Мониторинг состояния оборудования зарекомендовал себя в других отраслях как ключевая технология для снижения затрат на техобслуживание и для увеличения интервалов техобслуживания благодаря раннему обнаружению потенциальных отказов подшипников. Специально для удовлетворения уникальных требований железнодорожной отрасли SKF разработала собственную систему мониторинга состояния оборудования, получившую название SKF Insight Rail.

Иван Рошфор, менеджер европейского подразделения SKF по мониторингу состояния железных дорог, объясняет: «Железнодорожная отрасль стала последним рубежом для технологии мониторинга состояния. Сложность традиционных систем измерения была препятствием для принятия этой технологии».

SKF преодолела этот барьер с помощью решения, которое можно легко установить на весь подвижной состав в короткий срок и без нарушения режима работы оборудования. Использовать мониторинг состояния на железнодорожном транспорте очень непросто, так как оборудование подвержено сильным ударам и вибрации. Будет ли эта технология признана в железнодорожной отрасли «очень сильно зависит от наличия продукта, который будет соответствовать требованиям железных дорог в отношении прочности, простоты монтажа и использования. Пытаться внедрить уже существующие решения в железнодорожное оборудование — это не вариант», — говорит Рошфор.

Серьёзная задача для техобслуживания

Для SKF возможность впервые опробовать свою систему мониторинга состояния в Великобритании возникла в связи с проблемами компании GTR, вызванными её очень разнородным подвижным составом. Подвижной состав GTR является основой железнодорожного транспорта на юго-востоке Англии, при этом большая часть составов ежедневно работает на железных дорогах с третьим контактным рельсом.

Железнодорожный рынок сталкивается с новыми важными проблемами, в решении которых SKF готова оказать поддержку
Даниэль Сантомассимо, инженер по эксплуатации SKF

Питер Купер, инженер по подвижному составу в GTR, объясняет: «Наша компания уже много лет использует специальные устройства контроля подшипников для сокращения числа их отказов. Тем не менее, произошёл ряд критических событий, в результате которых один из вагонов был выведен из эксплуатации для ремонта на несколько месяцев».

К счастью, в 2017 году в компании GTR проходили первые этапы эксплуатационных испытаний датчиков SKF Insight. Даниэль Сантомассимо, инженер по эксплуатации SKF, который работал в тесном сотрудничестве с GTR над установкой системы мониторинга состояния, говорит: «Компания GTR хорошо известна в Великобритании как дальновидный железнодорожный оператор, который стремится инвестировать в технологии, способные максимально улучшить эффективность и надёжность подвижного состава».

Преодоление трудностей, связанных с третьим рельсом

Установка системы SKF Insight Rail на поезда компании GTR была особенно сложной задачей, поскольку в лондонской наземной железнодорожной сети используется третий контактный рельс для подачи электроэнергии. Это создаёт агрессивную электромагнитную среду, в которой вынуждены работать датчики, используемые в системе. Обе компании работали в тесном сотрудничестве над успешным рабочим решением.

Иван Рошфор вспоминает: «Мы не ожидали, что третий рельс настолько повлияет на работу наших датчиков. Связанное с ним магнитное поле приводило в действие переключатели магнитной активации датчиков. Поскольку датчик питается от батареи, количество попыток связи с сервером намеренно сведено к минимуму. Однако эти магнитные помехи заставляли датчики постоянно обращаться к серверу, тем самым разряжая их батареи. За короткое время из строя вышли все 32 датчика. Это была катастрофа».

Тем не менее, SKF упорно трудилась над решением этих задач и не скрывала проблемы, с которой столкнулась. Ранее обе компании несколько лет вместе работали над монтажом и демонтажом подшипников и к этому времени выстроили хорошие отношения. Решение было быстро найдено, магнитная активация была заменена активацией с помощью коммуникации ближнего поля (технология беспроводной связи малого радиуса действия). Рошфор поясняет: «Это очень похоже на бесконтактный механизм, используемый для платежей кредитными картами. Все датчики были заменены всего за шесть недель, и испытания возобновились». После успешного завершения испытаний началась установка датчиков на весь подвижной состав. В общей сложности было установлено более 1000 датчиков.

Пожиная плоды

Питер Купер отмечает: «Преимущество состоит ещё и в том, что эти датчики можно использовать в сочетании с устройством контроля подшипников. После анализа режимов работы, во время которых происходили отказы, мы установили датчики в наиболее ответственных узлах подвижного состава. Их установка и ввод в эксплуатацию происходят легко и быстро. В подвижном составе компании GTR насчитывается 2768 колёсных пар, поэтому установка датчиков должна быть простой. Как только устройство контроля распознаёт подшипник как неисправный, мы устанавливаем датчики SKF Insight именно на эту тележку, и это даёт нам определённую уверенность в том, что мы сможем продолжать использовать этот вагон. Как только SKF определит, какая из четырёх колёсных пар неисправна, мы сможем заблаговременно доставить вагон в ремонтный цех без ущерба для эксплуатационной готовности подвижного состава».

Даниэль Сантомассимо указывает и на другие преимущества внедрения мониторинга состояния, включая возможность понимания типов дефектов подшипников. «Когда ясно, в каких режимах происходят отказы, можно разработать конструктивные изменения, чтобы повысить надёжность колёсной пары, — говорит он. — Прохождение электрического тока — один из основных наблюдаемых дефектов и хорошо известное в отрасли явление».

В краткосрочной перспективе экономия в основном будет достигаться за счёт оптимизации заказов на материалы и сокращения внепланового техобслуживания. В долгосрочной перспективе клиент сможет внедрить программу техобслуживания по фактическому состоянию, чтобы сократить эксплуатационные расходы подвижного состава. Однако, говорит Сантомассимо, «важнейшая часть экономии, на мой взгляд, — это возможность постоянного мониторинга ключевого актива подвижного состава, позволяющая исключить внеплановые простои и повысить эксплуатационную готовность поездов».

Будущее

Компания GTR изучает возможность установки SKF Insight на другой парк подвижного состава. «Железные дороги с третьим контактным рельсом создают тяжёлые условия для работы подшипников, — говорит Питер Купер. — Я считаю, что нашей отрасли нужно не только научиться лучше контролировать состояние подшипников, чтобы мы могли выявлять их неисправности до серьёзного отказа, но и использовать решения для увеличения срока их службы».

Сантомассимо добавляет, что в связи с пандемией COVID-19 в Великобритании усилилось давление на операторов, которые должны предоставлять надёжные, своевременные и экономически эффективные услуги для всех своих парков подвижного состава. «Железнодорожный рынок сталкивается с новыми важными проблемами, в решении которых SKF готова оказать поддержку», — говорит он.