Det finske transportagentur ønsker at forbedre sikkerheden for togtrafik, reducere miljøgener og reducere vedligeholdelsesomkostningerne med det automatiske Tamtron Scalex Wild målesystem.
Høje hastigheder, tunge laster og udfordrende vejrforhold slider på hjulene af jernbaneudstyr. For eksempel kan de udvikle flade pletter på grund af låste bremser, hvilket får hjulet til at slides ud af rundhed og forårsager skader på rullende materiel og skinnerne. Materialefejl eller ståltræthed kan også forårsage, at dele af hjulet løsner sig.
“En flad plet på et hjuls løbeflade rammer skinnerne ved hver omdrejning, og hjullejerne udsættes også for en tilsvarende kraft. Når dette fortsætter længe nok, begynder lejerne at gå i stykker og til sidst at blokere. I sidste ende kan akslen knække og afspore toget,” forklarer Seppo Mäkitupa, leder af jernbaneenheden ved det finske transportagentur.
I Finland er det finske transportagentur ansvarligt for vedligeholdelse, drift og udvikling af jernbanenetværket. Dets pligt er at holde jernbanenetværket i god stand for at sikre sikker og effektiv transport.
Hvis et hjul med en omkreds på cirka tre meter har en flad plet, vil fejlen ramme skinnerne én gang hver tredje meter. Ved ekstremt lave temperaturer udvikler skinnerne så høje belastninger, at når en flad plet rammer, kan skinnerne endda knække, hvilket kan resultere i fejl i sikkerhedsudstyr, trafikforstyrrelser og ulykker. Defekte togskiver forårsager også miljøgener. De forårsager kørende støj og jordvibrationer, der forstyrrer folk, der bor nær jernbanen.
Fejlregistrering med øret
“Tidligere forsøgte vi at opdage fejl på togskiver ved at lytte til lyden af forbipasserende tog. Hver gang et tog passerede stationen, var en af opgaverne for personalet at lytte til hjulene og de lyde, de lavede. Måske var det lidt besværligt, men vi fandt faktisk nogle fejl dengang. I løbet af årene er stationerne dog blevet lukket, og personalet er blevet reduceret, så vi måtte gøre registreringen af hjulfejl automatisk ved hjælp af udstyr installeret på skinnerne,” siger Mäkitupa.
Der blev også tidligere udført stikprøvekontroller af hjulene på stationære tog. Det var dog umuligt at inspicere hele hjulet, fordi det meste af det er skjult bag bremse- eller bogiestrukturen eller mod skinnerne. Udrundhed kunne kun opdages ved at udføre målinger i reparationsværkstedet, hvilket gjorde inspektionerne langsomme og dyre.
“Scales Wild registrerer hjulfejl ved at overvåge kræfterne mellem skinnerne og hjulene i realtid.”
Løsning gennem et automatisk målesystem
I 2010–2011 testede det finske transportagentur tre forskellige leverandørers målesystemer til flad registrering på hovedlinjen syd for Oulu og besluttede sig for den finske løsning udviklet af Tamtron. Det bestilte i alt 16 Tamtron Scalex Wild målesystemer til brug, hvoraf 12 blev installeret på jernbanelinjer og fire ved grænseovergange ved den russiske grænse.
Scalex Wild registrerer hjulfejl ved at overvåge kræfterne mellem skinnerne og hjulene i realtid. Det fungerer også som en togvægt, der vejer hver aksel, bogie og vogn og reagerer også på lastfejl. Måling er mulig ved linjehastigheder, med en tog hastighed på 20–250 km/t. Scalex Wild har en meget høj målefrekvens, og resultatet er pålideligt, fordi hjulbelastninger overvåges i to komplette omdrejninger.
“Systemet måler automatisk hver krydsningsudstyrsenhed, eller motor og vogn. Hver gang et tog kommer, aktiveres systemet, måler det og sender måledata til det finske transportagents tekniske kontrolrum. Der behandles dataene og videresendes til vedligeholdelsesenheden for rullende materiel,” siger Mäkitupa.
Hvis kontrolrummet bemærker noget unormalt i måledataene, såsom flade hjul eller overbelastede vogne, bliver problemet hurtigt løst. Udstyrsskader på grund af flade pletter og andre hjulfejl kan undgås ved at stoppe defekte vogne, før der opstår større skader.
I starten blev der ikke brugt grænseværdier, og systemet indsamlede kun måledata. Efter målingen af cirka fem millioner aksler blev der defineret grænseværdier for at eliminere de hjulfejl, der er mest skadelige for jernbanen og udstyret. Med det øgede antal udstyr og data har brugen af grænseværdier gjort det muligt at forbedre tilstanden af hjulene, og det har været muligt at vedtage nye, lidt lavere grænseværdier.
Hjul forbliver i bedre stand
Siden vedtagelsen af Scalex Wild målesystemet er mange ting blevet forbedret med hensyn til tilstanden af jernbanenetværket og udstyret.
“Systemet er upartisk og af ensartet kvalitet sammenlignet med at forsøge at opdage fejl med øret på stationer. Det giver os entydige numeriske værdier og klare kraftgrafer, som vi kan bruge til at kontrollere tilstanden af hjulet, hvis det er nødvendigt,” siger Mäkitupa.
Aksler er ikke længere brudt på grund af lejeproblemer forårsaget af flade hjul, hvilket har øget sikkerheden for jernbanetrafik.
Tilstanden af hjulene på jernbaneudstyret er forbedret, siden brugen af måleresultater i deres vedligeholdelse begyndte. Ved hjælp af RFID-tags fra rullende materiel kan rejsehistorikken for et enkelt hjul overvåges på forskellige tidspunkter og steder, og det kan observeres, hvordan hjulfejl udvikler sig. Begyndende hjulfejl kan adresseres meget tidligere end før. Aksler er ikke længere brudt på grund af lejeproblemer forårsaget af flade hjul, hvilket har øget sikkerheden for jernbanetrafik. Der er også mindre kørende støj og jordvibrationer forårsaget i nærheden af jernbanen.
Ifølge Mäkitupa er det nødvendigt at overvåge over en længere periode for at estimere de opnåede besparelser. VR og godstogsoperatøren Fenniarail har allerede rost de klare besparelser, som systemet har bragt dem.
“Hjulene behøver ikke at blive skrottet så ofte og kan i stedet formes om med en drejebænk. Dette er en win-win situation for jernbanenetværksoperatøren og trafikentreprenørerne,” siger Mäkitupa.
Glidende samarbejde fra starten
Det finske transportagentur og dets forgænger, den finske jernbaneadministration, har arbejdet sammen med Tamtron siden begyndelsen af det 21. århundrede. De nødvendige praktiske forsøg i udviklingen af hjulbelastningsdetektorer blev – og udføres i dag – med en testanordning installeret i statens jernbanenetværk.
“Samarbejdet med Tamtrons dedikerede og kompetente personale har været ekstremt glat siden begyndelsen af testningen. Det finske transportagentur værdsætter især hensigtsmæssigheden af Scalex Wild-systemet, leverandørens aktive tilgang til problematiske situationer, tilgængeligheden af service og vedligeholdelse med kort varsel, den fremragende tilgængelighed af kontaktpersoner og generelt glat kommunikation,” siger Mäkitupa.
Udstyrsnetværket er nu stort set komplet, og det finske transportagentur vil støtte udviklingen af målesystemet for bedre at imødekomme driftsbehovene.
