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Jul 31, 2023

Hot-Box-Detektoren konnten die Entgleisung Ostpalästinas nicht stoppen. Untersuchungen zeigen, dass eine andere Technologie dies tun könnte

Ein defektes, brennendes Radlager brachte den Eisenbahnwaggon zum Scheitern, der entgleiste und

Ein defektes, brennendes Radlager brachte den Eisenbahnwaggon zum Scheitern, der Anfang des Monats entgleiste und eine Katastrophe in Ostpalästina auslöste. Forscher haben jedoch eine Lösung für die fehlerhaften Detektoren angeboten, die laut Experten die Katastrophe, die sich in der kleinen Stadt Ohio abspielte, hätte verhindern können.

Diese streckenseitigen Hot-Box-Detektoren, die etwa alle 20 Meilen auf Bahngleisen stationiert sind, zeichnen mithilfe von Infrarotsensoren die Temperaturen von Eisenbahnlagern auf, während Züge vorbeifahren. Wenn sie ein überhitztes Lager erkennen, lösen die Detektoren einen Alarm aus, der das Zugpersonal darauf hinweist, dass es anhalten und den Waggon auf einen möglichen Defekt untersuchen soll.

Warum haben diese Detektoren vor der Katastrophe einen Lagerausfall übersehen?

Eine 2019 veröffentlichte und vom Verkehrsministerium finanzierte Untersuchung zu Hot-Box-Detektoren ergab, dass ein „großer Mangel“ dieser Detektoren darin besteht, dass sie nicht zwischen gesunden und defekten Lagern unterscheiden können und die Temperatur allein kein guter Indikator für die Lagergesundheit ist .

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„Temperatur ist von Natur aus reaktiv, das heißt, wenn man eine hohe Temperatur in einem Lager spürt, ist es zu spät, das Lager befindet sich bereits im Endstadium des Ausfalls“, sagt Constantine Tarawneh, Direktor des University Transportation Center for Railways Safety (UTCRS) und leitender Forscher der Studie, sagte CNN.

Im Rahmen der Untersuchung entwickelten die UTCRS-Forscher ein neues System, um Lagerprobleme besser zu erkennen, lange bevor es zu einem katastrophalen Ausfall kommt. Der Schlüssel: Die Vibration des Lagers sowie Temperatur und Belastung messen.

Die Vibrationen eines defekten Lagers beginnen sich laut Tarawneh oft Tausende von Kilometern vor einem katastrophalen Ausfall zu verstärken. Deshalb hat sein Team Sensoren entwickelt, die an Bord jedes Eisenbahnwaggons in der Nähe des Lagers angebracht werden können, um dessen Vibrationen während der gesamten Fahrt kontinuierlich zu überwachen.

„Wenn Sie einen Beschleunigungsmesser an einem Lager anbringen und die Vibrationspegel überwachen, erkennt der Beschleunigungsmesser in dem Moment, in dem ein Defekt im Lager auftritt, eine Zunahme der Vibrationen, und das kann in vielen Fällen bis zu 100.000 Meilen vorher sein.“ das Lager versagt tatsächlich“, sagte er.

Tarawneh, der argumentiert, dass die Technologie bundesweit vorgeschrieben werden sollte, sagt, wenn sie an Bord der Linie von Norfolk Southern gewesen wäre, hätte sie die Entgleisung in Ostpalästina verhindert.

„Es hätte das Problem schon Monate vorher erkannt“, sagte er. „Es hätte keine Entgleisung gegeben.“

In einem vorläufigen Bericht über die Entgleisung in Ostpalästina, der am Donnerstag vom National Transportation Safety Board veröffentlicht wurde, wurde festgestellt, dass Hot-Box-Sensoren kilometerweit erkannten, dass sich ein Radlager erhitzte, bevor es schließlich versagte und den Zug zur Entgleisung brachte. Doch die Detektoren alarmierten die Besatzung erst, als es zu spät war.

Dem Bericht zufolge hatte das Lager eine Temperatur von 38 Grad über der Umgebungstemperatur, als es eine heiße Box 30 Meilen außerhalb Ostpalästinas passierte. Es sei kein Alarm ausgegeben worden, sagte das NTSB.

Zehn Meilen später stellte die nächste Hotbox fest, dass die Peilung 103 Grad über der Umgebungstemperatur erreicht hatte. In diesem Bereich aufgenommene Videos des Zuges zeigen Funken und Flammen rund um den Waggon. Dennoch ging keine Warnung an die Besatzung.

Erst weitere 20 Meilen weiter unten auf den Gleisen, als der Zug Ostpalästina erreichte, zeichnete ein Hot-Box-Detektor die Temperatur des Lagers bei 253 Grad über der Umgebungstemperatur auf und sendete eine Alarmmeldung, die die Besatzung anwies, langsamer zu fahren und den Zug zur Inspektion anzuhalten eine heiße Achse, hieß es in dem Bericht.

Die Besatzung verlangsamte den Zug, so der Bericht weiter, was zu einer automatischen Notbremsung führte. Nachdem der Zug angehalten hatte, beobachtete das Personal die Entgleisung.

