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Der Kesselzerknall
Am 29. Juli 2001 fuhr Cliff K. seine
Maschine über Beton- und Asphaltstraßen ca. 1,2 Meilen weit zu
einem Veranstaltungsgelände in Medina-Ohio, dort angekommen zerknallte der
Kessel wenig später.
Zum Zerknall führte der Abriß der Feuerbüchsendecke von den Stehbolzen,
sie wurde nach
unten in den Feuerraum gedrückt. Bei dieser Deformation wurde die
Feuerbüchsenwand an den Rauchrohren sowie die seitlichen Wände bis ca. 2/3
Höhe mit nach innen verformt, bis die Decke von den Wänden riß. Die
Zerknallenergie war jetzt hauptsächlich nach unten gerichtet. Die
abgerissenen Decke durchschlug die Roste, zertrümmerte sie und den
darunter liegenden Aschkasten, dann hob die Dampfenergie den ca. 18,2t
schweren Traktor 3-3,5m in die Luft.
Ein Teil der Energie ging durch die Rauchrohre nach vorn, riß die
Rauchkammertür aus ihren Scharnieren und schleuderte sie bis zu 15m weit.
Ebenso wurde die Feuertür und Aschfalltür aus den Scharnieren gerissen und
durch die Luft geschleudert. Dabei wurden etliche Personen zum Teil schwer
verletzt und Fahrzeuge beschädigt.
Der Traktor fiel anschließend auf die rechte Seite zu Boden, durch den
Aufprall brach die vordere und hintere Achse.
Der Zerknall tötete
auf der Stelle den Besitzer der Lokomobile Cliff K. (48), seinen Sohn
William K. (26) und den Freund der Familie, Allan K. (46). Dennis J. (58),
ein weiterer Freund der ebenfalls auf der Lokomobile war starb wenige
Stunden später und Bryan H. (26) erlag seinen Verletzungen nach 7 Tagen.
Neben den 5 Toten erlitten über 49 weitere Personen zum Teil schwere
Verletzungen durch umher fliegende Metallteile und Verbrennungen durch die
Nachverdampfung des Kesselwassers.
Der Untersuchungsbericht
Nach dem Unglück
wurde eine sofortige Untersuchung durch den Medina County Sheriff N.F.
Hassinger und Lt. J. Detchon eingeleitet und ebenfalls eine Untersuchung
vom Department of Labor & Industry, Minnesota angefordert. Diese
Untersuchung leitete John D. Payton, Director of Boiler Section. Aus
seinem „Examination Report“ nachfolgend die wichtigsten Auszüge, die
Angaben in Klammern sind Anmerkungen des Berichterstatters.
1. Sicherheitsventil
Das Sicherheitsventil wurde
dem „National Board for Inspection and Testing“ zugesandt. Die
Untersuchung des Sicherheitsventiles ergab, das es nicht bei dem
vorgeschriebenen Druck von 125psi ( 8,78kp/cm²) anhob, sondern erst bei
einem Druck von 200psi. (14,06kp/cm², das entspricht +60% Abweichung!!).
Weitere Nachforschungen ergaben, dass das 14 Jahre alte Sicherheitsventil
keine Reparaturen oder sonstigen Service erhalten hat. Ferner wurde
festgestellt, daß auch bei vorherigen Veranstaltungen das
Sicherheitsventil nicht durch Abblasen getestet wurde.
2. Manometer
Die Untersuchung des
Kesselmanometers ergab eine Abweichung von –25psi (-1,76kp/cm², das
entspricht einer 20%igen Abweichung, d.h. der tatsächliche Kesseldruck war
um 25psi höher). Diese Abweichung war dem Betreiber bekannt.
3. Schmelzpropfen
Der Schmelzpropfen an der
Feuerbüchse war nicht geschmolzen, die visuelle Untersuchung zeigte aber
leichte Anzeichen von Überhitzung.
Weitere Nachforschungen ergaben, dass der Eigner von Undichtigkeiten der
Feuerbüchse gewusst haben muß, da Zusätze zur Kesselabdichtung dem
Speisewasser zugegeben wurden.
(Diese Undichtigkeit könnten aber auch undichte Stehbolzenverbindungen
gewesen sein. Grundsätzlich ist es ein krimineller Akt Dichtungszusätze,
wie man sie für Autokühler kennt, in Dampfkesselanlagen einzusetzen).
