szkolenia ADR w Łodzi - co jest ważne przy kupowaniu cystern, część druga

Na wstępie informacja o szkoleniach ADR, które moja firma uruchamia od lipca tego roku. Szkolenia będą odbywać się w Łodzi w budynku znajdującym się przy Alei Marszałka Józefa Piłsudskiego 135. Informacje na temat szkoleń są zamieszczane pod adresami:

www.adr-lodz.pl
www.szkolenia-adr-lodz.pl
http://www.wlodarczyk-szkolenia.pl/szkolenia-adr-lodz/

       Kontynuuję tematykę związaną z wymaganiami stawianymi cysternom. Jedną z przyczyn trwałego wykluczenia niektórych cystern z możliwości użytkowania, po badaniu wykonanym przez Transportowy Dozór Techniczny, jest zbyt niska grubość ścianki cysterny. Ten sam problem występuje również w przypadku niektórych cystern sprowadzonych z zagranicy. Mimo ważnego „dokumentu z czerwonym paskiem” okazuje się, że cysterna w Polsce nie może zostać zarejestrowana, bo ma zbyt cienkie ścianki. Dlatego przy zakupie cysterny należy szczególną wagę przykładać do sprawdzenia grubości ścianek. I to sprawdzenia poprzez pomiar, a nie tylko poprzez zbadanie dokumentów. W poprzednim opracowaniu przedstawiłem bowiem szereg przykładów świadczących o tym, że grubość wynikająca z dokumentów nie zawsze odpowiada rzeczywistości.

          
        Ale przejdźmy do podstawowego pytania : „Jaka powinna być grubość ścianek cysterny ? ”. Zagadnienie to uregulowane jest w punktach od 6.8.2.1.17  do 6.8.2.1.22 ADR. Do pełnego tekstu można sięgnąć wchodząc na moją stronę internetową: http://www.wlodarczyk-szkolenia.pl/przepisy-adr/. Mimo, że przepisy dotyczące grubości nie są bardzo obszerne, to nie są proste. Trudno je również przedstawić w prosty sposób. W dalszym opisie zastosuję pewne uproszczenia, nie omówię wszystkich przypadków, tylko te najważniejsze, żeby opis był bardziej czytelny.

Najważniejsze fakty wynikające z uregulowań tam zawartych są następujące:

1.      Inne wymagania obowiązują dla cystern o średnicy mniejszej lub równej 1,8 metra, a inne dla cystern o średnicy większej.

Pojęcie średnicy jest sprawą prostą w przypadku cystern o przekroju kołowym. Ale są cysterny o przekroju eliptycznym, czy kufrowym. Co wtedy? W takim przypadku należy wyliczyć tak zwaną średnicę zastępczą. Oblicza się pole powierzchni przekroju poprzecznego cysterny mającej kształt inny niż kołowy – średnica zastępcza to średnica koła o takiej samej powierzchni. Precyzyjne wyliczenie pola przekroju poprzecznego cysterny nie jest proste. Do wstępnej oceny można zastosować wzór:

Pole przekroju poprzecznego = objętość zbiornika / długość zbiornika

Z uwagi na to, że dennice cysterny nie są płaskie określenie długości cysterny obarczone jest sporym błędem. Więc sprawa i z tego punktu widzenia może nie być prosta. Na szczęście średnice cystern są na ogół albo wyraźnie większe albo wyraźnie mniejsze niż 1,8 metra i przybliżone obliczenia są wystarczające.  Jeśli tak nie jest, należy przeprowadzić bardzo precyzyjne pomiary i skorzystać z pomocy programów komputerowych.

2.      Inne wymagania są dla cystern wykonanych ze stali zaliczanych do stali miękkiej i inne dla cystern wykonanych z innych materiałów, w tym z aluminium.

Stal miękka według ADR to stal o minimalnej wytrzymałości na rozciąganie pomiędzy 360 a 440 N/mm². Nie wszystkie cysterny stalowe są wykonane ze stali miękkiej.

3.      Inne wymagania mogą się pojawić w zależności od maksymalnej wielkości komór,

4.      Inne wymagania mogą się pojawić w zależności od promienia krzywizny zbiornika,

Załączniki do umowy ADR-u zmieniają się w cyklu dwuletnim i zmiany obejmowały też wymagania w zakresie grubości.  Aktualna wersja ADR jest niewystarczająca do oceny czy cysterna wyprodukowana kilka, czy kilkanaście lat temu spełnia, czy nie spełnia wymagań w zakresie grubości.

