Halat-Spesifik Basınç

Bir danışmanın değerlendirmesi

Son zamanlarda yapılan bir asansör çekiş tasarımı incelemesi, dikkatimi sistem tasarımına ve EN 81-20'de belirtilen askı halatı emniyet faktörünün yorulmaya dayalı hesaplanması ile Hymans ve Heilborn tarafından yaklaşık 100 yıl önce geliştirilen halat-özgü basıncın dikkate alınması arasındaki ilişkiye odakladı.

Bu, "halat basıncının bir ölçüsü olarak EN 81'de artık öngörülmediğinden, dikkate alınmasına gerek yoktur" şeklindeki şüpheli önermeyle karşılaştığım ikinci durumdur. Her iki durumda da, izin verilen maksimum basınç önemli bir farkla aşılmıştır. 

Bu yanlış anlaşılmanın veya yanlışlığın ifadesi, genellikle yetersiz bir çekiş tasarımını ve tabii ki EN 81-20 0.4.3.a) standardının şu temel varsayımını görmezden gelme kararını gizlemek için ortaya çıkar:  

“Tam bir asansör tesisatına dahil edilebilecek her bir bileşen için ilgili riskler dikkate alınmış ve kurallar buna göre oluşturulmuştur:

Bileşenler:

a) tüm arıza modlarını hesaba katarak, olağan mühendislik uygulamalarına (bkz. FprCEN/TR 81-12) ve hesaplama kodlarına uygun olarak tasarlanmıştır;”

Halat basıncı, ASME A17 Asansör Kodu'nun temelini oluşturan bir ilke iken, 1977 EN 81-1 Standardı'ndaki reçetesi, daha önce sıklıkla keyfi halat güvenlik faktörlerine güvenilmesinin yerini alarak, halat basıncını Avrupa'da bir güvenlik önlemi olarak yerleştirdi ve bu, kabinin en alt katta nominal yüküyle yüklenmesi durumunda, halatların özgül basıncının hiçbir durumda aşağıdakileri aşmaması gerekliliğiyle 1999'a kadar devam etti: 

Burada p, N/mm cinsinden özgül basınçtır² ve vc, kabin hızına karşılık gelen halat hızıdır.

1977 ve 1985 EN 81-1 Standartları ayrıca asansör üreticisinin, asansörün bireysel özelliklerini ve kullanım koşullarını dikkate alarak, halat basıncının seçimini göz önünde bulundurması gerektiğini belirtmiştir.

Deneyimime göre, sorumlu ve yetenekli tasarımcılar, belirli bir asansörün özellikleri açısından güvenli ve dayanıklı bir tasarım elde etmek için, halat-spesifik basınçla birlikte yorulma tabanlı EN 81-20 hesaplamasını dikkate alırlar. Bu, kurulu ortam; halat ve kasnak çapları; yön değiştirici kasnak çapları; kıvrımlar ve ters kıvrımlar; halat yapısı; halat sayısı; asansör kullanımı; güvenlik faktörleri; oluk profili; ve oluk basıncı gibi bir dizi faktörün dikkate alınmasını içerir. Tüm bu faktörler, güvenli, verimli ve dayanıklı bir sistem tasarımı üretmek için dengelenmiştir. 

EN 81-20 Varsayım 0.4.12 bazen şüpheli bir çekiş tasarımının bahanesi olarak veya savunması olarak gösterilir ve şunları sağlar:

“Aşağıda listelenen ve özel olarak dikkate alınan maddeler hariç, iyi uygulama ve standardın gerekliliklerine göre inşa edilmiş mekanik bir cihaz, çekme makarasındaki halatların kontrolsüz kayması dahil, üretici tarafından verilen tüm talimatların usulüne uygun şekilde uygulanması şartıyla, tespit edilme olasılığı olmaksızın tehlike yaratacak bir noktaya kadar bozulmayacaktır:”

Varsayım 0.4.12'nin amacı, tasarımcıların aşınmaya maruz kalan çekiş kasnağı oluğu da dahil olmak üzere temel güvenlik hükümleri ve bileşenlerinin durumlarının kolayca değerlendirilebilecek şekilde tasarlanmasını ve bu değerlendirmeyle ilişkili talimatların sağlanmasını sağlamaktır. Bu, pervasız veya beceriksiz çekiş tasarımını haklı çıkaracak bir boşluk sağlamak değildir ve asla olmamıştır.    

