Richtlinie. Zustandsüberwachung und Prüfung der Komponenten von Dampfkesselanlagen und Wasser oder Dampf führende Hochdruckleitungen

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1 Richtlinie Zustandsüberwachung und Prüfung der Komponenten von Dampfkesselanlagen und Wasser oder Dampf führende Hochdruckleitungen VGB-R 506 Entwurf Stand Herausgegeben von der VGB PowerTech e.v. Zu beziehen bei: VGB PowerTech Service GmbH Verlag technisch-wissenschaftlicher Schriften Postfach , Essen Tel Fax Jegliche Wiedergabe ist nur mit vorheriger Genehmigung des VGB gestattet.

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3 3 1.0 Vorwort New Approach (Neues Konzept) in der Gesetzgebung Durch die Europäische Union ist die Gesetzgebung für die Herstellung und den Betrieb der Komponenten von Druckgeräten europaweit erheblichen Änderungen unterworfen. Es ist daher erforderlich, auch den Bereich der Zustandsüberwachung neu zu betrachten. Damit die Möglichkeit besteht, dieses in dem ganzen Kontext der Änderungen einzuordnen, ist es erforderlich, den Anspruch der EU zu verstehen. Basis aller Änderungen ist der Vertrag zur Gründung der Europäischen Gemeinschaft. In ihm ist in Artikel 3 - als eine der wesentlichen Tätigkeiten der Gemeinschaft - die Beseitigung der Hindernisse für den freien Waren-, Personen-, Dienstleistungs- und Kapitalverkehr zwischen den Mitgliedstaaten genannt. Weiterhin ist im Artikel 28 geregelt, dass mengenmäßige Einfuhrbeschränkungen sowie Maßnahmen gleicher Wirkung zwischen den Mitgliedsstaaten verboten sind. Zur Realisierung dieses freien Warenverkehrs hat der Europäische Rat die neue Konzeption (New Approach) eines freien Binnenmarktes beschlossen. Zu diesem Zweck wurden zahlreiche Richtlinien zum Thema Herstellung und zum Mindestschutz der Verbraucher und Arbeitnehmer erlassen. Dabei wurden folgende Ziele verfolgt: 1. Reduzierung der staatlichen Eingriffe auf ein Minimum 2. Beschränkung der Herstellungsrichtlinien auf die wesentlichen Anforderungen 3. Liberalisierung des Marktes für zertifizierte Prüfstellen 4. Europaweite Vereinheitlichung der Normung 5. Europaweit einheitliche Mindeststandards für den betrieblichen Arbeitsschutz Die technische Normung wurde dabei aber nicht rechtsverbindlich, da die Gremien der privaten Regelsetzer nicht demokratisch legitimiert sind. In sofern bleibt bei der Beschaffung ein Ermessensspielraum, den Betreiber und Hersteller gestalten können. EU-Richtlinien für den Bereich der Herstellung zur Realisierung des New Approach sind ohne größere Änderungen in nationales Recht umzusetzen. Die bedeutsamste Richtlinie für den Bereich der Zustandsüberwachung von druckbeanspruchten Komponenten in Hinblick auf die Beschaffenheitsanforderungen ist die Druckgeräterichtlinie, die als durch die Druckgeräteverordnung (14. GPSGV) ins deutsche Recht übertragen wurde. Für den Bereich des Betriebs gelten die Arbeitsschutzrichtlinien, die als Mindestanforderungen gelten und dementsprechend bei der nationalen Umsetzung in ihrem Umfang und Anforderungen erweitert werden konnten. Dieses wurde für Deutschland unter anderem mit der Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) umgesetzt. Die daraus resultierenden Änderungen im technischen Regelwerk (TRBS - Technische Regel für Betriebssicherheit) gehen mit einem neuen Ermessens- und Gestaltungsspielraum für den Anlagenbetreiber einher, und sollen die bewährten, bisher gültigen technischen Regeln (wie z.b. TRD, TRB, TRR) ersetzen.

4 4 Die Änderungen sind derart umfangreich, dass es von vielen Kraftwerksbetreibern kaum zu leisten ist, die neu entstehenden Gestaltungsspielräume in ihrer Gänze zu nutzen. Da der Markt der zertifizierten Prüforganisationen liberalisiert wurde, besteht Abstimmungsbedarf hinsichtlich der Gestaltung von Prüfungen und Prüffristen. Es ist daher das übergeordnete Ziel dieser Richtlinie einen Maßnahmenkatalog in Form von verschiedenen Bausteinen zur Gestaltung der Prüfungen ohne Anspruch auf Vollständigkeit vorzuschlagen. Auf Basis der vom Betreiber ausgewählten Bausteine ist eine effektive Gestaltung der Prüfungen der Komponenten von Dampfkesselanlagen und Leitungen unter innerem Überdruck bei Ausnutzung des gesamten Ermessensspielraums einschließlich einer Prüffristverlängerung (vgl. VGB-Richtlinie R 104 O) möglich. Dies beinhaltet ggf. auch eine Angleichung der Prüffristen von Dampfkesselanlagen z.b. an Prüffristen von Leitungen unter innerem Überdruck oder Druckbehälteranlagen. Je genauer nun auf Basis dieser Bausteine sich der Anlagenzustand erfassen und bewerten lässt, desto genauer lassen sich die Prüfmethoden, Prüfumfänge und Prüffristen für die wiederkehrenden Prüfungen durch den Anlagenbetreiber planen und beauftragen. Dieses ist eine neue Situation für den Anlagenbetreiber, da in der Vergangenheit die Vorgaben durch den zuständigen Sachverständigen erfolgten der Sachverständige die wiederkehrenden Prüfungen gemäß Regelwerk durchgeführt hat. Gleichwohl war auch im bisherigen Regelwerk - in Abstimmung mit dem Sachverständigen - eine Anpassung der Prüfmaßnahmen an die betrieblichen Gegebenheiten möglich. Zukünftig wird die Sachverständigenorganisation durch die zugelassene Überwachungsstelle (ZÜS) ersetzt. Sie kann vom Betreiber frei gewählt werden. In sofern gewinnt die Kenntnis und Dokumentation des Anlagenzustandes für den Kraftwerksbetreiber eine größere Bedeutung als bisher. Eine Haftung bezüglich des Inhaltes dieser VGB-Richtlinie und ihrer Verweise sowie für die sachliche Richtigkeit der Darstellung ist ausgeschlossen. Es wird darum gebeten, die mit der Anwendung dieser Richtlinie gesammelten Erfahrungen, Möglichkeiten zu missverständlicher Auslegung, Unzulänglichkeiten in der Darstellung sowie Verbesserungsvorschläge der VGB-Geschäftsstelle umgehend zur Auswertung mitzuteilen. Sie können Anlass für Ergänzungen oder Änderungen sein. Den nachfolgend aufgeführten Bearbeitern dieser Richtlinie sei an dieser Stelle recht herzlich gedankt: Dr. Bareiß EnBW Kraftwerke AG Baumann VGB PowerTech e. V. Diederich RWE Power AG Gocht Evonik Energy Services GmbH Fischbeck RWE Power AG Hoffmann, B. RWE Power AG Lange Vattenfall Europe Generation AG & Co. AG Essen, im??? 2008 VGB PowerTech e.v.

