Varför spricker maskinrutorna?

Inkomna rutor för utredning

Totalt inkom 15 rutor för undersökning, varav tre trasiga, en med kraftig repa och en med en spricka från kanten. Övriga rutor hade antingen större repor som orsak till utbyte eller mindre skador/repor från normal användning. Rutorna har inspekterats visuellt och bilder har tagits på detaljer som bedömdes extra intressanta. 

En sammanställning över samtliga inkomna säkerhetsrutor gjordes också innehållande följande information:

• Ålder
• Maskinmodell
• Position i maskinen
• Infästningsmetod
• Rutans form
• Olycksförlopp/skäl till byte av ruta
• Observationer om rutans skick

Granskningsmetoder

• Den visuella undersökningen av rutorna omfattar:
• Allmänt skick: sprickbildning, färgton, repighet, defekter
• Håltagning och distanser
• Kantfinish
• Ytbeläggning
• Brottmönster på trasiga rutor

I efterhand har ytterligare larm om trasiga rutor inkommit till Skogforsk. För att hitta några mönster behöver betydligt fler fall kartläggas.

Tre rutor granskades närmare

Glafo:s undersökning omfattade tre trasiga rutor. De kom från olika maskinmodeller och deras ålder och skick varierade. I två av rutorna var fästhål borrade, medan en var limmad.

Granskningen visar att det var varierande kvalitet på kanter och hål. För de trasiga rutorna med borrade fästhål kan man konstatera att sprickbildningen går via hålen, som alltså försvagar rutan och ökar risken för att den havererar helt.

De tre trasiga rutorna uppvisade typiska spröda brott. Bitar saknas vid startstället, där stock har träffat, så granskning har inte kunnat utföras precis här.

Rutorna uppvisar ett skimrande interferensmönster, som tolkas komma från en skyddande beläggning på ytorna, denna studeras närmare med hjälp av SEM, se nedan.

Tabell 1. Exempel på metoder att analysera polykarbonatmaterialet (PC).

Från molekylviktsbestämning (GPC) av olika ställen på trasiga rutor, jämfört med nya materialprover, kunde inga signifikanta skillnader observeras. SEM-undersökningen påvisade att det finns likartad ytbeläggning på både insidan och utsidan av de undersökta rutorna.

Vid fortsatta undersökningar av polykarbonatrutorna vore det intressant att komplettera molekylviktsbestämningarna med analyser vid ytan och materialets kärna för att se om det finns lokala variationer som kan förklara bräckage.

Rekommendationerna kan följas bättre

Generellt kan följande rekommendationer ges för säkerhetsrutor av polykarbonat:

• Viktigt med hög kvalitet på kant- och hålfinish
• Placera inte hål för nära kanter
• Metall ej i direkt kontakt med ruta
• PC känsligt för kemikalier – rekommendationer kring rengöring

Dessa rekommendationer är av allmän karaktär, men undersökningen visar att brister förekommer.

Är välvda rutor känsligare?

Samtliga inkomna rutor hade en välvd form. I tidigare tester av polykarbonat har man kunnat observera att en plan skiva mycket effektivt kan absorbera energin från en inkommande stöt. En välvd form blir däremot mycket styvare, och det gör att energin från en inkommande stöt i större utsträckning koncentreras.

Frågeställning är alltså om säkerhetrutornas form kan bidra till att rutorna spricker. Det vore därför intressant att i datorsimuleringar jämföra hur stora stresskoncentrationerna som uppkommer vid infallande stöt på plana respektive välvda säkerhetsrutor, och om slagets position kan ha betydelse.

Ny testrigg ska användas

Idag testas rutorna enligt en ISO-standard OPS (Operator Protective Structures). Den är utformad så att ett rimligt skydd från inträngande föremål uppnås vid arbete med t.ex. skogsmaskiner. En kraft appliceras med en bestämd maxhastighet (5 mm/s) för att efterlikna en statisk belastning från testobjektet vinkelrätt mot rutan tills kraften uppnår ett värde av 17 800 N. Kraften bibehålls under en minut innan den släpps. Under hela provningen för inte någon del rutan inkräkta på operatörens arbetsutrymme i hytten.

Men SMP utformar nu en ny testmetod i form av ett dynamiskt slagtest för att bättre efterlikna olycksfallen som uppkommer i fält. Testriggen består av en pendelkonstruktion med en stockliknande provkropp. Säkerhetsrutorna fästs i en hyttkonstruktion där både plana och välvda rutor kan testas.

Resultaten från dessa tester blir mycket intressanta i det fortsatta arbetet med att förstå säkerhetsrutornas egenskaper.