Kültéri védelem módszertana

IWA-14-1, PAS-68, ASTM F2656/F2656M? Mit takar mindez és milyen tesztelési rendszernek kell megfelelnie egy mechanikai védelmi funkciót ellátó, behajtásgátló rendszernek? Hogy történik egy hitelesített tesztelés, és mit jelentenek ezek a számok? Cikkemben szeretnék ezekere a sokat hangoztatott kérdésekre részletes, érthető választ adni, ami alapján el tudjuk helyezni elvárásainkat, igényeinket ilyen, vagy ehhez hasonló megoldások esetén.

Cikkemben a jelenleg érvényben lévő standardokkal, és tesztelési metódusokkal foglalkoznék, azonban ki fogok térni ezek eredetéről, és a korábbi metódusok fejlődéstörténetét is érinteni fogom.

Manapság, ha süllyedőoszlopot, útzárat, vagy más, minősítéssel rendelkező, behajtásvédelmi eszközt keresünk, gyakran találkozhatunk az IWA-14 szabványával, de mi is ez pontosan? Az IWA 14 egy ütközésvizsgálati szabvány, amely részletezi az ütéstesztelt behajtásgátló rendszerek teljesítményének mérési módszerét és eszközeit. Az eredetileg 2013-ban közzétett IWA 14 szabvány a másik két fő ütésteszt-szabvány, a PAS 68 és az ASTM elemeire támaszkodik. Ez a három a jelenleg legelterjedtebb szabvány a jármű-ütköztetéses törésztesztek, minősítési normák közül.

Az IWA 14-1:2013 (International Workshop Agreement), meghatározza az alapvető ütköztetési teljesítményeket és normákat egy akadály számára. Hasonlóan a korábbi osztályozási rendszerekhez, az IWA 14-1 specifikáció meghatározza a jármű típusát, a vizsgálat tömeget és az ütközési sebességet, valamint a szükséges méréseket, a jármű és az elhárító technika részleteit, amelyeket rögzíteni és jelenteni kell. Ezek a mérések felhasználhatók annak meghatározására, hogy az egyes helyekre melyik a legmegfelelőbb típusú akadály. Az IWA 14-1 előírások szerint tesztelt berendezéseknek megfelelő telepítést kell elvégezniük, amelyet az egyes helyszínek talaj- és környezeti feltételeihez igazítanak.

Ennek következtében egy új osztályozási módot is bevezettek, amiben a korábbiakkal ellentétben meghatározzák az akadály telepítésének módját és mélységét is.

Alapozás szerinti osztályozás:

• Szabadon álló; nincs rögzítve a felszínhez

• Felületre szerelt, például lecsavarozott

• Mélység <0,5 m a talajszint alatt

• Mélység> 0,5 m a talajszint alatt

Az IWA tesztelési metódus értelmezésének talán legegyszerűbb módja, ha vesszük egy kész termék tesztelési eredményének IWA kódját, és azt elemről-elemre értelmezzük. Az értékeket egymástól /jellel választják el, a könnyebb értelmezés érdekében.

IWA 14-1 oszlop V/7200(N2)/64/90/1.2
V	7200	N2	80	90	1.2
Jármű	Tesztjármű tömege (kg-ban)	Jármű osztály	Jármű sebessége (km/h-ban)	Ütközési szög	Jármű behatolása (m-ben)

IWA 14-1-kód értelmezése

Az első karakter a vizsgálati módszert jelöli, amelyet általában „V”-vel jelölnek, ami azt jelenti, hogy a terméket valódi járművel tesztelték(angolul vehicle test).

A következő szám a teszthez használt jármű tömege. Akárcsak a PAS 68-nál, a jármű tömegét kilogrammban mérik, így például oszlopunkat egy 7200 kg-os járművel tesztelték. A teszttől függően a használt jármű súlya a legalacsonyabb 1500 kg-tól a maximum 30 000 kg-ig terjedhet. Az IWA 14-1 több járműkategóriával rendelkezik, mint a PAS 68 vagy az ASTM, összesen kilenc járműtípussal, mint a képen is jól látható. A jelenleg tesztelt jármú N2-es típusú, tehát nyitott platójú haszongépjármű(többit lásd [1.] ábrán.