5 5 2.0 Inhaltsverzeichnis 1.0 Vorwort Inhaltsverzeichnis Einleitung Geltungsbereich und Aufgabe der Richtlinie Definition und Ziel der Zustandsüberwachung Bausteine der Zustandsüberwachung Auslegung Dokumentierte Qualität Herstellung Wiederkehrende Prüfungen und Betrieb Instandsetzung Sonderfall Absenkung der Festigkeitskennwerte von Werkstoffen Diagnostik im laufenden Betrieb Kriechen und Ermüdung Zusatzlasten Verfahrenstechnische Ursachen Komponentenbedingte Ursachen Diagnostik im Rahmen eines Stillstands Sichtprüfungen Werkstoffprüfungen Funktionsprüfungen Zustandsbewertung Statistische Methoden Probabilistische Methoden RBI/RCM (qualitative, semiquantitative oder quantitative Methode) Expertenmethoden (qualitative Methode) Expertengestützte... Methode Detaillierte inelastische Analyse Prüffristen und -umfänge Zusätzliche Anforderungen für Gefährdungsbeurteilung /... sicherheitstechnischen Bewertung zeitstandbeanspruchter von... Komponenten mit begrenzter Lebensdauer mit Zeitstand- und... Wechselbeanspruchung Äußere Prüfung Dampfkesselanlage allgemein Prüfung der Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion und der... dazugehörigen Leittechnik Zusätzliche Prüfungen an zeitstand- oder wechselbeanspruchten... Komponenten Innere Prüfung Allgemeine Maßnahmen Weitergehende Maßnahmen bei zu erwartender Erschöpfung im... Zeitstandbereich... 25

6 Maßnahmen beim Erreichen der Grenzwerte der Gesamterschöpfung... bzw. der Wechsellasterschöpfung Maßnahmen nach Erreichen der Gesamterschöpfung (e = 100 %) Maßnahmen nach Erreichen von 1 % gemessener bleibender... Dehnung bei Altanlagen Festigkeitsprüfung (Druckprobeprüfung) Höhe des Prüfüberdruckes bei der Festigkeitsprüfung (Druckprüfung) Aufbringen und Haltezeit des Prüfdruckes Anforderungen an das Wasser Besichtigung der Wandungen Ordnungsprüfung Andere geeignete gleichwertige Verfahren zur Zustandsüberwachung... Weitere optionale Maßnahmen bzw. Verlängerung von Prüffristen für... Rohrleitungen Optimierung der Modellbildung Anforderungen an die dokumentierte Qualität Nachweis des bestimmungsgemäßen Betriebes Ergänzende Literaturhinweise Anlage 1 Dokumentierte Qualität Anlage 2 Zusätzliche Prüfungen an Bauteilen - Verfahren zur Berechnung von... Bauteilen mit zeitabhängigen Festigkeitskennwerten... (in Anlehnung an TRD 508, Anlage 1) Anlage 3 Erläuterungen zu Abschnitt Kriechen und Ermüdung Anlage 4 Die RIMAP Methode Anlage 5 Erläuterung zu den Experten gestützten Bewertungsverfahren Anlage 6 Beispiel zu den Experten gestützten Bewertungsverfahren Anlage 7 Erfassung vorhandener VGB-Richtlinien/Regelwerke mit Bezug... auf die Zustandsüberwachung... 70

7 7 3.0 Einleitung 3.1 Geltungsbereich und Aufgabe der Richtlinie In dieser Richtlinie sollen Möglichkeiten und Verfahren der Zustandsüberwachung und der Prüfgestaltung an Komponenten von Dampfkesselanlagen (Begriffsdefinition siehe Technische Regel für Betriebssicherheit TRBS ) und Wasser oder Dampf führende Hochdruckleitungen mit einem Auslegungsdruck > 40 bar beschrieben werden. Sofern diese schon in anderen VGB-Richtlinien beschrieben sind, wird darauf nur Bezug genommen. Auf Basis der dargestellten Werkzeuge kann jeder Betreiber die ihm obliegende Zustandsüberwachung entsprechend der vorhandenen Dokumentation, den Betriebsanforderungen und dem ihm bekannten Zustand seiner Komponenten gestalten. Wird die Sicherheit mittels der in dieser Richtlinie beschriebenen Bausteine oder in anderer geeigneter Weise gewährleistet, dann ist es auch möglich, längere Prüffristen, als die nach BetrSichV 15, Absatz 5 vorgegebenen, bei Neuanlagen (ggf. schon mit der Genehmigung) sowie bei bestehenden Anlagen zu beantragen (siehe VGB-Richtlinie R 104 O). 3.2 Definition und Ziel der Zustandsüberwachung Die Komponenten eines Kraftwerks unterliegen je nach Druck, Temperatur und Betriebsweise einem Lebensdauerverbrauch, d. h. der Zustand ändert sich in Abhängigkeit von der Betriebsbeanspruchung über die Betriebszeit. Diesen Zustand gilt es zu überwachen, damit Gefährdungen von Arbeitnehmern und Dritten durch ein Versagen von Komponenten vermieden werden. Unter Zustand wird die sich im Bauteil entwickelnde Schädigung verstanden, die zu einer Herabsetzung der Funktionsfähigkeit bis hin zum Versagen führt. Unter dem Begriff Schädigung sind folgende Punkte zu verstehen: o eine Änderung der Mikrostruktur, die im Zusammenhang mit der Herabsetzung der in der Auslegung verwendeten Werkstoffkennwerte einschließlich der Herabsetzung der Zähigkeit steht, o die Ausbildung von Kriechporen, Mikrorissen und Rissen, die zur Änderung der lokalen Spannungssituation und damit zur Abweichung von der in der Auslegung angenommenen Beanspruchungssituation führt, o Reaktionen des Werkstoffs mit der Umgebung (Korrosion, Oxidation), die zur örtlichen Schwächung (Wanddickenreduzierung, Rissbildungen) bzw. zur Abweichung von den in der Auslegung zugrunde gelegten Parametern (Temperatur, Gradienten) führt. Unter Lebensdauerverbrauch wird sofern keine zusätzlichen Erläuterungen gegeben werden die lineare Akkumulation der rechnerischen Erschöpfung aus Kriechen und Ermüden verstanden. Diese ermöglicht den Vergleich mit der rechnerischen Lebensdauer der Auslegung. Diese Darstellung soll auf Komponenten von Dampfkesselanlagen und Leitungen unter innerem Überdruck, die als Teile von überwachungsbedürftigen Anlagen der BetrSichV unterliegen, beschränkt werden. Die Zustandsüberwachung lässt sich in folgende

