Den finske transportmyndigheten ønsker å forbedre sikkerheten til togtrafikken, redusere miljøbelastningen og redusere vedlikeholdskostnadene med det automatiske Tamtron Scalex Wild målesystemet.
Høye hastigheter, tunge laster og utfordrende værforhold er tøffe for hjulene på jernbaneutstyr. For eksempel kan de utvikle flate punkter på grunn av låste bremser, noe som gjør at hjulet slites ut av rundhet og forårsaker skader på rullende materiell og skinnene. Materialfeil eller stålutmattelse kan også føre til at deler av hjulet løsner.
«Et flatt punkt på et hjulets løpeflate treffer skinnene ved hver omdreining, og hjullagerne utsettes også for en tilsvarende kraft. Når dette fortsetter lenge nok, begynner lagerne å gå i stykker og til slutt sette seg fast. Til slutt kan akslingen knekke og avspore toget,» forklarer Seppo Mäkitupa, leder for jernbaneenheten ved den finske transportmyndigheten.
I Finland er den finske transportmyndigheten ansvarlig for vedlikehold, drift og utvikling av jernbanenettverket. Dens plikt er å opprettholde jernbanenettverket i god stand for å sikre trygg og effektiv transport.
Hvis et hjul med en omkrets på omtrent tre meter har et flatt punkt, vil feilen treffe skinnene en gang hver tredje meter. Ved ekstremt lave temperaturer utvikler skinnene så høye påkjenninger at når et flatt punkt treffer, kan skinnene til og med knekke, noe som kan resultere i svikt i sikkerhetsutstyr, trafikkforstyrrelser og ulykker. Defekte tog-hjul forårsaker også miljøbelastning. De forårsaker driftsstøy og bakken vibrasjon som forstyrrer folk som bor nær jernbanen.
Feildeteksjon med øret
«Tidligere prøvde vi å oppdage defekter på tog-hjul ved å lytte til lyden av forbipasserende tog. Hver gang et tog passerte stasjonen, var en av oppgavene til personalet å lytte til hjulene og lydene de laget. Kanskje det var litt arbeidskrevende, men vi fant noen feil selv da. I løpet av årene har imidlertid togstasjoner blitt stengt og personalet redusert, så vi måtte gjøre oppdagelsen av hjulfeil automatisk ved hjelp av utstyr installert på skinnene,» sier Mäkitupa.
Det var også tidligere stikkontroller av hjulene på stasjonære tog. Imidlertid var det umulig å inspisere hele hjulet fordi mesteparten av det er skjult bak bremse- eller boggistrukturen eller mot skinnene. Ujevnhet kunne bare oppdages ved å utføre målinger på verkstedet, noe som gjorde inspeksjoner langsomme og kostbare.
«Scales Wild oppdager hjulfeil ved å overvåke kreftene mellom skinnene og hjulene i sanntid.»
Løsning gjennom et automatisk målesystem
I 2010–2011 testet den finske transportmyndigheten tre forskjellige leverandørers målesystemer for flatedeteksjon på hovedlinjen sør for Oulu og bestemte seg for den finske løsningen utviklet av Tamtron. Den bestilte totalt 16 Tamtron Scalex Wild målesystemer, hvorav 12 ble installert på jernbanelinjer og fire ved grenseoverganger ved den russiske grensen.
Scalex Wild oppdager hjulfeil ved å overvåke kreftene mellom skinnene og hjulene i sanntid. Det fungerer også som en togvognvekt som veier hver aksel, boggi og vogn og reagerer også på lastefeil. Måling er mulig ved linjehastigheter, med en togfart på 20–250 km/t. Scalex Wild har en veldig høy målefrekvens, og resultatet er pålitelig fordi hjulbelastningspåkjenninger overvåkes i to komplette omdreininger.
«Systemet måler automatisk hver kryssingsutstyrsenhet, eller motor og vogn. Hver gang et tog kommer, aktiveres systemet, måler det og sender måledataene til den tekniske kontrollrommet hos den finske transportmyndigheten. Der behandles dataene og videresendes til vedlikeholdsenheten for rullende materiell,» sier Mäkitupa.
Hvis kontrollrommet merker noe unormalt i måledataene, som flate hjul eller overbelastede vogner, blir problemet adressert raskt. Utstyrsfeil på grunn av flate punkter og andre hjulfeil kan unngås ved å stoppe defekte vogner før større skader oppstår.
I begynnelsen ble det ikke brukt noen grenseverdier, og systemet samlet bare måledata. Etter målingen av omtrent fem millioner aksler ble grenseverdier definert for å eliminere de hjulfeilene som er mest skadelige for jernbanen og utstyret. Med det økte antallet utstyr og data har bruken av grenseverdier gjort det mulig å forbedre tilstanden til hjulene, og det har vært mulig å ta i bruk nye, litt lavere grenseverdier.
Hjulene holder seg i bedre stand
Siden innføringen av Scalex Wild målesystemet har mange ting forbedret seg med hensyn til tilstanden til jernbanenettverket og utstyret.
«Systemet er upartisk og av ensartet kvalitet sammenlignet med å prøve å oppdage feil med øret på stasjoner. Det gir oss entydige numeriske verdier og klare kraftgrafer som vi kan bruke til å sjekke tilstanden til hjulet, om nødvendig,» sier Mäkitupa.
Aksler har ikke lenger brutt på grunn av lagersvikt forårsaket av flate hjul, noe som har økt sikkerheten til jernbanetrafikken.
Tilstanden til hjulene på jernbaneutstyr har forbedret seg siden bruken av måleresultater i vedlikeholdet startet. Ved å bruke RFID-merker på rullende materiell kan reisehistorikken til et enkelt hjul overvåkes på forskjellige tidspunkter og steder, og det kan observeres hvordan hjulfeil utvikler seg. Begynnende hjulfeil kan adresseres mye tidligere enn før. Aksler har ikke lenger brutt på grunn av lagersvikt forårsaket av flate hjul, noe som har økt sikkerheten til jernbanetrafikken. Det er også mindre driftsstøy og bakken vibrasjon forårsaket i nærheten av jernbanen.
I følge Mäkitupa er det behov for overvåking over en lengre periode for å estimere de oppnådde besparelsene. VR og godstogoperatøren Fenniarail har allerede rost de klare besparelsene som systemet har brakt dem.
«Hjul trenger ikke å kastes så ofte og kan i stedet omformes med en dreiebenk. Dette er en vinn-vinn-situasjon for jernbanenettverksoperatøren og trafikentreprenørene,» sier Mäkitupa.
Smidig samarbeid fra starten
Den finske transportmyndigheten og dens forgjenger, den finske jernbaneadministrasjonen, har samarbeidet med Tamtron siden begynnelsen av det 21. århundre. De nødvendige praktiske prøvene i utviklingen av hjulbelastningsdetektorer ble – og er i dag – utført med en testinnretning installert i statens jernbanenettverk.
«Samarbeidet med Tamtrons dedikerte og kompetente personale har vært ekstremt smidig siden begynnelsen av testingen. Den finske transportmyndigheten setter spesielt pris på hensiktsmessigheten til Scalex Wild-systemet, leverandørens aktive tilnærming til problematiske situasjoner, tilgjengeligheten av service og vedlikehold på kort varsel, den utmerkede tilgjengeligheten av kontaktpersoner og smidig kommunikasjon generelt,» sier Mäkitupa.
Utstyrsnettverket er nå stort sett komplett, og den finske transportmyndigheten vil støtte utviklingen av målesystemet for å møte driftsbehovene enda bedre.