Na przykład cysterny, które spełniały wymagania określone w ADR wersja 1999, gdyby były wykonane współcześnie nie mogłyby zostać dopuszczone do eksploatacji. Na szczęście przepisy ADR zawierają również przepisy przejściowe, które brzmią mniej więcej tak: „cysterny które zostały zbudowane przed 1.01.2001 roku, które spełniały wymagania obowiązujące do dnia 31.12.2000 roku mogą być używane nadal”. Na podstawie tego przepisu cysterny nie spełniające obecnie obowiązujących wymagań mogą być w dalszym ciągu eksploatowane zgodnie z prawem.

Przechodząc do szczegółów, osobnego omówienia wymagają cysterny o pojemności nie większej niż 5 metrów sześciennych, lub takie, które są podzielone na szczelne komory o pojemności nie większej niż 5 metrów sześciennych i które jednocześnie mają w tak zwanym kodzie cysterny literkę „G” i są opróżniane grawitacyjnie.  Dla tych cystern wymagania są mniej restrykcyjne.

Dla cystern pozostałych wymagania są następujące:

Cysterny wykonane ze stali miękkiej o średnicy większej niż 1,8 metra powinny mieć grubość minimalną równą 6 mm, a cysterny o średnicy mniejszej niż 1,8 metra – 5 mm. Ale jeśli zastosowano zabezpieczenia przed uderzeniami bocznymi lub przed przewróceniem to grubości te mogą być zmniejszone za zgodą właściwej władzy (w Polsce za zgodą Transportowego Dozoru Technicznego) odpowiednio do 4 mm lub 3 mm w zależności od średnicy. Różnica jest zasadnicza – zamiast 6 mm, tylko 4 mm, a zamiast 5 mm, tylko 3 mm.

Należy zatem w tym miejscu omówić warunki jakie musi spełniać cysterna, żeby mogła zostać uznana za zabezpieczoną przed przewróceniem lub uderzeniami bocznymi. Warunki te są następujące:

a) w przypadku cystern o przekroju kołowym lub eliptycznym powinny one być wyposażone w przegrody, falochrony pierścienie wewnętrzne lub zewnętrzne tak aby spełnione były następujące warunki:

            - odległości pomiędzy dwoma sąsiednimi elementami wzmacniającymi była mniejsza lub równa 1,75 m

            - pojemności pomiędzy dwoma sąsiednimi komorami była mniejsza lub równa 7,5 metra.

           
            Dodatkowo falochrony lub przegrody muszą spełniać dodatkowe wymagania w zakresie kształtu, ale najważniejsze jest to, aby ich grubość nie była mniejsza niż wymagana dla płaszcza cysterny. Czyli cysterna stalowa  grubości 4 mm, jeśli ma przegrody o grubości 3,8 mm traktowana jest jak cysterna nie zabezpieczona przed uderzeniami bocznymi i dla niej wymagana grubość wynosi automatycznie 6 mm, czyli taka cysterna nie spełnia wymagań ADR.

            b) dla cystern o przekroju innym niż kołowy lub eliptyczny, a  w szczególności dla cystern o kształcie kufrowym, cysterna powinna mieć dodatkowe wzmocnienia o wysokości wynoszącej co najmniej 30 % wysokości zbiornika. W praktyce są to albo naspawane dodatkowe pasy wzmacniające, albo środkowa część zbiornika wykonana jest z grubszego materiału. Czyli przykładowo, cysterna stalowa o kształcie kufrowym o średnicy ponad 1,8 metra może mieć grubość 4 mm, ale w środkowej części, grubość materiału cysterny, albo materiału cysterny wraz z naspawanymi pasami wzmacniającymi musi wynieść co najmniej 6 mm.

Ale oczywiście cysterny wykonane są również z innych materiałów, głównie z aluminium. Do obliczenia minimalnej grubości ścianek stosowany jest obecnie następujący wzór:

