HARTFORD STEAM BOILER International GmbH. Vergleich des ASME Boiler and Pressure Vessel Codes mit der EG-Druckgeräte-Richtlinie (97/23/EG)

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1 HARTFORD STEAM BOILER International GmbH Vergleich des ASME Boiler and Pressure Vessel Codes mit der EG-Druckgeräte-Richtlinie (97/23/EG) 1. Gesetzliche Anforderungen 2. Definitionen und Gültigkeitsbereiche ASME Code Section 1 / Section VIII, Div. 1 Der ASME Code ist von fast allen Staaten der USA und von allen Provinzen Kanadas als gesetzliche Regelung eingeführt. a) Dampfkessel (Power Boiler) ist ein Behälter in dem Dampf erzeugt wird mit einem Druck > 15 psi (1 bar) für externe Verwendung. Der Gültigkeitsbereich schließt den eigentlichen Kessel, sowie bestimmte Leitungen (boiler external piping) und Druckteile, die ohne Absperrung direkt am Kessel angeschlossen sind, ein. b) Druckbehälter (Pressure Vessel) ist ein Behälter, der mit einem inneren oder äußeren Druck über 15 psi (1,0 bar) betrieben wird und einen Durchmesser über 6 (150 mm) hat. Ausgenommen sind: Pumpen, Kompressoren, Hydraulik-Zylinder und ähnliche Komponenten EG-Druckgeräte-Richtlinie (97/23/EG) DGRL DGRL wird gültig ab 29. November Übergangszeit vom 29. November 1999 bis 28. Mai 2002 verbindlich in der ganzen EG ab 29. Mai Druckgeräte schließt Kessel, Druckbehälter, Rohrleitungen, Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion und druckhaltende Ausrüstungsteile mit einem maximal zulässigen Druck von mehr als 0,5 bar (ca. 7,5 psi) ein. Behälter sind geschlossene Bauteile zur Aufnahme von Fluiden unter Druck; diese Definition schließt sowohl Kessel wie auch Druckbehälter ein. Rohrleitungen sind Leitungsbauteile zur Durchleitung von Fluiden, die für den Einbau in ein Drucksystem miteinander verbunden sind. Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion sind Einrichtungen, die zum Schutz des Druckgerätes beim Überschreiten der zulässigen Grenzen bestimmt sind, wie z. B. Sicherheitsventile, Berstscheiben und Druck-, Temperatur- oder Fluidniveaubegrenzer. 1 von 9

2 - Behälter für Wasser mit einem Luftpolster bis 300 psi und 210 F. - Heißwassertanks (beheizt) bis btu/hr. 210 F und 120 gal. Der Gültigkeitsbereich endet jeweils an dem ersten Gewindeanschluß, an der Dichtfläche der ersten Flanschverbindung oder an der ersten Schweiß-Rundnaht. Druckhaltende Ausrüstungsteile sind Einrichtungen mit einer Betriebsfunktion, die ein druckbeaufschlagtes Gehäuse aufweisen. Die DGRL behandelt nicht die Montage von Druckgeräten am Aufstellungsort; hier ist noch die nationale Vorschrift anzuwenden. 3. Werkstoffe Es dürfen normalerweise nur Werkstoffe, die in Section II, Part D, Tabelle 1A/1B für Section I bzw. Section VIII, Div. 1 aufgelistet sind, verwendet werden. Für Bleche von drucktragenden Teilen ist ein Werksabnahmezeugnis (vergleichbar 3.1B) des Herstellers erforderlich. Ein Authorized Inspector(AI) ist nicht involviert in irgendwelchen Abnahmen beim Materialhersteller. Werkstoffe für die Herstellung von Druckgeräten müssen, falls sie nicht ersetzt werden sollen, für die gesamte vorgesehene Lebensdauer geeignet sein. Der Hersteller erfüllt diese Anforderungen indem er: Werkstoffe verwendet, die einer harmonisierten Norm entsprechen, Werkstoffe, die mit einer europäischen Werkstoffzulassung nach Artikel 11 abgedeckt sind, verwendet. Werkstoffe verwendet, die mit einem Einzelgutachten zugelassen sind. Werkstoffe für Druckgeräte der Kategorien II, III und IV benötigen ein Werksabnahmezeugnis nach EN 10204, 3.1B. 2 von 9

