FEJLESZTÉS – Évtizedeken át „bádogdobozok” járták az utakat veszélyes árukkal a fedélzetükön. A tartályok biztonsága terén 25 évvel ezelőtt a Topas kutatási projekt hozott nagy áttörést.ÍRTA: KLAUS RIDDER

Az 1960-as évek végén a gyúlékony folyadékokról szóló rendelet (VbF) foglalta magába a tartányjárművekre vonatkozó szabályozást. Még a „vegyianyag-szállító tartányjárművekre” is a VbF-előírásokat alkalmazták, mivel ezekre vonatkozóan nem léteztek előírások. A közúti tartálykocsikra vonatkozó, elengedhetetlenül szükséges előírások kidolgozása az 1970-es évek elején kezdődött meg. A tartnyjárművek építésének igazi forradalmát a Topas nevű biztonsági tartálykocsi (optimalizált passzív és aktív biztonsági berendezésekkel ellátott tartálykocsi) jelentette, amelyet egy kutatási projekt keretében fejlesztettek ki.

Az akkori szövetségi kutatási miniszter, Heinz Riesenhuber által bemutatott tartálykocsi új biztonsági elképzeléseket tartalmazott. Különösen fontos volt az alacsony súlypont és ezáltal a tartálykocsi billenésbiztonsága. A minden oldalra felszerelt burkolat az aláfutás elleni védelmet szolgálta, a gumiabroncsok nyomását pedig folyamatosan elektronikusan ellenőrizték.

A Mercedes Benz 1935 LS vontatót blokkolásgátlóval (ABS), kipörgésgátlóval (ASR), differenciálzárral, retarderrel, elektro-pneumatikus váltókarral (EPS) és egyéb funkciókkal szerelték fel.

A tartályos félpótkocsi szintén ABS-szel és légrugózással rendelkezett. Speciális világítóberendezéssel és a tartály felépítményének hátsó falán elhelyezett fényjelzővel, valamint további manőverezést segítő eszközökkel, például elektromosan állítható visszapillantó tükrökkel és hátsó kamerával (a fülkében lévő monitorral) is felszerelték. Számos intézkedést hoztak a tartály sérülések elleni védelmére. Azonban a Topas tartányjármű sajnos túl drága és túl nehéz volt.

Mindazonáltal a kutatási projekt számos szempontját figyelembe vették az új tartálykocsik építésénél.

A tartályokra vonatkozó szabályozás kidolgozása

Az ENSZ-EGB 15. munkacsoportja (WP.15) már a német Topas-projekt előtt is kidolgozta a tartányjárművekre vonatkozó nemzetközi szintű előírásokat.

A veszélyes áruk nemzetközi közúti szállításáról szóló európai megállapodást (ADR) a veszélyes áruk nemzetközi vasúti fuvarozásáról szóló szabályzat (RID) mintájára készítették el. Ez a veszélyes áruk rakományokban történő szállítása tekintetében objektíve nem volt kifogásolható. A veszélyes áruk tartályokban, azaz egyrészt vasúti tartálykocsikban, másrészt tartányjárművekben történő szállítása esetében más volt a helyzet.

A RID kezdetben csak néhány rendelkezést tartalmazott a vasúti tartálykocsikra vonatkozóan. A normál vasúti tartálykocsikat a vasúti üzemeltetés követelményeinek megfelelően úgy építik, hogy azok bizonyos szilárdsággal és megfelelő, legalább hat milliméteres falvastagsággal rendelkezzenek.

Ezenkívül általában biztonságtechnikai szempontból előnyös hengeres kialakításúak.

Ezért a különösen biztonságos kialakításra vonatkozó előírások csak egyedi esetekben és szelektíven álltak rendelkezésre. A nyomás alatt lévő gázok kivételt képeztek: ezeknél legalább 10 bar próbanyomás garantálja a tartály biztonságos kialakítását.

