24 kwietnia
ŚWIATOWY DZIEŃ ŚWIADOMOŚCI KOROZYJNEJ
„Kartka z kalendarza” to cykl artykułów, które powstawały z okazji różnych nietypowych świąt. Autorami prezentowanych materiałów są studenci, doktoranci i pracownicy Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych UŚ.
W 2010 roku Światowa Organizacja Korozyjna (World Corrosion Organization – WCO) ogłosiła dzień 24 kwietnia jako Światowy Dzień Świadomości Korozyjnej. Korozja jest problemem globalnym, a celem Światowego Dnia Świadomości Korozyjnej jest uświadamianie społeczeństwu zagrożeń, jakie wynikają z korodowania materiałów. Jak szacują eksperci, koszty usuwania zniszczeń korozyjnych w Polsce wynoszą około 90 miliardów złotych rocznie. Nie są to jedyne koszty, ponieważ coraz częściej pokrywa się różne materiały powłokami ochronnymi przed korozją, a to zwiększa koszty napraw.
Fot. archiwum prywatne
dr ADRIAN GUDWAŃSKI
Biuro ds. Infrastruktury Badawczo-Dydaktycznej Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych
- Absolwent Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach. Doktor Nauk ścisłych i przyrodniczych w dyscyplinie nauk chemicznych.
- Specjalista w akredytowanym Laboratorium Badań Korozyjnych mieszczącym się w Instytucie Inżynierii Materiałowej Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach. Współpracuje z wieloma gałęziami przemysłu prowadząc przyspieszone badania korozyjne w komorach solnych.
- Zainteresowania naukowe: chemia organiczna i nieorganiczna, badania odporności korozyjnej materiałów (metali i ich stopów, kompozytów, powłok metalowych anodowych i katodowych, powłok konwersyjnych, powłok anodowych tlenkowych, powłok organicznych na materiałach metalowych).
- Hobby: sport (w szczególności piłka nożna), historia, nauki ścisłe.
Korozja to nie jest do końca sprawa „przyziemna”…, czyli rola korozji w katastrofach lotniczych
W dniu 24 kwietnia obchodzimy Światowy Dzień Świadomości Korozyjnej.
Mimo rozwoju technologii i pojawiania się coraz to nowszych i lepszych metod ochrony przed korozją w dalszym ciągu nie jesteśmy w stanie wyeliminować korozji raz na zawsze. Według obliczeń w ciągu roku w skali globu zniszczeniu przez korozję ulega 25 mln ton stali, a globalny roczny koszt strat z nią związanych szacuje się na 2,5 biliona dolarów. Problem korozji dotyka praktycznie wszystkie obszary infrastruktury, między innymi budownictwo, przemysł motoryzacyjny, lotniczy, morski, chemiczny czy naftowy. Oprócz strat materiałowych czy finansowych korozja może doprowadzić pośrednio lub bezpośrednio także do strat bardziej tragicznych w skutkach – strat zdrowia i/lub życia ludzkiego. Niniejszy artykuł zawiera przykłady katastrof lotniczych, w których swoją rolę odegrała korozja.
Katastrofa samolotu MiG-23M pod Kortrijk (4 lipca 1989 r.)
źródło: https://www.smartage.pl/wp-content/uploads/2021/10/3555-1080×516.jpg
W dniu 4 lipca 1989 roku w belgijskim mieście Kortrijk rozbił się radziecki samolot MiG-23M o numerze bocznym 29, za sterami którego zasiadł radziecki pilot pułkownik Nikołaj Skuridin. Samolot wystartował feralnego dnia z wojskowego lotniska Kołobrzeg – Bagicz o godzinie 9:14, kierując się w stronę Morza Bałtyckiego. Po starcie samolotu na wysokości 100 – 150 metrów pilot włączył dopalacz zwiększający ciąg silnika, jednak po tym obroty silnika spadły w sposób wyraźny, powodując obniżenie mocy oraz utratę prędkości samolotu. Pilot obserwując taki stan rzeczy stwierdził, że silnik uległ uszkodzeniu bądź wyłączeniu i opuścił maszynę katapultując się, a na koniec lądując w sposób bezpieczny w morzu, skąd został zabrany śmigłowcem. Samolot leciał jednak jeszcze około 900 km przelatując nad kilkoma państwami europejskimi, po czym finalnie rozbił się dopiero po wyczerpaniu paliwa w mieście Kortrijk około godziny 10:37 czasu lokalnego. W wyniku katastrofy śmieć poniosła 1 osoba – mieszkaniec Kortrijk.
