Цена одной ошибки – целый мост: как может убить "усталость металла"

Каждый раз, когда происходит авария, начинается расследование. Специалисты скрупулезно изучают, что же послужило толчком для неприятностей, которые теперь нужно расследовать. И очень часто выясняется, что незначительная ошибка может стать причиной огромной беды. Так что же о физике провала знает современная наука? Разберемся прямо сейчас с программой "Как устроен мир" и ее ведущим Тимофеем Баженовым.

Цена ошибки – жизнь

В небе над Вашингтоном военный вертолет врезался в пассажирский самолет, заходивший на посадку. Оба воздушных судна упали в реку Потомак. Расследование этого инцидента выявило целый ряд грубейших нарушений. Экипаж вертолета был не был укомплектован. Авиадиспетчеров было меньше, чем положено. Вертолет летел на высоте, превышающей разрешенную в два раза. Сразу несколько ошибок допустили в разных ведомствах. И все эти ошибки сошлись в одной точке.

"Там, конечно, вина по большому счету всегда будет за пилотом вертолета, потому что он может контролировать свое транспортное средство гораздо легче, да. То есть вертолету очень легко уйти в сторону, он может летать хвостом назад, хвостом вперед, как угодно, быстро набрать высоту, быстро опуститься. А пилот же самолета, тем более такого габаритного, большого, он, по сути, всегда следует указателям, указаниям диспетчера, ну и каким-то визуальным своим ориентирам, но он всегда смотрит на полосу", – объяснил доцент кафедры пищевых технологий и биоинженерии РЭУ имени Плеханова Дмитрий Зиборов.

Шанс у вертолета избежать столкновения был. Но самолет летел не навстречу вертолету, а наперерез. Скорость движения самолета даже при заходе на посадку достаточно высокая. Предупреждения диспетчера о самолете только сбили с толку пилота вертолета.

"Если самолет падает по неизвестным причинам, в принципе, если есть возможность, то пилоты, соответственно, постараются посадить самолет безопасно. Бывают, конечно, шансы, что самолет просто на большой скорости бьется об водную гладь – это практически сопоставимо с тем, что он об асфальт ударится. Выжить при падении самолета на воду – зависит также, какие последствия от приводнения получит самолет", – отметил спасатель-доброволец отряда "Спасрезерв", эксперт по пожарной безопасности Илья Дорогин.

Работа на большой высоте всегда связана с риском падения

Башенные краны и другие подъемные системы не менее опасны в эксплуатации, чем летательные аппараты. Подъемные краны – одно из самых древних технических сооружений. Ошибки в расчетах или нарушение технологии сборки приводят к обрушению высотных конструкций. Падающий кран становится похож на огромного раненого динозавра. А управляет этим гигантом один человек в тесной кабинке.

"Мы понимаем, что крановщик – это профессия такая специфичная, потому что там приходится в комнатушке размером полтора на два метра находиться смену. А учитывая, что слезать оттуда не хочется, как правило, крановщики находятся наверху в кабине две смены. А значит, человек там находится, не двигаясь, практически все это время. Движение – только руки, голова, туда-сюда повороты, много не разбежишься", – сказал инженер-математик Александр Старынин.

Пример. Рабочие обрезают опору крана: если это демонтаж, то начинать его следовало сверху, а не снизу. Опоры крана – это его основа. Это правило.

Как опустить трактор в большую яму? Для этого нужен автокран. Но вес трактора не должен превышать грузоподъемность крана. А опоры крана должны быть правильно выставлены. Иначе угодить в яму могут и трактор, и кран. Обратный процесс по вытаскиванию трактора из ямы краном тоже требует соблюдения инструкции. Неправильно закрепленный груз всегда может упасть.

Крылья самолета обладают подъемной силой. Но сила работает только во время полета. Крановщик может не учесть это обстоятельство и решить, что он справится с поставленной задачей. В результате стрела крана сложится пополам. Это означает, что вес лайнера намного превышал грузоподъемность крана.

"И там, естественно, куча всяких законов есть, по которым он должен стоять и работать, и так далее. И второй вариант – это, если, допустим, приехал кран, ну, так называемый посуточный, который работает, да. И там уже история вторая, где это частный заказчик, и он приходит – и тогда крановщик на себя берет все риски, связанные с там возможным ЧП", – добавил практикующий архитектор Александр Борисов.

Пример. Сразу три крана попытались поднять в воздух истребитель, но чуть не рухнули сами. Причина в том, что груз был недостаточно хорошо закреплен. А эти два маленьких тягача взялись за погрузку большого вертолета. Один бы не справился. В таких случаях крепление нужно проверять дважды.

