NIST-analyse helpt de US Chemical Safety Board de oorzaak van het falen van het drukvat te achterhalen

NIST-analyse helpt de US Chemical Safety Board de oorzaak van het falen van het drukvat te achterhalen

Anonim

door Jim Fekete, National Institute of Standards and Technology

Image

In 2009 verwondde een gewelddadige breuk van een 50-voet drukvat dat werd gebruikt om synthetische kristallen te produceren in de NDK Crystal-faciliteit in Belvidere, Illinois een lid van het publiek dodelijk en veroorzaakte aanzienlijke materiële schade aan de fabriek zelf en de omgeving. In reactie op het ongeval werden wetenschappers van NIST's Material Measurement Laboratory benaderd door de US Chemical and Hazardous Material Safety Board (CSB) om gegevens te beoordelen en te helpen bij het identificeren van het faalmechanisme. De beoordeling vond sterke aanwijzingen voor spanningscorrosie (SCC) op en nabij de binnendiameter van het vatfragment en een vermindering van de materiaalhardheid tijdens het gebruik. Deze combinatie resulteerde waarschijnlijk in een fout die de kritische grootte bereikte, waardoor de catastrofale mislukking werd veroorzaakt. De resultaten zijn opgenomen in het recent gepubliceerde eindrapport van CSB over het incidentonderzoek.

Om tot zijn conclusies te komen, hebben NIST-wetenschappers meer dan 1000 pagina's met documenten beoordeeld, waaronder chemische en mechanische eigenschappen, microfoto's, materiaalstandaarden, codedocumenten en resultaten van ultrasone onderzoeken. Het NIST-onderzoek identificeerde spanningscorrosie als de meest waarschijnlijke oorzaak van de uitgebreide scheurvorming in het vat. De beoordeling onthulde ook een mogelijke vermindering van de breuktaaiheid veroorzaakt door broos worden in het mislukte vat, op basis van vergelijkingen van Charpy-impacttestgegevens na fabricage en na falen. Bovendien leverde NIST een analyse van de breukmechanica die concludeerde dat hoewel het vaartuig in veilige toestand in dienst kwam, het SCC-veroorzaakte scheuren, samen met de vermindering van de breuktaaiheid van het staal, resulteerde in een kritieke stressintensiteit van het vat, en daaropvolgende catastrofale mislukking.

CSB's missie is het onderzoeken van industriële ongevallen en het vaststellen van de oorzaak ervan, om wijzigingen aan te bevelen in veiligheidsprocedures, codes en normen, wat resulteert in veiligere fabrieken, werknemers en gemeenschappen. Als onderdeel van het netwerk van experts van CSB biedt NIST deskundige, onafhankelijke technische analyses op basis van zijn jarenlange onderzoek naar de betrouwbaarheid van structurele materialen. CSB verwacht NIST te blijven betrekken bij onderzoeken waarbij vermoed wordt dat materieel falen een rol speelt.