8 8 Themengruppen gliedern beinhaltet folgende Bausteine, die letztlich auch für eine Prüffristverlängerung maßgeblich sind: - Auslegung und Berechnung - Dokumentierte Qualität - Zustandsermittlung/Diagnostik im laufenden Betrieb - Zustandsermittlung/Diagnostik im Rahmen eines Stillstandes - Zustandsbewertung mit Maßnahmen u. a. zum Prüfkonzept Innerhalb dieser Themengruppen lassen sich einzelne Bausteine definieren, die den Zustand erfassen bzw. bewerten. Je genauer nun auf Basis dieser Bausteine sich der Zustand ermitteln lässt, desto präziser und effektiver lassen sich die Prüfumfänge und die Prüffristen für die wiederkehrenden Prüfungen planen. 4.0 Bausteine der Zustandsüberwachung 4.1 Auslegung Die Auslegung ist Ausgangsbasis der Zustandsüberwachung. Die Dimensionierungsberechnung ist im jeweiligen Regelwerk z.b. harmonisierten EN-Normen (DIN EN 12952, 12953, und 13480) oder nach TRB, TRD, TRR, AD 2000 festgelegt. Das Mischen und Mixen von Regelwerken ist zu vermeiden, weil jedes Regelwerk von einer einheitlichen Philosophie geprägt ist. Nur wenn ein Regelwerk Lücken aufweist, kann ein anderes Regelwerk herangezogen werden. Die Systemanalyse ist eine Modellbildung des realen Systems, die in ihrer Güte von der Detaillierung und Qualität der Eingaben abhängt. Für die Güte sind folgende Faktoren wichtig: a) Definition und zeitliche Eingrenzung des bestimmungsgemäßen Betriebs b) Berücksichtigung unvermeidbarer Zusatzbeanspruchungen Beim späteren Betrieb sollte ein Abgleich der bestimmungsgemäßen Auslegung mit den geometrischen und verfahrenstechnischen Istwerten und den realen Kräften z.b. an den Halterungen sowie Verschiebungen von Leitungen unter innerem Überdruck an relevanten Stellen erfolgen. Wesentlicher Bestandteil der Auslegung ist die Gefahrenanalyse. Die zusätzliche Lieferung der Gefahrenanalyse sollte privatrechtlich vereinbart werden. 4.2 Dokumentierte Qualität Bei der dokumentierten Qualität sind Herstellung und Betrieb zu unterscheiden. Der grundsätzliche Aufbau einer Dokumentation ist in VGB-Richtlinie 171 beschrieben.

9 Herstellung Mindestumfänge für die dokumentierte Qualität im Rahmen der Herstellung von Baugruppen und Bauteilen sind in den VGB-Richtlinien 501 H, 507 L, 508 L und 510 L beschrieben. Es wird empfohlen, privatrechtlich zusätzlich folgende Dokumentationen für die außenliegenden, druckführenden Leitungen für Dampferzeuger zu vereinbaren: Vollständige Festigkeits- und Elastizitätsberechnung mit zugehöriger Zeichnung Werkstoffnachweise aller eingesetzten Halbzeuge mit allen Protokollen über zerstörungsfreie Prüfungen (ZfP) Glüh- und Wärmebehandlungsprotokolle Liste über Lage und Art der Schweißnähte Verfahrensanweisung und Schweißzeugnisse für die ausgeführten Schweißnähte Werkstoffnachweise für die Schweißzusätze Alle Protokolle über ZfP Alle Maßprotokolle über Wanddicken und Unrundheiten (vgl. VGB-Richtlinie 508 L, Anlagen 12 bis 20) Protokolle über Nullmessungen (Gefüge, Bauteilgeometrien für hochbeanspruchte Bauteile) AS-BUILT- Isometrien Einstellprotokolle der Konstant- und Federhänger Technische Änderungsmitteilungen Reparaturprotokolle Für Bauteile im Zeitstandbereich ist die Erfassung der Auslegungs- und späteren Betriebsdaten analog DIN EN (Tabelle A.3-1) erforderlich. Erläuterungen zur KKS Verschlüsselung und ein Beispiel zur Dokumentation von Rohrleitungshängern enthält Anlage Wiederkehrende Prüfungen und Betrieb Für die Zustandsüberwachung ist in der Regel folgende MindestDokumentation aus den wiederkehrenden Prüfungen erforderlich: ZfP-Protokolle mit Befund ZfP-Protokolle mit Ergebnissen, die für nachfolgende Prüfungen vergleichend herangezogen werden (z.b. Gefügeabdruck, Durchstrahlungsprüfung) Protokolle über äußere, innere und Festigkeitsprüfungen (Druckprüfungen) Innenbesichtigungen Protokolle über Stellungs- und Funktionskontrolle der Rohrleitungshalterungen in den Zuständen heiß-kalt-heiß mit Kommentaren zu möglichen Instandhaltungsbzw. Einstellarbeiten am betrachteten System.