3 4. Konstruktion 5. Fertigung ASME fordert die Ermittlung von zulässigen Spannungswerten, entsprechend Tabelle 1A/1B von Section II, Part D. Bei Temperaturen unterhalb des Kriechbereichs sind die zulässigen Spannungen nicht höher als der kleinste Wert von: ¼ der spezifizierten Mindestzugfähigkeit bei Raumtemperatur. ¼ der Zugfestigkeit bei Temperatur 2/3 der spezifizierten Mindeststreckgrenze bei Raumtemperatur 2/3 der Streckgrenze bei Temperatur Die Materialien sollen nicht über den in den Tabellen von Section II, Part D angegebenen Grenzen für Section I bzw. Section VIII, Div. 1 eingesetzt werden. Alle in UG-22 aufgelisteten Belastungen sind, wenn zutreffend, zu berücksichtigen. ASME fordert von Herstellern von Dampfkesseln und Druckbehältern die Demonstration der Fähigkeiten in Konstruktion und Fertigung nach Section I bzw. VIII, Div. 1 im Rahmen eines Qualitätskontrollsystems, das in einem Qualitätskontroll-Handbuch dokumentiert sein muß. Nach erfolgreichem Nachweis wird von ASME ein Certificate of Authorization für die Dauer von 3 Jahren ausgestellt und der zugehörige Stempel S oder U ausgegeben. Druckgeräte sind unter Berücksichtigung aller für die Gewährleistung der Sicherheit der Geräte während ihrer gesamten Lebensdauer entscheidenden Faktoren fachgerecht zu entwerfen. In den Entwurf sind geeignete Sicherheitsfaktoren einzubeziehen, die nach umfassenden Methoden, von denen bekannt ist, daß sie ausreichende Sicherheitsmargen, in Bezug auf alle relevanten Ausfallarten konsistent einbeziehen, beinhalten. Der Entwurf muß alle zutreffenden Belastungen (ähnlich wie UG-22) berücksichtigen. Auslegung nach Formeln Auslegung nach Analyseverfahren Auslegung nach bruchmechanischen Verfahren Unter bestimmten Voraussetzungen kann auch eine experimentelle Methode als Alternative oder Ergänzung angewandt werden. Die o. a. Methoden sind auch als Kombination möglich. Die DGRL fordert die Anwendung der verschiedenen Verfahrensweisen, die in den Konformitätsbewertungen Module A bis H festgelegt sind. Die Module D, E und H fordern ein Qualitätssicherungssystem. Modul D Qualitätssicherung Produktion Modul E Qualitätssicherung Produkte Modul H Umfassende Qualitätssicherung Modul H1 Umfassende Qualitätssicherung mit Entwurfsprüfung und besonderer Überwachung der Abnahme. 3 von 9

4 5.1 Formen und Biegen 5.2 Arbeitsproben 5.3 Qualifikation von Schweißern ASME fordert keine qualifizierten Verfahren für das Kalt- oder Warmumformen. ASME fordert das Schweißen einer Arbeitsprobe mit der Längsnaht von Trommeln und Schüssen nach Section I durch den Hersteller. (Außer bei P1 Material.) Section VIII, Div. 1 fordert das Schweißen einer Arbeitsprobe nur wenn Kerbschlagprüfungen gefordert sind. Alle ASME-Fertigungscodes beziehen sich auf Section IX für das Schweißen und Löten. Der Behälter- oder Kesselhersteller qualifiziert und zertifiziert sein Schweißpersonal selbst. Vom AI werden lediglich die Schweißerzeugnisse auf Code- Konformität überprüft. Das Qualitätssicherungssystem muß von einer benannten Stelle entsprechend den Anforderungen der DGRL zugelassen sein. Es ist keine Wiederholungsbewertung erforderlich. Die Zulassung gilt unbeschränkt abhängig von den durchzuführenden Überwachungsaudits. Die DGRL fordert, daß man geeignete Techniken anwendet, insbesondere bei der Vorbereitung von Bauteilen (z. B. Formen, Schweißkantenvorbereitung, etc.) darf es nicht zu Beschädigungen, Rissen oder Veränderungen der mechanischen Eigenschaften kommen, die die Sicherheit des Druckgerätes beeinträchtigen. Bis eine europäische harmonisierte Norm erstellt und herausgegeben ist, sollen die Anforderungen der nationalen Vorschriften für Arbeitsproben zur Anwendung kommen. Personal für dauerhafte Verbindungen muß von einer benannten Stelle oder einer anerkannten unabhängigen Prüfstelle auf der Basis einer Prüfung nach einer harmonisierten oder gleichwertigen Norm (EN 287) zugelassen sein. Dies gilt für die Kategorien II, III und IV. 4 von 9

