Kesselexplosion - Wikipedia

Die Nachwirkungen einer Kesselexplosion in der Nähe von Oslo, Norwegen, 1893. Eine Lokomotive wurde in die Luft geworfen und landete auf dem Dach einer anderen. die Besatzungen beider entkamen ohne Verletzungen ^[1]

Eine Kesselexplosion ist ein katastrophaler Ausfall eines Kessels. Wie heute zu sehen ist, gibt es zwei Arten von Kesselexplosionen. Eine Art ist ein Versagen der Druckteile der Dampf- und Wasserseite. Es kann viele verschiedene Ursachen geben, z. B. Ausfall des Sicherheitsventils, Korrosion kritischer Teile des Kessels oder niedriger Wasserstand. Korrosion entlang der Kanten von Überlappungsverbindungen war eine häufige Ursache für frühe Kesselexplosionen.

Die zweite Art ist eine Kraftstoff / Luft-Explosion im Ofen, die man als Feuerraum-Explosion bezeichnen könnte. Feuerraum-Explosionen in Festbrennstoffkesseln sind selten, aber Feuerraumexplosionen in Gas- oder Ölkesseln sind immer noch eine potenzielle Gefahr.

Ursachen von Kesselexplosionen [ edit ]

Es gibt viele Ursachen für Kesselexplosionen wie schlechte Wasseraufbereitung, die zu Ablagerungen und zu starkem Aufheizen der Platten, zu niedrigem Wasserstand, festsitzender Sicherheit führt Ventil oder sogar eine Ofenexplosion, die wiederum, wenn sie stark genug ist, eine Kesselexplosion verursachen kann. Schlechte Bedienerschulungen, die zu Vernachlässigung oder anderer Misshandlung des Kessels geführt haben, sind seit Beginn der industriellen Revolution eine häufige Ursache für Explosionen. Im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert zeigten die Inspektionsprotokolle verschiedener Quellen in den USA, Großbritannien und Europa, dass die häufigste Ursache für Kesselexplosionen die Schwächung von Kesseln durch einfaches Rosten war, und zwar um zwei bis fünf Mal mehr als alle anderen andere Ursachen.

Bevor Materialwissenschaft, Inspektionsstandards und Qualitätskontrolle die rasch wachsende Kesselherstellungsindustrie einholten, war eine beträchtliche Anzahl von Kesselexplosionen direkt auf schlechte Konstruktion, Verarbeitung und unentdeckte Mängel in Materialien schlechter Qualität zurückzuführen. Die alarmierende Häufigkeit von Kesselausfällen in den USA aufgrund von Material- und Konstruktionsfehlern erregte die Aufmerksamkeit internationaler Organisationen für technische Normen, wie zum Beispiel der ASME, die 1884 ihren ersten Kesselprüfcode festlegte. Die Kesselexplosion verursachte die Grover Shoe Factory Die Katastrophe in Brockton (Massachusetts) am 10. März 1905 führte zu 58 Todesfällen und 117 Verletzungen und inspirierte den Bundesstaat Massachusetts 1908 zur Veröffentlichung seiner ersten Kesselgesetze.

Mehrere schriftliche Quellen beschreiben kurz die Ursachen von Kesselexplosionen:

"Die Hauptursachen für Explosionen, in der Tat die einzigen Ursachen, sind ein Mangel an Festigkeit in der Hülle oder anderen Teilen der Kessel, Überdruck und Überhitzung. Ein Mangel an Festigkeit in Dampfkesseln kann auf ursprüngliche Defekte zurückzuführen sein , schlechte Verarbeitung, Verschlechterung durch Verwendung oder Missmanagement. "^[2]

Und:

"Ursache.-Boiler-Explosionen sind immer darauf zurückzuführen, dass ein Teil des Boilers aus irgendeinem Grund zu schwach ist, um dem Druck zu widerstehen, dem er ausgesetzt ist. Dies kann zwei Ursachen haben: Entweder der Kessel ist nicht stark genug, um seinen ordnungsgemäßen Betriebsdruck sicher zu halten, oder der Druck wurde durch das Anhaften der Sicherheitsventile oder eine ähnliche Ursache über den üblichen Punkt ansteigen gelassen. "^[3]

Erste Untersuchungen der Ursachen des Kessels Explosionen [ edit ]

