 EU on rails in track 5. REGOLAMENTO (UE) N. 1299/2014 DELLA COMMISSIONE del 18 novembre 2014 relativo alle specifiche tecniche di interoperabilità per il sottosistema «infrastruttura» del sistema ferroviario dell'unione europea REGOLAMENTO (UE) N. 1299/2014 6. Catalogue of Rail defects UIC 712 R UIC 7. Catalogo difetti delle rotaia RFI TCAR ST AR 02 003 A 8. Gestione dei difetti nelle rotaie e negli scambi e relativi RFI DPR PS RFI provvedimenti manutentivi IFS 88 B 9. Metodologia operativa per l esecuzione di controlli non distruttivi ad ultrasuoni con il treno Galileo RFI DMA IMA MO IFS 333 A RFI 10. Tecnologie informatiche - Tecniche per la sicurezza - Sistemi di gestione per la sicurezza delle informazioni - Requisiti UNI CEI ISO/IEC 27001:2014 UNI CEI ISO/IEC 11. Ingegneria del software - Requisiti di qualità e valutazione del UNI ISO/IEC UNI EU pag. 3 di 15
ID Documento Codice Emesso da prodotto software (SQuaRE) - Modello di qualità dei dati 25012:2014 ISO/IEC 12. Ingegneria del software e di sistema - Requisiti e valutazione della qualità dei sistemi e del software (SQuaRE) - Acquisizionezione della qualità dei dati UNI CEI ISO/IEC 25024:2016 UNI CEI ISO/IEC La principale bibliografia di riferimento è da intendersi nella versione vigente alla consegna dell analisi di fattibilità del progetto. I.3 DEFINIZIONI ED ABBREVIAZIONI Acronimo SAUS Descrizione Sistema di Acquisizione con metodo Ultra Suoni Tabella 1: Acronimi I.4 SISTEMA DI IDENTIFICAZIONE DEI REQUISITI Al fine di una maggior chiarezza, a ciascun requisito è stato associato un codice alfanumerico: [REQ_F_XX]: dove REQ_F_ è una stringa fissa che identifica un requisito tecnico funzionale e XX rappresenta il codice numerico incrementale identificativo del requisito. Alcuni requisiti opzionali sono contraddistinti con la stringa (opzionale) inserita in coda al requisito stesso Nel presente documento, le informazioni accessorie il cui solo scopo è migliorare la comprensione del documento stesso e fornire il contesto di riferimento dei requisiti espressi, sono riportate con il seguente codice alfanumerico: [Descr_XX] dove Descr è una stringa fissa che indica un informazione di tipo descrittivo e XX rappresenta il codice numerico incrementale identificativo dell informazione. pag. 4 di 15
PARTE II SISTEMA DI ACQUISIZIONE II.1.1 GRANDEZZE QUALITA INTERNA DELLA ROTAIA [Descr_001] RFI, attraverso il quadro normativo vigente, ha catalogato e classificato le difettosità della rotaia e le avarie di rotaia secondo la posizione, l aspetto e la causa (Figura 1) stabilendo inoltre una serie di controlli ciclici non distruttivi allo scopo di individuare difetti che possono incidere sulla regolarità dell esercizio ferroviario. Figura 1: Schema di codifica dei difetti delle rotaie [REQ_F_01] Il SAUS per la acquisizione della qualità interna della rotaia deve utilizzare una tecnologia di tipo non distruttiva ad ultrasuoni. pag. 5 di 15
[REQ_F_02] [REQ_F_03] [REQ_F_04] [REQ_F_05] [REQ_F_06] [REQ_F_07] [REQ_F_08] [Descr_002] grado di rilevare i difetti interni alla rotaia. grado di rilevare i difetti superficiali alla rotaia. prevedere una funzione di regolazione del tempo di ritorno. essere in grado di monitorare tutte le tipologie di rotaie presenti sull infrastruttura di RFI senza alcun limite per quanto riguarda la tipologia di Armamento 60 E1 e 50 E5. garantire un passo di campionamento minimo 5 mm. grado di discriminare l orientamento del difetto. grado di discriminare la posizione del difetto secondo quanto indicato al [Descr_002] I difetti delle