5 es ist keine theoretische oder schriftliche Prüfung gefordert. Die Qualifikation bleibt erhalten, sofern mindestens alle 6 Monte in diesem Verfahren geschweißt wird. Die Qualifikation an Stumpfnähten qualifiziert auch für Kehlnähte. Für die mechanische Prüfung sind nur Biegeproben erforderlich. Die Durchstrahlungsprüfung kann im Allgemeinen statt der mechanischen Prüfung angewandt werden. Der AI kann eine erneute Qualifizierung verlangen, wenn er Grund hat die Fähigkeiten des Schweißers anzuzweifeln. 5.4 Qualifikation von Schweißverfahren Section IX legt die Verantwortung für das Prüfen der Schweißprobe und das Zertifizieren der Verfahrensqualifikation (PQR) auf den Hersteller. Die Schweißpositionen sind nur ein Kriterium, wenn Kerbschlag-prüfungen gefordert sind. Die Qualifikation eines Verfahrens nur mit der Durchstrahlungsprüfung ist nicht zulässig. ASME Section IX legt keine zeitliche Begrenzung auf die Verfahrensqualifikation. Der AI kann eine erneute Qualifizierung des Verfahrens verlangen, wenn er berechtigte Zweifel an der Qualität der Ausführung hat. Verfahren für dauerhafte Verbindungen müssen von einer benannten Stelle oder einer anerkannten unabhängigen Prüfstelle nach einer harmonisierten oder gleichwertigen Norm (EN 288) zugelassen sein. Dies gilt für die Kategorien II, III und IV. 5 von 9

6 5.5 Wärmebehandlung 6. Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) ASME verlangt, daß die Verfahrensbeschreibung und Kalibriernachweise der Anlage vom Zertifikatinhaber und AI überprüft werden. Der ASME Code spezifiziert nur die Mindesthaltetemperatur und Zeit. ASME spezifiziert die Durchstrahlungsprüfung als vorgeschriebene Methode. Die Ultraschallprüfung kann nur alternativ unter bestimmten Bedingungen angewandt werden. Die Bewertungskriterien werden in Section I und VIII detailiert angegeben und für die Verfahrensparameter wird auf Section V verwiesen. Die Anforderungen für die Qualifizierung von ZfP-Personal sind in der "Written Practice des Herstellers beschrieben; diese basiert auf den Anforderungen der SNT-TC-1A von ASNT (American Society for Nondestructive Testing). Nach der Written Practice kann der Hersteller sein eigenes Personal zertifizieren; externe Zertifizierung ist nicht vorgeschrieben. Die Zertifizierung des Level III muß über eine Prüfung erfolgen. Die DGRL verlangt eine angemessene Wärmebehandlung, wenn die Gefahr besteht, daß die Werkstoffeigenschaften durch das Fertigungsverfahren so stark verändert werden, daß dadurch die Sicherheit des Druckgerätes beeinträchtigt wird. Hinweis: Bis ein europäischer harmonisierter Standard vorliegt, sollen die nationalen Vorschriften angewandt werden. Bei Druckgeräten müssen die zerstörungsfreien Prüfungen an den dauerhaften Verbindungen von qualifizierten Personal mit angemessener Befähigung durchgeführt werden. Bei Druckgeräten der Kategorien III und IV muß die Qualifikation des Prüfpersonals von einer unabhängigen Prüfstelle gebilligt worden sein. Hinweis: Bis ein europäischer harmonisierter Standard vorliegt, sollen die nationalen Vorschriften angewandt werden. 6 von 9