10 10 Im Betrieb sind die Betriebszustände mit Hilfe von Temperatur- und Druckaufzeichnungen kontinuierlich zu erfassen und zu archivieren, da auf deren Basis dieser Daten der Lebensdauerverbrauch ermittelt wird (nach DIN EN ) Instandsetzung Instandsetzungen sind entsprechend den Beschaffenheitsanforderungen der Anlage durchzuführen. Dabei ist sicherzustellen, dass dies nachvollziehbar dokumentiert wird. Für Teile der drucktragenden Wandung sind beispielsweise deren Werkstoffnachweise und Fertigungsaufzeichnungen in die Dokumentation des Druckgerätes einzupflegen. Bei Beschaffungen im Rahmen von Instandsetzungen der leittechnischen Verriegelung der Dampfkesselanlage ist zu beachten, dass die in der TRD zitierte DIN VDE 0116 seit dem nicht mehr angewandt werden darf. Neue Komponenten sind in der Regel nur noch nach DIN EN 50156, Teil 1 (Nachfolgenorm der DIN VDE 0116) in Verbindung mit DIN IEC (VDE ) erhältlich. Dieses bedingt eine Zuordnung zu SIL (Safety Integrity Levels) Klassifizierungen im Rahmen einer Risikoanalyse nach dem neuesten Stand der Technik. Die SIL-Klassifizierung ist zwischen Hersteller und Betreiber abzustimmen Sonderfall Absenkung der Festigkeitskennwerte von Werkstoffen Infolge neuer EN-Normen/-Änderungen Erkenntnisse wurden beispielsweise für die Werkstoffe 16Mo3, 13CrMo4-5, 10CrMo9-10 und P91 einige martensitische Stähle die Festigkeitskennwerte im Zeitstandbereich reduziert. Es ergeben sich dadurch folgende alternative Vorgehensweisen: Prüfung der Einsatzfähigkeit des Werkstoffes (Ausnutzung der Auslegungsreserven) Einsatz eines höherwertigen Werkstoffes Erhöhung der Wanddicke Absenkung von Betriebstemperatur und ggf. Betriebsdruck Verkürzung der Betriebszeit gegenüber der Auslegung Verkürzung des Prüfzyklus Erhöhung des Prüfumfanges 4.3 Diagnostik im laufenden Betrieb Die Betriebszustände der in Abstimmung zwischen Betreiber und ZÜS ausgewählten Komponenten sind in geeigneter Weise durch Erfassung der Betriebswerte zu speichern. Auf Basis dieser Werte ist je nach Art und Umfang der Datenerfassung eine Aussage zum Lebensdauerverbrauch im laufenden Betrieb möglich. Folgende Belastungen und die damit verbundenen Schädigungsmechanismen sind zu beschreiben:

11 11 Belastung / Schädigungsmechanismus 1 Statische Belastung / Kriechschädigung 2 Instationäre Belastung / Ermüdung infolge Wechselerschöpfung 3 Zusatzkräfte aus der Betriebsweise (z.b. Temperaturschieflagen, 2-Phasen-Strömung, Einspritzung, unzureichende Entwässerung) 4 Sonstige Zusatzkräfte (z.b. Lageänderungen, behinderte Wärmedehnung) 5 Medium / Oxidation, Erosion, Korrosion Mögliche Parameter Druck, Temperatur, Istabmessung, Werkstoffkennwerte Wandtemperaturdifferenz, Druck- und Temperaturgradienten, Istabmessung, Werkstoffkennwert, Anzahl Lastwechsel (Kalt-, Warm- und Heißstarts) Mediumtemperaturen Oberflächenwandtemperaturen, Durchsätze und Temperaturen vom Einspritzwasser Kräfte an Festpunkten, Bewegungen von Hängern und Federn, Bewegungen der Kesselanlage Speisewasser, Brennstoffe Kriechen und Ermüdung Die Erfassung des Kriechens und der Ermüdung ist in DIN EN 12952, Teil 4 beschrieben. Diese Ermittlung ist um so genauer, je detaillierter die Temperatur- und Druckmesswerte erfasst und je genauer die Istabmessungen und die Istparameter der verwendeten Werkstoffe bekannt sind. Betriebsmessstellen können hierzu herangezogen werden, wenn deren Toleranzband für die Zustandsüberwachung der Anlage ausreichend ist. Für Altanlagen ist die Anlage 2 anzuwenden, da die DIN EN 12952, Teil 4 zu Ergebnissen mit weniger Sicherheitsreserven führt. Die DIN EN 12952, Teil 4 ist vorzugsweise anzuwenden, wenn das entsprechende Druckgerät auch nach DIN EN dimensioniert wurde. Weitergehende Erläuterungen sind der Anlage 3 zu entnehmen Zusatzlasten Zusatzlasten aus Betriebsweisen oder sonstigen Effekten hängen unmittelbar von der Bauart der Komponente und deren Betriebsweise ab. Folgende Effekte können dabei von Bedeutung sein: Verfahrenstechnische Ursachen a) 2-Phasen-Strömung (z.b. durch zu schnelles Anfahren, unzureichende Entwässerung, unzureichende Regelbarkeit, fehlerhafte Einspritzung) b) Temperaturschieflagen (z.b. durch Schieflagen in der Feuerung infolge Mühlenoder Brennerverschleiß, Verschmutzung, unzureichende Regelbarkeit, undichte Einspritzungen, große Streubrandbreite des Brennstoffs) c) abweichende Betriebsparameter (z.b. zu hohe Temperaturen durch sich ändernde Brennstoffqualitäten, defekte Brenner, Beläge in der Brennkammer)

12 12 d) Schwingungen (z.b. Betrieb außerhalb der Auslegungsparameter oder fehlerhafte Prozessleittechnik) Komponentenbedingte Ursachen a) behinderte Wärmedehnung (z.b. durch Stoßstellen zum Gebäude oder anderen Komponenten, Lageänderung infolge defekter Komponentenunterstützungen, Behinderung in Schiebestellen oder Setzungen des Gebäudes) b) Lageänderungen (z.b. durch zu hohe Hysterese in Feder-Kennlinien, relaxierte Federn in Feder- und Konstanthängern, Überlastung der Rohleitungsunterstützungen bei der Wasserdruckprüfung, defekte Stoßbremsen, Setzung des Gebäudes) c) Schwingungen (z.b. Resonanzen durch fehlerhafte Konstruktion) Je mehr von diesen Zusatzlasten durch Überwachung erkannt und mit geeigneten Maßnahmen beseitigt werden können, umso besser lässt sich der Nachweis der bestimmungsgemäßen Betriebsführung erbringen. Verfahrenstechnische Ursachen können über zwei Wege erkannt werden: 1. Direkte Methode Direkte Temperaturmessung des Mediums oder der Oberflächenwandtemperatur des Bauteils. Die genaue Festlegung hängt von dem ausgeführten verfahrenstechnischen System ab. Empfohlen wird eine Instrumentierung unmittelbar an bzw. in den zu überwachenden Bauteilen. 2. Indirekte Methode Durch eine Online-Überwachung ausgewählter Hängerpositionen und der Festpunkte lassen sich Rückschlüsse auf eine ungleichmäßige Temperaturbelastung herleiten. Die komponentenbedingten Ursachen lassen sich durch Überwachung des Systems auf Lage und Position entsprechend der VGB-Richtlinie 510 L, Abschnitt 9.5, weitestgehend ausschließen. Zu unterscheiden ist an der Stelle nur, ob die Kontrollen durch Begehung oder kontinuierliche Überwachungssysteme erfolgen. Darüber hinaus gibt es Systeme, die online den Krafteintrag an den Festpunkten messen. In Anlage 1 sind beispielhaft geeignete Formularvorlagen für die erstmalige Abnahme und die wiederkehrenden Prüfungen von Hängern zu finden. Die Aufnahme der Daten erfolgt auf Basis der Betriebsanleitung der Konstant- oder Federhänger. Die Formulare ersetzen dabei nicht die qualifizierte Auswertung der Ergebnisse durch Fachleute. Eine grafische Darstellung je Strang ist sinnvoll. Anmerkung: Für Altanlagen ist die Nachrüstung einer kontinuierlichen Hängerüberwachung durch Instrumentierung häufig - u.a. aus wirtschaftlichen Gründen - nicht darstellbar. Als Alternative können regelmäßige Sichtprüfungen während des Betriebs und Prüfungen entsprechend Abschnitt durchgeführt werden.

