”Alexa: Hur kan smarta produkter omdefiniera skruvunderhåll?”
Michael Reiterer var med och grundade Revotec som internationellt konsultföretag med expertis inom strukturdynamik och övervakning av strukturstatus.
Sedan 2014 har företaget haft som mission att bli erkänt inom utveckling av smarta produkter för stomkonstruktioner. ”Vi har redan skaffat oss ett rykte om att kunna analysera vibrationer och förhindra utmattningsskador”, sägerMichael. Revotec använder program för att göra dynamiska beräkningar och utvärdera inverkan av till exempel vibrationer i järnvägsbroar vid passerande tåg.
Den kompetensen resulterade i ett avtal med det österrikiska järnvägsföretaget ÖBB 2016. Revotec fick i uppdrag att undersöka inverkan av aerodynamiska laster på järnvägens bullerskydd.
Michael minns särskilt att ”de ville veta hur fästelementen påverkas när tågen passerar i hög hastighet, hur livslängden för fästelementen förändras när förspänningskraften förloras och om det är möjligt att kontinuerligt övervaka förspänningen i dessa fästelement?”
Aerodynamisk last är den kraft som verkar på bullerbarriärer när tåg passerar. Amplituden beror på tågets hastighet,form, barriärens höjd och dess avstånd från spåret. Det är en tryckvåg som bygger upp sin maximala amplitud på bråkdelar av en sekund, vilket skapar en stötbelastning som resulterar i utmattningsskador på bullerskyddets stålkonstruktion.
Dessvärre har tågens allt högre hastighet under tidigt 2000-tal förvärrat fenomenet. Under 160 km/h är det knappast några problem. ”Men idag kör de tyska och österrikiska tågen regelbundet fortare än så, och vissa kommer till och med över 300 km/h”, berättar Michael. Bullerskydden har också höjts till sex eller sju meter, vilket mångfaldigar effekten av dynamiska vibrationer.
Forskning och utveckling
”Vår största utmaning har varit att kontinuerligt övervaka förspänningen i fästelementen”, tillägger Michael. Revotec har ett litet team med maskin-, el-, väg- och vatteningenjörer. Joachim Muik är en av dem och arbetar med ett fyraårigt forskningsprojekt som utvecklar två prototyplösningar för detektering av förspänning i skruvar, REVO m-Bolt och REVO e-Bolt.
Joachim tyckte att den kontinuerliga övervakningen som ÖBB efterlyste var en särskild utmaning och berättar för oss att ”det ligger mycket kunskap bakom konstruktionen av en mutter eller skruv som faktiskt kan mäta förspänningen, men det är betydligt svårare att koppla upp skruven till internet.”
Fanns det redan en lösning där ute?
Revotecs kärna är konsultverksamhet, så hur mycket än Michael längtar efter innovationer skulle han aldrig kompromissa med att hitta rätt partner att samarbeta med. Vid sidan av den egna utvecklingen hörde Michael talas om Superbolt Load-Sensing Tensioner (LST), som är Nord-Lock Groups Industri 4.0-lösning för kontinuerlig förspänningsövervakning, genom en kontakt med Thomas Schardax, Nord-Lock Groups försäljningschef i Österrike.
Efter några samtal och ett erfarenhetsutbyte på Nord-Lock Groups kontor i Lauchheim i Tyskland kom de båda parterna överens om att ta tag i ÖBB:s problem tillsammans. Till en början blev Joachim förvånad över att Superbolt LST inte såg ut som en vanlig mutter, men han insåg snabbtfördelen vid installationen.
Superbolt multi-jackbolt tensioners (MJT) tar de höga kraven på förspänningar och bryter ned dem till hanterbara moment med hjälp av jackbolts som är gängade genom muttergodset. För att till exempel dra åt en vanlig M16-skruv med 80 kN förspänning behövs ett åtdragningsmoment på 200 Nm. Joachim säger att ”med Superbolt LST blev det bara 12 Nm på varje jackbolt, vilket innebar att jag kunde stå på en stege och arbeta i ett trångt utrymme.”
Framtidens förspänningsövervakning
Installationen är enkel, men den största innovationen är hur projektet kunde genomföras tack vare smart teknik. PierreKellner, Nord-Lock Groups Business Developer för Smart Products, tillsammans med kollegan Damien Thomas i Lyon och partnern Lisab från Göteborg, kunde stöttaa Joachim vid den första installationen via livestreaming från sina skrivbord hundratals kilometer bort.
”Trots reserestriktioner gav Joachims smarta glasögon Microsoft HoloLens oss en förstärkt verklighetsbild så att det kändes som att vi var på plats med Joachim ute på fältet. Han hade aldrig tidigare installerat en Superbolt MJT, för att inte tala om våra smarta lösningar, men tack vare den här uppkopplingen kunde vi fungera som hans ögon och frigöra hans händer för att utföra arbetet. När allt spelas in behöver man inte heller göra anteckningar”, säger Pierre.
När Superbolt LST har installerats ger den en exakt, fjärrstyrd och kontinuerlig förspänningsavläsning som kan ses från ett webbgränssnitt var som helst i världen.
”Med hjälp av den här tekniken kan vi ställa in triggernivåer som automatiskt informerar kunderna när förspänningen har sjunkit under en fördefinierad gräns”, förklarar Michael.
”Vi upptäckte också en förlust av förspänningen inom 72 timmar efter den första åtdragningen, och sedan en ytterligare förlust efter ett års övervakning”, fortsätter han. Med den informationen kan användare av Superbolt LST som ÖBB fastställa optimala intervall för efterdragning och skruvunderhåll. Det är ovärderlig information för ett företag som Revotec som är specialiserat på att hjälpa kunder att undvika utmattningsskador i sin infrastruktur.
Vilken potential har digitala verktyg inom industrin?
”Den är otroligt hög”, säger Michael, som menar att förebyggande underhåll kommer att bli allt viktigare för industri- och infrastrukturföretag. En del av Revotecs vision är att dataregistrering ska ske utan kablar eller strömförsörjning. I stället registrerar tåget själv data för alla smarta produkter längs järnvägsspåren och skickar dem till en central databas som tågoperatörer kan använda för att planera underhållsscheman.
Joachim tillägger att ”möjligheterna är oändliga, det spelar ingen roll om det är en bullerbarriär med enkla fästelement eller en avancerad tillämpning som en turbin eller trycksatt utrustning – tekniken kan användas överallt.”
”På samma sätt som vi idag kopplar upp oss till hushållsapparater som tv, värme och dammsugare kommer industrier att göra fjärruppkopplingar till kritiska komponenter.”
Det förenklar livet att inte behöva vara på plats och ger samtidigt större kontroll över underhållet.