Während Verschlechterung und Misshandlung wahrscheinlich die häufigste Ursache von Kesselexplosionen sind ist der eigentliche Mechanismus ein katastrophaler Kesselausfall war nicht gut dokumentiert, bis Anfang des 20. Jahrhunderts von amerikanischen Kesselinspektoren umfangreiche Experimente durchgeführt wurden. Es wurden verschiedene Versuche unternommen, einen Kessel mit verschiedenen Mitteln zum Explodieren zu bringen. Eines der interessantesten Experimente zeigte jedoch, dass Wasserschläge unter Umständen dazu führen könnten, dass durch ein plötzliches Öffnen des Kessels Dampf zu schnell entweichen konnte Druckbehälter:

"Ein zylindrischer Kessel wurde getestet und widerstand einem Dampfdruck von 300 Pfund ohne Verletzung." "Als das Ventil [discharge] plötzlich bei einem Druck von 235 Pfund (19459141) geöffnet wurde, gab der Heizkessel nach, das Eisen wurde verdreht und in Stücke zerrissen und in alle Richtungen geworfen. Der Grund dafür war, dass der Dampfstoß plötzlich ausbrach Der Kessel in die Abflussleitung reduzierte den Druck im Kessel sehr schnell, was zur plötzlichen Bildung einer großen Dampfmenge im Wasser führte und die schwere Wassermasse, die mit großer Gewalt gegen die Öffnung geworfen wird, wo der Dampf austritt zurückgezogen wurde, schlug die Teile des Kessels in der Nähe dieser Öffnung und verursachte den Bruch. "^[4]

Kesselexplosionen treten bei sinkenden Schiffen auf, sobald der überhitzte Kessel kaltes Meerwasser berührt, da die plötzliche Abkühlung des überhitzten Metalls zum Reißen bringt ; Als beispielsweise der SS-Ben Lomond von einem U-Boot torpediert wurde, führten die Torpedos und die daraus resultierende Kesselexplosion dazu, dass das Schiff innerhalb von zwei Minuten unterging und Poon Lim als einziger Überlebender in einem Komplement von 54 übrig blieb Besatzung. ^[5][6]

Lokomotiven-Kesselexplosionen [ edit ]

Kesselexplosionen sind eine besondere Gefahr in (Lokomotiven-) Feuerrohrkesseln, da sich die Oberseite des Feuerraums (Kronblech) befindet ) muss immer mit etwas Wasser bedeckt sein; oder die Hitze des Feuers kann das Kronenblatt schwächen oder die Krone bleibt bis zum Versagen selbst bei normalem Arbeitsdruck .

Dies war die Ursache der Feuerraum-Explosion der Gettysburg Railroad ^[7] in der Nähe von Gardners, Pennsylvania im Jahr 1995, als die Vorderkante des Kronenblattes durch Überhitzung überhitzt wurde, bis die reguläre Krone durch das Laken gezogen wurde Dampf und Wasser unter vollem Kesseldruck in den Feuerraum. Glücklicherweise enthielt das Kronenblatt-Design mehrere abwechselnde Reihen von Sicherheitsknöpfen mit Knopfkopf, was den Ausfall des Kronenblattes auf die ersten 5 oder 6 Reihen herkömmlicher Stützen beschränkte und einen Zusammenbruch des gesamten Kronenblattes verhinderte.

Diese Art des Versagens ist jedoch nicht auf Eisenbahnmotoren beschränkt, da Lokomotivkessel für Traktionsmotoren, tragbare Motoren, für den Bergbau oder Holzeinschlag genutzte Schleppmotoren, stationäre Motoren für Sägewerke und Fabriken, für das Heizen und für Fahrzeuge verwendet werden als Paketkessel, die anderen Prozessen Dampf zuführen. In allen Anwendungen ist die Aufrechterhaltung des richtigen Wasserstandes für einen sicheren Betrieb unerlässlich.

Prinzip [ edit ]

Viele Schalenkessel tragen ein großes Bad mit flüssigem Wasser, das auf eine höhere Temperatur und einen höheren Druck (Enthalpie) erhitzt wird als kochendes Wasser bei Atmosphärendruck Druck. Während des normalen Betriebs bleibt das flüssige Wasser aufgrund der Schwerkraft im Boden des Kessels, Dampfblasen steigen durch das flüssige Wasser auf und sammeln sich an der Oberseite für den Gebrauch, bis der Sättigungsdruck erreicht ist, und das Sieden hört auf. Wenn etwas Druck abgelassen wird, beginnt das Kochen wieder und so weiter.

