2021년 5월 11일 미국 테네시주 Memphis시 911에 다급한 전화 한통이 걸려온다.
911 : Memphis 911 emergency. Do you need police, fire, or ambulance?
Caller : I am doing a bridge inspection here on the I-40 Mississippi River Bridge. We just found a super critical finding that needs traffic shut down in both direction on the I-40 Mississippi River Bridge.
교량 점검원이 발견한 것은 거의 파단 일보 직전의 tie-girder의 균열이었다. 인장을 받는 critical member가 이 정도 손상이 진행되었는데도 교량이 붕괴 안된 것이 천운이라 할 정도의 사건이 발생한 것이다. Season5-Episode5에서 문제의 교량, 수려한 외모의 Hernando de Soto Bridge를 다룬다.
이 사건이 크게 문제가 된 이유는 심각한 손상 정도도 있지만 이미 2016년 카약을 타던 일반인이 찍은 사진과 2019년 점검 드론 영상에 균열이 확인되었음에도 방치되었다는 사실이다. ‘도대체 검사를 어떻게 했길래 이 지경이 되도록 모르고 있었느냐’는 여론의 비판 속에 관계자들이 책임을 지고 물러났으며, 주정부는 검사 시스템 전체를 개편하지 않을 수 없었다.
교량이 왜 이 지경이 되었을까? WJE에서 작성한 최종 조사보고서 및 ARDOT(Arkansas Department of Transportation)의 조치후보고서(After Action Report)는 현재 dead link가 되었지만 web archive에 남아 있어 확인이 가능하다. 이것도 번거로우면 보고서를 요약 설명한 기사들을(1, 2) 참고해도 된다.
기본적으로 WJE가 수행한 forensic investigation 내용은 금속 및 용접에 대한 지식 없이는 이해하기가 어렵다. 교량 엔지니어들에겐 생소한 용어인 수소 균열(hydrogen cracking)이 원인이며 보고서를 토대로 파손 경위를 최대한 쉽게 기술하면 다음과 같다.
- 균열이 시작된 곳은 제작 과정 중 거더 내부 면 용접부에 수행되었던 용접 수리 부위였다. 이 용접 수리는 fracture control plan 없이 진행되었으며, 이로 인해 부적절한 예열이나 오염된 용접봉 사용, 용접부의 높은 구속(high restraint) 등이 결합되어 두 개의 커다란 수소 균열이 발생했다.
- 이 수소 균열들은 제작 당시뿐만 아니라 1982년에 실시된 NDT(UT) 검사에서도 발견되지 않은 채 수십 년 동안 방치되었다.
- 이 균열들이 피로 균열(fatigue crack)로 인해 성장한 증거는 없다. 대신, 오랜 시간 정지 상태였던 이 균열이 낮은 온도로 인해 증가한 거더의 응력과 활하중의 특정한 조합으로 인해 불안정해지면서 세 단계에 걸쳐 급격히 진행되어 파손에 이르렀다.
균열이 갑자기 커진 원인에 대해 조사보고서 내용에 의문을 갖는 사람들도 있지만 수소 균열로 부터 시작되었다는 것에는 이견이 없어 보인다. 40년 넘게 내부 결함으로만 존재하며 피로 성장의 흔적조차 남기지 않았기에, 균열의 진행을 예측할 데이터 자체가 없었다는 기술적 난제는 분명히 있다. 하지만 균열이 이미 표면으로 드러난 2016년 이후에도 무려 5년 가까이 발견하지 못한 사실은 부정할 수 없는 기록으로 남아 있다. 결국 1982년의 검사 오판과 2016년 이후의 육안 점검 실패라는 두 번의 기회를 놓친 것이 이 사고의 본질이며, 그런 면에서 앞서 링크한 기사에 나오는 엔지니어의 말이 뼈아픈 직언으로 다가온다.
“Finding a crack on this bridge, it’s a normal thing. It’s nobody’s fault,” Hsu said. “The design was basically good at that time. The construction was good at that time. The only thing, in my view, the only problem, was the inspection.”