Theorie I. Ordnung: Schadensanalyse

Am 01. September 2018 ca. 5:00 morgens ereignete sich auf dem Raffineriegelände der Bayernoil in Vohburg-Ingolstadt eine Explosion. Der Schaden belief sich auf einen dreistelligen Millionenbetrag. Zum Glück gab es keinen ernsthaften Personenschaden. Die Unfallursache konnte zunächst nicht geklärt werden. Die nachfolgenden Bilder werden nicht weiter kommentiert.

Der vom Unglück betroffene Teil der Anlage brannte völlig aus. Es wurde vermutet, daß durch einen Riss in einem Reaktor eine Benzinwolke spontan austrat, die sich an anderen heißen Anlagenteilen sofort entzündete und dadurch die Explosion verursachte.

Durch eine Berechnung mit ISAFEM3D wird nachträglich versucht, der Schadensursache ansatzweise auf die Spur zu kommen.

Im bestimmungsgemäßen Betrieb in einem Zeitraum von 15 Jahren wurde der Reaktor im wesentlich durch vier Grundlastfälle belastet : Eigengewicht, Innendruck, Flüssigkeitsfüllung (Benzin) und Wärmedehnung. Die Wärmedehnung bewirkt nicht nur eine Dehnung des Behälters in axialer Richtung sondern auch Biegung über den Querschnitt.

Aus Bild 1 kann geschlossen werden, daß im Bereich der Stutzen die Reaktorwand stark beansprucht wird.

Der Lastfall Innendruck beansprucht im Wesentlichen die Klöpperböden.

Deutlich zu erkennen ist die Tatsache, daß die Stutzen die Wärmedehnung behindern. Aus dem ursprünglichen Kreisquerschnitt wird ein Oval.

Im Bereich der Stutzen treten in der Behälterwand im Lastfall Eigengewicht nicht unwesentliche Spannungskonzentrationen auf.

Werden alle vier Grundlastfälle miteinander superponiert, dann sind die Spannungsspitzen in der Behälterwand deutlich höher. Die Vergleichsspannungen nach v. Mises sind im Bereich der Stutzen in Bild 7 detailliert zu sehen.

Rechts und links neben den Stutzen sind Spannungskonzentrationen zu beobachten. Dies betrifft insbesondere die Schweißnähte. Aus diesem Grunde wurden die Schweißnähte mit den Schweißnahtelementen EWELD in ISAFEM3D extra modelliert.

Das Berechnungsergebnis deutet an, dass die Schweißnähte vermutlich den Beanspruchungen dauerhaft nicht standhalten können. Die Schlussfolgerungen, die aus der Berechnung zu ziehen sind, werden durch praktische Beobachtungen untermauert – siehe BILD 9.

Fazit :

Die Kosten für eine derartige Berechnung zu dem Schaden des Unfalls können in einem Verhältnis von ca. 1 € : 10000 € abgeschätzt werden.

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