注目を集める鉄道車両の車輪軸受モニタリング

Mar 09, 2023

ダン・カーニー | 2023 年 2 月 24 日

国家運輸安全委員会（NTSB）の暫定報告書によると、オハイオ州イーストパレスチナでホイールベアリングの過熱により貨物列車が脱線した。

調査員らは、線路に設置された「ホットボックス」検出器のせいで、列車32Nの23号車のベアリングが過熱していることを発見した。 このシステムは列車の乗務員に設計通りの状況を警告したが、列車を停止させている間に軌道が脱線した。

ノーフォーク・サザン通信社は、事故が起きたフォートウェイン線でホットボックス検知器システムを導入している。 Villanova Center for Analytics of Dynamic Systems によると、北米には、車輪、ベアリング、トラック システムなどの鉄道車両コンポーネントの欠陥を特定する専用の路側検出器が 6,000 台以上あります。

同校の鉄道車両診断報告書の中で、これらの沿線監視システムのほとんどは耐高温検出器であると述べている。 これらの線路脇センサーは、非接触赤外線温度センサーを使用して、鉄道車両が通過する際の軸受ハウジングの温度を監視します。 ベアリングの温度がしきい値（通常は周囲温度より 220°F（105°C）高い）を超えると、システムはアラートをトリガーします。

このような温度上昇は、深刻な欠陥条件下でのみ発生すると、Villanova 氏は言います。 NTSBによれば、今回の脱線事故も同様だったという。 委員会は、79.9マイルポストで、23台目の車両の疑わしいベアリングの記録温度が周囲温度より38°F高いことを発見した。 列車が次のホットボックス検出器を通過するマイルポスト 69.01 までに、軸受の記録温度は周囲温度より 103°F 高くなっていました。 20マイル後、3番目のホットボックス検出器を通過中に、疑わしいベアリングの温度が周囲温度より253°Fまで急上昇し、警報が鳴りました。

ノーフォーク サザンの HBD アラームしきい値 (周囲温度以上) とベアリングの基準は次のとおりです。

2 台目の HBD による周囲温度より 103°F 高いという観測は、警報を発するには不十分であり、次の検知器の時点では、状況はすでに制御不能になっていました。

継続的に監視していれば、もっと早く列車の乗務員に警告できたかもしれないし、その可能性はある。

Global Railway Review に寄稿した当時のボンバルディア トランスポーテーション (鉄道部門は現在はフランス企業アルストムの一部)、ボンバルディア トランスポーテーションのメカトロニクス製品マネージャー、フォルカー ブランディッシュは、車両の状態を監視する 3 つの方法について概説しました。

最初の 2 つである POM と TOM は継続的な監視を提供できますが、すべての車両を計測するにはコストがかかります。 さらに、定期的に計画されたメンテナンスと再構築により障害が発生する可能性が高いため、この投資に対する収益は低くなります。 「POM は、自動車所有者である株主の観点からではなく、エンジニアの観点から特に興味深いものです」とブランディッシュ氏は述べています。

TOM は、鉄道車両間で監視装置を交換したり、作業中は車両を停止したりする必要があるため、扱いにくいように思えます。 一方、PTM は POM と同じ精度と継続性を提供することは決してできませんが、壊滅的な故障が発生することは稀であり、すべての鉄道車両に計装するコストがあるため、POM は難しい判断であるとブランディッシュ氏は結論づけています。

軸受製造業者兼再構築業者のティムケンは、定期的に軸受を 5 回再構築して保守することで、鉄道車輪軸受を半世紀にわたって使用し続けることができると指摘し、これを経済循環の一例と呼んでいます。 「この慣行により環境への影響が軽減され、自動的に古いものを新しいものに置き換えるのではなく、貴重な部品や材料を最大限に活用するという長い伝統が続いています」と同社はブログで述べている。

同社によれば、ベアリングの再構築にかかる所要時間は 7 ～ 10 日ですが、これに比べて、新品の場合は 6 週間から 3 か月かかります。 それだけでなく、ティムケンの保証はリビルトベアリングでも新品と同じです。 「わずかな作業だけで十分な完璧なベアリングをなぜ捨てるのでしょうか?」 ティムケン社の北米鉄道サービス部門を管理するトニー・ケスターズ氏はこう尋ねた。 「ベアリングの大部分を回収することにより、原材料が約 81% 削減され、製造に必要なエネルギーが不要になります。」

テキスト形式の詳細