Wenn Dampf normal freigesetzt wird, z. B. durch Öffnen eines Drosselventils, bleibt die Sprudelwirkung des Wassers moderat und relativ trockener Dampf kann vom höchsten Punkt des Gefäßes abgezogen werden.

Wenn Dampf schneller freigesetzt wird, kann durch die stärkere Siedeaktion ein feiner Sprühnebel als "Nassdampf" aufgesprüht werden, der Rohrleitungen, Motoren, Turbinen und andere nachgeschaltete Anlagen beschädigen kann.

Wenn durch einen großen Sprung oder eine andere Öffnung im Kessel der Innendruck sehr plötzlich abfällt, führt die im Wasser verbleibende Wärmeenergie dazu, dass noch mehr Flüssigkeit in Dampfblasen ausströmt, die dann die restliche Flüssigkeit schnell verdrängen . Die potentielle Energie des austretenden Dampfes und Wassers wird jetzt in Arbeit umgewandelt, genau wie sie es in einem Motor getan hätte; mit ausreichender Kraft, um das Material um den Bruch herum abzuziehen, wodurch die Form der Platte, die zuvor durch Stege an Ort und Stelle gehalten wurde, stark verzerrt oder durch ihre ursprüngliche zylindrische Form selbst gestützt wird. Die schnelle Abgabe von Wasserdampf und Wasser kann einen sehr starken Druck verursachen und das umliegende Eigentum oder das Personal stark beschädigen.

Die sich schnell ausdehnenden Dampfblasen können auch Arbeit leisten, indem sie große "Wasserschläge" in den Kessel in Richtung der Öffnung und mit erstaunlicher Geschwindigkeit werfen. Eine sich schnell bewegende Wassermasse trägt viel kinetische Energie (aus dem expandierenden Dampf) und führt bei einer Kollision mit der Hülle des Kessels zu einer gewaltsamen Zerstörung. Dies kann den ursprünglichen Bruch erheblich vergrößern oder die Schale in zwei Teile zerreißen. ^[8]

Viele Klempner, Feuerwehrleute und Dampfer wissen von diesem Phänomen, das als "Wasserhammer" bezeichnet wird. Ein mehrere Unzen schwerer "Wasserstrahl" Wasser, der mit hoher Geschwindigkeit durch eine Dampfleitung strömt und auf einen 90-Grad-Winkel trifft, kann sofort eine Armatur zerbrechen, die sonst ein Vielfaches des normalen statischen Drucks verarbeiten kann. Man kann dann verstehen, dass einige hundert oder sogar einige tausend Pfund Wasser die sich mit derselben Geschwindigkeit in einem Kesselmantel bewegen, leicht einen Rohrboden ausblasen, eine Feuerkammer zusammenbrechen lassen oder sogar den gesamten Kessel werfen können eine überraschende Distanz durch die Reaktion, wenn das Wasser den Kessel verlässt, wie der Rückstoß einer schweren Kanone, die einen Ball abfeuert.

In mehreren Berichten des Versuchsreaktors SL-1 wird die unglaublich starke Wirkung eines Wasserschlags auf einen Druckbehälter anschaulich beschrieben:

"Die durch diesen Erwärmungsvorgang verursachte Expansion verursachte einen Wasserschlag, da Wasser in Richtung auf den Reaktorgefäßkopf beschleunigt wurde Druck von ungefähr 10.000 Pfund pro Quadratzoll (69.000 kPa) auf den Kopf des Reaktorbehälters, als Wasser mit einer Geschwindigkeit von 160 Fuß pro Sekunde (50 m / s) auf den Kopf auftrat " ^{[ erforderliche Zitat ] 19659035] "Diese extreme Form des Wasserschlags trieb Steuerknüppel, Abschirmpfropfen und den gesamten Reaktorbehälter nach oben. Eine spätere Untersuchung ergab, dass der 12.000 kg schwere Behälter um 2,77 m (9 Fuß 1 Inch) und den oberen Bereich gesprungen war Steuerstab-Antriebsmechanismen hatten die Decke des Reaktorgebäudes getroffen, bevor sie sich wieder an ihrem ursprünglichen Ort niedergelassen hatten. "[19456533] Zitat erforderlich ]}