7 7. Inspektion und Prüfung 8. Berichte Der Umfang der Inspektionen und Prüfungen wird in einem Qualitäts-Kontrollplan, der Teil des Qualitäts-Kontroll-Systems ist, festgelegt. In diesem Plan sind die Fertigungsschritte und Prüfschritte für den Her-steller und auch den AI aufgelistet. Die Wasserdruckprüfung wird mit 1,5 (1,3) fachen Betriebsdruck durchgeführt. Section I verlangt eine Mindesttemperatur während der Druckprüfung von mindestens 70 F (21 C). In Section VIII, Div. 1 wird empfohlen, daß die Metalltemperatur während der Druckprüfung mindestens 30 F (17 C) über der unteren Auslegungstemperatur (MDMT) gehalten wird um die Gefahr eines Sprödbruchs zu vermeiden; die Temperatur braucht jedoch nicht über 120 F (49 C) zu liegen. Der Hersteller stempelt den Behälter im Beisein und mit der Erlaubnis des AI. Nach ASME ist vom Hersteller ein Manufacturers Data Report zu erstellen und zu zertifizieren, der vom AI gegengezeichnet wird. Im Qualitäts-Kontroll- System des Herstellers sind die Verfahren zur Erstellung, Verteilung und Aufbewahrung der MDRs festgeschrieben. Die DGRL schreibt die Anwendung von Konformitätsbewertungsmodulen vor. Diese reichen von Modul A (nur interne Fertigungskontrolle) bis H1 (Umfassende Qualitätssicherung mit Entwurfsprüfung und besonderer Überwachung der Abnahme durch benannte Stelle). Das Modul G erfordert die Einzelprüfung jedes Druckgerätes durch eine benannte Stelle. Dies schließt ein: Entwurfsprüfung Begutachtung der verwendeten Werkstoffe Zulassung der Verfahren für die dauerhaften Verbindungen Überprüfung der Qualifikationen von Personal für die dauerhaften Verbindungen und ZfP Schlußprüfung Konformitätsbescheinigung der benannten Stelle. Prüfdruck ist der größere Wert von: mal dem max. zul. Druck bei max. Temperatur mal dem max. zul. Druck - Nach Artikel 10 bzw. den einzelnen Modulen der Konformitätsbewertung sind Aufzeichnungen und Schriftwechsel im Zusammenhang mit der Konformitätsbewertung zu erstellen und aufzubewahren. 7 von 9

8 8.1 ZfP-Berichte ASME Section I verlangt, daß Durchstrahlungsfilme und Ultraschallberichte 5 Jahre aufbewahrt werden. Für Section VIII, Div. 1 ist die Aufbewahrung nur solgange gefordert, bis der Manufacturers Data Report vom AI unterschrieben ist. In der DGRL nicht angesprochen. 8.2 Zertifizierung von Kesseln und Druckbehältern ASME verlangt die Zertifizierung von Kesseln und Druckbehältern auf einem MDR. Auf dem MDR sind alle notwendigen Konstruktionsparameter, Abmessungen und Materialspezifikationen dokumentiert. Die meisten der US-Zulassungsbehörden verlangen eine Registrierung der MDRs beim National Board of Boiler and Pressure Vessel Inspectors, Columbus, Ohio. Diese Registrierung entbindet den Hersteller von der Aufbewahrungspflicht der MDRs. Für alle Druckgeräte ist vom Hersteller oder seinem in der EG ansässigen Bevollmächtigten eine Konformitätserklärung zu erstellen. 9. Wiederkehrende Prüfungen Die Häufigkeit und der Umfang der wiederkehrenden Prüfungen wird von den Zulassungsbehörden festgelegt und hängt von der Art des Behälters und den Umgebungsbedingungen ab. Reparaturen und Änderungen, die nach Zertifizierung und Stempelung eines Kessels oder Druckbehälters erfolgen, werden nach den Vorgaben des National Board Inspection Codes (NBIC) durchgeführt. Dies liegt nicht im Geltungsbereich der DGRL. 8 von 9

9 10. Prüfer ASME schreibt den Einsatz eines AI für die geforderten Insektionen vor. Ein AI muß bei einer von ASME akkreditierten Authorized Inspection Agency angestellt sein. Seine Qualifikation erlangt er durch eine schriftliche Prüfung unter Aufsicht und nach den Regeln eines Staates der USA oder einer Provinz von Kanada, die den ASME Code als gesetzliche Verordnung eingeführt haben. Die DGRL verlangt die Involvierung einer benannten Stelle für die Module A1 bis H1. Eine benannte Stelle ist eine Organisation, die von einem Mitgliedstaat benannt wurde, um die in den Konformitätsbewertungs-Modulen A1 bis H1 spezifizierten Verfahren durchzuführen. Benannte Stellen werden mit ihrer Kenn-Nummer und Ihrem Zulassungsbereich im offiziellen Amtsblatt der EG veröffentlicht. 9 von 9