Premiumweichen aus Hartmanganstahl
Eisenbahnweichen sind essenziell für ein funktionierendes Schienennetz. Sie lenken Züge sicher in die richtige Richtung und garantieren einen reibungslosen Betrieb. Ihre Langlebigkeit senkt nicht nur Wartungskosten, sondern ist auch ein zentraler Baustein für die nachhaltige Verkehrswende.
Die voestalpine Railway Systems setzt dafür auf Hartmanganstahl (Mn13), auch Hadfield-Stahl genannt. Diese Weichen werden weltweit auf Schwerlaststrecken und auf Strecken mit hoher Zugfrequenz eingesetzt, weil dieser Werkstoff den höchsten Belastungen länger standhält als andere Stahlsorten. Rund ein Drittel der 13.000 Weichen im ÖBB-Streckennetz sind mit Herzstücken aus diesem Stahl ausgestattet.
Ein neuer Werkstoff „made in Styria“
Um die Lebensdauer von Weichen weiter zu steigern, wurde am MCL gemeinsam mit der der voestalpine Railway Systems GmbH ein innovatives Werkstoffkonzept basierend auf Hartmanganstahl entwickelt. Das neue Material zeigt eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber den extremen Belastungen durch Zugverkehr. Tests im Labor und umfassende Analysen auf atomarer Ebene haben gezeigt, dass diese Legierung den hohen mechanischen Anforderungen besser standhält und die Lebensdauer der Weichen verlängert.
Ein neues zerstörungsfreies Prüfverfahren
Parallel zur Entwicklung des neuen Werkstoffs hat die Montanuniversität Leoben gemeinsam mit dem MCL, der ÖBB-Infrastruktur AG und der voestalpine Railway Systems GmbH ein zerstörungsfreies Prüfverfahren entwickelt. Bisher war es schwierig, Oberflächendefekte in Hartmanganstahl-Weichen automatisiert zu messen, da sich dieser Werkstoff aufgrund ausgeprägten Dämpfungseigenschaften gegen die Inspektionsmethode mit Ultraschall „wehrt“. Die Bewertung erfolgte daher bislang durch erfahrenes Personal mit bloßem Auge.
Mit dem neuen Verfahren konnte gezeigt werden, dass Risse in Manganstahlherzstücken automatisiert und präzise detektiert werden können. Innerhalb von 20 Minuten kann ein mobiler Demonstrator qualitätsgesichert die Tiefe und Lage von Fehlern auf einem Weichenherzstück bestimmen. Diese Informationen ermöglichen eine gezielte und effizientere Wartungsplanung.
Wirkungen und Effekte
Bisher führte der Fund eines Oberflächenschadens bei Inspektionen häufig zu drastischen Geschwindigkeitsbegrenzungen, bis der Defekt behoben war. Das bedeutete Verzögerungen und hohe Kosten. Mit der neuen Prüfmethode kann der Infrastrukturbetreiber Fehler, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind, früher erkennen und bewerten. So kann er eine kostengünstige Reparatur durchführen, bevor sie sich zu größeren Oberflächenschäden ausweiten.
Das Zusammenspiel aus innovativen Werkstoffen und neuen Prüfmethoden markiert einen Meilenstein für den Weichenbau. Es erleichtert Wartung und Reparatur, senkt Kosten und stärkt die grüne Mobilität. Mit diesen Fortschritten positionieren sich die Eisenbahnbetreiber und die österreichischen Hersteller von Bahnkomponenten als entscheidende Bestandteile eines klimafreundlichen Verkehrssystems.
Projektkoordination (Story)
Dr. Jürgen Maierhofer
Group Leader Computational Product Reliability
Materials Center Leoben Forschung GmbH
Juergen.Maierhofer(at)mcl.at
IC-MPPE / COMET-Zentrum
Materials Center Leoben Forschung GmbH
Vordernberger Straße 12
8700 Leoben
T +43 (0) 3842 45922-0
mclburo(at)mcl.at
www.mcl.at
Projektpartner
• Materials Center Leoben Forschung GmbH, Österreich
• voestalpine Railway Systems GmbH, Österreich
• ÖBB-Infrastruktur AG, Österreich
• Montanuniversität Leoben, Institut für Automation und Messtechnik, Österreich
• Montanuniversität Leoben, Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie, Österreich
• Erich Schmid Institut für Materialwissenschaften der österr. Akademie der Wissenschaften, Österreich