rotaie possono essere situati nelle testate delle rotaie, in campata, o nelle zone di saldatura (Figura 2-Posizione difetti). Zona Testata di rotaia Definizione Testata di rotaia si intende per testata la parte di rotaia interessata dalle ganasce Campata Campata comprende tutte le parti della rotaia situate fuori zona di steccatura o zone di saldatura Zone di saldatura Zone di saldatura la zona di saldatura si estende per 10 centimetri da una parte e dall altra difetto di origine interna che si verifica in questa zona è da classificare come difetto di saldatura. Tabella 2-Posizioni difetti Figura 2: Posizione difetti pag. 6 di 15
[REQ_F_09] [Descr_003] grado di rilevare, compatibilmente con il materiale da ispezionare, i difetti ubicati: nella rotaia; negli scambi. Le parti costitutive della rotaia sono distinte in fungo, gambo, suola (Figura 3: Parti costitutive rotaia). Zona Fungo Definizione Il fungo è delimitato dalla superficie di rotolamento, lembo interno, lembo esterno, piani di steccatura superiore. Gambo Il gambo è delimitato dal prolungamento dei piani di steccatura superiore del fungo e dei piani di steccatura inferiore della suola. Suola La suola è delimitata dalla superficie inferiore o d appoggio, piani di steccatura inferiori. Tabella 3: Zone rotaia Figura 3: Parti costitutive rotaia [REQ_F_10] grado di acquisire i difetti in ogni parte costitutiva della rotaia come di seguito indicato: nel fungo; nel gambo; nella suola. pag. 7 di 15
[REQ_F_11] [REQ_F_12] grado di acquisire i difetti compresi nelle zone di separazione tra le parti costitutive della rotaia di cui al [REQ_F_10]. grado di individuare i possibili difetti in base all orientamento della fenditura secondo lo schema di seguito riportato: Figura 4-Orientamento difetti [REQ_F_13] [REQ_F_14] [REQ_F_15] [REQ_F_16] Il SAUS per la valutazione della sanità della rotaia con metodo US della rotaia deve essere in grado di individuare almeno le seguenti fenditure/cretti: FT fenditura trasversale FH fenditura orizzontale FVL fenditura verticale longitudinale ET cretti partenti da fori FD fenditura diagonali. Il SAUS per la valutazione della sanità della rotaia con metodo US della rotaia deve essere in grado di determinare, per ogni segnalazione, almeno le seguenti caratteristiche del difetto: Orientamento difetto Dimensione difetto Posizione difetto. Il SAUS per la valutazione della sanità della rotaia con metodo US della rotaia deve essere in grado catalogare i difetti delle rotaie secondo quanto indicato dallo scenario normativo di RFI. Il SAUS per la valutazione della sanità della rotaia con metodo US della rotaia deve essere in grado valutare la dimensione dei difetti delle rotaie secondo quanto indicato dallo scenario normativo di RFI. pag. 8 di 15
[Descr_004] II.1.1.1.1 FENDITURA TRASVERSALE La fenditura trasversale rappresenta generalmente un difetto di sanità interna che si sviluppa nel piano trasversale o di sezione con un andamento pressoché normale al piano orizzontale. Tipo 211-UIC712r fig.5b Tipo 211-UIC712r fig.4 Tabella 4: Esempi di fenditura trasversale [REQ_F_17] [REQ_F_18] [REQ_F_19] grado di discriminare le difettosità di FT fenditura trasversale. grado di segnalare difetti di fenditure trasversali con dimensioni di diametro almeno pari a 4 mm. grado di discriminare la posizione/profondità dei difetti di fenditure trasversali. pag. 9 di 15