13 Diagnostik im Rahmen eines Stillstands Sichtprüfungen Die Sichtprüfungen sind im Kapitel 3.1 der VGB-Richtlinie 509 L dargestellt Werkstoffprüfungen Die zerstörungsfreien Werkstoffprüfungen werden im Kapitel 3 der VGB-Richtlinie 509 L beschrieben Funktionsprüfungen Nach TRBS wird die Funktionsprüfung für Sicherheitseinrichtungen, Prozessleittechnik (PLT) und Ausrüstungsteile gefordert. 4.5 Zustandsbewertung Das auszuwählende Die Verfahren zur Zustandsüberwachung muss sich an den vorhandenen oder zu erwartenden Schadensmechanismen bzw. Gefährdungen orientieren und bezüglich des erfassten Anlagenüberwachungsumfanges und der Überwachungszeit ausreichend bemessen sein. Die nachfolgend beispielhaft aufgeführten Verfahren eignen sich zur Zustandsbewertung und können je nach technischem Sachverhalt einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Die dafür verwendeten Berechnungs- und Prüfgrundlagen sind als geeignet anerkannt. Die Ergebnisse und insbesondere die Schlussfolgerungen hinsichtlich die Prüfumfänge, Prüfinhalte und Prüfzyklen sind müssen betriebsbegleitend dokumentiert dokumentarisch belegt und detailliert nachvollziehbar sein. Bei Komponenten von Dampfkesselanlagen und Wasser oder Dampf führenden Hochdruckleitungen mit Prüfpflicht durch die ZÜS sollten Auswahl und Bewertung der Verfahren der Zustandsüberwachung in Abstimmung mit der ZÜS rechtzeitig abgestimmt werden. Dies gilt insbesondere, wenn durch die eingesetzten Verfahren verlängerte Prüffristen erreicht werden sollen, die der Genehmigung der zuständigen Behörde bedürfen Statistische Methoden Ziel der statistischen Auswertung Methode für eine bestehende Anlage ist die Erfassung des Ist-Zustands der Komponenten bzw. der Anlage und die Festlegung von differenzierten Maßnahmen, deren Wirksamkeit mittels wiederkehrender Prüfungen und konsequenter Analyse der Betriebserfahrung nachgewiesen wurden. Die Zustandsbewertung mittels statistischer Methoden basiert auf folgenden anlagenspezifischen Datenquellen: Auslegungsberechnungen Dokumentierte Qualität aus Herstellung, und Montage und Instandhaltung Aufzeichnungen zustandsrelevanter Betriebs-/Prozessdaten

14 14 Ergebnisse aus wiederkehrenden Prüfungen (Sichtprüfungen, zerstörungsfreie Prüfungen) sowie Nachrechnungen, z.b. zur Erschöpfung Auswertungen von Schäden und anderer Erfahrungsberichte Die Daten der wiederkehrenden Prüfungen sind derart aufzubereiten, dass Art und Umfang aller Prüfungen als auch Art der Befunde/Schäden und deren Häufigkeit systembzw. komponentenspezifisch vorliegen. Um eine ausreichende Absicherung der statistischen Auswertung der wiederkehrenden Prüfungen an den Systemen zu erhalten, sind bei der Bewertung einer bestehenden Anlage mindestens die Daten der letzten 3 Revisionen zu betrachten. Ergebnis der Auswertung ist eine strukturierte Klassifizierung der Systeme/Komponenten nach Schadensanfälligkeit. In einem zweiten Schritt sind die Befunde/Schäden hinsichtlich ihrer Ursache (auslegungs-, fertigungs- oder betriebsbedingt) zu bewerten und deren Gefährdungspotential und Verfügbarkeitsrelevanz zu ermitteln, mit dem Ziel, die störungsanfälligen Systeme/Komponenten zu identifizieren bzw. die Systeme hinsichtlich ihrer Relevanz für die Anlagensicherheit und Verfügbarkeit zu klassifizieren. Zusammen mit den vorliegenden Berechnungen und Aufzeichnungen zustandsrelevanter Betriebs-/Prozessdaten lässt sich ableiten, in welchen Zeitabständen welche Systeme bestimmten Prüfmaßnahmen zu unterziehen sind. Zudem kann der Inspektions- und Prüfaufwand derart optimiert werden, dass er dort betrieben wird, wo Sicherheit und Wirtschaftlichkeit dies erfordern Probabilistische Methoden Die probabilistische Methode ist generell gekennzeichnet durch die Vorhersage der Schadensentstehung, des Schadensfortschritts und der Versagenswahrscheinlichkeit auf Basis von bestimmten Modellvorstellungen und unterscheidet sich dadurch von der genannten Statistischen Methode. In den probabilistischen Analysen werden qualitative, semiquantitative und quantitative Methoden verwendet. Für eine quantitative probabilistische Analyse ist eine vollständige Datenbasis erforderlich. Für eine quantitative probabilistische Analyse ist eine vollständige Datenbasis erforderlich. In den probabilistischen Analysen werden qualitative, semiquantitative und quantitative Methoden verwendet RBI/RCM (qualitative, semiquantitative oder quantitative Methode) Unter den probabilistischen Ansätzen werden die Instandhaltungsstrategien unterschieden. zuverlässigkeitsorientierte Methode (RCM = Reliability-Centred Maintenance) die risikobasierte Methode (RBI/RBM = Risk-Based Inspection/Risk-Based Maintenance)

