Problemställning
Maskinfundament KA3 i Kiruna anrikningsverk uppvisade misstänkta skador i form av omfattande sprickbildning och möjlig styvhetsförlust hos fundamentet. Problemet uppdagades i samband med vibrationer i pelletskvarn. LKAB ville ta reda på omfattningen av problemet då kvarnen riskerade att skadas om inte vibrationerna upphörde. Invator genomförde då en tillståndsbedömning med hjälp av oförstörande provning och dynamisk vibrationsanalys med hjälp av monterade accelerometrar för att avgöra fundamentets status. Särskilt viktigt var att undersöka om sprickorna påverkade den dynamiska responsen och om det fanns risk för resonansfenomen eller fortsatt skadeutveckling under drift.
Resultat
Mätningar visade att fundamentet generellt hade bibehållen bärförmåga, men att sprickor fanns i delar av konstruktionen. Accelerometrar och ultraljudsmätningar indikerade lokala styvhetsförluster, men inga tecken på allvarlig global instabilitet. Power Spectral Density (PSD)-analys identifierade fundamentets egenfrekvenser och visade att dessa låg utanför maskinens dominerande exciteringsfrekvenser, vilket minskar risken för resonans. Sammanfattningsvis kunde fundamentet bedömas som kortsiktigt fortsatt säkert att användas. Undersökningen visade dock även på en feldimensionering där förankringsstag var för korta vilket indirekt orsakat att fundamentet spruckit upp. Därför beslöts även att fundamentet vid nästa produktionsstopp skulle bytas ut. Fram till dess fortskred övervakning genom mätning.
Lösning
Undersökningen genomfördes i flera steg:
- Genomgång av armeringsritningar
- Visuell inspektion av sprickor och betongytor.
- Installation av accelerometrar för vibrationsmätning under drift.
- Oförstörande provning med ultraljud och GPR för att identifiera interna skador och armeringsläge.
- Vibrationsanalys med RMS- och PSD-metoder för att fastställa egenfrekvenser och dynamiskt beteende.
- Jämförelse med tidigare mätdata och Eurokodbaserade beräkningar för verifiering.
Metodiken gav en samlad bild av både det statiska och dynamiska tillståndet och säkerställde en tillförlitlig bedömning.
Reparation
Det beslutades att det gamla fundamentet skulle tas bort i samband med produktionsstopp och ett nytt fundament gjutas. Invator genomförde dimensionering av fundament och tog fram underlag för genomförande.
Utrustning
- Accelerometrar (för vibrationsmätning)
- Ultraljudsutrustning
- Georadar (GPR)
- LVDT /deformationsmätare)-för spricköppningsmätning
Samt ackvisitionssystem för datainsamling och lagring av data i molnet - Programvara för vibrations- och signalanalys
Standarder
- SS-EN 1990 – Eurokod: Grundläggande dimensioneringsregler
- SS-EN 1991-1-1 – Laster på bärverk
- SS-EN 1992-1-1 – Betongkonstruktioner
- ISO 10816 / ISO 20816 – Vibrationsbedömning av maskiner och fundament
- ISO 16311-1/2 – Tillståndsbedömning av betongkonstruktioner