II.1.1.1.2 FENDITURA ORIZZONTALE [Descr_005] La fenditura orizzontale rappresenta generalmente i difetti che si sviluppano approssimativamente parallelamente alla tavola di rotolamento. Tipo 112-UIC712r fig.1 Tipo 1322-UIC712r fig.1 Tabella 5: Esempi di fenditura orizzontale [REQ_F_20] [REQ_F_21] [REQ_F_22] [REQ_F_23] [REQ_F_24] L unità di acquisizione deve essere in grado di discriminare difettosità di FH fenditura orizzontale. Il SAUS per la valutazione della sanità della rotaia con metodo US deve segnalare difetti di fenditure orizzontale con dimensioni minime di lunghezza a 5 mm. grado di discriminare la posizione/profondità dei difetti di fenditura orizzontale. Il SAUS per la valutazione della sanità della rotaia con metodo US deve segnalare difetti di fenditura orizzontale nel fungo, nella parte di raccordo fungo-gambo e nella parte di raccordo tra gambo-suola. L unità di acquisizione deve essere in grado di discriminare difettosità di FH fenditura orizzontale. pag. 10 di 15
II.1.1.1.3 FVL FENDITURA VERTICALE LONGITUDINALE [Descr_006] La fenditura verticale longitudinale rappresenta generalmente i difetti che tendono a separare la rotaia in due parti attraverso fenditure che si sviluppano sul piano verticale e si propagano longitudinalmente alla rotaia. Tipo 113-UIC712r Tipo 133-UIC712r fig.1 Tipo 253-UIC712r fig.3 Tabella 6 - Esempi difetti fenditura verticale longitudinale [REQ_F_25] [REQ_F_26] grado di discriminare la posizione/profondità dei difetti di fenditure verticale longitudinale. segnalare difetti di fenditura verticale longitudinale nel rispetto delle seguenti dimensioni minime: rispetto allo sviluppo longitudinale 5 mm; rispetto allo sviluppo verticale 5 mm. pag. 11 di 15
II.1.1.1.4 CRETTI DA FORI [Descr_007] I cretti partenti da fori rappresentano generalmente i difetti di fenditure progressive con un angolo di circa 45 che si irradiano dai fori di giunzione e non di giunzione. Tipo 135- UIC712r fig.2 Tipo 235-UIC712r fig.2 Tabella 7 Esempi di cretti [REQ_F_27] [REQ_F_28] essere in grado di discriminare la posizione/profondità dei difetti di cretti da fori ET. segnalare difetti di cretti da fori ET con dimensioni minime di lunghezza a 8 mm. II.1.1.1.5 FENDITURA DIAGONALE FD [Descr_001] La fenditura diagonale FD rappresentano difetti che tendono a separare sia il fungo sia la suola dal gambo della rotaia. Tipo 236-UIC712r Tabella 8-Esempio di fenditura diagonale pag. 12 di 15
[REQ_F_29] [REQ_F_30] essere in grado di discriminare la posizione/profondità dei difetti di fenditura diagonale FD. segnalare fenditura diagonale\fd nel rispetto delle seguenti dimensioni minime: rispetto allo sviluppo longitudinale 8 mm; rispetto allo sviluppo verticale 8 mm. II.1.2 APPENDICE DI ACQUISIZIONE [REQ_F_31] [REQ_F_32] [REQ_F_33] [REQ_F_34] [REQ_F_35] [REQ_F_36] Il SAUS per la valutazione della sanità della rotaia con metodo US della rotaia deve essere in grado di ottimizzare le prestazioni e la posizione delle sonde. Inoltre il sistema deve: garantire il controllo di tutti i movimenti consentiti dalla struttura di supporto delle sonde garantire il corretto allineamento delle sonde sul centro della rotaia per garantire l affidabilità di rilevamento di eventuali difetti sulla rotaia. Il SAUS per la valutazione della sanità della rotaia con metodo US deve essere progettato per sollevare automaticamente la struttura meccanica porta sonde in caso di superamento della velocità massima ammissibile. Tale velocità deve essere impostabile. Il SAUS per la valutazione della sanità della rotaia con metodo US deve essere progettato per sollevare automaticamente la struttura meccanica porta sonde in caso di probabile svio della stessa. grado di avvisare gli operatori e macchinisti in caso di svio della struttura. Il SAUS deve essere predisposto per ospitare sistemi di controllo a ultrasuoni le cui le unità di controllo non richiedono, durante i controlli, il sollevamento per le caratteristiche del binario. grado di interporre in maniera automatica il liquido accoppiante tra le sonde a ruota e la rotaia oggetto di acquisizione. pag. 13 di 15
