Zusammenfassung der Inhalte der Präsentation des BAM-Gutachtens vom 24.9.08

Das komplette Gutachten mit Glossar ansehen

Rubrik

Originaltext Gutachten

Kommentar CFW

Titelseite:

Schadensanalyse Radsatzwelle ICE-3
Bisherige Untersuchungen
Vorläufige Ergebnisse
Stand 2008-09-22
Überarbeitung 2008-09-29

 

Kopfzeile auf jeder Folie

V.3/566 Schadensanalyse Radsatzwelle ICE-3
Stand 2008-09-22

 

Fußzeile auf jeder Folie:

Klinger, Bettge, Häcker
Vorab-Präsentation EBA 2008-09-24

 

Digitale Signatur:

Dokument erstellt am 02.10.2008, 18:45 h, 81 Seiten, keine Angabe zum Verfasser,
95 Photographien sowie Diagramme, Systemskizzen und 3-D-Volumenmodelle

 

09.07.08

Ein ICE-3 entgleist auf der Hohenzollernbrücke nach der Ausfahrt aus dem Bahnhof Köln.
Eine Treibradsatzwelle war gebrochen.

 

Aufgabenstellung der Staatsanwaltschaft

Im Auftrag der Staatsanwaltschaft Köln wird die Bundesanstalt für Materialforschung mit der Unfallursachenforschung bezüglich der Entgleisung des IC 518 beauftragt.
Im Rahmen des Untersuchungsauftrages sollen Fragen zur Unfallursache, Fragen zu Werkstoff- oder Fertigungsmängeln, festgestellte Mängel am Fahrzeug, Einhaltung von Normvorschriften und Fragen zu eventuellen Wartungsmängeln beantwortet werden. Sollten weitere Untersuchungen erforderlich sein, bitten wir Sie uns hierüber in Kenntnis zu setzen, was von Ihrer Seite als noch erforderlich erachtet wird. Als Anhang fügen wir Ihnen zur Kenntnis noch Auskünfte der DB Netz und den Ermittlungsbericht vom Unfalltag bei.

BAM-Einschränkung:
Das Drehgestell der gebrochenen Radsatzwelle wurde am 2008-07-15 vom Fahrzeug Tz 310, Wagenkasten 403 710-7 getrennt. Die BAM konnte das Fahrzeug daher nicht in Augenschein nehmen. Einflüsse des Fahrzeugs auf das Drehgestell mit der gebrochenen Radsatzwelle konnten nicht untersucht werden.

Noch nicht bekannt:
Empfehlungen der BAM für weiterführende Untersuchungen







BAM hat RSW nicht selbst entnehmen dürfen.

Entnahme erfolgte am 2008-07-15, dabei wurden Drehgestell vom Wagen getrennt.

Bauteiluntersuchung Drehgestell

Visuell
Ergebnis: Alle Schäden Sekundärschäden,
Bruch der RSW keine an den vorliegenden Bauteilen feststellbare äußere Ursache

 

Werkstoffuntersuchungen

Rubrik

Originaltext Gutachten

Kommentar CFW

Mechanisch-technologische Prüfungen

Zugversuche, Kerbschlagbiegeversuche: Forderungen werden erfüllt,
Einfluss der Probenlage auf die Kerbschlagarbeit nicht erkennbar
 
Auswertung Regelwerk und Chemische Analyse Die Anforderungen der EN 10083-1:1996 für 34CrNiMo6 werden erfüllt.
Die Angaben in der “Techn. Spezifikation/Liefervorschrift für Radsätze ICE 3”:1997-03 sind für Treibradsätze widersprüchlich. Daher kann der hier vorliegende Stahl diese nicht alle erfüllen.
DB AG hat in ihrer Techn. Spezifikation / Liefervorschrift für Radsätze ICE 3 generell widersprüchliche Angaben, die dazu führen, dass die Anforderungen für bestimmte Werkstoffe, darunter der gebrochene 34CrNiMo6, nicht erfüllbar sind.
Bruchflächenuntersuchung Schwingriss nachgewiesen, Restgewaltbruchfläche maximal 15%, minimal < 3%,
Bruchmechanismus:
niedrige Kerbspannung, lokale Kerbe und umlaufende Biegung
 
