TU3-5-04
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1. Transportation Safety Board of Canada Bureau de la s curit des transports du Canada RAPPORT D ENQU TE A RONAUTIQUE A0400016 RUPTURE DE L ESSIEU DU TRAIN AVANT DE L AIRBUS A321 211 C GJWI EXPLOIT PAR AIR CANADA L A ROPORT INTERNATIONAL LESTER B PEARSON DE TORONTO ONTARIO LE 19 JANVIER 2004 EYE Canada Le Bureau de la s curit des transports du Canada BST a enqu t sur cet v nement dans le seul but de promouvoir la s curit des transports Le Bureau n est pas habilit attribuer ni d terminer les responsabilit s civiles ou p nales Rapport d enqu te a ronautique Rupture de l essieu du train avant de l Airbus A321 211 C GJWI exploit par Air Canada l a roport international Lester B Pearson de Toronto Ontario le 19 janvier 2004 Rapport num ro A0400016 Sommaire Le 19 janvier 2004 vers 14 h 10 heure normale de l Est l Airbus A321 214 immatricul C GJWI et portant le num ro de s rie 1772 exploit par Air Canada sous le num ro de vol ACA 413 atterrit sur la piste 06L de l a roport international Leaster B Pearson Toronto Ontario Il arrive de Montr al Qu bec Pendant le roulage jusqu la porte 209 de l a rogare 2 l quipage de conduite entend un bruit provenant de la r gion du train avant Au moment o l appareil vire sur la ligne d entr e de la porte les signaleurs au sol constatent que la roue droite du train ava2. ant l utilisation de roulements de roue plus gros Ces modifications ont contribu r duire la fr quence de rupture sans toutefois permettre d liminer compl tement le probl me Ces modifications ont t apport es gr ce la collaboration de l avionneur et des fabricants des roues et des roulements Examen des composants la suite de l incident survenu le 19 janvier 2004 vers 14 h 10 heure normale de l Est HNE le Laboratoire technique du Bureau de la s curit des transports BST a examin les deux roues avant l essieu de train avant rompu essieu qui tait demeur partiellement l int rieur de la roue avant droite la tige coulissante du train avant et l enregistreur de donn es de vol FDR On a extrait les donn es du FDR et tudi les renseignements concernant l atterrissage en question dans cet incident et les huit atterrissages pr c dents On n a d cel aucune anomalie au cours de ces atterrissages Le train avant portant la r f rence D23592020 et le num ro de s rie L2212 avait t fabriqu par Liebherr une filiale de Messier Dowty Le roulement rouleaux portant la r f rence 42690H 2 629 et aucun num ro de s rie avait t fabriqu par Timken Company Le suffixe 629 indique que ce roulement est de qualit a rospatiale et respecte des normes sup rieures en mati re de conception et de production On a d couvert que le c t int rieur de la roue tait recouvert d
3. cation des roulements En juillet 2004 Goodrich a galement publi le bulletin de service 3 1531 32 3 lequel comporte de nouvelles proc dures d inspection des joints de retenue de graisse roulements des Airbus A318 A319 A320 et A321 Airbus a con u et int gr une bague et un joint de retenue qui font actuellement l objet d essais de qualification notamment pendant le roulage et l atterrissage sous diff rentes charges ainsi que d essais utilisant de l eau sous forte pression visant d montrer l am lioration des performances de la nouvelle conception en mati re de protection du joint et du roulement contre les contaminants externes Le pr sent rapport met un terme l enqu te du Bureau de la s curit des transports du Canada BST sur cet v nement Le Bureau a autoris la publication du rapport le 23 f vrier 2005 E Annexe A Vue en coupe de la roue avant et de son essieu Graisseurs TS S St JL 2 x x A PR A 2 re LT me CE TT
4. e graisse d color e Le graisseur du roulement int rieur qui se trouve habituellement pr s du roulement afin de r duire la migration de la graisse ainsi que l endommagement ou la rupture ult rieure du roulement a t retrouv d tach et appuy contre le graisseur du roulement ext rieur Les deux surfaces de contact taient propres et elles ne d comportaient aucune trace de graisse Les graisseurs voir la photo 2 sont faits d un genre de Photo 2 Emplacement des graisseurs caoutchouc et ils sont maintenus en place par un l int rieur de la roue i Les heures sont exprim es en HNE temps universel coordonn UTC moins cinq heures Lu bourrelet saillant moul sur leur pourtour Une fois install ce bourrelet se loge dans une rainure de la roue Pendant l installation de la roue il se peut que le graisseur soit d plac car la roue est gliss e sur l essieu du train avant Si tel est le cas il se peut que ce d placement passe inaper u car l installateur ne peut voir le graisseur en raison de la position de ce dernier l int rieur de la roue On a inspect l essieu des roues du train avant et il a t tabli qu il s tait rompu le long de sa circonf rence pr s du joint voir la photo 3 et l annexe A Les deux surfaces de rupture semblaient souill es de taches manant de la surface du diam tre int rieur De plus les surfaces de rupture taient recouvertes de r sidus carbon s Tout indiq