Стоять под стрелой крана запрещено по технике безопасности. Но если технику безопасности нарушает сам крановщик, то от такого крана лучше держаться подальше.

Не только сапер ошибается один раз

Ошибка кондитера может стать причиной массового отравления, а ошибка ученого – завести целую цивилизацию в тупик. Для жителей сельской местности главным помощником стал трактор. К лошадям крестьяне всегда относились бережно и с любовью. К стальному коню требования возросли. Если трактор не может справиться с грузом, его придется взять на буксир. А если трактор застрял в грязи, а еще одного трактора нет, тогда поможет только смекалка. Правило "не зная брода, не лезь в воду" распространяется на всех, включая трактористов. Трактора, в отличие от лошадей, плавать не умеют.

Экскаватор – это мощная и тяжелая машина, способная выполнять различные виды работ. Но на обрывистом берегу бурной реки меры предосторожности всегда должны быть повышенные. Для управления таким средством необходима специальная категория водительских прав.

"И там действует та же самая категория, права B, C и D. Но нужно здесь сделать небольшую оговорку. Дело в том, что водить при наличии прав вы сможете, а эксплуатировать непосредственно, производить работы нет. Для этого необходимо пройти повышение квалификации так называемое, пройти категорию аттестации", – подчеркнул инженер-строитель в частной компании Александр Соломин.

Пример. Механик решил проверить исправность колеса на ходу. Вероятность успеха такой проверки приблизительно такая же, как если попытаться подковать лошадь во время скачки.

"Разрушение моста или катастрофа на мосту – это всегда большое количество человеческих жертв и огромные финансовые издержки. Поэтому мосты строят очень крепко, тщательно их рассчитывают и закладывают туда большой запас прочности. Сейчас я стою в полуразрушенном здании и опираюсь на металлическую колонну. Вроде бы она держит потолок. Потолок многотонный. Фактически вот этот потолок – это самый настоящий мост. То есть на большую высоту подняты бетонные плиты, которые опираются вот на этот металл. Но металл стоит больше 50 лет. Существует понятие усталости металла. Мало того, что он ржавеет, так он еще и сам по себе перестает держать. То же самое происходит и с мостами. И, кроме всего прочего, мосты служат столетия, а за это время техника развивается, машины начинают быстро носиться, перевозить большое количество грузов, поэтому эксплуатация давно построенных и очень крепких мостов обязательно должна сопрягаться с регулярной их проверкой и тестированием в новых условиях, условиях новой жизни. Вот так устроен мир", – говорит ведущий Тимофей Баженов.

Мосты на автотрассах построены для удобства движения автомобилей. Но они все имеют ограничения по высоте. Если большегруз решит проскочить под мостом, он может не учесть, что нагрузил свой кузов в два этажа. А самосвал – просто не заметить, что едет с поднятым кузовом.

Габариты своего грузовика и высоту моста водитель знает хорошо. А все, что ему в кузов нагрузили с горкой, это лишнее. Груженный доверху песком грузовик просто обязан справляться с таким весом. Для этого он и создан. Но в этом уравнении не учтено одно условие. Наклон дороги на крутом повороте при подъеме создает то самое непредвиденное обстоятельство. В результате песок на асфальте, а грузовик на боку.

Самосвал – машина умная и называется так потому, что он может сам разгрузить свой кузов. А вовсе не потому, что сам может свалиться. Но всему есть предел…

И если кузов для удобства разгрузки переворачивается на бок, для безопасности необходимо, чтобы машина находилась на ровной поверхности.

"Чаще всего при эксплуатации гидравлических систем при подъеме кузова, да, падение возникает, конечно, бывает дело и в человеческом факторе, но чаще всего это неправильная эксплуатация. То есть фактически это сбой системы гидравлики. Потому что современные все системы гидравлические весьма надежны. И только непосредственно физическая поломка приводит к тому, что кузов быстро падает", – пояснил инженер Александр Соломин.

Поставить самосвал на дыбы сможет не каждый. Машина тяжелая. Но если скорость хорошая, а препятствие, за которое нужно зацепиться кузовом, прочное, то все получится. Ездить по городу с поднятым кузовом – большая ошибка. Если самосвал зацепится за электрические провода, водитель может погибнуть от удара электрическим током.

Взрывоопасный жидкий металл

Для того чтобы взорвался шлак или расплавленный металл, не нужно никаких взрывчатых веществ. Просто добавь воды. Такое бывает, даже если на переплавку поступает металлолом, не прошедший просушку. Или в печь загружается сырье с недопустимым количеством воды. Мгновенное испарение влаги приводит ко взрыву.