II.1.3 SONDE DI ACQUISIZIONE [Descr_008] [REQ_F_37] [REQ_F_38] [REQ_F_39] [REQ_F_40] [REQ_F_41] [REQ_F_42] [REQ_F_43] I trasduttori, inclinati secondo la tipologia di fenditura da riscontrare, inviano vibrazioni acustiche ad alta frequenza attraverso il liquido contenuto nelle ruote fino all acciaio delle rotaie e aspettano di ricevere echi di ritorno in caso di discontinuità nell acciaio. essere dotato di sonde del tipo a ruota tali sonde non devono interferire con gli elementi costitutivi del binario e degli scambi. Le sonde a ruota del sistema SAUS devono contenere i trasduttori a diversi fasci di trasmissione. Le sonde a ruota del sistema SAUS devono contenere il liquido accoppiante. Il SAUS deve garantire un ridotto consumo del liquido di accoppiamento; il consumo massimo deve essere pari a 5 l/km; inoltre i serbatoi devono garantire approvvigionamenti di liquido per almeno 8 ore di lavoro continuativo alla massima velocita di acquisizione del sistema. essere conforme con quanto indicato nella serie EN 16729. Il sistema diagnostico della sanità della rotaia con metodo US, nel rispetto dello scenario normativo vigente, deve essere dotato di opportuni dispositivi di verifica e calibrazione delle sonde di acquisizione tale processo deve essere di facile e rapida attuazione. Il sistema diagnostico della sanità della rotaia con metodo US deve essere in grado di individuare in modalità automatica almeno le seguenti singolarità: Giunzioni Ago-Contrago Cuore deviatoi. II.1.4 SENSIBILITÀ [REQ_F_44] [REQ_F_45] [REQ_F_46] consentire di impostare i livelli di sensibilità opzionali indipendenti per ciascun canale di dati utilizzando regolatori di amplificazione, canali di controllo, soglie e contatori di impulsi per il rilevamento di difetti indipendenti per ciascun canale. I diversi canali devono essere impostati in modo da fornire condizioni di allarme. Il SAUS per la acquisizione della sanità interna della rotaia con metodo US, in relazione alla velocità di movimento del veicolo, deve essere in grado di rilevare i difetti di sanità interna in funzione del tempo di ritorno. Il sistema deve avere una sensibilità minima compresa tra 0,5 mm e 4,5 mm. Il SAUS deve garantire l acquisizione dei parametri indicati al [REQ_F_13] alla minima velocità di rilievo prevista dal profilo di missione del rotabile su cui esso viene installato. Tale velocità non potrà scendere al di sotto dei 60 km/h. pag. 14 di 15
II.1.5 SEGNALAZIONE MISURE E DIFETTI [Descr_009] [REQ_F_47] [REQ_F_48] Si definisce con segnalazioni l insieme delle funzioni in grado di informare gli operatori RFI della presenza o dell individuazione di una non conformità riscontrata dal sistema. Il sistema diagnostico della sanità della rotaia con metodo US deve essere in grado di inviare allarmi acustici e visivi ad ogni non conformità riscontrata. Il sistema diagnostico della sanità della rotaia con metodo US deve fornire un adeguata segnalazione in situ della presenza delle non conformità individuate dal sistema. Tale segnalazione deve essere effettuata attraverso la verniciatura delle rotaie con le seguenti caratteristiche: lunghezza minima 500 mm difetto quasi al centro della verniciatura. pag. 15 di 15