Bu bağlamda, tasarım aşamasında en iyi şekilde en aza indirilen ve/veya hafifletilen ekipman tasarım risklerinin gelecekteki bakıma aktarılması açısından, mühendislik tasarımının altında yatan etik ilkelerle ilgili bir soru ortaya çıkar. Bu yaklaşım, riskin yönetilmesi görevi ve maliyetinin, tasarım dışı bırakılması gereken, kendisine devredildiği, bilmeyen gelecekteki bir kullanıcı ve/veya bakımcının pahasına sermaye maliyetinde bir azalmadan başka bir şey ifade etmez. 

Orijinal ekipman tasarımında kolayca ortadan kaldırılması gereken kasnak ve halat çapındaki azalmalardan kaynaklanan aşırı yüksek halat basınçları, ilişkili artan risklerle (hem güvenlik hem de maliyet açısından) birlikte sermaye maliyetinden, çoğunlukla ne olduğunun farkında olmayan son kullanıcıya aktarılır. Aslında bu, tasarım riskinin vicdansız ve/veya beceriksiz bir tasarımcıdan habersiz bir müşteriye aktarılması anlamına gelir.

V-profil kasnak oluklarının yüzey sertleştirme derinliği ve tutarlılığının değerlendirilmesine ilişkin belirsizlikler iyi bilinmektedir; zira aşırı yüksek halat basıncı içeren tasarımlar, tasarım aşamasında ortadan kaldırılması gereken ve daha sonra yönetilmesi zor olabilecek ek güvenlik riskleri ortaya çıkarmaktadır.

Hymans ve Heilborn yönteminin güncelliğini yitirmiş olabileceği bana önerilmiş olsa da, neredeyse 100 yıldır devam eden uzun ömürlülüğünün kendi adına konuştuğunu düşünüyorum! Ayrıca, farklı oluk profillerinin tanımının, EN 81-1: 1998 yorulma tabanlı hesaplamanın altında yatan verilerle birlikte, hesaplamayı daha sağlam hale getirmek ve orijinal 81 Standardındaki açık hataları düzeltmek için EN 20-1998'de güncellenmesinin gerekli olduğunu da belirtiyorum. Ancak adil olmak gerekirse, EN 81-1/2: 1998 Standartlarının, 1999 Asansör Direktifinin 1995'daki uygulaması için bunların kullanılabilir olması amacıyla aceleyle hazırlanıp yayınlandığını hatırlıyorum.  

EN 81-1: 1998'de tanıtılan yorulma hesaplaması, makine dairesiz (MRL) asansörlerin ortaya çıkmasıyla aynı zamana denk geldi ve halat basıncı da dahil olmak üzere diğer ilgili faktörlerle birlikte değerlendirildiğinde, MRL tasarımlarının çoğunda bulunan artan kasnak sayısı ve bükme çevrimlerine makul bir yaklaşım sağlıyor.  

Otis Elevator Co.'nun Hymans ve Heilborn'un çalışmalarını geliştirdiğini ve geleneksel olarak çekiş tasarımı ve halat basıncının değerlendirilmesiyle ilgili olarak aşağıdakileri içeren en az beş görev sınıfı uyguladığını hatırlıyorum: 

• Maksimum Hizmet — Günde 8 ila 10 saat — Asansörler programa göre çalışır. Genellikle ofisler ve mağazalar.
• Ortalama Yolcu Hizmeti — Binadaki bir veya daha fazla asansörün zamanında çalışmaması, ancak gerektiğinde çağrılara cevap vermesi.
• Aralıklı Yolcu Hizmeti — Ortalama Yolcu Hizmetine benzer, ancak araç durakları ve kilometreler düşük ve tam nominal yük nadiren taşınır. Tipik olarak, belirli hastaneler veya apartman binaları
• Ortalama Yük Hizmeti — Ortalama Yolcu Hizmetine benzer ancak ortalama yük elleçlemesine karşılık gelen uzun dinlenme süreleri vardır. Tipik olarak, belirli hastane asansörleri bu kategoriye girebilir.
• Aralıklı Yük Hizmeti — Uzun süre dinlenme. Genellikle garajlar, küçük depolar ve daha az sıkışık bölgelerdeki binalar.

