11nd International Conference of Mechanical Engineering

COMEC 2023

VI Symposium of Computer Aided Design and Engineering, Biomechanics and Mechatronics

Influence of vibrations on failures in fuel rail tankers.

Abstract

A part of the fuel consumed in Cuba is transported by rail, through the use of Iranian railway tankers, whose unit capacity reaches 60 tons. Since 2016, they began to fail and required interventions in the workshops.
The main failure occurs as a crack in the reinforcement rings with a channel beam profile that cover the equipment. The crack area is about 100 half the height of the cistern. It has been observed that this defect has moved the welding that join the rings below the reinforcements, with the danger of fuel spills and accidents.
The causes of this failure may be due to fatigue in the welding, aggravated by the vibrations that occur in the system and to which the equipment is subjected due to the poor condition of the rail way. They had to be damped by the suspension system, so the main research focused on vibrations and the spring and damper system.
Excel spreadsheets were set up where equipment data, transportation speed and suspension system characteristics were entered. With these data, system vibration behavior curves were obtained. In this way, it was possible to predict the influence of the variables that intervene in the system on the behavior of the oscillations suffered by it.

Resumen

Una parte del combustible que se consume en Cuba es transportada por ferrocarril, mediante el uso de ferrocisternas iraníes, cuya capacidad unitaria alcanza las 60 toneladas. Desde el 2016 las mismas comenzaron a fallar y requirieron de intervenciones en los talleres.
La principal falla se presenta como una rajadura en los anillos de refuerzo con perfil de viga canal que recubren el equipo. La zona de la rajadura se encuentra cerca de la mitad de la altura de la cisterna. Unos 100 por debajo de dicho plano. Se ha podido observar que este defecto se ha trasladado a los cordones que unen los anillos por debajo de los refuerzos, con peligro de derrame de combustible y accidentes.
Las causas de esa falla pueden deberse a la fatiga en el cordón de soldadura, agravada por las vibraciones que se producen en el sistema y a las cual es sometido el equipo debido al mal estado de las vías. Las mismas debían ser amortiguadas por el sistema de suspensión, por lo que la investigación principal se centró en las vibraciones y en el sistema de muelles y amortiguadores.
Se montaron hojas de cálculo Excel donde se introdujeron los datos del equipo, la velocidad de transportación y las características del sistema de suspensión. Con estos datos se obtuvieron curvas de comportamiento de las vibraciones del sistema. De esta forma se pudo predecir la influencia de las variables que intervienen en el sistema sobre el comportamiento de las oscilaciones que sufre el mismo.