Компания "EDF Energy", осуществляющая строительство в Британии двух блоков с реакторами EPR на АЭС "Hinkley Point C", опубликовала в мае 2021 года так называемый learning brief (краткая информация о событии и извлечённых из него уроках) по инциденту в июне 2020 года.
Напомним, 10 июня 2020 года в 0704 по местному времени на строительной площадке АЭС "Hinkley Point C" бетонный завод (силосная башня, силос) массой 5 тысяч тонн, содержащий шлак доменный гранулированный молотый (Ground Granulated Blast-furnace Slag, GGBS), обрушился внезапно, без каких-либо предпосылок.
Пострадавших в инциденте не было. Силос на момент инцидента простаивал, работы на нём планировалось начать примерно в 0730 утра того же дня.
Силос был возведён в июне 2018 года в качестве временного сооружения, используемого при строительстве. Он не относится к постоянным сооружениям будущей атомной станции.
Конструкция силоса болтовая, со сварными фланцами, а не с соединениями внахлёст (lap joints). Силос построен панельным методом.
Главный цилиндр силоса состоит из пяти кольцевых секциях, каждая из которых высотой по три панели. Всего на каждую кольцевую секцию приходится по 28 панелей.
Коническая часть (бункер) силоса изготовлена из трёх секций - переходная секция (18 панелей) и секции верхнего и нижнего конуса (по 36 панелей в каждой).
Толщина панелей составляет 15 мм для конусных секций и нижней кольцевой секции цилиндра. Для остальных четырёх верхних секций цилиндра толщина панелей - 10 мм.
Фланцы панелей сварены односторонним скруглённым сварным швом толщиной 6 мм с наружной стороны панелей. На внутренней стороне панелей сварные швы отсутствуют. Фланцы секций конуса и цилиндра соединены болтами M18 gr8.8.
Силос.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.
В период эксплуатации силос регулярно заполнялся вплоть до номинального уровня на протяжении примерно одного года. На момент инцидента силос содержал около 4250 тонн GGBS. Непосредственно накануне инцидента силос простаивал в течение 10 суток.
Нет никаких доказательств того, что силос эксплуатировался образом, выходящим за рамки его проектных параметров, или тем или иным образом использовался не по назначению.
На строительной площадке АЭС "Hinkley Point C" нет других силосов такого же размера и конструкции как у аварийного силоса.
Расследование инцидента
После инцидента было проведено детальное расследование, в котором основное внимание уделялось трём аспектам - конструкции силоса, его эксплуатации и любой возможной деградации.
В расследовании принимали участие представители EDF и компании-оператора силоса "Bylor". Также были привлечены независимые страховщики и специалисты, профессионально занимающиеся разбирательствами в сфере металлургии, проектирования и строительства силосов и обработки сыпучих материалов.
В конечном итоге расследование пришло к следующим выводам.
Обрушение силоса произошло из-за механической перегрузки (разрушения конструкции). С наибольшей вероятностью не выдержало вертикально выровненное болтовое соединение в конусных секциях.
Повреждение цилиндрической части силоса было признано косвенным последствием. Оно было вызвано быстро опускающимся материалом, что привело к обрушению крыши и перегрузке нижней секции цилиндра.
Механическая перегрузка возникла вследствие недостаточно продуманной конструкции силоса. Особенно это касается применённых в ней болтовых соединений.
Смягчить последствия обрушения стало бы возможным при применении шахматных соединений (соединения вразбежку, staggered joints). Такие соединения могли бы ограничить распространение повреждений или разрушений от предвиденных или непредвиденных нагрузок и повысить структурную прочность конструкции.
Инциденту в течение предыдущих дней предшествовали изменения температуры. Это привело к увеличению нагрузки на силос и непосредственно способствовало его выходу из строя.
Степень изменения механических свойств конструкционных болтов такова, что может свидетельствовать о возможном несоответствии указанным в спецификациях требованиям к их прочности.
По итогам расследования инцидента компания "EDF Energy" извлекла следующие уроки и сделала следующие выводы, пригодные для использования силосов с болтовой конструкцией с фланцевыми сварными соединениями на строительстве АЭС "Hinkley Point C".
Необходимо рассматривать возможность снижения заполненности силоса, причём вне зависимости от того, на каком уровне загрузки он работал в течение длительного периода. Максимальный уровень заполнения силоса должен обеспечивать чтобы нагрузки на болты были ниже допустимой расчётной прочности с соответствующим запасом.
Для знания и обеспечения достаточного запаса по прочности необходимо тщательно изучать проектные расчёты - особенно это касается расчётов болтовых соединений. Нужно понимать, какие методы использовались проектантами для оценки проектной нагрузки и прочности конструкции. Методы должны охватывать изменения в характеристиках хранящегося материала и точно прогнозировать поведение конструкции (с соответствующей валидацией).
Необходимо определять, являются ли соединения силоса потенциально подверженными прогрессирующему разрушению. Силос, включающий конструктивные особенности (такие как вертикальные соединения в шахматном порядке), обеспечивает повышенную прочность, которая может остановить прогрессирующее повреждение или разрушение конструкции.
Необходимо проверять поставляемые болты на соответствие заданным требованиям. Всегда следует учитывать данные независимой проверки результатов испытаний и анализа материалов изготовителем, так как необходимо убедиться в том, что болты соответствуют сертификату, поставляемому с каждой партией (особенно это важно в тех случаях, когда характеристики партии близки к нижним допустимым пределам).
Необходимо проводить визуальный осмотр силоса для выявления любых проблемных областей. Так, выбросы пыли могут свидетельствовать о наличии плохо затянутых или напряжённых соединений.