A tartányjárművek kialakítása eltérő módon valósult meg. A tartányok könnyebbek lettek, és a veszélyes áruk – gyúlékony folyadékok – nagy része esetében megjelent a négyszögletes tartályok használata. A közúti szállítás során a rendelkezésre álló hely jobb kihasználása érdekében ezek szinte téglalap alakúak, ami lehetővé teszi a gyúlékony folyadékok szállításakor fellépő üzemi nyomást. Az ADR értelmében az ilyen járművek alapvető biztonsági követelményei a két és fél milliméteres falvastagság és a rakomány statikus súlyának kétszeresét kitevő teherbíró képesség voltak.

A veszélyes áruk vasúti tartálykocsikban történő szállítására vonatkozó akkori RID-előírások közúti szállításra történő átvitele azt jelentette, hogy az ADR szerint a különösen veszélyes anyagokat is lehetett az említett minimumkövetelményeknek megfelelő tartányjárművekkel szállítani.

Mindezek mellett nemcsak a tartányjárművek, hanem a vasúti tartálykocsik építésére és felszerelésére vonatkozó műszaki előírások is elégtelennek tűntek az 1960-as évek közepén.

Németországban az ADR-hez való csatlakozásról folytatott hosszú viták során felismerték, hogy a különösen veszélyes áruk szállítása rendkívül ellenálló vasúti tartálykocsikat és tartányjárműveket igényel. Az ebből, valamint a csomagolásra vonatkozó vizsgálati előírásokkal kapcsolatos tevékenységből eredő elv a következő volt: „minél veszélyesebb egy áru, annál jobban biztosítani kell annak védelmét”. Ennek az elvnek a betartására a nyomástartó tartályok használatát megfelelő eszköznek tekintették, még azokban az esetekben is, amikor a veszélyes áruk által kifejlesztett üzemi nyomás nem adott erre okot. Ezt a nyomástartó tartályok építése során szerzett tapasztalatokra alapozták. Ez a megközelítés nem volt új keletű. Egyes esetekben, például az Egyesült Államokban már alkalmazták.

1966-ban a Német Szövetségi Köztársaság az ENSZ-EGB 15. munkacsoportja megbízásából felülvizsgálta a tartányjárművekre vonatkozó ADR-előírások tervezetét, és harmonizálta azokat a tartálykocsikra vonatkozó előírásokkal. Az olaj- és vegyipar, valamint a tartálykocsik és tartányjárművek gyártóinak részvételével a tervezet a tartálykocsikra és a tartányjárművek vonatkozó előírásokat egy dokumentumban összefoglalva tartalmazta. Ebbe a tankkonténerek is belekerültek, mivel a legtöbb előírás mind a helyhez kötött tartányokra, mind a tankkonténerekre vonatkozhatott.

A tervezetet kifejezetten azért dolgozták ki, hogy az egy egységes szabályrendszer egészének részét képezze, ami összhangban volt a veszélyes áruk szállítására vonatkozó előírások egységesítésére irányuló törekvésekkel. Ennek érdekében azokat az előírásokat, amelyek minden tartányra vonatkozhattak – és ez volt a többség – a tervezet oldalainak teljes szélességében szerepeltették. A vasútra vonatkozó speciális előírások a bal oldali oszlopban, a közúti szállításra vonatkozóak pedig az adott oldal jobb oldali oszlopában kaptak helyet. A tervezet terjedelme meglepően rövid volt: körülbelül 50 oldal.

1970 elején Genfben megkezdődtek a tárgyalások „A vasúti tartálykocsikra és közúti tartányjárművekre vonatkozó harmonizált rendelkezések” című dokumentumról. A közös ülés azonban kezdetben csak a veszélyes áruk tankkonténerekben történő szállítására vonatkozó előírásokat fogadta el. Ez azért tűnt célszerűnek, mert a konténerek egyre inkább terjedtek, különösen a szárazföldi/tengeri szállításban.