Pierwszym pytaniem, jakie się nasuwa w tych okolicznościach jest pytanie o to, jak to możliwe, że samolot z niesprawnym silnikiem przeleciał jeszcze taki długi dystans zamiast się rozbić? Śledztwo przeprowadzone po katastrofie wykazało, że silnik nie został uszkodzony całkowicie, lecz na skutek korozji elektrochemicznej jednego z elementów układu elektrycznego (powstałej w wyniku ciągłego działania wody morskiej na przewodach w silniku), chwilowo nastąpił spadek jego mocy. Po katapultowaniu się pilota, obroty silnika uległy zwiększeniu do wartości maksymalnej, co spowodowało wzbicie się samolotu na wysokość 12300 metrów, a włączony system kontrolujący parametry lotu (autopilot), w który samolot był wyposażony, utrzymywał samolot w powietrzu po wyznaczonym kursie i wysokości, aż do wyczerpania paliwa i rozbicia się o ziemię.
Katastrofa KC-130T (10 lipca 2017 r.)
źródło: https://i.dailymail.co.uk/i/pix/2017/07/11/16/42389AF200000578-4683912-image-a-16_1499785203087.jpg
W dniu 10 lipca 2017 roku o godzinie 15:49 czasu lokalnego (godzina 22:49 czasu polskiego) w pobliżu miasta Greenwood w stanie Missisipi rozbił się samolot Lockheed Martin KC-130 należący do amerykańskich sił zbrojnych, transportujący amunicję oraz pojazdy dla żołnierzy. Jako przyczynę katastrofy uznano oderwanie się łopaty śmigła, a następnie jej uderzenie w kadłub na wysokości około 6100 metrów. W wyniku tego uderzenia doszło do ciągu następujących po sobie awarii: oderwania części poszycia, przeciążenia wału napędowego jednego z silników (nr 3), oderwania śmigła z tegoż silnika i jego wbicia się w kadłub samolotu oraz uderzenia w statecznik poziomy i oderwanie jego części. Konsekwencją tych zdarzeń był najpierw rozpad kadłuba samolotu przez dekompresję na trzy części, a następnie jeszcze na mniejsze części. W katastrofie śmierć poniosło 16 osób.
W wyniku przeprowadzonego śledztwa ustalono, że na 16 łopat śmigieł napędzających samolot 12 z nich posiadało ślady głębokiej korozji (korozja wżerowa). Ślady te jak się okazało, obecne były jeszcze przed przeprowadzonym w 2011 roku procesem regeneracji technicznej (wykonywanym po upływie 5000 godzin pracy), a najciekawszy jest fakt, iż wszystkie śmigła przeszły pomyślnie przez etap kontroli jakości bez wykazania nieprawidłowości. Jak jest zatem możliwe, że ślady korozji nie zostały zauważone przed rozpoczęciem procesu regeneracji? Do przyczyn zaliczyć można na przykład:
- prawdopodobny brak wykonania badań łopat metodą prądów wirowych podczas początkowych badań defektoskopowych, co poskutkowało przeoczeniem śladów korozji na łopatach śmigieł (takowe badania są wymagane przez marynarkę oraz korpus piechoty morskiej),
- brak wykrycia śladów antykorozyjnych powłok epoksydowych na łopatach śmigieł (również wymaganych przez marynarkę i korpus piechoty morskiej),
- procedury zezwalające na usunięcie dokumentacji dotyczącej przeglądu łopat po upływie dwóch lat od jego przeprowadzenia, które jednocześnie uniemożliwiły późniejsze znalezienie odpowiedzi na pytania o to kto i jak wykonywał prace serwisowe, czy nakładane były powłoki ochronne (jeżeli tak, to kiedy i w jaki sposób) oraz czy zostało potwierdzone wykonanie prac serwisowych (jeżeli tak, to kto i kiedy dokonywał potwierdzenia).