15 15 Beide Ansätze berücksichtigen neben der Kenngröße Ausfallhäufigkeit/- wahrscheinlichkeit auch die Auswirkungen eines Ausfalls zur Ermittlung eines optimierten Inspektions- oder Instandhaltungsprogrammes. Der wesentliche Unterschied liegt darin, dass bei RBI/RBM vorzugsweise statische Bauteile untersucht wird, das altersabhängigen Schädigungsmechanismen wie z. B. Korrosion, Kriechen unterliegt, während die RCM-Methode vorzugsweise bei rotierenden Bauteilen oder leittechnischen Einrichtungen zur Anwendung kommt. RCM verbindet die konventionellen Ansätze zur Zustandsbewertung (zeit- oder zustandsgeführte Diagnostik) mit probabilistischen Ansätzen, indem neben der Kenngröße Ausfallhäufigkeit auch die Auswirkung eines Ausfalles identifiziert und qualitativ erfasst werden. Bei RCM werden die Funktionen der betrachteten Anlage oder Komponente beschrieben sowie Ursachen einer Funktionsstörung ermittelt und beurteilt. Sollten die Folgen einer Funktionsstörung nicht signifikant im Sinne der Verfügbarkeit sein, kann auf umfangreiche Wartungs- und Inspektionsprogramme verzichtet werden. RCM hilft somit störungsanfällige Anlagen oder Komponenten zu identifizieren und im Wesentlichen sich auf die entscheidenden Maßnahmen zu konzentrieren, die für die Leistungserfüllung notwendig sind. RBI/RBM verknüpft die Ausfallwahrscheinlichkeit (Schaden, Störung) mit den daraus resultierenden Konsequenzen (Schadensausmaß, Ausfallrelevanz): RISIKO = Ausfallwahrscheinlichkeit x Schadensausmaß Damit wird ein Kriterium geschaffen, das eine Klassifizierung von Komponenten oder Systemen sowohl in qualitativer als auch quantitativer Weise ermöglicht ermöglichen soll. Dieses Kriterium bildet die Basis der Entscheidungsfindung für Inspektions- und Instandhaltungsmaßnahmen unter Einhaltung vorgegebener Zuverlässigkeits- und Verfügbarkeitsniveaus sowie Regelwerksanforderungen. Betriebsrisiken, wie z.b. Reparaturkosten, Produktionsausfall, Personen- oder Umweltschäden, können auf diese Weise in die Entscheidungsfindung einfließen. Die Zustandsbewertung mittels RBI/RBM-Methode erfolgt hierbei i.d.r. kann bei beiden Methoden in unterschiedlichen Detaillierungstiefen erfolgen. Eine erste qualitative Abschätzung des Risikos (das so genannte screening ) basiert auf folgenden Datenquellen: Expertenwissen über Anlagenverhalten Erfahrungen aus dem Betrieb und der Instandhaltung der Anlage (Befunde, Schäden, Berechnungen durch Auswertung der Betriebsparameter) Auslegungsdaten, Berechnungsgrundlagen, Störfallbetrachtungen Bei Neuanlagen ohne Betriebshistorie kann nur auf allgemeine Datenquellen wie Literatur- oder Standardwerte, Herstellerangaben und berechnungen zurückgegriffen werden. Bei den bestehenden Anlagen sind grundsätzlich die anlagenspezifischen Datenquellen heranzuziehen.

16 16 Stehen nach dem Screening die risikorelevanten Systeme und Komponenten fest, erfolgt die detaillierte Risikoanalyse durch Ergänzung der Datenbasis zur quantitativen Bestimmung der Ausfallwahrscheinlichkeit und der resultierenden Konsequenzen. Hierzu ist Sofern genügend entsprechend statistisch gesichertes Datenmaterial zur Verfügung steht, ist hierzu die Datenbasis zu erweitern um: Ausfallursachen, Schadensmechanismen, Ausfallhäufigkeit Werkstoffkenndaten, Berechnungsanalysen (z.b. Spannungsanalysen, Erschöpfungsanalysen, Bruchmechanik-Analysen), Schwachstellenanalysen, Ergebnisse der ZfP Kosten für Reparatur, Ersatzteilbeschaffung, Dienstleistung, ZfP, Produktionsausfall Daten, die die Ausfallwahrscheinlichkeit maßgeblich beeinflussen (z.b. Geometriedaten hochbeanspruchter Komponenten, Änderung der Betriebsweise, Zusatzbeanspruchungen) Die Auswertung der o.g. Daten, die in einer Risikobewertung und daraus abgeleiteter klassifizierter Maßnahmen münden, erfolgt durch ein Expertenteam, dem bei überwachungsbedürftigen Anlagen zweckmäßigerweise die ZÜS angehört. ggf. in Absprache mit der ZÜS. Werden die Risiken in Form einer Risikomatrix (Ausfallwahrscheinlichkeit über Schadensausmaß) dargestellt, lassen sich Bereiche mit unterschiedlicher Risikorelevanz unterscheiden. Für Anlagen und Komponenten mit hohem Risiko sind zur Senkung des Risikos geeignete Maßnahmen zu ergreifen. Zu diesen Maßnahmen zählen Inspektion, wiederkehrende Prüfung, Austausch, Einführung von Redundanzen oder Prozessoptimierungen. Das Verhältnis der Aufwendungen der risikoreduzierenden Maßnahme zu den Ausfallkosten liefert eine mögliche Bewertungsgröße für die Effektivität der Maßnahme. Detailliertere Ausführungen zur RBI sind dem VGB-Merkblatt 130 Empfehlungen zur Einführung Risikobasierter Instandhaltung zu entnehmen. In Anlage 4 ist die RIMAP-Methode (Risk Based Inspection and Maintenance Procedures für European Industry) mit Anwendungsbeispiel als ein typischer Vertreter von RBI/RBM beschrieben Expertenmethoden (qualitative Methode) Expertengestützte Methode Die Zustandsbewertung mit Hilfe expertengestützter Methoden basiert auf folgenden Datenquellen: Erfahrungen aus dem Betrieb der Anlage (Befunde, Schäden, Berechnungen), Analysen aus Inspektionen und werkstofftechnischen Untersuchungen, Erfassung zustandsrelevanter Prozessdaten für die Erschöpfungsberechnung. Für die Bewertung einer bestehenden Anlage ist die Eingabe der Daten aus mindestens den letzten 3 Revisionen erforderlich, was einem Betrachtungszeitraum von ca. 12 Jahren entspricht. Der Dateninput für die expertengestützte Methode besteht im Wesentlichen aus:

17 17 Werkstoffkenndaten, Gefügeuntersuchungen, Schwachstellenanalysen, Ergebnissen der ZfP und Erschöpfungsberechnungen Auf Basis dieser Daten erfolgt durch Experten des Betreibers ggf. in Absprache und bei überwachungsbedürftigen Anlagen in Abstimmung mit der ZÜS eine strukturierte Klassifizierung der zu prüfenden Komponenten nach Zustand und Risiko. Für die jeweilige Komponente werden Zuverlässigkeit, Schadensanfälligkeit, Gefährdungspotenzial und Verfügbarkeitsrelevanz bewertet. Unter Zuverlässigkeit wird die Sicherheit der Komponente gegen Versagen auf Basis von Betriebserfahrungen, Prozessbedingungen, Inspektionen, Berechnungen und Auslegungswerten verstanden. Bestimmend ist der Faktor, der die niedrigste Zuverlässigkeit zur Folge hat. Unter Schadensanfälligkeit wird die Eintrittswahrscheinlichkeit für das Versagen der Komponente auf Basis von angewandtem Regelwerk, Qualitätssicherungsmaßnahmen, Schadensstatistiken, Erkenntnissen zu Bauart und Werkstoffen verstanden. Unter Gefährdung werden die Auswirkungen auf Leben und Gesundheit von Menschen und der Umwelt im Versagensfall verstanden. Unter Verfügbarkeit werden die Auswirkungen des Ausfalls von Komponenten auf die Betriebsbereitschaft der Anlage verstanden. In der Anlage 5 sind die beispielhaft mögliche Bewertungsmatrizen mit dieser vier Parameter 4 x 6 Variablen abgebildet. Mit vorliegenden Berechnungen und Bewertungen liegt der Nachweis über den Zustand der Komponenten vor. Störungsanfällige Komponenten werden identifiziert. Mit dieser Vorgehensweise können optimierte Prüfprogramme für die nächste Revision erstellt werden. Der Inspektionsaufwand wird durch Risikobetrachtung optimiert und dort betrieben, wo Sicherheit und Wirtschaftlichkeit es erfordern. Ein Beispiel einer der expertengestützten Methode ist in Anlage 6 beschrieben Detaillierte inelastische Analyse Die detaillierte inelastische Analyse stellt kann mittels Finiter Elemente eine zukünftige Alternative zur Ermittlung der rechnerischen Erschöpfung auf der Basis von analytischen Zusammenhängen nach Regelwerk, die Umlagerungsvorgänge von Spannungen und Dehnungen sowie die Überlagerung von primären und sekundären Spannungen nur empirisch wiedergeben, darstellen. Die Praxistauglichkeit der detaillierten inelastische Analyse muss noch nachgewiesen werden. Die inelastische Analyse ermöglicht die genaue Ermittlung der lokalen Spannungen und Dehnungen und deren zeitliche Entwicklung; ferner werden Informationen über die Spannungsverhältnisse (Grad der Mehrachsigkeit) zugänglich. Mit diesen Daten kann die

18 18 Kritikalität vorhandener Defekte/Risse/Ungänzen im Hinblick auf eine mögliche Rissinitiierung und das weitere Risswachstum bzw. die Gefahr der Instabilität bewertet werden. Darüber hinaus kann bei Anwendung eines geeigneten Werkstoffmodells die Auswirkung der Überlagerung von Kriechen und Ermüden im Hinblick auf den sich ausbildenden Spannungs-Dehnungszustand beurteilt werden. Die inelastische Analyse ist geeignet, die Orte einer möglichen Schädigungsentwicklung im Bauteil zu identifizieren und bietet sich daher besonders für die Planung der wiederkehrenden Prüfungen und der einzusetzenden zerstörungsfreie Prüfmethoden an. Die Voraussetzungen für eine detaillierte inelastische Analyse können wie folgt zusammengefasst werden: Erweiterte Instrumentierung der Bauteile zur möglichst umfassenden Abbildung der betrieblichen Situation As built -Geometrien der Bauteile Stoffgesetze für: Kriechbeanspruchung: Kriechgesetz (z.b. modifizierter Graham-Walles Ansatz), das alle drei Kriechphasen abbildet; wenn möglich auf der Basis der verwendeten Schmelze oder alternativ: es müssen die Mittelwerte des Streubandes getroffen werden Kriech-Ermüdungsbeanspruchung: konstitutives viskoplastisches Werkstoffgesetz (z.b. modifizierter Chaboche Ansatz), das keine Unterscheidung zwischen plastischer Verformung aus zeitunabhängigen Fließvorgängen und Kriechdehnungen macht Bei geschweißten Bauteilen muss zur Berücksichtigung der Umlagerungsverhältnisse im Bereich der Wärmeeinflusszone ein 5 Materialien Modell (1 Grundwerkstoff, 1 Schweißgut, 3 Wärmeeinflusszone) eingeführt werden. 5.0 Prüffristen und -umfänge Gemäß BetrSichV 15 muss der Betreiber von überwachungsbedürftigen Anlagen auf Basis der Gefährdungsbeurteilung / sicherheitstechnischen Bewertung nach TRBS 1111 die Prüffrist festlegen (siehe VGB-Richtlinie R 104 O Leitfaden zur Umsetzung der Betriebsicherheitsverordnung in Kraftwerken ). Die Betriebsanleitung ist dabei zu berücksichtigen. Die einzelnen Prüfungen (Art, Umfang und Fristen) sind in TRBS 1201 und beschrieben. Dabei ist zwischen der Ordnungsprüfung und der Technischen Prüfung (äußere Prüfung, innere Prüfung, Festigkeitsprüfung) zu unterscheiden. Bei der Festlegung von Art, Umfang und Fristen der Prüfungen sind die Beschaffenheitsanforderungen, die sich aus dem für die Kesselanlage angewendeten Regelwerk (DIN EN 12952, DIN EN 12953, DIN EN 13445, DIN EN 13480, TRD, TRB, TRR, AD 2000) ergeben, zu berücksichtigen. Für eine Dampfkesselanlage, die den TRD oder dem DIN EN-Regelwerk entspricht, kann der nachfolgend in den Abschnitten 5.1 bis 5.5 beschriebene Umfang als Anleitung für die Festlegung des Prüfumfanges in der Gefährdungsbeurteilung / sicherheitstechnische