A járműtípus után látható a meghatározott tesztsebesség, amely azt a sebességet jelzi km/h-ban, amellyel a jármű a teszt során haladt. Az IWA 14 becsapódási sebessége 16 és 112 km/óra között mozoghat, bár a leggyakrabban 32 km/h (20 mph), 48 kmph (30 mph), 64 kmph (40 mph) és 80 kmph (50 mph) sebességgel találkozhatunk. Itt fontos megjegyeznem, hogy szükséges a sebesség feltüntetése mph-ban is, hisz az amerikai ASTM szabványban így határozzák meg a sebességét a járműnek. Ennek segítségével könnyebb egyenértékűvé tennünk más, nemzetközileg elfogadott tesztelési metódussal az IWA tesztelés értékeit.

Ezen a ponton fontos megjegyeznem, hogy a gyártók e két érték alapján (tömeg és sebeség) szeretik feltünteni az adatlapokon az eszközök un „becsapódási energiáját”, amivel röviden kifejezik egy termék kitörési ellenállását, ezt Joule-ban határozzák meg.

Ezután meg kell adni azt a szöget, amellyel a jármű a termékkel ütközött, ez általában 90°, de néha 30° és 45° teszteredménnyel is találkozhatunk. A várható becsapódási szög telepítéskor fontos, hisz ez határozza meg, milyen irányba kell néznie a telepített eszközünknek, honnan várható az ütközés.

Végül az utolsó érték, a becsapódáskor mért gépjármű teherhordó részének behatolásának mélysége méterben meghatározva, a tesztelt eszközünk alapvonalához képest, mely IWA esetén az eszköz eleje. Az alapvonalat bizonyos termékek esetében, például oszlop vagy úttorlasz tesztelésekor előre meghatározott, azonban más termék esetében, mint például pad vagy virágláda, a tesztelést végző mérnökök által kerül meghatározásra. Ettől az alapvonaltól számolva mérik a behatolás mélységét. (Lásd a [2] ábrán). Az alapvonal kijelölése megnehezítette a múltban a méréstechnológiát, gyakran vezetett tesztelési eredmények félreértéséhez.

Milyen tesztelési metódusok vannak még, és ezek miben térnek el az IWA világszabványtól?

Az Egyesült Királyság osztályozási rendszere (PAS)

A jelenleg is hatályban lévő „anti-ram” minősítési mód az Egyesült Királyságon belül a Publicy Available Specification, röviden: PAS68:2007. Ez a standard hasonló alapokon nyugszik mint az amerikai szabvány, ASTM vagy DoS minősítések. A PAS annyiban más, hogy elfogadja a járművekkel való tesztelést, ugyanakkor egyenértékűnek minősíti az inga általi tesztelést is, hovatovább lehetővé teszi a vizsgálati eredmények átemelését az alternatív besorolási rendszerekből vagy konfigurációkból. A PAS68 3 besorolási rendszert biztosít, attól függően hogy milyen használunk (jármű ütköztetés, inga vagy szimulációs design módszer)

– Jármű ütköztetés: négy részből álló minősítési módszer, „V”-vel jelölve.

– Inga ütköztetés: háromrészes minősítési módszer „P”-vel jelölve

Ezen módszer lényege, hogy a tesztelendő eszközt egy nagy állvány alá telepítik, és ezen állványról lóg egy inga, melyet megfelelő magasságból, adott tömeggel elengednek, így csapódik neki az eszköznek.

– Szimulációs design módszer: kétrészes minősítési módszer, jelölése „D”

A módszer lényege röviden, hogy a tesztelést nem végzik el avalóságban, csak számítógépen lemodellezik annak folyamatát. Ez akkor lehet praktikus, ha elvégeztünk egy adott terméken egy jármű ütköztetéses tesztet, majd később egy előzőhöz nagyon hasonló terméken újra elvégeznénk azt. Ezesetben jobb megoldás a szimulációs módszer, mert olcsóbb megvalósítsani.

Példa egy PAS 68-kód osztályozási mód értelmezéséhez:

V/7500(N2)/80/90:0/1.2
V	7500	N2	80	90	0	1.2
Jármű	Tesztjármű tömege (kg-ban)	Jármű osztály	Jármű sebessége (km/hban)	Ütközési szög	Jármű behatolása (m-ben)	Berepülési távolság (m-ben)

PAS 68-kód értelmezése

Elsőre szembeötlő különbség, hogy az IWA 14 besorolása nem tartalmazza a törmelék szétszóródását. A nagyobb törmelékszórás-mérés azt mutatja, hogy a 25 kg-ot meghaladó törmelékek közül mi az a maximális távolság, amivel számolnunk kell. Ezt nevezzük berepülési távolságnak. Ez a PAS 68 minősítés része, hogy segítse a biztonsági mérnököket a teszt vizualizálásában. A múltban azonban ez némi zavart okozott, ezért eltávolították az IWA 14 szabványból.

