Hegesztett szerkezetek katasztrófái – ridegtörés
A szegecselt szerkezeteket az 1900-as évek elejétől kezdve egyre gyakrabban váltották fel a hegesztett kötéssel készült szerkezetek, hidak, tartályok, hajók. Az új technika új lehetőségeket teremtett meg az építők számára, akiknek azonban új kihívásokkal is szembe kellett nézniük. Mint a hegesztett szerkezetek katasztrófái – ridegtörés. A nyitókép forrása: Inspectioneering
A Fullagar, az első teljesen hegesztett hajó sikere
A Fullagar 1917-1920 között épült és 1920. február 5-én bocsátották vízre a Cammell, Laird & Company hajógyárban Birkenheadben, Egyesült Királyságban, mint a világ első teljesen hegesztett tengerjáró hajóját. A lemezek összehegesztésére leginkább a szegecselt kapcsolatok kialakításánál alkalmazott átlapolt kötés volt jellemző, tompán illesztett kötés teherviselő elemeken nem készült.
Tengeri útjai során több ütközést és zátonyra futást szenvedett el, így 1925-ben szárazdokkba emelték, megvizsgálták és hidraulikus présekkel kiegyengették. A sérülések jelentős alakváltozást mutattak, de a nagy méretű horpadások ellenére a hajótest tömörsége megmaradt. Az a feltételezés, hogy a hajótest ellenállását a hegesztett kivitelnek tulajdonították, némiképp hozzájárult a hegesztett kötések megbízhatóságának túlértékeléséhez. A lemezek repedés vagy törés nélkül elviselt nagy fokú alakváltozása, feltehetően egy kivételesen jó lemezszállítmánynak és egyéb kedvező körülmények összjátékának tudható be.
Annak ellenére, hogy a Fullagar többszöri tulajdonos és névváltás után végül 1937-ben egy ütközés következtében „Cedros” -ként elsüllyedt, megnyitotta az utat a hegesztésnek a hajóépítésben.
A Pendleton története sokkal megrázóbb. A Shenectady 1943-ban, hegesztési varrat ridegtörésére visszavezetett tönkremenetelét követően, a fokozottabb biztonsági intézkedések ellenére 1952-ben kettétört. A katasztrófa oka szintén a nem megfelelő hegesztési varratból kiinduló ridegtörés.
1954 novemberében, a világ akkori legnagyobb tankerének számító, 199méter hosszú World Concord szenvedett hajótörést a Beaufort skála szerinti 9-es erősségű szél által felkorbácsolt 10 méteres hullámokon. A károsodás oka az alapanyag átlagos minősége és a lökésszerű terhelések feszültséggyűjtő helyekre gyakorolt hatása. A hajótest lemezei 20-30 mm vastagságúak voltak. A hajót helyreállították és más név alatt 1974-ig közlekedett. Forrás: TWI
Duplessis híd
A Duplessis híd 1947-ben épült, a Maurice folyó felett Trois-Rivières és Cap de la Madeleine-t között Quebecben. A téli -34°C-os hidegben, 1951 január 31-én a hídon áthaladó egyetlen személyautó alatt ridegtörés következtében összeomlott. A vasbetonlemezzel együttdolgozó, folytatólagos többtámaszú gerendahíd négy nyílása zuhant a folyóba. A katasztrófa okát, az alapanyag 0,4%-os szén és 0,12%-os kén tartalmából adódó ridegségére és a hegesztés után maradó feszültségekből adódó többtengelyű feszültségi állapotra vezették vissza.
Forrás: Failed Bridges: Case Studies, Causes and Consequences
East Ohio Gas Company 1944
Egy hengeres tartály palástjában bekövetkezett ridegtörés következtében, a benne tárolt 2198 tonna cseppfolyós szénhidrogén kiszabadult. A nagy sebességgel áramló és rendkívül gyorsan párolgó közeg berobbant, aminek következtében a tartály teljesen megsemmisült, majd egy, közelben álló 1210 tonna üzemanyagot tartalmazó gömbtartály néhány perccel később szintén felrobbant.
A katasztrófa oka, minden bizonnyal a tartályban tárolt igen alacsony hőmérsékletű gáz hatására rideggé váló alapanyag repedése volt. A kutatások a repedést nem hegesztésből adódó feszültségekre vezették vissza, hanem a közelben működő ipari üzemekből, vagy a vasúti közlekedésből származó rezgések hatására.
Forrás: Cleveland Police Museum
Fawley Crude olajtartály – végzetes nyomáspróba
A Fowley-ban álló 42 méter átmérőjű és 16 méter magas tárolótartály vizsgálatához 1952. januárjában nyomáspróbát végeztek, aminek során egy 0,6m hosszú repedésjelent meg a tartály két alsó övét érintve. A javítást követően a próbákat újrakezdték, de kilencven százalékos feltöltésnél , február 12-én a tartályon függőlegesen végigfutó repedés keletkezett és így összeomlott. A tartály alsó övének vastagsága 28mm, a legfelső 6mm volt, egy-egy öv kilenc darab 1,8×7,2m acéllemez összehegesztésével készült. A varratok kialakítása tompa kötéssel történt. A vizsgálatok során varratok minőségét változónak találták, a javító hegesztésből eredő feszültségek és a hideg hatására, az alacsony szívósságú alapanyag már nem biztosította az elvárt paramétereket. Egy hónappal később egy másik hasonló tartály szintén megrepedt. Forrás: Fawley crude oil storage tank.
Új ammónia tartály nyomáspróbája
1965-ben, az elkészült ammónia tartály nyomáspróba során széttört. A bekövetkezett ridegtörés energiája a 149mm-es palástlemez egy 2 tonnás darabját 46 méterre vetette. A törés kiváltó oka a nem megfelelő hőkezelésre vezethető vissza, illetve az alátámasztások alulméretezéséből származó nem megfelelő feszültségeloszlásra. Forrás: Dr. Czoboly Ernő – A törésmechanika alapjai
Répcelak
„A Szénsavtermelő Vállalat répcelaki telepén 1969. január 2-án 14 óra 23 perckor bekövetkezett a szén-dioxidot tároló tartály robbanása, ami a magyar olajipar egyik legsúlyosabb következményekkel járó, kilenc ember halálát követelő műszaki balesete. Hatan súlyosan, tizennégyen könnyebben sérültek. Szén-dioxid töltése közben, a nem megfelelő anyagból készült „C” jelű tartály robbant fel, amelynek a búvónyílás palástjában hengerelési (anyag-) hiba volt, és repedéseket idézett elő a túlzott próbanyomás. A robbanás a tartály anyagának ridegtörése miatt következett be. A baleset rámutatott arra, hogy elengedhetetlen a hegesztők egységes képzési rendszerének kidolgozása és jogszabályi keretek közötti rendezése. ”
Forrás: Tóth, A., Siposné Kecskeméthy, K., & Endrődi, I. (2021). A magyar szénhidrogéniparban előfordult katasztrófák, azok tanulságai és a megelőzés módozatai 2. rész. Hadmérnök, 16(1), 129–144. https://doi.org/10.32567/hm.2021.1.8
Galéria