Hizmet göreviyle ilgili olarak dikkate alınan mühendislik faktörleri, yükleme; halat çapı ve halat hızı; makara çapı; ve oluk profili dahil olmak üzere bugün geçerli olan faktörlerdi.

Daha az sayıda başlatmaya tabi olan bir uygulamada, ekipmanın güvenliğinden veya çekiş makarası ve askı halatlarının hizmet ömründen ödün vermeden makul ölçüde daha yüksek bir halat basıncı uygulanabilir. Gerçekten de Otis, makine yelpazesi, makara çapları, farklı oluk profilleri ve bunların farklı görevlerdeki uygulamalarıyla ilgili bir dizi eğri üretti. Otis yaklaşımı, Profesör Janovsky'nin Hymans ve Heilborn yaklaşımının uyarlamasında biraz sonra benimsediği yaklaşımda yansıtılır; bu yaklaşım, kaldırma başlatma sayısını kabul edilebilir bir halat basıncına ilişkilendirir, ancak saatte 60 başlatma kadar düşük bir hesaplama için bile Profesör Janovsky'nin hesaplamasının geleneksel Hymans ve Heilborn maksimumuna asla tecavüz etmediği unutulmamalıdır. 

Burada k, saatteki yolculuk sayısı olarak ifade edilen asansör kullanımına ilişkin katsayıdır (Janovsky L):

Burada z, saat başına yapılan sefer sayısıdır (Janovsky L).

Halat basıncı, çekiş tahrikinin ayrılmaz bir parçasıdır; asansörü güvenli bir şekilde tahrik etmek için gerekli teması sürdürmek (veya duran bir karşı ağırlık durumunda tahrik edilmesini önlemek) için yeterli seviyede halat basıncı kritik öneme sahiptir ve bu anlamda, çekiş tasarımında halat basıncının göz ardı edilebileceği önermesi saçmadır.

Bir mühendislik sistemi tasarımındaki bir eksiklik, ekipman bir süre kullanımda olana kadar (tasarımcı çoktan gittikten sonra) belirginleşmeyebilir. Bu, tasarım eksikliğine dahil olanların zihninde, bilinçli veya bilinçsiz olarak, eksik bir tasarımı haklı çıkarmak için kullanılabilir. Ancak, deneyimle desteklenen temel gerçeklik, bu tür yerleşik eksikliklerin, bazen ilgisiz diğer sistem eksiklikleriyle birlikte, arızalar ve kazalar şeklinde ve/veya orijinal kararın beklenmeyen veya öngörülemeyen sonuçları olarak ortaya çıkma eğilimi göstermesidir. Kavram, James Reason'ın İsviçre Peyniri sistem arızası modelinde (Şekil 1) gösterilmiştir; burada bir dizi savunma (bizim durumumuzda endüstri mühendislik uygulamamızın, Standartlar ve Rehberlik hükümleri) İsviçre Peyniri dilimleri olarak modellenmiştir ve arızaya karşı bir dizi savunma oluşturmak için eş zamanlı olarak çalışırlar. Bir tasarımcının bir Standardın öğelerini, ister ima edilmiş ister açık olsun, görmezden gelmesinin, ihlal etmesinin veya kısayollar kullanmasının etkisi, Reason'ın İsviçre Peyniri dilimi savunmalarından bir veya daha fazlasını atlamaya ve ekipmanın ömrü boyunca arızada (İsviçre Peyniri dilimlerindeki delikleri hizalamada) belirginleşen sistem düzeyinde eksiklikler ortaya çıkarmaya eşdeğerdir. Bizim sektörümüzde, Standartlarımız ve Düzenlemelerimizin gerekliliklerinde bulunan temel niyetle ilgili eksiklikler veya kısayollar ortaya koymanın etkisi, genel sistem dayanıklılığını azaltmak ve belirli bir tasarıma özgü genel risk düzeyini artırmaktır. 

