Instorten torenkraan, Rotterdam-Alexander, 10... - Onderzoeksraad ...

2.3.4 Extern onderzoek
Materiaalkundig onderzoek torenrandstaven
Eén van de mogelijke scenario’s voor het bezwijken van de kraan is dat de mast van de kraan niet
sterk genoeg is geweest, bijvoorbeeld door materiaal falen. Om dit te kunnen onderbouwen of uit
te sluiten, heeft het Schielab in Rotterdam in opdracht van Aboma Keboma onderzoek gedaan. Dit
onderzoek vond plaats op verzoek van de Onderzoeksraad voor Veiligheid en in afstemming met het
Openbaar Ministerie. Het betrof een destructief materiaalkundig onderzoek naar de torenrandstaven
en dwarsverbindingen van de beschadigde torenstukken. Medewerkers van het Schielab hebben
zich ter plaatse van het ongeval op de hoogte gesteld van de situatie van de kraan. Na het bergen
en veiligstellen van de kraandelen hebben zij monsters uitgesneden. Op deze monsters heeft het
Schielab trekproeven en materiaalkundig onderzoek gedaan om de kwaliteit van het toegepaste staal
te onderzoeken. Daarnaast heeft het Schielab de breukvlakken microscopisch onderzocht.
Modellering sterkte mast en giek
De bezweken torenkraan en de daarvoor in de plaats nieuw opgebouwde torenkraan zijn met behulp
van de gedetailleerde tekeningen van de fabrikant gemodelleerd. Dit is in opdracht van de Onderzoeksraad
gedaan door FEMTO Engineering uit Delft. FEMTO heeft een computermodel van beide
kranen gemaakt op basis van de Eindige Elementen Methode (EEM). De EEM is een rekenkundige
methode, die gebruikt wordt om sterkte-eigenschappen van ingewikkelde constructies te berekenen.
Dit model is toegepast op de nieuw opgebouwde kraan en vergeleken met de meetgegevens van het
LVBT. De meting van het LVBT was nagenoeg gelijk aan de voorspelling van de doorbuiging door het
computermodel van FEMTO. Vervolgens is de configuratie van de ingestorte kraan op dezelfde wijze
doorgerekend.
Katmotor en frequentieregelaar
Door de doorbuiging van de giek heeft het loopvlak van de giek een aflopende helling naar de punt
van de giek. Om te voorkomen dat de loopkat ongewild naar buiten loopt, worden beperkingen
gesteld aan de doorbuiging en moeten het motor- en remkoppel van de katrijmotor voldoende zijn
om de loopkat met last onder helling op zijn plaats te houden of ‘omhoog’ te bewegen.
In het onderzoek is een trekproef gedaan naar het remkoppel van de katmotor. In deze proef is vastgesteld
dat er ongeveer 14kN nodig is om de katkabeltrommel door de rem te trekken. Dat betekent
dat als een kracht van 14kN op de katkabel wordt uitgeoefend, de rem van de katkabeltrommel de
katkabel (en daarmee de loopkat) niet meer tegen houdt. Aboma Keboma heeft berekend dat als de
loopkat al in beweging is, de dynamische remkracht met ongeveer 12kN, dus ongeveer 15% minder,
door de rem wordt getrokken.
De katmotor werd aangestuurd door middel van een frequentieregelaar. Voor elke toepassing van
een frequentieregelaar zoals het aansturen van een katmotor, dienen een aantal parameters te worden
ingesteld. De bevindingen uit het onderzoek maken duidelijk dat de parameters zodanig waren
ingesteld, dat de katmotor niet altijd het verlangde vermogen kon leveren.
De fabrikant van de frequentieregelaar uit de torenkraan heeft het koppel berekend dat nodig is om
de loopkat, met een last van 13 ton, op zijn plaats te houden. Bij een helling van 2 graden is dit 48,45
Nm. Bij een helling van 2,5 graden is dit 56,88 Nm. De motor had een maximaal koppel van 49 Nm.
Het maximale vermogen van de motor met frequentieregelaar ligt dus erg dicht bij het benodigde
vermogen onder de condities waarin de kraan in Rotterdam was opgebouwd.
Werking Programmable Logic Controller
Aboma Keboma heeft ook onderzoek uitgevoerd naar het besturingsprogramma in de kraan. De
opdrachten die de machinist geeft met behulp van de joysticks worden door de Programmable Logic
Controller (PLC - het besturingssysteem) doorgegeven. Voordat dit gebeurt, controleert het systeem
of aan alle geprogrammeerde voorwaarden is voldaan. Dergelijke voorwaarden hebben de vorm van
26