Eine Dampflokomotive, die bei 350 psi (2.400 kPa) betrieben wird beim Emmeratur von etwa 225 ° C (437 ° F) und eine spezifische Enthalpie von 963,7 kJ / kg (437,1 kJ / lb). ^[9] Da Standarddruck gesättigtes Wasser eine spezifische Enthalpie von nur 418,91 kJ / kg (190,01 kJ / kg) aufweist, lb), ^[10] Die Differenz zwischen den beiden spezifischen Enthalpien, 544,8 kJ / kg (247,1 kJ / lb), ist die Gesamtenergie, die bei der Explosion aufgewendet wurde. Bei einer großen Lokomotive, die bis zu 10.000 kg Wasser bei hohem Druck und hoher Temperatur fassen kann, hätte diese Explosion also eine theoretische Energiefreisetzung von etwa 1.160 Kilogramm TNT.

Feuerraum-Explosionen [ edit ]

Bei einer Feuerraum-Explosion treten diese typischerweise nach einem Flammenbrenner auf. In der Brennkammer können sich Öldämpfe, Erdgas, Propan, Kohle oder andere Brennstoffe ansammeln. Dies ist besonders besorgniserregend, wenn das Schiff heiß ist. Die Kraftstoffe verflüchtigen sich aufgrund der Temperatur schnell. Sobald die untere Explosionsgrenze (UEG) erreicht ist, führt jede Zündquelle zu einer Explosion der Dämpfe.

Eine Sprengstoffexplosion innerhalb der Feuerkammer kann die unter Druck stehenden Kesselrohre und die Innenschale beschädigen und möglicherweise einen Konstruktionsfehler, Dampf- oder Wasserleck und / oder einen Ausfall des sekundären Kesselgehäuses und eine Dampfexplosion verursachen.

Eine gebräuchliche Form der "Explosion" von kleineren Feuerstellen wird als "Trommeln" bezeichnet und kann bei jeder Art von Brennstoff auftreten. Anstelle des normalen "Gebrülls" des Feuers zeigen rhythmische Reihen von "Schlägen" und Feuerblitzen unter dem Rost und durch den Kaminboden an, dass die Verbrennung des Brennstoffs durch eine schnelle Reihe von Detonationen erfolgt, die durch eine ungeeignete Luft verursacht werden / Kraftstoffgemisch in Bezug auf die verfügbare Zughöhe. Dies verursacht in Lokomotivkesseln in der Regel keinen Schaden, kann jedoch zu Brüchen in den Einstellungen des Mauerwerkskessels führen, wenn dies fortgesetzt wird.

Einstechen [ edit ]

Die Platten früherer Lokomotivenkessel wurden durch einfache überlappende Gelenke verbunden. Diese Praxis war für die ringförmigen Verbindungen, die um den Kessel herum liefen, zufriedenstellend, aber bei Längsverbindungen entlang der Länge des Kessels lenkte die Überlappung der Platten den Kesselquerschnitt von seiner idealen Kreisform ab. Unter Druck verspannte sich der Kessel, um den kreisförmigen Querschnitt so gut wie möglich zu erreichen. Da die Überlappung der doppelten Dicke stärker war als das umgebende Metall, verursachte das wiederholte Biegen und Lösen, verursacht durch die Schwankungen des Kesseldrucks, innere Risse oder Rillen (tiefe Vertiefungen) entlang der Länge der Verbindung. Die Risse boten einen Ausgangspunkt für innere Korrosion, die das Versagen beschleunigen könnte. ^[11] Es wurde schließlich festgestellt, dass diese innere Korrosion durch Verwendung von ausreichend großen Platten reduziert werden konnte, so dass sich keine Verbindungsstellen unterhalb des Wasserspiegels befanden. ^[12][13] Die einfache Überlappnaht wurde durch die Einfach- oder Doppelnahtnaht ersetzt, die nicht an diesem Defekt leiden.