Bir dizi ölümcül kazada uzman olarak çalışma deneyimim, tek bir arıza kaynağının nadiren, hatta hiç nedensel olmadığı, bunun yerine, genellikle bakım uygulamasındaki eksikliklerle birleşen tasarım eksikliklerinin kümülatif etkilerinin bir kazanın altında yatan şey olduğudur. Tasarım eksiklikleri (EN 81 Standartları ve/veya iyi mühendislik uygulamalarının gerekliliklerine aykırı olarak) orijinal tasarımcıya zararsız görünebilir, ancak gelecekte bir noktada diğer sorunlarla bir araya geldiğinde, felaket sonuçlara yol açar. Ve bir uygulama otoritesi tarafından, geriye dönüp bakıldığında, kaçınılmaz olarak, "tasarım kusuru olmasaydı", kazanın olmayacağı senaryosunda, orijinal eksik tasarıma odaklanır.   

İkinci bir endişe, EN 40 1'de öngörülen ve çoğu yargı alanında öngörülen asgari oran olan 81:20'den daha düşük bir kasnak-askı halatı çap oranı (Dt/dr) ve küçültülmüş asansör makinelerini içeren MRL asansör paketlerinin pazarlanmasıyla ilgilidir. Karşıma çıkan bir örnek, bir Onaylanmış Kuruluş Onayı ile haklı çıkarılmıştı, ancak sonuç, son kullanıcı/satın alanın çok geç olana kadar farkına varamayacağı azaltılmış bir asansör servis görevi (seyahat sayısı) ve askı halatı ömrüydü. 40:1 asgari kasnak-halat çap oranının, güvenli ve etkili asansör tasarımı açısından dokunulmaz olduğunu düşünmüştüm. Gerçekten de, Asansör Direktifi'nin ve ilişkili EN 81 Standartlarının orijinal taslak hazırlayıcılarının, bu uzun süredir devam eden güvenlik hükmünün gelecekte bir Onaylanmış Kuruluş veya bu konuda başka biri tarafından yorumlanmaya ve ihlal edilmeye tabi olacağını asla düşünmediklerinden eminim. Bu kötü düşünülmüş yaklaşımın etkisi, Asansör Direktifinin AB iç pazarının işleyişini garanti altına almak gibi bir şeffaflık düzeyiyle birlikte yüksek düzeyde sağlık ve güvenlik koruması sağlama amacını baltalamaktır. Aslında, yaklaşım tüketici güvenliği ve güveni düzeylerini azaltır. Güvenlik tasarımına yönelik muhafazakar bir yaklaşım temeldir ve sektördeki 50 yılı aşkın deneyimime göre, Murphy Yasası'na aboneyim: "Yanlış gidebilecekse, yanlış gidecektir." Etik ve profesyonel tasarımcılar olarak, potansiyel tehlikeleri, riskleri ve arıza modlarını tasarlama sorumluluğu bizdedir the sourceÖrneğin, amaca uygun, güvenli, verimli ve sürdürülebilir ürünler üretmek ve etkili tasarımla azaltılması gereken riskleri, bunları son kullanıcılara ve/veya bakımcılara aktararak ortadan kaldırmaya çalışmamak. 

Bu tasarımlardan biri, haftalarla ölçülebilen bir askı halatı ömrü ve düzenli makine yatağı arızalarıyla kuruldu. Dava olasılığıyla karşı karşıya kalan müteahhit, kurulumu düzeltti. 

Sorumlu tasarımcı, uyumluluk ile kalite arasındaki farkın farkındadır ve endüstri Standartlarımızın elde edilecek asgari güvenlik seviyelerini temsil ettiğini bilir. Çok sık olarak, uyumlu olduğu söylenen (ki bu genellikle şüphelidir) ancak hiçbir ölçüte göre kaliteli tasarımlar olarak kabul edilemeyen tasarımlarla karşılaşıyorum. Bu durumun, son 20 yıldır sektöre giren tasarımcıların derinlemesine anlayış ve mühendislik deneyimi eksikliğinden ve daha iyisini bilmesi gereken birkaç tasarımcının gevşek yaklaşımından kaynaklandığına inanıyorum. Uyumluluk kalite değildir!