俄亥俄州脱轨中心的HBD状态监测设备

俄亥俄州脱轨中心的HBD状态监测设备

娜塔莉·约翰逊

发布02/08/2023

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维护再次证明了它的重要性，这一次是在铁路行业。2月3日星期五^{理查德·道金斯}一个一辆火车在俄亥俄州和宾夕法尼亚州边境脱轨在俄亥俄州的东巴勒斯坦。

这次脱轨事故成为了全国新闻，全市居民不得不撤离氯乙烯从汽车被烧毁。由于这是一个如此大的事件，多家新闻媒体都报道了这个故事，但他们并没有深入调查事故的真正原因。

而国家运输安全委员会仍在调查中，初步调查显示，状态监测本可以防止这场事故……或者它本来可以吗?

什么是热箱?

全国各地都有一种叫做“路边热箱探测器”在所有的铁路上大约有6000台hbd安装在美国的铁路网上，它们相距15 - 30英里。

这些hbd是最常用的轴承状态监测系统在北美。探测器使用红外传感器来记录铁路轴承、车轴和制动器的温度。探测器可以确定轴承是否故障超过最佳工作温度通过得出轴承红外温度与环境温度之间的差异超过预定阈值的结论。

这个阈值的两个例子是:

1. 轴承工作温度高于环境温度170°F。
2. 轴承的工作温度高于同轴上相反轴承的温度95°F或更高。

如果HBD决定轴承在过高的温度下工作警报将通过无线电发送给船上的轮机员。预计列车将拆除触发警报的轴承，并将其送进车站进行检查。

这就是俄亥俄州案例．工程师和列车员收到了来自HBD的警报，他们立即拉下了紧急刹车。不幸的是，当他们减速时，铁轨出轨了。多个目击者据报道，当火车驶过城镇时，看到一个轮子着火了。

从这一信息来看，当传感器警告他们轴承/axel过热时，火车上的三名铁路工人采取了适当的措施。然而，经过进一步研究，北美的hbd系统在很大程度上是无效的。

hbd有多准确?

一项研究发表在国际铁路运输杂志表明国内最大的轴承状态监测系统可能不像看上去那么准确。从2001年到2007年，近40%的被HBDs标记并被拆除检查的轴承被归类为“未核实”，这意味着没有迹象表明轴承出现故障或缺陷．从2009年到2018年，hbd未能在北美检测到151个轴承故障，所有这些故障都导致了灾难性的脱轨。

他们的不准确在很大程度上是由于红外测温。为了获得更准确的结果，温度应更接近板内滚道并以垂直扫描角度读取，然而，由于不同列车上使用的轴承类别不同，设备不能配置为准确读取所有使用铁路的列车上的所有轴承。

同样重要的是，要考虑hbd反应性状态监测系统，这意味着它们的预期目的是在故障发生前不久检测轴承辐射的热量。hbd通常间隔15-30英里。虽然这听起来很常见，但轴承可以在25分钟内增加1472°F以上联邦铁路管理局据报道，一个轴承可以在1到3分钟内烧毁。甚至有报道称，火车在经过一个没有提醒机组人员的HBD后96秒内就发生了脱轨。

已经做出了一些努力，将HBD系统转换为更多的预测性维护工具通过连接hbd的读数，即使没有超过预定的阈值，列车操作员也可以收到轴承温度在读数之间上升的警报。然而，这并没有在北美广泛实施。

什么导致轴承过热?

鲍勃·哈根在铁路行业工作了50年的前州代表说，火车过去只有大约100节车厢长，大约1英里。现在，由于人员短缺和其他因素，火车有时会行驶2-3英里。这就阻止了最基本的状态监测工具——你的感官——被使用。在一英里长的火车上，你可以在转弯时转动脖子，看看轴承是否着火了。当你只需要沿着一英里长的火车走下去时，视觉检查也容易得多。

的在俄亥俄州出轨的火车载有141节载货车厢，9节空车，3节机车，共计153节车厢。

的以上的研究表明温度随速度呈线性增长，从空轨车(17%)增加到满载轨车(100%)，轴承温度升高约23°F。重要的是要注意，尽管速度或负载增加，健康轴承具有类似的工作温度。

对此采取了什么措施?

多项研究已经表明hbd并不像它们看起来那么有效，这些研究人员正试图提出一种解决方案。在从现场和实验室收集数据后，得出结论HBDs无法区分在健康和有缺陷的轴承之间。研究人员得出结论，HBD系统不能通过适当的红外传感器校准、优化校准或一个设备上的多个红外传感器进行校正，因为温度本身并不是轴承健康状况的良好指标。

基于这一结论研究人员我们正在努力开发一种系统，利用直接安装在轴承上的温度、负载和振动传感器进行连续状态监测。他们预计这一发展将改变轴承状态监测。

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