Aufgrund der ständigen Ausdehnung und Kontraktion des Feuerraums kann an den Enden der Stehbolzen, an denen sie in die Feuerraumplatten gelangen, eine ähnliche Form der "Spannungskorrosion" auftreten, die durch schlechte Wasserqualität beschleunigt wird. Diese Art von Korrosion wird oft als "Halsbildung" bezeichnet und kann die Festigkeit der Stehbolzen verringern, bis sie die Feuerbox nicht bei normalem Druck tragen können.

Einstechen (tiefes, örtlich begrenztes Lochfraß) tritt auch in der Nähe der Wasserlinie auf, insbesondere in Kesseln, die mit Wasser versorgt werden, das nicht entlüftet oder mit Sauerstoffbindemitteln behandelt wurde. Alle "natürlichen" Wasserquellen enthalten gelöste Luft, die beim Erhitzen des Wassers als Gas freigesetzt wird. Die Luft (die Sauerstoff enthält) sammelt sich in einer Schicht nahe der Wasseroberfläche und beschleunigt die Korrosion der Kesselplatten in diesem Bereich erheblich. ^[14]

Firebox [ edit

The intricate Die Form eines Lokomotivenfeuerraums, ob aus weichem Kupfer oder aus Stahl, kann dem Dampfdruck an den Innenwänden nur standhalten, wenn diese durch Stützen an den Innenträgern und den Außenwänden unterstützt werden. Sie neigen dazu, durch Ermüdung zu versagen (weil sich die Innen- und Außenwände unter der Hitze des Feuers unterschiedlich stark ausdehnen), durch Korrosion oder durch Abnutzung, wenn die Köpfe der dem Feuer ausgesetzten Stützen verbrannt werden. Wenn die Aufenthalte versagen, explodiert die Feuerbox nach innen. Um dies zu verhindern, wird eine regelmäßige Sichtprüfung von innen und außen eingesetzt. ^[12][15] Selbst ein gut gewarteter Feuerraum versagt explosionsartig, wenn der Wasserstand im Kessel so weit abgesunken ist, dass die obere Platte des Feuerraums unbedeckt bleibt. ^[12][15] 19659057] Dies kann passieren, wenn Sie den Gipfel des Hügels überqueren, da das Wasser in den vorderen Teil des Kessels fließt und das Kronblech des Feuerraums freilegen kann. Die Mehrheit der Lokomotiven-Explosionen sind Feuerraum-Explosionen, die durch solche Kronenblattentdeckung verursacht wurden. ^[17]

Dampfbootkessel [ edit

Das Pennsylvania war ein Seitenraddampfer, der im Mississippi eine Kesselexplosion erlitt River und sank bei Ship Island in der Nähe von Memphis, Tennessee, am 13. Juni 1858. Von den 450 Passagieren an Bord starben mehr als 250, darunter Henry Clemens, der jüngere Bruder des Schriftstellers Mark Twain.

SS Ada Hancock, ein kleines Dampfschiff, das Passagiere und Fracht von und zu den großen Dampfschiffen an der Küste transportierte, die Anfang der 1860er Jahre im Hafen von San Pedro anlegten, erlitt eine Katastrophe, als der Kessel in San Pedro Bay, dem Hafen von Los, heftig explodierte Angeles, in der Nähe von Wilmington, Kalifornien, am 27. April 1863, wobei 26 Menschen getötet und viele der dreiundfünfzig oder mehr Passagiere an Bord verletzt wurden.

Das Dampfschiff Sultana wurde am 27. April 1865 bei einer Explosion zerstört, was zur größten Seekatastrophe in der Geschichte der Vereinigten Staaten führte. Schätzungsweise 1549 Passagiere wurden getötet, als drei der vier Boiler des Schiffes explodierten und die Sultana unweit von Memphis, Tennessee, verbrannte und sank.