Metallographie Schwingriß ausgehend von einer lokalen Stelle, phasenweise asymetrischer Fortschritt, im Vergleich zum Schwingriss kleiner Restgewaltbruch, Verreibung der Rissflächen  
Oberflächenanalyse Wellenbruch spätestens beim letzten Beschleunigungsvorgang in Fahrtrichtung Köln  
Fraktrographie Schwingriss und Restgewaltbruch auch elektronenmikroskopisch nachgewiesen -> reiner Gewaltbruch ist ausgeschlossen
Metallographische Untersuchungen Einschlüsse unzulässiger Größe nachgewiesen
Anforderungen an den Reinheitsgrad bruchnah nicht erfüllt,
Nachweis einer Rissursächlichen Inhomogenität ist aufgrund der starken Beschädigung im Bereich des Bruchs nicht möglich, Einschlüsse, wie sie in der Nähe der Rissstartstelle nachgewiesen wurden, könnten als Rissstarter fungiert haben
 
Geometrie und Oberfläche der Mulde Ungänzen gefunden, die möglicherweise geöffnete Hohlräume nichtmetallischer Einschlüsse, bearbeitungsspuren oder Kratzer sind, die Ungänzen der Oberfläche sind deutlich größer als die geforderte und auch vorliegende Rauheit

 

Hypothese Schadensursachen für Bruch RSW

Schadensursächlich war wahrscheinlich eine UND-Kombination folgender Faktoren: Verantwortungsbereich..
Gießbedingt liegen nichtmetallische Einschlüsse inhomogen verteilt vor ..Hersteller
Beim Schmieden wurden diese Einschlüsse nicht eingeformt -> es verbleiben unzulässig breite und lange Einschlüsse im Bereich der Mulde neben Radsitz, Ausrichtung axial ..Hersteller
Bei der metallographischen Bestimmung des Reinheitsgrads im Schmiedewerk wurden nichtmetallische Einschlüsse unzulässiger Größe nicht gefunden. Die Probe lag außerhalb der hier vorliegenden RSW und möglicherweise außerhalb des Bereichs mit unzulässig großen Eischlüssen ..Hersteller, und mangelnde Abnahmesorgfalt DB
Nichtmetallische Einschlüsse wurden vermutlich weder bei der US-Prüfung im Schmiedewerk noch bei der US-Prüfung auf Querfehler beim Radsatzhersteller erkannt. ..Hersteller und mangelnde Abnahmesorgfalt DB
Vermutlich konstruktiv und/oder betriebsbedingt in der Mulde hinsichtlich Betriebs- /Schwingfestigkeit hoch ausgenutzte Welle ..DB
Hohe Betriebs-Lastspielzahl ..DB
Unzulässig große Einschlüsse auch dicht unter der Oberfläche der polierten Mulde stellen Kerbe dar -> Schwingrissinitiierung in einem hoch ausgenutzten Querschnitt ..Hersteller und mangelnde Abnahmesorgfalt DB
Aufgrund der Kerbempfindlichkeit dieses hochfesten Stahls war der Rissfortschritt größer als bei anderen bekannten Radsatzwellen-Werkstoffen ..DB
Schwingriss wurde nicht rechtzeitig erkannt: US-Hohlwellenprüfung war nicht sensibel genug
oder das inspektionsintervall zu lang
..beidesDB

 

Indikatoren für den Restgewaltbruch vor Köln

  • HOA- FBOA-Ergebnisse
  • Zweistufige Aufschieferung und Materialverschmierung am Drehgestell 2L und 2R, entstanden bei Fahrtrichtung Köln
  • Geräuschwahrnehmung der Fahrgäste und DB-Personal
    Die Geräuschwahrnehmung hat das DB-Personal zu diesem Zeitpunkt nicht zu einer Notbremsung veranlasst! Erst bei der Ausfahrt aus Köln
  • Mechanische und thermische Überlastung der Kupplung 2, vergleichende thermogravimetrie am Dämpfungsring
  • Verreibung mit Aufschmelzungen der Schwingbruchfläche
  • Fahrtrichtung, die aus dem sekundären Linienmuster auf der Bruchfläche FA ableitbar ist