4. Feuerbüchsendecke
Die ursprünglich 0,375
inches (9,53 mm) starke Feuerbüchsendecke zeigte im gesamten Bereich
übermäßige Korrosion. Die gemessenen Wandstärken lagen bei 0,210 inches
(5,334 mm), 0,170 inches (4,318 mm), 0,125 inches (3,175 mm), 0,105 inches
(2,667 mm) und 0,085 inches (2,159 mm, d.h. nur 22,6% der Sollwandstärke!).
Nachrechnungen gemäß
der amerikanischen Druckbehälterverordnung ASME 1924 und ASME 1998 nach
dem maximalen Druck einer Wandstärke von 0,085 inches ergaben einen Wert
zwischen 40 – 47 psi ( der max. Kesseldruck betrug 125 psi).
5. Stehbolzen
Die Stehbolzen zur Verbindung der Feuerbüchsendecke mit der Kesselwandung
hatten einen ursprünglichen Durchmesser von 1 inch (25,4mm). Nachmessungen
ergaben einen Durchmesser zwischen 0,600 und 0,700 inches, d.h. eine
Reduzierung der Bolzenfläche um 64%.
Die Stehbolzen waren in der Feuerbüchsendecke verschraubt und das Ende in
der Feuerbüchse vernietet, das Gewinde hatte 11 Gang/Zoll, d.h., dass der
Bolzen mit 4,5 Gängen in der 3/8“ ( 9,53 mm) starken Feuerbüchsendecke
saß.
Nachmessungen ergaben, dass die meisten Stehbolzen nur noch mit 2,5
Gewindegängen, einige davon sogar nur noch mit 1,5 Gängen in der
Feuerbüchsendecke verschraubt waren.
5 Stehbolzen waren auf Grund der abgezehrten Wandstärke mit der
Feuerbüchsendecke verschweißt.
Abstandsuntersuchungen der Stehbolzen zeigten, dass bei dem Abriß der
Feuerraumdecke die Stehbolzen in ihrer Lage, mit Ausnahme der besagten 5
Stehbolzen, nicht verändert wurden. Dies lässt darauf schließen, dass es
geringer Kraft bedurfte, die Feuerraumdecke von den Stehbolzen herunter zu
drücken.
Untersuchungsergebnisse zur Ursache des Zerknalls
Es wurde an der Feuerbüchsendecke im
Bereich um die Stehbolzenbefestigung herum Überhitzung des Bleches
festgestellt, dies besonders an der Stelle mit der geringsten Wandstärke
von 0,087 inches (2,21mm). Die Ursache für die Überhitzung war
Kesselsteinablagerung im Bereich der Stehbolzenbefestigung, die isolierend
zwischen Feuerraumwärme und Kesselwasser wirkt. Man geht davon aus, dass
durch die geringe Wandstärke das Blech zu warm wurde und sich durch den
Kesseldruck so verformt hat, dass es vom Stehbolzen heruntergedrückt wurde. Der Abriß
von den anderen Stehbolzen sah so aus, als ob eine Tapete von der Wand
abgezogen wurde.
Ferner:
Die
errechnete Kraft bei einem vermutlichen Kesseldruck von 90 lbs. war während des Zerknalls 28.000.000 lbs ( 12.700.800 kp), während ca. 1.280.000 lbs
(580.600 kp) davon ausreichten, um die Maschine in die Höhe zu schleudern.
Die restliche Energie wurde in die Umgebung abgeführt.
Zum Schluß seines
Untersuchungsberichtes stellt John D. Payton fest, dass der Kessel einer
Inspektion im US-Staat Pennsylvania nicht stand gehalten hätte, er wäre
in dem Zustand außer Dienst gestellt worden.
Anmerkung des
Berichterstatters hierzu:
Im US-Staat Ohio waren bis zum Unglück privat oder museal betriebene
Lokomobile nicht inspektionspflichtig, da der Dampfkessel der Maschine
zugeordnet wurde und Dampfmaschinen nicht der Inspektion unterlagen.
Diese Zuordnung war ein verhängnisvoller Fehler des Gesetzgebers!
Jetzt nach dem Unglück soll dieses Gesetz geändert werden.
Umrechnungseinheiten:
1psi = 0,0703 kp/cm²
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1” = 1 inch = 25,4 mm
-- 1lbs =
0,4536 kg
Skizzen zum Zerknallablauf
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