Minst fem kjente havarier i dammer skyldes riving i lagrene i damluken. Problemet er at en vanlig visuell inspeksjon ikke kan avdekke økt friksjon i lageret. – En dameier kan godt ha skade på et lager uten å vite om det, sier Henning Føsker i Norconsult AS. Han leder seksjonen Vannveikonstruksjoner hos Norconsult og arbeider med luker, stengeorganer og rør i kraftverk.
Det var under arbeid som Norconsult gjør for dameiere i forbindelse med pålagt tilsyn, at problemet med lukelagerfriksjon dukket opp. – Både lukehavarier her hjemme og i USA, satte oss på ideen om å utvikle en metode for å detektere brudd eller feil i lager før ulykker inntreffer, sier han.
Beregninger
Et lukehavari i Ulefoss i 1984 førte heldigvis ikke til noen personskade, men en vei raste ut da magasinet måtte senkes og båttrafikken ble hindret. Grunnen var et lukelager som skar seg fast, og det oppsto brudd i lukebeinet. – Vi har etterpå gjort en elementanalyse av beinet og funnet ut at våre beregninger stemte med det som skjedde i praksis, sier Føsker.
Ved en vanlig utvendig visuell inspeksjon er det vanskelig, for ikke å si umulig, å fastlegge tilstanden til lukelageret. Erfaring har vist at korrosjon, manglende smøring og lagerslitasje over tid fører til økt friksjon og dermed økt risiko for rivinger i lagerflaten. Bøyemomentet i lukebeinet som følge av økt lagerfriksjon kan da bli større en momentkapasiteten og føre til havari.
Vanskelig å måle
Teoretisk kunne økt lagerfriksjon detekteres gjennom økt opptrekkskraft, men det er ikke enkelt å skille ut lagerfriksjonen. Ved en segmentluke Norconsult har målt, kommer hele 81 prosent av manøvreringskreftene fra selve egenvekten til luken, 13 prosent skyldes pakningsfriksjonen og bare seks prosent fra selve lageret, som nominelt har en friksjonskoeffisient på 0,2. – Når pakningsfriksjonen er det dobbelte av selve lagerfriksjonen, er det lett å skjønne at det ikke er enkelt å måle en liten forandring på de seks prosentene, sier Føsker.
Metoden Norconsult har utviklet går ut på å måle friksjonsmomentet i lukebeinet ved hjelp av strekklapper. Strekklapper plassert på lagerbosset måler spenninger både under lukens åpne- og lukkebevegelse som kun skyldes lagerfriksjon. Signalene fra strekklappene samt fra en posisjonsgiver logges digitalt for siden å bli behandlet av et dataprogram. I dataprogrammet blir lagerets friksjonsmoment som en funksjon av lukeåpning beregnet, og man får en verdi for lukelagerets friksjonskoeffisient.
Verifisert
Så langt har Norconsult gjort målinger på 16 luker og altså 32 lagre. – Vi fikk verifisert målemetoden da det ble oppdaget en høy friksjon i et lager. Lageret ble smurt opp, men den statiske lagerfriksjonen ble fortsatt den samme, mens dynamisk friksjon minsket med 25 prosent. Året etter ble hele lageret skiftet ut med et nytt selvsmurt lager, og vi fikk nå en lavere friksjonskoeffisient der den dynamiske og statiske friksjonskoeffisient var nærmest lik nominelle verdier oppgitt fra produsenten, sier Føsker.
Så langt er Norconsult alene om målemetoden, som blir presentert i et foredrag på konferansen Hydropower '01 i Bergen. Selskapet har investert betydelig i måleutstyr og i utviklingen av måleteknikken.
Metoden kan brukes på andre områder, som vippebruer, eller andre bevegelige konstruksjoner med fram- og tilbakebevegelser. – Vi har i første omgang konsentrert oss om å få erfaring fra segmentluker før vi går videre, sier Halvard Bjørndal. Han tar seg av det måletekniske og har sammen med Føsker utviklet målemetoden og dataprogrammet.