Németország 1972-ben aztán egy átdolgozott javaslatot nyújtott be a tartálykocsikra és a tartányjárművekre vonatkozóan, amely nagyrészt követte a már elfogadott tankkonténerekre érvényes rendelkezéseket. Ez különösen a konténerek szilárdságának a tervezési nyomás – 4, 10, 15 vagy 21 bar – szerinti meghatározására vonatkozott, az áru veszélyességétől függően. Ahol alacsonyabb vizsgálati nyomást engedélyeztek, ott az előírt biztonságot az előírt minimális falvastagságok révén kellett biztosítani. A tankkonténerekre vonatkozó előírások az 1,80 méternél nagyobb átmérőjű konténerek esetében 6 milliméteres, az ennél kisebb átmérőjű konténerek esetében pedig 5 milliméteres minimális falvastagságot írnak elő. A minimális falvastagságok 2 milliméterrel csökkenthetők, ha megfelelő ütközésvédelem biztosítja a tartály biztonságát.

Az 1973. őszi közös ülésen azonban Franciaország új javaslatot tett az átdolgozott német tervezettel szemben. A tárgyalások holtpontra jutottak, amit csak Nagy-Britannia kompromisszumos javaslatával volt áthidalható.

Ebben az időszakban került sor a 2. veszélyességi kategória (nyomás alatt lévő gázok) felülvizsgálatára is, amely szintén számos ülést igényelt. E munka eredményeit a tartánykocsikra és a tartányokra vonatkozó előírásokban figyelembe kellett venni. Ez elsősorban a gázok listájának átrendezését jelentette, ahol külön csoportokat hoztak létre a gyúlékony, mérgező és kémiailag instabil anyagok számára.

1976-ban végül bevezetésre kerültek a tartálykocsikra és a tartányjárművekre vonatkozó harmonizált előírások. Ez döntő lépés volt a nagy mennyiségű veszélyes áru közúti és vasúti szállításának biztonsága felé. Az ADR eredeti hiányosságait a tartányjárművek tekintetében korrigálták. A vasúti szállítás tekintetében is jelentős javulást értek el a tartálykocsikra vonatkozó szabályozásban. Valójában a tartányjárművek, a tartánykonténerek és a tartálykocsik is biztonságosabbá váltak.

Természetesen a munkát lehet kritizálni is. A nyomás alatt lévő gázokkal foglalkozó szakemberek például megjegyezték, hogy a „minél veszélyesebb egy áru, annál jobban biztosítani kell annak védelmét” elvét nem alkalmazták a nyomás alatt lévő gázokra. Ez azonban csak részben helytálló, hiszen a 2. kategóriára érvényes vizsgálati nyomásokat, amelyek a tartályok a tervezési nyomásaiként szolgálnak, évtizedek óta kizárólag az anyagoldali biztonsággal kapcsolatos paraméterek alapján határozzák meg.

A haspánt „kudarcot vallott”

Térjünk vissza Németországba. Egy 1982 és 1984 között végzett baleseti vizsgálat kimutatta, hogy a tartály középvonala területén bekövetkezett balesetekben főleg az alumínium négyszögletes tartályok sérültek meg. Még az oldalsó védőcsíkoknak is kevés haszna volt, mert azok a tartály felbillenésekor tönkrementek. Egy 1987-es azonnali végrehajtási rendelet, amely nem sokkal a hat halálos áldozatot követelő herborni tartálykocsibaleset előtt lépett hatályba, előírta, hogy az úgynevezett csökkentett falvastagságú tartályoknál a tartály középvonalának területére további erősítéseket kell szerelni: egy „haspántot”. Ez azonban teljes kudarcnak bizonyult, mert a későbbi balesetek során a tartályok általában ott szenvedtek sérülést, ahol a haspántot hegesztési varratokkal rögzítették.

A Topas után jött a Theseus

Mintegy 10 millió márka költséggel 1995-ben befejeződött a közúti tartálykocsik baleseteinek vizsgálatára irányuló eddigi legátfogóbb kutatási program, amely a program német neve, azaz a Tankfahrzeuge mit höchst erreichbarer Sicherheit durch experimentelle Unfall-Situation (tartányjárművek kísérleti baleseti helyzetekben elérhető legnagyobb biztonsága) elnevezés után a Theseus nevet kapta. A közfinanszírozással megvalósított projekt, amelyet egy munkacsoport hajtott végre a Dekra bevonásával, messzemenő célokat tűzött ki: először kellett átfogóan elemezni és értékelni a folyékony veszélyes áruk közúti szállításának biztonsági szintjét a járművek és járműalkatrészek szisztematikus vizsgálatával.