"Суть огня непостижима. Вот сейчас я из песка строю небольшую плотину. Кто бы мог подумать, что прямо здесь, за этой плотиной, полтора метра расплавленного металла. Я делаю насыпь для того, чтобы металл не вылился раньше времени в канавку, в которой я сейчас стою. Если слишком сильно кинуть туда песок или ткнуть лопатой, то влага может попасть в расплавленный металл и произойдет взрыв, потому что говорят, что воду на чугун можно лить, а чугун на воду – ни в коем случае!" – подчеркнул Тимофей Баженов.

Горящий металл выглядит очень красиво. Зрелище напоминает фейерверк. Только такая петарда может доставить гораздо больше хлопот, чем новогодняя хлопушка.

"Знаете, бывают дни, когда, например, работаем мы в утреннюю смену. И когда через стену попадает солнечный свет, как раз вот именно на чугун, то есть он становится не белым, он становится желтым, как золото. Вот на него смотришь, и это уже совсем другое, этого не передать, это надо работать здесь каждый день, это надо видеть. Люблю и лес, и речку, и лодку у причала, но нет ничего красивее, чем красота горячего металла", – заявил горновой доменной печи Павел Паршков.

Пока расплавленный металл течет туда, куда нужно, все идет по плану. Но стоит нарушить этот поток, как ситуация становится опасной и малопредсказуемой. Окажись рядом с раскаленной лентой рабочий – и трагедии не миновать.

"Со временем да, привыкаешь, но все равно ты просто уже знаешь, на что обращать внимание, чтобы как-то разукрасить эту рабочую жизнь. Смотреть в огонь интересней, чем в телевизор", – подметил Павел Паршков.

"Ну, да, можно провести аналогию между доменной печкой и человеком. То есть как для человека, так и для доменной печи, важнее всего постоянство во всем. Постоянство в режиме, постоянство в сырье. Так же как и для человека. Человек соблюдает режим, он дольше живет, он меньше болеет, у него меньше различных там расстройств. То же самое происходит и с доменной печью. Чем стабильнее режим, чем он выдержанней, тем лучше показатели работы печи, тем больше производительность. И так далее", – рассказал заместитель начальника цеха по производству Виктор Горицай.

"Теперь, когда мы уже почти все знаем про огонь, самое время посмотреть на то, что происходит с доменной печью. Доменная печь на данный момент выдала практически всю свою продукцию, доменный газ начинает выдавливать остатки чугуна в специальную канавку, и подошла специальная машина, которая будет запечатывать отверстия. Влажную глину под огромным давлением подают прямо в отверстие, и она там тут же застывает. И вот уже видно, что огонь сейчас не горит, а только что горел, вот это пылание – это как раз доменные газы. Кажется, что это самое страшное, но на самом деле температура горения этих доменных газов низкая, самая высокая температура в продукции доменной печи и, конечно, внутри, в тех местах, куда поступает под огромным давлением раскаленный воздух. Ну, вот, собственно, все, вроде и запечатали, это как бы огромный шприц, который выдавливает глину в отверстие, и таким образом прекращается течение расплавленного металла", – показал Тимофей Баженов.

Металлургическая промышленность требует большого количества энергии

А чистые и альтернативные способы ее добычи пока с такими мощностями не справляются. Самая чистая энергия оказалась тоже небезопасной. Бывает, что в ветрогенератор бьет молния. Громоотвод для чистой энергии, есть такой риск, не предусмотрели: одна энергия устремилась к другой. Остановить огромную огненную вертушку пожарным удается не всегда, и она сгорает полностью. Случаи возгорания ветряных турбин нередки.

"Там, где построены ветропарки, если на этой территории происходит какой-то там ураган, то это опасно для ветрогенераторов, он может их сломать. Но там, где строится каждый ветропарк, проводятся предпроектные исследования, где исследуется влияние одного ветрогенератора на другой, и их расставляют как можно дальше для того, чтобы это влияние снизить. Но ветер, температура воздуха в тех местах, где построены ветропарки, не меняются", – объяснил Игорь Брызгунов, специалист по ветроэнергетике.

Мощность ветрогенератора зависит от его размера. У самых крупных длина одной только лопасти достигает 90 метров. Издалека генераторы выглядят красиво. Есть что-то завораживающее в этом вращении. Но вблизи эти гигантские вентиляторы бывают опасными. Особенно много хлопот они доставляют при транспортировке.

Пример. Ветряк упал в воду при погрузке. Почему не устоял этот генератор, сказать сложно. Вписать лопасть в поворот во время перевозки удается не всегда.