Eine weitere US-amerikanische Bürgerkriegsdampfer-Explosion war der Dampfer Eclipse am 27. Januar 1865, der Mitglieder der 9. Indiana-Artillerie trug. Ein offizieller Bericht berichtet über die Katastrophenberichte, in denen 10 Menschen getötet und 68 verletzt wurden; ^[18] erwähnt später, dass 27 getötet und 78 verletzt wurden. ^[19] Fox's Regimental Losses berichtet über 29 Tote. ^[20][21]

Verwendung von Kesseln [ edit ]

Die stationären Dampfmaschinen, mit denen Maschinen angetrieben wurden, kamen während der industriellen Revolution zum ersten Mal zur Geltung, und zu Beginn gab es viele Kesselexplosionen aus verschiedenen Gründen. Einer der ersten Ermittler des Problems war William Fairbairn, der bei der Gründung der ersten Versicherungsgesellschaft behilflich war, die sich mit den Verlusten befasste, die solche Explosionen verursachen könnten. Er stellte auch experimentell fest, dass die Umfangsspannung in einem zylindrischen Druckbehälter wie einem Kessel die doppelte Längsspannung betrug. ^{[notes 1]} Diese Untersuchungen halfen ihm und anderen, die Bedeutung von Spannungskonzentrationen bei Schwächungskesseln zu erklären.

Moderne Kessel [ edit ]

Moderne Kessel sind mit redundanten Pumpen, Ventilen, Wasserstandsüberwachungsgeräten, Kraftstoffabschaltern, automatisierten Steuerungen und Überdruckventilen ausgestattet. Darüber hinaus muss die Konstruktion strengen Konstruktionsrichtlinien der zuständigen Behörden entsprechen. Das NBIC, ASME und andere versuchen, durch die Veröffentlichung detaillierter Normen sichere Kesselkonstruktionen zu gewährleisten. Das Ergebnis ist eine Kesselanlage, die weniger anfällig für katastrophale Unfälle ist.

Die Sicherheit wird auch durch die zunehmende Verwendung von "Paketkesseln" erhöht. Dies sind Kessel, die in einer Fabrik gebaut werden und dann als komplette Einheit an die Baustelle geliefert werden. Diese haben in der Regel eine bessere Qualität und weniger Probleme als Heizkessel, die vor Ort Rohr für Rohr zusammengebaut werden. Ein Paketkessel benötigt nur die endgültigen Verbindungen (elektrische Leitungen, Bruchleitungen, Kondensatleitungen usw.), um die Installation abzuschließen.

Dampfexplosionen [ edit ]

Bei Dampflokomotivenkesseln waren die Sprengsituationen und die daraus resultierenden Schäden infolge von Versuch und Irrtum in den frühen Tagen unvermeidlich. Durch verbesserte Konstruktion und Wartung wurde jedoch die Anzahl der Kesselexplosionen bis zum Ende des 19. Jahrhunderts deutlich reduziert. Weitere Verbesserungen wurden im 20. Jahrhundert fortgesetzt.

An Landkesseln kam es in der viktorianischen Zeit regelmäßig zu Explosionen der Drucksysteme in stationären Dampfkesseln, die jedoch aufgrund der verschiedenen Schutzmaßnahmen und aufgrund regelmäßiger Inspektionen, die durch staatliche und industrielle Anforderungen vorgeschrieben sind, sehr selten sind.

Warmwasserbereiter können mit überraschender Gewalt explodieren, wenn ihre Sicherheitsvorrichtungen ausfallen.

Reaktorexplosionen [ edit ]

Eine Dampfexplosion kann in jeder Art von Warmwasserbereiter auftreten, bei dem eine ausreichende Menge an Energie abgegeben wird und der erzeugte Dampf die Stärke des Dampfes übersteigt Schiff. Wenn die Wärmezufuhr ausreichend schnell ist, kann es zu einer lokalen Überhitzung kommen, was zu einem Wasserschlag führt, der das Gefäß zerstört. Der Reaktorunfall SL-1 ist ein Beispiel für einen überhitzten Dampfstoß. In dem SL1-Beispiel wurde der Druck jedoch durch den erzwungenen Auswurf von Steuerstäben abgebaut, wodurch der Dampf abgelassen werden konnte. Der Reaktor explodierte nicht und brach auch nicht.

Lokomotiven-Kesselexplosionen in Großbritannien [ edit ]

Nach einer Kesselexplosion an einer Lokomotive um 1850.

Hewison (1983) ^[22] gibt einen umfassenden Bericht von britischen Kesselexplosionen, die 137 zwischen 1815 und 1962 auflistete. Es ist bemerkenswert, dass sich 122 davon im 19. Jahrhundert und nur 15 im 20. Jahrhundert befanden.