A baleseti teszteket valós balesetek alapos vizsgálata előzte meg. 1989 és 1993 között Németországban összesen 231, veszélyes árut szállító tartálykocsit érintő balesetet rögzítettek és elemeztek. Ezek a balesetek tették ki a veszélyes áruk szivárgásával járó összes közúti baleset mintegy 75 százalékát ebben az időszakban. A balesetek elemzéséből származó adatok képezték a kísérleti baleseti szimuláció tervezésének alapját. A 30 billenéses, 12 borulásos és 36 ütközéses vizsgálat segítségével további betekintést nyertek a baleseti elemzések során azonosított kockázati területekbe. Az adatmennyiség kiegészítésére vezetési teszteket és számítógépes szimulációkat használtak. A tartályok különböző anyagainak rugalmasságát és a kialakítás hatását ejtési tesztekkel elemezték.

Mindent egybevetve, ez komoly próbálkozás. A nagyszabású Theseus projekt egyik legfontosabb eredménye annak felismerése volt, hogy a tartálykocsik kialakításának megváltoztatásával jelentős biztonsági potenciál mozgósítható. A Theseus feladata nem a kész járművek fejlesztése és tesztelése volt. A cél inkább a meglévő szerkezetek elemzése és a tartálykocsik biztonsági szintjének javítási lehetőségeinek meghatározása volt.

A projekt 1995-ös befejezése után az eredményeket bemutatták az ENSZ 15. munkacsoportjának. A megvalósításról – különösen a tartályfal vastagságának növeléséről, a jobb hátsó ütközés elleni védelemről és a nagyobb billenési stabilitásról – évekig folyt a vita Genfben. Végül nem minden javaslatot valósítottak meg.

A Topasból Unitas lett

A Topas forradalmian új volt, ám túl drága és túl bonyolult. Míg az eredeti Topas járművet a stuttgarti Heller-Fahrzeugbau cég építette, addig annak egy „karcsúsított” utánzatát az Ellinghaus cég a westfáliai Beckumban. Ebből a típusból 1987 és 1997 között összesen 400 darab készült, egészen addig, amíg az Ellinghaus csődbe nem ment. Ez az utánzat az Umwelt- und Naturschutz integrierte Tanksicherheit (környezet- és természetvédelmi integrált tartálybiztonság) elnevezésből az Unitas nevet kapta.

Lutz Gösslinghoffnak, aki 1985-ben a dortmundi egyetemről került az Ellinghaushoz, az volt az ötlete, hogy az ásványolaj-szállító tartálykocsiknál is használjanak hengeres tartályokat. A tartály a hátsó három tengely közé süllyed, így az gyakorlatilag egy vályúban fekszik. Egy másik különlegesség a tartály vontatójárművön való alátámasztása volt: a hengeres tartály elejébe a tartály középvonala alatt egy nyílást vágtak, amelybe aztán egy lapos lemezt hegesztettek be egy királycsappal. A Német Szabadalmi Hivatal 1991-ben adott szabadalmat Lutz Gösslinghoffnak erre a megoldásra.

A Theseus projekt részeként végzett vizsgálatok azt is megerősítették, hogy a hengeres tartályok a billenési stabilitás szempontjából legalább egyenértékűek a négyszögletes tartályokéval. Ez elég indok tehát arra, hogy a közúti tartálykocsik építésekor a négyszögletes tartályok helyett hengeres tartályokat használjanak, különösen azért, mert a hengeres tartályok mindent összevetve ellenállóbbak.

Bár Gösslinghoff 1991-ben otthagyta az Ellinghaust, egy 1997-es kis kihagyás után a Schraderhez került. Az eredetileg robbanóanyagtöltő rendszerek és készülékek építésére szakosodott vállalat éppen akkor vette át az Ellinghaust és egy évvel korábban a Beckum-Vellernben működő T+A Schwietertet, amely szintén csődbe ment. A mérnök az „Unitas 2000”-et a Topas-utánzat Unitasból fejlesztette ki, olyan módosításokkal, amelyek szintén a Theseus kutatási projekt eredményeként születtek.  Magával a névvel is az elkövetkező évezredre kívánták megadni az alaphangot.

