Onderzoek naar spoorstaven

Nieuwe methode voor vaststelling schade-ontwikkeling spoorstaven

Dekra Rail en de TU Delft doen in opdracht van ProRail onderzoek naar een nieuwe manier om de verwachte schade-ontwikkeling in spoorstaven te voorspellen in relatie tot de belasting. De organisaties hopen hiermee meer inzicht te krijgen in het slijtage- en scheurgedrag van spoorstaven. Het doel is uiteindelijk om onderhoud slimmer en goedkoper in te richten.

Tot op heden werd de keuze van staalkwaliteit voor spoorstaven vooral bepaald 
door te kijken naar de geometrie van de gegeven locatie, zoals bijvoorbeeld de boogstraal. Het onderzoek moet ervoor zorgen dat bij de keuze meer rekening gehouden wordt met de specifieke belasting in het wiel-railcontact. Dat betekent volgens Dekra Rail dat de spoorsector tijdens de levensduur ‘minder gauw voor verrassingen’ komt te staan.

Spoorstaaf-defecten

Bart Schotsman, Systeemspecialist bij ProRail werkt in dit project samen met mechanica-specialist Martin Hiensch van Dekra Rail. Hiensch deed in de jaren negentig al onderzoeksprojecten voor ProRail naar spoorstaaf-defecten en is inmiddels bezig met zijn promotieonderzoek aan de TU Delft.

Schotsman: “In de jaren negentig werd er vooral gekeken naar harder spoorstaafmateriaal en naar andere spoorstaafprofielen. En we zijn ook frequenter gaan slijpen. Maar deze harde spoorstaven zijn duur in aanschaf en onderhoud. Daarom willen we nu het liefst naar goedkopere, zachtere spoorstaven. Maar dan moet je wel weten wat de slijtage is in verschillende toepassingen. Zo kwam ik, mede in het kader van zijn promotieonderzoek, in contact met Martin.”

Hiensch stelde voor om voor de beantwoording van de vraag van ProRail gebruik te maken van zogenoemd tweeschijven-onderzoek. Hierbij wordt het wiel-railcontact in het laboratorium op schaal nagebootst op basis van een schijf wielmateriaal en een schijf railmateriaal die tegen elkaar aanlopen. De opstelling in deze tweeschijven-machine is zo dat de gekozen normaalkracht, slip en geometrie resulteren in contactcondities die ook in de praktijk zouden optreden.

Wiel-rail belasting

Hiensch: “Het belangrijke voordeel van het tweeschijven-onderzoek is dat wiel-rail belastingcondities op gecontroleerde wijze kunnen worden ingesteld en beheerst. Wanneer we in het spoor testen, is er sprake van veel variatie ten gevolge van bijvoorbeeld verschillende type voertuigen, beladingen, snelheid of invloeden van het weer. Voor het opstellen van schademodellen en het voorspellen van het gedrag van de spoorstaaf onder een specifieke belasting, is het belangrijk om de spreiding van de belastingcondities zo klein mogelijk te houden.”

Het gebruik van een tweeschijven-machine is niet uniek, maar deze toepassing wel. Schotsman: “Vaak wordt er op tweeschijven-machines getest onder een zeer hoge belasting. Als je de belasting flink verhoogt, zie je namelijk veel sneller het directe effect van de belasting. Maar hiermee test je puur op slijtage. Het unieke van Martin’s tweeschijven-onderzoek is dat we een model willen valideren dat kijkt naar slijtage én scheurvorming.”

Validatiefase

Het project bevindt zich momenteel in de validatiefase. Schotsman hoopt dat het onderzoek de eerste stap is naar een gerichter inkoop- en onderhoudsplan voor de spoorstaven van ProRail. 

Hiensch: “Bij een positief resultaat kunnen we door naar de volgende fase. Dan willen we schadefuncties afleiden voor spoorstaafkwaliteiten waarvoor deze nu nog niet beschikbaar zijn. Uiteindelijk zullen de beoogde schadefuncties spoorbeheerders in staat stellen om een spoorstaafmateriaal te kiezen dat voor gegeven belastingcondities en onderhoudsproces leidt tot een optimale prestatie. Optimaal in termen van kosten maar met name ook in termen van betrouwbaarheid en beschikbaarheid van het spoor.”

Dit artikel is eerder verschenen in de nieuwsbrief van Dekra Rail.

Auteur: Marieke van Gompel

Marieke van Gompel is redacteur van SpoorPro en adjunct-hoofdredacteur van de vakwebsites van ProMedia Group.

Reageer ook

Nog maximaal tekens

Log in via een van de volgende social media partners om je reactie achter te laten.