5. ent recouverts de SermeTel afin de r duire les risques d une rupture des essieux qui r sulterait d une infusion de cadmium provoqu e par une temp rature de frottement lev e due des ruptures de roulements Le SermeTel est une base anticorrosive r sistant aux produits chimiques qui est appliqu e comme premier rev tement avant l application de rev tements d coratifs constitu s de peinture la r sine poxyde et au polyur thane Il s agit d un compos inorganique constitu d un milieu de suspension aqueux renfermant un m lange de chromate de magn sium de phosphates et de silicates ainsi que de la poudre d aluminium Air Canada a galement publi une alerte la maintenance et modifi sa fiche de travail d installation des trains afin d insister sur l importance de l inspection des trains avant une installation et de s assurer que les outils et les couples de serrage recommand s pour l installation sont utilis s conform ment au Manuel d entretien de l a ronef On a modifi les manuels de r paration des trains d Air Canada afin de sensibiliser les techniciens l importance de l installation des graisseurs et des joints En mai 2004 Goodrich a publi la lettre de service 1991 qui recommande l utilisation de la graisse Mobil SHC 100 pour les roulements des roues en raison de ses meilleures propri t s d adh rence et aussi parce qu elle augmente la protection contre le corrosion et accro t la lubrifi
6. nt est absente voir photo 1 et ils font imm diatement arr ter l appareil Le personnel de maintenance inspecte le train avant et tablit que l appareil peut se rendre jusqu la porte en toute s curit L administration a roportuaire ferme la piste 06L pour v rifier s il y a des composants de l appareil sur cette piste et des dommages la surface d atterrissage La roue avant est par la suite retrouv e sur l aire de trafic L incident ne fait aucun bless et les dommages l appareil se limitent au train avant Les composants endommag s sont d pos s de l appareil et envoy s au Laboratoire technique du Bureau de la s curit des transports des fins d inspection This report is also available in English Photo 1 Appareil la porte peu apr s son arriv e Autres renseignements de base Depuis 1989 il y a eu dans le monde 67 incidents li s des ruptures de roulements de train avant sur des A319 des A320 et des A321 De ce nombre 43 ont caus des dommages aux essieux et n cessit par la suite le remplacement du piston coulissant du train avant Les enqu tes entourant ces incidents n ont permis d tablir aucun facteur d terminant d finitif On a mis en oeuvre diff rentes modifications pour tenter de r soudre ce type d incident renfort de l essieu du train avant au moyen d une douille m tallique insertion d une entretoise entre les deux moiti s du train avant et de plus grosses roues avant permett
7. ovenant du roulement n tait disponible pour des essais L enqu te a donn lieu aux rapports de laboratoire suivants LP 012 2004 Data Recorder Analysis Analyse de l enregistreur de donn es LP 014 2004 Nose Landing Gear Failure Rupture du train avant On peut obtenir ces rapports en s adressant au Bureau de la s curit des transports du Canada Faits tablis quant aux causes et aux facteurs contributifs I Le roulement rouleaux int rieur droit de la roue avant s est rompu Il est probable que le manque de lubrification provoqu par le d tachement du graisseur de sa position normale a t un facteur contributif 2 Les temp ratures de frottement produites par la rupture du roulement rouleaux ont d pass le point de fusion du cadmium Le cadmium a p n tr dans la structure intergranulaire de l essieu du train avant et l a affaiblie ce qui a entra n la rupture de cet essieu cause de la fragilisation provoqu e par le m tal liquide Fait tabli quant aux risques 1 Le graisseur d tach du roulement interne a permis de la graisse de migrer du roulement rouleaux interne de la roue avant droite vers l int rieur du train avant Une diminution de la lubrification augmente les charges que subit la cage et peut entra ner des ruptures du roulement Mesures de s curit Mesures de s curit prises Air Canada a pris des mesures pour que les essieux des trains avant de ses appareils soi