gdzie zamiast e_o wstawia się grubości wymagane dla cystern wykonanych ze stali miękkich, R_m1 oznacza wytrzymałość na rozerwanie, a A₁ oznacza wydłużenie. Wcześniej ten wzór wyglądał nieco inaczej. Większość cystern aluminiowych jeżdżących na naszych drogach wykonanych jest z materiału AlMg4,5Mn, dla którego R_m = 275 MPa, a A₁ = 17 %. Jeśli mamy cysternę kufrową o średnicy większej niż 1,8 metra, z zabezpieczeniami przed przewróceniem i uderzeniami bocznymi, to za e_o podstawić trzeba 4 mm. Z powyższego wzoru wyjdzie zatem wymagana grubość równa 6,64 mm, a dla miejsc wzmocnionych 9,96 mm. Bardzo dużo. Dlatego obecnie tego materiału do budowy cystern aluminiowych już się nie stosuje. Wcześniej był to najbardziej popularny materiał do budowy cystern, ale obowiązywały wówczas inne wzory, które zamiast wartości obliczonych powyżej dawały wartości 5,12 i 7,68 mm, a więc wyraźnie mniej. Stąd też rozpowszechniony pogląd, że cysterny aluminiowe powinny mieć grubość 5,12 mm. To prawda, ale nie cała. Jeśli cysterna ma średnicę mniejszą niż 1,8 metra i ma wzmocnienia to za e_o należy wstawić 3 mm. I wówczas dla AlMg4,5Mn otrzymuje się obecnie niższe wartości, mianowicie 4,98 mm i 8,3 mm (w obszarze wzmocnień). Dla cystern wykonanych w czasach, gdy obowiązywał mniej restrykcyjny  wzór, wyliczone wartości wynoszą 3,84 mm i 6,4 mm. Jeszcze raz podkreślam, że na podstawie przepisów przejściowych, cysterny wykonane przed laty zgodnie z obowiązującymi wówczas przepisami, a nie spełniające obecnych wymagań mogą być eksploatowane dalej (na ogół).

Obecnie cysterny aluminiowe są wykonywane z materiałów o współczynniku A₁ większym. To są na przykład materiały oznaczane w dokumentach jako Elongal lub H111. Wydłużenie A₁ wynosi 26 %. Dla tego materiału zastosowanie wyżej podanego wzoru daje wartości:

·         dla średnicy większej niż 1,8 metra z wzmocnieniami                     5 mm

·         dla średnicy większej niż 1,8 metra bez wzmocnień                      

lub w obrębie pasów wzmacniających:                                            7,5 mm

·         dla średnicy mniejszej niż 1,8 metra z wzmocnieniami                    3,75 mm

·         dla średnicy mniejszej niż 1,8 metra bez wzmocnień                     

lub w obrębie pasów wzmacniających:                                            6,25 mm

Ale wartości jakie wylicza się ze wzorów to nie wszystko. ADR określa dodatkowo minimalne grubości, niezależnie od wyników obliczeń, na poziomie wynikającym z poniższej tabeli. 

      Widzimy stąd, że dla omawianych cystern, w przypadku aluminium, minimalna grubość, niezależnie od obliczeń, nie może być mniejsza niż 4 mm dla cystern o małej średnicy, i nie może być mniejsza niż 5 mm dla cystern o średnicy wyższej niż 1,8 m. Ale nie jest do końca i zawsze obowiązująca zasada. W starych wersjach ADR-u tej tabeli nie było. Czyli dla starych cystern, wykonanych według obowiązujących wówczas przepisów ten warunek nie musiał być spełniony i takie cysterny mogą być współcześnie eksploatowane. Przykładowo cysterny wykonane według tych przepisów, z popularnego kiedyś aluminium ALMg4,5Mn, o średnicy zastępczej zbiornika niższej niż 1,8 metra, posiadające wzmocnienia, muszą mieć ścianki grubsze niż 3,84 mm, a więc mogą mieć ścianki cieńsze niż 4 mm.

Nie jest też prawdą, to co często można usłyszeć, że wszystkie cysterny stalowe o średnicy wyższej niż 1,8 metra muszą mieć grubość wyższą niż 4 mm. Cysterny wykonane ze specjalnych gatunków stali o dużym wydłużeniu mogą mieć grubość niższą. 

Na koniec należy omówić cysterny o pojemności nie większej niż 5 metrów sześciennych, lub takie, które są podzielone na szczelne komory o pojemności nie większej niż 5 metrów. Tutaj wymagania są inne. Dla cystern stalowych obowiązuje poniższa tabela:

 

Jak widać pojawia się dodatkowy parametr – promień krzywizny zbiornika. Zmierzenie tego promienia nie jest sprawą prostą, a ma on duże znaczenie. Przykładowo cysterna o pojemności 4 m³ może mieć wymaganą grubość 4 mm, ale jeśli ma mały promień krzywizny to grubość może być zmniejszona do 3 mm.

Dla cystern wykonanych z materiałów innych niż stal miękka, trzeba wykonywać obliczenia według przytoczonego wcześniej wzoru, lub według wzorów obowiązujących wcześniej (dla cystern starszych).

Ale niezależnie od obliczeń, grubości dla innych materiałów nie mogą być niższe niż podaje poniższa tabela. 

Dodatkowo grubości przegród i falochronów nie mogą być mniejsze niż grubości płaszcza.

           

Jeszcze raz podkreślam, że w omówieniu tego zagadnienia dokonałem pewnych pominięć i uproszczeń, żeby tematu zbytnio nie skomplikować.