"Ну это довольно крупное устройство сегодня, высотой 100 и более метров, с машинным отделением, которое называется гондолой, и размахом лопастей диаметром до 235 метров. Это очень большие изделия сегодня, крупные и очень тяжелые", – добавил Игорь Брызгунов.

Все механизмы, которые вращаются, выделяют большое количество тепла. А неисправные механизмы от этого тепла могут даже загореться.

Привет. Неисправность механизма спуска якоря привела к тому, что огромная цепь раскрутилась с бешеной скоростью. От силы трения произошло возгорание. Судну пришлось свой якорь бросить в буквальном смысле слова.

Если в порту падает огромная конструкция, то спасаться нужно исключительно бегством. А если в порту баржа движется прямо в причал, то времени на спасение может не остаться. Речные баржи имеют ограничения по высоте для прохода под мостами. Если это правило немножко нарушить, то часть баржи окажется в воде.

Управление речным транспортом тоже требует соблюдения правил вождения

Автомобильный же транспорт часто становится опасным как для водителя, так и для окружающих. На сложном участке автомобильных гонок водители допускают одну и ту же ошибку. Они неправильно выполняют вход в крутой поворот. Никто не хочет сбрасывать скорость и уступать сопернику. В результате с дистанции сходят все.

В свою очередь, хороший водитель грузовика отлично чувствует габариты своей машины. Такой не въедет в яму. Однако в некоторых случаях необходимо учесть и вес транспортного средства, и плотность почвы под колесами. Подъезжать близко к краю на груженой машине – это большая ошибка. Водители для работы на грузовой технике проходят дополнительное обучение.

"Перемещение груза, то есть сама нагрузка, количество осей увеличивается. Соответственно, это и накладывает специфику при обучении. И, насколько мне известно, время на обучение чуть-чуть выше", – сообщил инженер-строитель Александр Соломин.

Поднять опрокинутый грузовик – такая работа под силу экскаватору. Решение верное, не нужно вызывать автокран. Вот только на колесах грузовики ведут себя не так, как лежа на боку. Особенно, если есть уклон, и ручной тормоз не мешает свободному движению. А если грузовик без тормозов катится вниз по наклонной плоскости, то его лучше покинуть его как можно быстрее.

"Я нахожусь в разрушенном доме. Находиться здесь, конечно, нельзя, потому что в любой момент в прямом смысле слова может упасть кирпич на голову. И очень часто я слышу, как то здесь, то там шлепаются кусочки камней. Инструкции предполагают, что сюда никто не должен заходить, по крайней мере из тех, кто эти инструкции читал. Но я зашел, хотя знаю, что это не нужно делать. Почему я это сделал? Потому что риски кажутся мне меньше, чем выгода от моего поступка. То есть я нарушаю инструкцию, и это на самом деле глупо. Я рискую своей жизнью, а не должен был бы этого делать. Русская народная поговорка: "Знал бы, где упасть, соломки бы подстелил". И мы, к сожалению, очень часто следуем этой поговорке. Не стелем соломку, потому что неизвестно, где упадем. На самом деле инструкции нужно читать, и следовать им, и знать, что всех неприятностей в инструкциях предсказать невозможно. Вот так устроен мир", – отметил ведущий Тимофей Баженов.

Грузоподъемность фронтального погрузчика достаточная, чтобы нагружать его ковш полностью. Но мраморная крошка может стать мокрой, и ее вес значительно увеличится. Для работы с тяжелой техникой необходимо учитывать все обстоятельства. А в этом случае груз явно превышает возможности тяжелой машины.

Пример. Водитель экскаватора предпочитает перемещаться своим ходом. Спуск с обледеневшей горы для него обычное дело. Однако повторять такие трюки на строительной технике не стоит.

Транспортировка экскаваторов – дело хлопотное. Довезти тяжелую габаритную технику – задача не из простых. В пути водителя всегда подстерегают опасности.

"При перевозке крупногабаритной техники вне зависимости от того, она колесного типа или гусеничного, что на железнодорожных платформах, что на автоплатформах, всегда есть определенные правила. Общая схема у них такая. В обязательном порядке эта техника должна быть раскреплена. То есть должны быть произведены подкладки либо под гусеницы, либо под колеса подложены деревянные бруски, либо металлические каблуки, и эта техника должна иметь несколько точек раскрепления", – подчеркнул инженер Александр Соломин.

Пример. Автомобилю не повезло дважды. Он затонул и загорелся одновременно. Пожарные могли не успеть развернуть свои шланги. И тогда в дело вступил фронтальный погрузчик. Водитель строительной техники не растерялся. Он набрал в ковш воды и потушил горящий автомобиль.