 

Stadien des mutmaßlichen Schadensablaufs

~ 11/2001 Betriebsbeginn im Tz ICE 0334Wg. 403034 als Radsatz 3 [0 km]
Wann? Rissinitierung an einem nichtmetallischen Einschluß (~µm)
  Rissfortschritt
Wann? ~0,5 mm Risstiefe, was dem technischen Anriss entspricht
  Rissfortschritt
Wann? Überschreiten der Nachweisgrenze der US-Hohlwellenprüfung
27.03.2008 Ultraschallprüfung ~150.000 km vor dem Restgewaltbruch, [Laufleistung 2,85 Mio km] Prognostizierte Lebensdauer 15 Mio. km
Wann? Überschreiten der Nachweisgrenze der US-Hohlwellenprüfung
  Rissfortschritt
07.07.2008 Sichtprüfung 2 Tage vor dem Restgewaltbruch
  Rissfortschritt
09.07.2008 Restgewaltbruch (Durchbruch) der RSW vor Köln -> Sekundärschäden durch reiben der Bruchflächen FA und FB aufeinander
Entgleisung bei Ausfahrt aus Köln Hbf (~3 Mio km) -> Tertiärschäden an den Bruchkanten durch wiederholten schlagartigen Kontakt bei der Fahrt mit dem
entgleisten Radsatz

 

Bewertung:

Das Gutachten ist hochprofessionell erstellt. Die genannten Aussagen werden nahezu vollständig durch die zahlreichen dargestellten Belegfotographien unterstrichen. Es wurden eine Vielzahl unterschiedliche zerstörende und zerstörungsfreie Materialuntersuchungen vorgenommen, bis hin zur Elektronenmikroskopie. Die Einzelnen Ergebnisse werden kombiniert, die weitreichendste Folgerung ist die zum Bruchzeitpunkt. Die Erstellunsdauer von zwei Monaten vom 15.07.08 bis zum 24.09.08 scheint vor diesem Hintergrund nachvollziehbar.

Es ist nicht denkbar, dass die zentralen Aussagen des Berichts durch weitere Untersuchungen wieder entkräftet werden. Die BAM bezeichnet die Untersuchung deswegen in der BAM-Pressemitteilung 15/08 vom 29. Oktober 2008 “Untersuchungsstand zur ICE-Radsatzwelle” auch als vorläufig abgeschlossen:

>> Die Untersuchung der schadhaften Radsatzwelle vom ICE-Unglück am 9. Juli 2008 wurde von der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung vorläufig abgeschlossen.
Die bisher erzielten Ergebnisse wurden im September der zuständigen Staatsanwaltschaft Köln mündlich vorgestellt. In einer weiteren Besprechung informierte die BAM das Eisenbahnbundesamt und die Deutsche Bahn unter Beisein der zuständigen Staatsanwaltschaft über den Sachstand.
Eine weitere Radsatzwelle wurde der BAM im Oktober durch die Staatsanwaltschaft Köln übergeben. Diese Radsatzwelle wird derzeit mit geeigneten Methoden untersucht. <<

 

Fehlende Aussagen:

  • Ist der rechnerischer Nachweis der RSW für die Lasten nach Norm erbracht?
  • Sind die Lasten nach Norm zutreffend bzw. anwendbar?
    (Nicht jede Norm stellt für jeden Bereich den allgemein anerkannten Stand der Technik dar! )
  • Ist die Möglichkeit von höheren Lasten durch unebene Strecke oder zu steifen Untergrund geprüft worden?
  • Wie weit war der Riß bei der Sichtprüfung zwei Tage vor dem Restgewaltbruch min/max fortgeschritten?


Berlin, den 22.11.2008 Dipl.-Ing Carl-Friedrich Waßmuth

 

 

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