Po katastrofie powołany został zespół, którego celem było opracowanie zaleceń i procedur mających uniemożliwić powtórzenie podobnych błędów w przyszłości.
Katastrofa lotu Aloha Airlines 243 (28 kwietnia 1988 r.)
W dniu 28 kwietnia 1988 r. na lotnisku Kahului na wyspie Maui na Hawajach wylądował uszkodzony samolot Boeing 737-297 linii Aloha Airlines o numerze bocznym N73711 lecący z lotniska Hilo do Honolulu. W wyniku uszkodzenia samolotu 65 osób zostało rannych, a 1 osoba zginęła. Około godziny 13:48 czasu lokalnego (0:48 czasu polskiego) na wysokości 7300 metrów w odległości około 43 km od Kahulu pasażerowie zajmujący miejsca z przodu samolotu usłyszeli hałas dobiegający z górnej części kadłuba, a także zaobserwowali pęknięcie w poszyciu. W wyniku jego szybkiego powiększania się doszło do eksplozywnej dekompresji powodującej oderwanie dużego fragmentu poszycia (na długości około 5 – 6 metrów). Na skutek takiego zdarzenia załoga została zmuszona najpierw do szybkiego zejścia na wysokość umożliwiającą oddychanie powietrzem atmosferycznym (ze względu na fakt, iż w wyniku oderwania poszycia kadłuba część pasażerów została pozbawiona masek z tlenem), a następnie do awaryjnego lądowania, które to zakończyło się powodzeniem o godzinie 13:58 czasu lokalnego (0:58 czasu polskiego). Załodze udało się wylądować mimo, że dodatkowo podczas szybkiego zniżania przestał działać lewy silnik, a załoga nie miała pewności co do stanu wysunięcia podwozia.
W wyniku śledztwa przeprowadzonego przez Narodową Radę Bezpieczeństwa Transportu (National Transportation Safety Board – NTSB) jako bezpośrednią przyczynę katastrofy uznano zmęczenie materiału połączone z korozją szkieletu samolotu (korozja szczelinowa). Korozję spowodowała duża wilgotność panująca w rejonie Hawajów, a samolot wykonywał na tym obszarze częste loty przez okres niemalże 20 lat. Dodatkowo wykazano, że pękniecie poszycia było na początku zdecydowanie mniejsze, jednak wciągnięcie jednej ze stewardess w owe pęknięcie (znajdującej się bezpośrednio pod nim) spowodowało jego zablokowanie oraz uniemożliwiło wyrównanie ciśnienia, co
w konsekwencji doprowadziło do oderwania się większej części poszycia. W toku śledztwa wyszło również na jaw, że jeden z pasażerów w momencie wchodzenia na pokład samolotu był naocznym świadkiem obecności pęknięcia w kadłubie, jednak z nieznanych przyczyn nie poinformował o tym fakcie nikogo z załogi.
Katastrofa lotu Far Eastern Air Transport 103 (22 sierpnia 1981 r.)
W dniu 22 sierpnia 1981 roku doszło do katastrofy samolotu Boeing 737-222 o numerze B-2603 należącego do tajwańskich linii lotniczych Far Eastern Air Transport (FEAT). Samolot niedługo po starcie z lotniska w Tajpej na Tajwanie uległ rozpadowi w powietrzu na trzy części, a następnie rozbił się o godzinie 10:00 czasu lokalnego (4:00 czasu polskiego) w okolicach miasta Miaoli (również na Tajwanie) zabijając 110 osób.
Na początku śledztwa brano pod uwagę możliwość, że samolot stał się celem ataku terrorystycznego, jednak hipoteza ta szybko upadła, gdy na światło dzienne wyszły nowe informacje. Okazało się bowiem, że w trakcie lotu, który miał miejsce na 17 dni przed katastrofą, na skutek działania korozji doszło do dekompresji kadłuba. W tym przypadku pilotowi udało się zawrócić i wylądować na lotnisku zapobiegając tragedii. Samolot został poddany naprawie (skorodowane części zostały zaklejone), po czym został przywrócony do użytkowania. Niestety, 22 sierpnia 1981 roku pęknięcie zwiększyło się doprowadzając do dekompresji, a w konsekwencji do całkowitego rozpadu kadłuba samolotu w trakcie lotu i jego późniejszego zderzenia z ziemią.
