nieuws

Magneetveld wijst breuk in staalkabel aan

bouwbreed

Het onderzoekinstituut Empa uit het Zwitserse Dübendorf zoekt met behulp van magnetische velden naar breuken in stalen brugkabels. De veldtest vond plaats met de Rama-IX brug in Bangkok. De organisatie wil na een aanpassing van de methode op die manier ook de verankering van deze kabels onderzoeken.

De controles gebeuren met inductieve magneetvelden die vroegtijdig op breuken wijzen. De techniek werd aanvankelijk voor de inspectie van kabelbanen ontwikkeld.

Het technische principe gaat uit van een permanente magneet of een magneetspoel die over een kabel schuift. Een breuk verstrooit de veldlijnen. Een tweede magneet/spoel detecteert deze verspreiding en geeft zo uitsluitsel over eventuele zwakke plekken in de kabel.

Gondel

Met dat in gedachten controleerden de onderzoekers de draagkabels van de ruim vijftien jaar oude Rama-IX brug in de Thaise hoofdstad bangkok. De dikte van die kabels is maximaal 167 millimeter; dikker dan die van kabelbanen. Om die reden ondergingen de benodigdheden een aanpassing. De methode werkt alleen wanneer de kabel ter plaatse van de meting magnetisch verzadigd is. Daarmee verviel het gebruik van permanente magneten, omdat die onder deze omstandigheden te zwaar zouden uitvallen.

Het alternatief bestaat uit een magneetspoel die energie betrekt uit een vrachtwagenaccu. Die is, samen met een computer die de meetgegevens verzamelt, gemonteerd in een soort gondel. Spoelen en gondel schuiven respectievelijk om en over de kabel. Die moet vooraf schoongemaakt zodat het systeem onderweg niet blijft steken. De spoelen worden telkens voor elke meting opnieuw rond de kabel gewikkeld. Het uiteindelijke meten duurde in het geval van de Thaise brug vijf minuten tot een kwartier, afhankelijk van de kabellengte.

De gegevens moeten achteraf gecontroleerd worden, omdat de sterkte van het inductieve magneetveld niet constant is maar varieert, afhankelijk van de snelheid waarmee het systeem langs de kabel glijdt. Het tempo blijkt uitermate moeilijk in de hand te houden. De correctie haalt gegevens over kleine breuken terug die door het wisselende magneetveld uit het zicht raken. In de aldus ontstane curve geeft de amplitude waarmee het signaal verandert inzicht in de grootte van de breuk; de breedte van de uitslag geeft aan op welke diepte de breuk zich in de kabel voordoet.

Programmatuur

Het Zwitserse instituut wil de programmatuur verbeteren zodat de computer de registraties kan verfijnen en de schommelingen in de snelheid waarmee de spoelen en de gondel zich voortbewegen compenseert.

Verankering

Deze constructie geeft geen uitsluitsel over de toestand waarin de kabelverankeringen verkeren, omdat ze niet over de kabeluiteinden gaan. In het Empa-laboratorium is rond de verankering een magneetveld opgewekt; afwijkingen die op breuk wijzen worden aan de kop van de kabel gemeten. De methode is inmiddels gepatenteerd maar wacht nog op een praktischer samenstelling.

In het verlengde van het project werken de onderzoekers aan zogeheten intelligente kabels. De Thaise brug moet aanzienlijke schommelingen weerstaan. Vooral veroorzaakt door vrachtwagens die over oneffenheden in het brugdek rijden. Die schommelingen zijn voor een deel op te vangen met mechanische schokdempers. Die compenseren evenwel slechts bepaalde trillingen. Dat mankement laat zich oplossen door aan de schokbrekerolie magnetisch poeder toe te voegen. Vervolgens wordt rond de schokbreker een magnetisch veld gelegd dat de toegevoegde deeltjes richt en zo de stijfheid van de breker wijzigt. Versnellingsmeters registreren doorlopend de trillingen in de kabel en passen zo het magnetische veld aan de belasting aan.

Reageer op dit artikel
Lees voordat u gaat reageren de spelregels