Kesselexplosionen fielen im Allgemeinen in zwei Kategorien. Der erste ist der Bruch des Kesselgehäuses selbst durch Schwäche / Beschädigung oder übermäßigen Innendruck, was zu einem plötzlichen Ablassen von Dampf über einen weiten Bereich führt. Spannungsrisskorrosion an den Überlappungsfugen war eine häufige Ursache für frühe Kesselexplosionen, wahrscheinlich verursacht durch ätzende Versprödung. Das in Kesseln verwendete Wasser wurde nicht oft genau kontrolliert und wenn es sauer ist, könnten die schmiedeeisernen Kesselplatten angegriffen werden. Galvanische Korrosion war ein zusätzliches Problem, wenn Kupfer und Eisen miteinander in Kontakt kamen. Kesselplatten wurden bis zu einer Viertelmeile geworfen (Hewison, Rolt). Der zweite Typ ist der Zusammenbruch des Feuerraums unter Dampfdruck aus dem angrenzenden Kessel, wodurch Flammen und heiße Gase in die Kabine freigesetzt werden. Durch verbesserte Konstruktion und Wartung wurde der erste Typ fast vollständig beseitigt. Der zweite Typ ist jedoch immer möglich, wenn der Ingenieur und der Feuerwehrmann den Wasserstand im Kessel nicht halten.

Kesselrohre könnten explodieren, wenn der Innendruck zu hoch wurde. Um dies zu verhindern, wurden Sicherheitsventile installiert, um den Druck auf ein eingestelltes Niveau abzulassen. Frühe Beispiele waren federbelastet, aber John Ramsbottom erfand ein manipulationssicheres Ventil, das universell eingesetzt wurde. Die andere häufige Ursache für Explosionen war innere Korrosion, die den Kesselzylinder schwächte, so dass er dem normalen Betriebsdruck nicht standhalten konnte. An horizontalen Nähten (Überlappungsfugen) unterhalb des Wasserspiegels können insbesondere Rillen auftreten. Es entstanden Dutzende von Explosionen, die jedoch bis 1900 durch die Verwendung von Stoßverbindungen sowie verbesserte Wartungspläne und regelmäßige hydraulische Tests beseitigt wurden.

Feuerkästen bestanden in der Regel aus Kupfer, spätere Lokomotiven verfügten jedoch über Stahlkammern. Sie wurden durch Aufenthalte (zahlreiche kleine Stützen) an den äußeren Teil des Kessels gehalten. Teile des Feuerraums, die mit vollem Dampfdruck in Berührung kommen, müssen mit Wasser bedeckt bleiben, um eine Überhitzung und Schwächung zu verhindern. Die übliche Ursache für den Zusammenbruch des Feuerraums ist, dass der Kesselwasserstand zu niedrig ist und die Oberseite des Feuerraums (Scheitelblatt) unbedeckt ist und überhitzt. Dies geschieht, wenn der Feuerwehrmann den Wasserstand nicht gehalten hat oder die Füllstandsanzeige (Messglas) fehlerhaft ist. Ein weniger häufiger Grund ist der Bruch einer großen Anzahl von Stegen aufgrund von Korrosion oder ungeeignetem Material.

Während des gesamten 20. Jahrhunderts kam es in Großbritannien zu zwei Ausfällen von Kesselrohren und dreizehn Feuerstellen. Die Ausfälle des Kesselfasses fanden 1909 in Cardiff und 1921 in Buxton statt. beide wurden durch falsche Montage der Sicherheitsventile verursacht, wodurch die Kessel ihre Auslegungsdrücke überschreiten. Von den 13 Feuerstellen stürzten vier auf gebrochene Aufenthalte, einer auf der Feuerraumanhäufung, der Rest auf niedrigen Wasserstand.

Siehe auch [ edit ]

1. ^ Die theoretische Berechnung von Fairbairn geht davon aus, dass der zylindrische Behälter viel länger ist als sein Durchmesser. In der Praxis ist dies eine praktikable Annäherung für jeden Kessel, der ein rechter Zylinder oder länger ist. Selbst für einen kurzen gedrungenen Heizkessel wie den Scotch bedeutet der reduzierte Endbereich aufgrund der Rohre und die bleibende Wirkung auf den Endplatten, dass die Hauptspannung immer noch diese Umfangsspannung ist.

Bibliography edit ]

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Verweise [ edit ]

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    Externe Links [ edit ]