8. sa forme d origine Les surfaces de rupture avaient subi des dommages qui les rendaient m connaissables et il a t impossible de les examiner pour d terminer le mode de rupture La surface de la bague int rieure du roulement tait d color e et elle semblait avoir subi une d formation plastique La majeure partie des rouleaux avaient conserv leur forme mais leur surface tait l g rement d color e Quatre des rouleaux avaient t d form s et avaient une couleur bleue d color e Deux d entre eux pr sentaient des traces de d rapage lat ral sur la bague int rieure Tout indiquait galement qu un moment donn apr s la rupture la bague int rieure tournait par rapport au manchon en aluminium de l essieu et que par la suite le manchon a t tra n par la bague int rieure La chaleur g n r e par le frottement du roulement d fectueux a fait monter la temp rature de l essieu au dessus du point de fusion du cadmium lequel est sup rieur 321 C Tout indiquait galement que le manchon en alliage d aluminium avait partiellement fondu ce qui n cessite une temp rature de plus de 660 C l k Selon des renseignements obtenus la suite de recherches sur les ruptures de roulements rouleaux le lubrifiant sert de tampon entre la cage et les rouleaux La cage garde les rouleaux parall les et en emp che le d rapage lat ral lors des variations des charges Un serrage ad quat de l crou de l essieu perme
9. t le maintien de l alignement et du pr chargement du roulement Une diminution de la lubrification caus e par la migration de la graisse du roulement augmente les charges que subit la cage situation qui peut entra ner la d faillance pr matur e du roulement Il a t impossible de prouver que le roulement rouleaux s tait rompu cause d un manque de lubrification mais l examen n a permis de d celer aucune trace de r sidus de graisse sur le roulement int rieur Il est donc probable qu une baisse de la quantit de lubrifiant a t un facteur contributif cet incident R sultats du contr le du lubrifiant On tait pr occup du fait que du liquide de d givrage de l a ronef c est dire de l thyl neglycol ait pu migrer dans le roulement et nuire au pouvoir lubrifiant de la graisse Pour tablir si un manque de lubrification avait contribu la rupture du roulement on a pr lev des chantillons de graisse lubrifiante AeroShell 22 en diff rents endroits l int rieur de l essieu et du train On a v rifi si deux de ces chantillons taient conformes aux sp cifications Un chantillon de graisse frais a galement t fourni titre de r f rence Aucun des deux chantillons pr lev s de la roue avant ne contenait des niveaux inacceptables d eau ou d thyl neglycol En raison des temp ratures de frottement excessives produites par la rupture du roulement aucun chantillon de graisse pr
10. uait que l essieu avait t soumis des temp ratures lev es car la peinture des surfaces int rieure et ext rieure tait boursoufl e caill e et d color e et le cadmiage avait fondu et il s tait resolidifi pour former des perles La rupture avait RAS pris naissance la surface du diam tre int rieur de Photo 3 Gros plan de l essieu l essieu Un cadmiage prot ge contre la corrosion les surfaces des diam tres int rieur et ext rieur de l essieu On a utilis un microscope lectronique balayage pour examiner les surfaces de rupture de l essieu La partie tach e de ces derni res correspondait une rupture intergranulaire en blocs typique des aciers fragilis s Le reste des surfaces tait d aspect ductile L analyse radiographique rayons X diffus s du spectre des surfaces intergranulaires a r v l la pr sence de cadmium ce qui a confirm que le mode de rupture de l essieu avait t entra n par la fragilisation provoqu e par le m tal liquide cadmiage Les microstructures du mat riau dont est constitu l essieu taient conformes celles d un acier haute r sistance typique comme on doit en trouver dans ce genre d application On a d pos l essieu de roue afin d exposer le c ne du roulement rouleaux Les rouleaux taient l ches d color s et tr s us s La cage du roulement rouleaux avait subi d importants dommages et seule une petite partie de celle ci avait conserv
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