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Der Grund dafür, dass diese ersten beiden Hot-Box-Messungen keinen Alarm auslösten, liegt dem Bericht zufolge darin, dass die Politik von Norfolk Southern vorsieht, ein Lager erst dann anzuhalten und zu inspizieren, wenn es 170 Grad über der Umgebungstemperatur erreicht hat. Das NTSB plant, den Einsatz von streckenseitigen Hot-Box-Detektoren durch Norfolk Southern zu überprüfen, einschließlich der Abstände und der Temperaturschwelle, die bestimmt, wann die Besatzungen alarmiert werden.

„Hätte es früher einen Detektor gegeben, wäre es möglicherweise nicht zu dieser Entgleisung gekommen“, sagte NTSB-Vorsitzende Jennifer Homendy auf einer Pressekonferenz am Donnerstag.

In einer Stellungnahme zum NTSB-Bericht betonte Norfolk Southern, dass seine Hot-Box-Detektoren wie geplant funktionierten und dass diese Detektoren bei einem Temperaturschwellenwert, der „zu den niedrigsten in der Bahnindustrie gehört“, einen Alarm auslösen. CNN hat Norfolk Southern um einen Kommentar zur Vibrationssensortechnologie gebeten.

Hot-Box-Detektoren unterliegen keiner Regulierung, sodass Unternehmen wie Norfolk Southern sie nach eigenem Ermessen ein- und ausschalten und den Temperaturschwellenwert festlegen können, bei dem die Besatzungen eine Warnung erhalten.

Nach Angaben des NTSB gibt es mehrere Ursachen für überhitzte Wälzlager, darunter Ermüdungsrisse, Wasserschäden, mechanische Schäden, ein loses Lager oder ein Raddefekt. Die Behörde gibt an, die Ursache des Ausfalls in Ostpalästina zu untersuchen.

„Wälzlager fallen aus, aber es ist absolut wichtig, dass Probleme frühzeitig erkannt und behoben werden, damit sie nicht bis zum Ausfall in Betrieb genommen werden“, sagte Homendy. „Man kann nicht warten, bis sie ausgefallen sind. Probleme müssen frühzeitig erkannt werden, damit so etwas Katastrophales nicht noch einmal passiert.“

Hum Industrial Technology, ein Telematikunternehmen für Schienenfahrzeuge, hat die von Tarawneh und seinem Team entwickelte Vibrationssensortechnologie lizenziert. Und es hat Pilotprogramme mit mehreren Bahngesellschaften gestartet. Derzeit sind diese Sensoren jedoch nur in sehr wenigen Zügen in den Vereinigten Staaten im Einsatz, was Tarawneh vor allem auf die Kosten für die Nachrüstung und Überwachung der Waggons sowie darauf zurückführt, dass die Unternehmen seiner Meinung nach den Profit in den Vordergrund stellen.

Es ist nicht genau klar, wie viel es kosten würde, heute alle in Betrieb befindlichen Waggons mit Sensoren nachzurüsten, aber Hum Industrial Technology betonte, dass es weniger kosten würde, einen Sensor an einem Lager anzubringen, als ein Lager zu ersetzen.

„Sie sehen darin Folgendes: Warum sollten wir es tun, wenn es nicht vorgeschrieben ist?“ Sagte Tarawneh. „Es ist, als würden viele Leute sagen: ‚Nun, ich bin bereit, das Risiko einzugehen. Es gibt nicht so viele Entgleisungen pro Jahr.‘“

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Aber Steve Ditmeyer, ein ehemaliger Beamter der Federal Railroad Administration, meint, dass die Ausstattung aller Waggons mit integrierten Sensoren finanziell möglicherweise nicht machbar sei.

„Was sie vorschlagen, wird funktionieren, aber es ist sehr, sehr teuer“, sagte Ditmeyer gegenüber CNN. „Und man muss die Kosten berücksichtigen.“

Laut Tarawneh wären mehr als 12 Millionen Bordsensoren erforderlich, um die rund 1,6 Millionen in ganz Nordamerika im Einsatz befindlichen Eisenbahnwaggons vollständig auszurüsten.

Ditmeyer sagt, dass Eisenbahnen stärker in streckenseitige akustische Peilungsdetektoren investieren sollten, die – ähnlich wie Hot-Box-Detektoren – entlang der Gleise angebracht werden und das Geräusch vorbeifahrender Züge überwachen. Sie achten lange vor einer möglichen Katastrophe auf Geräusche, die auf einen Lagerschaden hinweisen.

Laut einem DOT-Bericht aus dem Jahr 2019 waren im Jahr 2019 in ganz Nordamerika nur 39 akustische Peildetektoren im Einsatz, verglichen mit mehr als 6.000 Hot-Box-Detektoren.

„Sie sind meiner Meinung nach die einzige Möglichkeit, den Unfall zu verhindern, indem ein defektes Lager früher erkannt worden wäre“, sagte Ditmeyer.