Ostatecznie za prawdopodobną przyczynę katastrofy uznano lokalne uszkodzenia korozyjne o znacznej wielkości występujące w dolnych częściach kadłuba (powstałe na skutek działania korozji międzykrystalicznej, a także korozji złuszczającej) oraz obecność niewykrytych wcześniej pęknięć.
Podsumowanie
Jak widać na przykładzie powyższych katastrof lotniczych, korozja stanowi cały czas poważny problem, pomimo dużego postępu, jaki dokonał się przez lata w dziedzinie ochrony przed korozją. Jeżeli dodatkowo weźmiemy pod uwagę fakt, iż według danych globalnego dostawcy danych dotyczących podróży OAG (Official Aviation Guide of the Airways) od początku 2024 roku na całym świecie odbyło się ponad 8 milionów lotów i każdy z samolotów wykonujący lot narażony był na awarie spowodowane przez korozję, to kwestia zabezpieczeń antykorozyjnych samolotów jest kwestią szalenie istotną. Oczywiście korozja nie jest jedyną przeciwnością, z którą musi radzić sobie branża lotnicza, bowiem w większości katastrof nie brała ona udziału. Trzeba jednak wziąć pod uwagę, że korozja stanowi mimo wszystko jak najbardziej realne niebezpieczeństwo, musimy ją rozumieć i być świadomi jej obecności nie tylko w lotnictwie i nie tylko dzisiaj w Światowym Dniu Świadomości Korozyjnej.
Źródło:
[1] https://www.chemiaibiznes.com.pl/artykuly/naukowcy-lukasiewicz-maja-patent-na-korozje (data dostępu: 25.03.2024)
[2] https://www.products.pcc.eu/pl/academy/korozja-metali-i-sposoby-jej-zapobiegania/ (data dostępu: 25.03.2024)
[3] https://spidersweb.pl/2023/10/niezwykly-lot-samolotu-mig-23.html (data dostępu: 25.03.2024)
[4] https://www.smartage.pl/katastrofa-mig-a-23-pod-kortrijk-1989/ (data dostępu: 25.03.2024)
[5] https://twierdzakolobrzeg.pl/twierdza/bagicz-rogowo-ustronie/285-lotnisko-ukladu-warszawskiego (data dostępu: 25.03.2024)
[6] https://miastokolobrzeg.pl/historia/7032-tragiczny-lot-pod-koniec-zimnej-wojny.html (data dostępu: 25.03.2024)
[7] https://www.warhistoryonline.com/cold-war/mig-23m-farm-crash-1989.html (data dostępu: 25.03.2024)
[8] https://news.usni.org/2018/12/06/marine-corps-corroded-propeller-blade-that-broke-loose-caused-2017-kc-130t-crash (data dostępu: 25.03.2024)
[9] https://defence24.pl/przemysl/wyjasniono-przyczyne-katastrofy-kc-130t-czy-tylko-bledy-w-obsludze (data dostępu: 25.03.2024)
[10] https://www.konflikty.pl/aktualnosci/wiadomosci/katastrofa-kc-130-w-stanie-missisipi/ (data dostępu: 25.03.2024)
[11] https://www.thisdayinaviation.com/tag/aloha-airlines-flight-243/ (data dostępu: 25.03.2024)
[12] https://www.nzherald.co.nz/world/screams-then-silence-the-story-of-flight-243s-miracle-landing/BDV7QVFFX2K23KKZDEOUWZGI54/ (data dostępu: 25.03.2024)
[13] https://podroze.onet.pl/ciekawe/tragiczny-lot-stewardesa-wyssana-z-samolotu-co-wydarzylo-sie-na-hawajach/ndbtpz2 (data dostępu: 25.03.2024)
[14] https://spidersweb.pl/2023/01/aloha-airlines-243.html (data dostępu: 25.03.2024)
[15] https://geekweek.interia.pl/technologia/news-najpowazniejsze-katastrofy-boeinga-737-w-historii-zginelo-ki,nId,5907392 (data dostępu: 25.03.2024)
[16] https://aviation-safety.net/database/record.php?id=19810822-0 (data dostępu: 25.03.2024)
[17] https://www.oag.com/airline-frequency-and-capacity-statistics (data dostępu: 25.03.2024)