Másik eltérés a gépjármű típus-tömeg meghatározásban is fellelhető, a PAS 68 azonos típusú járműveinek meghatározott tömege 7500kg, nem 7200kg. (Lásd [3] ábrán)

Jelentős különbség a behatolási mélységben is keresendő, mert itt a mérési pont máshol helyezkedik el. A PAS esetében a behatolási alapvonal nem az eszköz elején, hanem az eszköz végén van meghatározva. Ebből kifolyólag olyan termékek esetében aminek nagy mélységi kiterjedése is van, pl egy úttorlasz, szignifikáns értékbeli különbséget fedezhetünk fel.

Az ASTM értékelési rendszer

2007-ig bezárólag az Amerikai Állami szabályozásban DoS rendszere volt hatályban, ám ennek is megvoltak a negatívumai. A tesztelési mód annyire specifikus volt, hogy az akkor gyártott oszlopokat csak az ő létesítményeikben lehetett tesztelni. Nagy igény volt egy olyan, határokat is átívelő tesztelési standard kifejlesztésére, mely magába foglalja az eddigi tesztelési módszereket(részben vagy egészben egyenértékűek vele) és a világ bármely területén létrehozhatók ilyen tesztelési feladatot ellátó, hitelesített létesítménynek. Ezen igények összessége indokolta 2007-ben az ASTM nemzetközi szabvány létrehozását. Később, az amerikai tesztelésért és anyagokért felelős egyesülete kibővítette a 2003-as DoS standardot, létrejött a 2007-es ASTM F2656-07.

Ez a szabvány a DoS szabványokra épült és bővítette ki őket, így a projektkövetelmények szélesebb skálájára terjed ki (azaz különböző járműméreteket, további sebességeket és megengedett behatolási távolságokat határoz meg). A DoS szabványban korábban használt egyedüli, közepes teherbírású teherautó (M) mellé kiegészítésképpen további három járműtípust adtak hozzá az ASTM szabványhoz, úgy mint kis személyautó (C) , kisteherautó (PU) és nehéz tehergépjármű (H).

 

Tesztjármű / Minimum tömegű inerciális jármű(kg)	Nominális minimum teszt sebesség(km/h)	Megengedhető sebességtartomány(km/h)	Kinetikus energia (kJ)	Meghatározott kondíció
Kis személyautó (C)(1100)	65	60.1-75.0	179	C40
80	75.1-90.0	271	C50
100	90.1- felette	424	C60
Kisteherautó (PU)(2300)	65	60.1-75.0	375	PU40
80	75.1-90.0	568	PU50
100	90.1- felette	887	PU60
közepes teherbírású teherautó(M)(6800)	50	45.0-60.0	656	M30
65	60.1-75.0	1110	M40
80	75.1-felette	1680	M50
nehéz tehergépjármű (H)(29500)	50	45.0-60.0	2850	H30
65	60.1-75.0	4810	H40
80	75.1-felette	7280	H50

F-2656-07: Becsapódási kondíciók meghatározása

A behatolás mértékének besorolása meghatározható a jármű egészének akadályon keresztüli(vagy körüli) dinamikus behatolási távolságából, illetve az adott tesztelési környezet meghatározott kondíciójából. A tesztjármű dinamikus behatolási távolságait a jármű különböző pontjairól mérik, jellemzően a valószínűsíthető ütközési zónától való legtávolabbi pontokon(kocsiszín teteje és széle, plató leghátsó pontja) illetve az olyan részeken ahol nagy valószínűséggel a robbanóanyag el van helyezve.

A korábban részletezett, DoS által megengedett 1m-es dinamikus áthatolási távolság ki lett egészítve három további értékkel az ASTM-en belül, melynek eredményeként 4 behatolási mértéket határoztak meg és neveztek meg P1-től P4-es értékig.

Behatolási értékek meghatározása

 

Meghatározás	Dinamikus behatolási érték
P1	kevesebb mint 1m
P2	1.01m – 7m
P3	7.01m – 30m
P4	30m vagy több

Ezen értékek rendeltetése, hogy az olyan létesítmények, melyek hosszú nekifutási/lendületi térrel rendelkeznek, meg tudják határozni a rájuk vonatkozó berepülési távolságot és felmérni, illetve felkészülni ennek veszélyeire.

Az ASTM-mel a termékeket alacsony kohéziós, tömörített talajba kell telepíteni, míg a PAS 68 nem határoz meg talajtípust a használatnak megfelelő körülmények között tesztelt termékekhez. Az IWA 14 viszont lehetővé teszi a talajba vagy a helyszínre történő beépítést is a vizsgálathoz.