Napjaink gyártási folyamata

Ma egy tartályos félpótkocsi 120 000 euróba kerül – kevesebbe, mint egykor. Az árnyomás abból adódik, hogy az olajtársaságok általában öt évre szóló szerződéseket hirdetnek meg, és magas követelményeket támasztanak a járműtechnológia, a flottakezelés és a járművezetők képzése terén, ám mindez nem emelheti az árakat. Minden „házon belüli fuvarozónak”, aki elnyeri a szerződést egy adott üzemanyagmárka tekintetében, gondosan ki kell számolnia saját teljesítőképességét, és ez a tartálykocsi-egységek költséghatékony beszerzését is magában foglalja.

A Németországban zajló árháború megköveteli a gyártási költségek optimalizálását. Ezt csak úgy lehet elérni, ha részmegbízásokat adunk olyan beszállítóknak, akik például a tengelyeket, szerelvényeket vagy akár a zárókupakokat olcsóbban tudják gyártani.

A Schrader az Unitas sorozatot moduláris elven építi; a tartályok külső falának átmérője mindig 240 milliméter. A falvastagság 5 mm a hengeres tartály felső felében és 7 mm az alján, ahol a teherhordó részek vannak ráhegesztve. A tartályos félpótkocsi hossza a kívánt mérettől függően 8,52 és 12,78 méter között mozog. A tartály térfogata 32 000 liter és 52 000 liter között mozog (külföldi országok esetében); Németországban a tartályos félpótkocsik alapesetben 44 300 literes bruttó térfogattal készülnek.

Az 1980-as évek elején – csak a Németországi Szövetségi Köztársaságban – még évente mintegy 80 veszélyes áruszivárgással járó tartálykocsi-baleset történt, de az 1980-as évek végére a balesetek száma csaknem a felére csökkent. Ez részben a tartálykocsivezetők 1979-ben bevezetett képzésének, de a tartálykocsi-technológia fejlődésének is köszönhető. Ma már csak néhány olyan baleset történik, amely veszélyes áruk kiömlésével jár. Ráadásul a tartálykocsik ritkán borulnak fel balesetben. Ám ha mégis, akkor általában nem történik szivárgás. Lutz Gösslinghoff ezt a kedvező fejlődést elsősorban a tartálykocsi-technológia fejlődésének tulajdonítja:

 Alacsony súlypontú hengeres tartály használata (kiváló minőségű alumíniumlemezből)

 Alulról történő ürítés és feltöltés - ez gyakorlatilag kiküszöböli a tartályba süllyesztett dómfedél szivárgásának kockázatát (a dómfedelek a múltban többször is szivárogtak balesetek során).

Manapság gyakoriak a hátulról történő ütközések, amelyek során a tartály hátsó része megsérül, azonban ritkán roncsolódik.

Az autópálya fel- és lehajtókon vagy szűk kanyarokban történő borulással járó balesetek ritkák. Az elektronikus menetstabilizáló asszisztensek figyelmeztetik a vezetőt, ha túl gyorsan halad. A pótkocsi ekkor a vontató járművet a jármű tengelye fölé tolja, és a vezető figyelmeztetést kap.

A magas szintű biztonság miatt Lutz Gösslinghoff úgy véli, hogy Németországban is indokolt a nagyobb tömegű tartálykocsik használata. Véleménye szerint 44 tonna lenne indokolt, sőt bizonyos szempontból biztonságosabb is: ez azt jelentené, hogy összességében kevesebb járművet használnak, és statisztikailag a kevesebb jármű kevesebb balesetet is jelent.

Összefoglaló

25 éves a Topas - ennyi idő alatt sok minden történt. A projekt lendületet adott az új tartálykocsi-technológiák fejlődéséhez. És ez be is következett. A Topas és később a Theseus jelentősen hozzájárult a német utak biztonságának növeléséhez.