Zeitung Heute : Mehr Wissen von Rissen

Der Tagesspiegel

Auch die Betreiber von Bahnen müssen ihr knapper werdendes Geld an der richtigen Stelle ausgeben – gleichzeitig aber für die Sicherheit des Schienenverkehrs sorgen. Doch die Belastung auch der Geleise wächst, denn die Züge werden immer schneller und die Lasten, die die Achsen auf Räder und Schienen übertragen, immer schwerer. All dies bedeutet freilich, dass Geräte gefragt sind, mit deren Hilfe sich anbahnende Schäden schneller und früher als bisher erkannt werden können. Und genau hierfür haben die Fachleute der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) in Berlin-Steglitz im Auftrag der Deutschen Bahn AG gemeinsam mit Industriepartnern ein neues Verfahren entwickelt und – da allenthalben Interesse daran besteht – zum Weltpatent angemeldet.

Das Problem entsteht an der Oberfläche der Schienen. Dort bilden sich spezielle Risse, die Techniker sprechen von „Head Checks". Sie verlaufen auf der Oberseite der Schienen schräg, was fast wie ein halbes Fischgrätenmuster aussieht. Auch der Abstand von Riss zu Riss verstärkt diesen Eindruck, die Schäden sind nur zwei bis sieben Millimeter voneinander entfernt, bei gehärteten Schienenoberkanten geht dieser Abstand herunter auf 0,5 Millimeter.

Nun werden die Schienen ständig kontrolliert, Prüfzüge mit eingebautem Ultraschall-System sind routinemäßig unterwegs. Gerade diese „Head Checks" jedoch lassen sich mit Ultraschall nicht oder nur in einem sehr späten Stadium aufspüren – wenn es schon zu schwereren Schädigungen gekommen ist. Bleibt das dann noch unerkannt, besteht die Gefahr des Schienenbruchs. Also werden die Gleise in bestimmten Zeitabständen vorsorglich abgeschliffen, ohne dass man genau weiß, ob es tatsächlich notwendig ist. Das macht nicht nur Arbeit, es führt auch dazu, dass die Schienen irgendwann ausgewechselt werden müssen.

Die BAM-Ingenieure, die sich mit der zerstörungsfreien Prüfung von Werkstoffen befassen, brauchten das Prüfrad allerdings nicht neu zu erfinden. Es gelang ihnen, eine bekannte Technik so zu verfeinern, dass sie selbst bei Prüfgeschwindigkeiten von 70 bis 100 km/h noch die Millimeter kleinen Schäden bis in eine Tiefe von einem Zentimeter im Material erkennen können.

Das physikalische Prinzip, das hier angewendet wird, ist das des Wirbelstroms. Diese Technik hat sich im modernen Prüfwesen auf viele Einsatzgebiete ausgeweitet. Das ist kein Wunder, denn hierbei wird auf einen Eingriff in das Material verzichtet, der letztlich immer das Gefüge und damit die Haltbarkeit der Metalle beeinträchtigt.

Der Vorgang ist gar nicht so kompliziert: Wird ein metallener Körper in die Nähe eines elektromagnetischen Wechselfeldes gebracht, dann induziert dieses einen elektrischen Strom in das Material. Pausiert das Prüfgerät kurzzeitig, kann es die ebenfalls elektromagnetischen Reaktionen des abgetasteten Metallkörpers aufnehmen. „Gesundes“ Material gibt gleichmäßige „Antworten“, Risse hingegen führen zu charakteristischen Unterbrechungen. Wertet man diese „Antworten des Materials“ am Computer entsprechend aus, erhält man ein Prüfbild des Gegenstandes.

Wird das untersuchende Gerät freilich mit Tempo 100 oder schneller an der zu untersuchenden Schiene vorbeigeführt, dann muss man die Schadensstelle dem jeweiligen Ort sehr präzise zuordnen können, sonst wäre die Messung nutzlos. Hierfür haben die BAM-Ingenieure eine Wegmessung mitsamt einer Satelliten-gestützten Ortung (Global Positioning System, GPS) eingebaut.

Damit die Servicemonteure ganz genau wissen, wo sie reparieren müssen, erhalten sie eine nur 20 Kilo leichte Variante dieser Technik, die sogar noch an beweglichen Teilen von Weichen Schadensstellen finden kann. Die kleine Draisine wird per Akku betrieben, dessen Ladung immerhin über fünf Stunden hinweg kontinuierlich arbeiten kann. Gideon Heimann

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