19 19 Bewertung auf Basis einer regelwerkskonformen Dokumentation dienen. In der Regel werden damit die maximalen Prüffristen nach BetrSichV 15, Absatz 5, bei Anwendung vorher genannter Regelwerke sicher erreicht. Auf weitere andere geeignete gleichwertige optionale Verfahren zur Zustandsüberwachung Maßnahmen mit dem Ziel der Option einer Verlängerung von Prüffristen für Rohrleitungen im Rahmen eines Einzelantrages nach BetrSichV 15, Absatz 17, wird im Abschnitt 5.6 eingegangen. 5.1 Zusätzliche Anforderungen für Gefährdungsbeurteilung / sicherheitstechnischen Bewertung zeitstandbeanspruchter von Komponenten mit begrenzter Lebensdauer mit Zeitstandund Wechselbeanspruchung Zur Gefährdungsbeurteilung von zeitstand- und wechselbeanspruchten Komponenten sind nachfolgende Unterlagen erforderlich: (1) die Auslegung der Bauteile auf Zeitstand- und Wechselbeanspruchung unter Berücksichtigung der Beanspruchungen aus Druck, Temperatur, sowie äußeren Kräften und Momenten entsprechend DIN EN 12952, Teil 4 oder Anlage 2 dieser Richtlinie, (2) die Befahr- und Besichtigungsmöglichkeiten dieser Bauteile für die Innen- und Außenseite, (3) die konstruktive Gestaltung dieser Bauteile im Hinblick auf die Durchführbarkeit zusätzlicher Prüfungen, (4) die vorgesehene Erfassung von zeitlichen Temperatur- und Druckverläufen. Messstellen für Temperatur- und Drucküberwachung sind anhand eines Messstellenplanes festzulegen. Die Druckmessung ist so zu wählen, dass eine Zuordnung zu den Temperaturen jederzeit möglich ist. Gemäß DIN EN 12952, Teil 7, DIN EN Teil 7 oder TRD 401 ist mindestens eine Dampftemperaturund Druckmessstelle vorgeschrieben. Zeitweilige oder bleibende Temperaturmesseinrichtungen können z.b. am Anfang der Überhitzerstufen oder zur Feststellung der Abweichung vom Mittelwert an parallel geschalteten Rohren notwendig werden. Eine Überprüfung der betrieblichen Temperatur- und Druckmesseinrichtungen entsprechend TRD für Altanlagen und gemäß Betriebsanleitung für Neuanlagen muss möglich sein. Anmerkung: Bei Anlagen, die nach DGRL in Verkehr gebracht werden, ist darauf zu achten, dass die vorher genannten Unterlagen in der Bestellspezifikation gefordert werden. Im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung / sicherheitstechnischen Bewertung ist zu ermitteln und zu bewerten: (1) welche Messungen für die Beurteilung der Druck- und Temperaturbeanspruchung vorgesehen sind und die Art der Registrierung; welche Temperaturmessungen für die Ermittlung von Temperaturdifferenzen an den Bauteilen zur Überprüfung der

20 20 zulässige Temperaturänderungsgeschwindigkeit erforderlich sind, und die Art der Registrierung, (2) die Prüfmöglichkeit von Temperaturmessstellen mit hierfür vorgesehenen zusätzlichen Temperaturmessstellen in unmittelbarer Nähe der betrieblichen Messstellen, (3) welche zerstörungsfreie Prüfungen bei wiederkehrenden Prüfungen durchzuführen sind, (4) welche Messungen zur Feststellung der Geometrie, z.b. Wanddicken- und Unrundheitsmessungen gemäß VGB-Richtlinie 509 L erforderlich sind, (5) welche Messungen zur Feststellung der bleibenden Dehnung durchzuführen sind, (6) wo Oberflächengefügeuntersuchungen erforderlich sind, (7) die rechnerische Verfolgung der Erschöpfung nach DIN EN 12952, Teil 4 oder für Altanlagen nach Anlage 2 dieser Richtlinie. Die Prüfung der Einhaltung vorstehend genannter Voraussetzungen für das Lebensdauerüberwachungskonzept erfolgt spätestens im Rahmen der Inbetriebnahmeprüfung. 5.2 Äußere Prüfung Dampfkesselanlage allgemein Bei der äußeren Prüfung wird die Dampfkesselanlage durch Inaugenscheinnahme geprüft. Dabei erfolgen folgende Prüfschritte: (1) Ordnungsprüfung auf die ordnungsgemäße Betriebsweise und den ordnungsgemäßen Zustand (vgl. TRBS und TRD , 4.4) (2) Inaugenscheinnahme der während des Betriebes zugänglichen Kesselteile und Heißwasserausdehnungsgefäße, des Feuerraumes durch Schauöffnungen, des Kesselgerüstes, der Anker, des Mauerwerkes, der Blechverkleidung, der Wärmedämmung, der Verschlüsse, der Besichtigungsöffnungen und die Feststellung von Undichtheiten, Schwitzwassererscheinungen, Verfärbungen und Schwingungen (3) Inaugenscheinnahme der Feuerung und der Brennstoff-Förderungs-, Bevorratungs- und Aufbereitungseinrichtungen, der Luftleitungen, Luftvorwärmer, Rauchgaskanäle und Explosionsklappen, der Entschlackungs- und Entaschungsanlagen und Kontrolle auf unzulässige Kohlen- und Holz-Staubablagerungen (4) Inaugenscheinnahme der Speise-, Dampf-, Heißwasser-, Entleerungs- und Entwässerungsleitungen, sowie die Schalldämpfer der Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung (5) Inaugenscheinnahme der Korrosions-, Frostschutz und Brandschutzeinrichtungen (letztere nur bei Holz- und Kohlenstaubfeuerungen)

21 Prüfung der Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion und der dazugehörigen Leittechnik Die Prüfung der Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion und der dazugehörigen Leittechnik umfasst: Prüfungen der sicherheitsrelevanten Bauteile entsprechend der Gefährdungsbeurteilung / sicherheitstechnischen Bewertung Verriegelungsprüfung der sicherheitsrelevanten Bauteile Ausrüstungsteile auf der Wasser- und Dampfseite, die gemäß den Beschaffenheitsanforderungen erforderlich und sicherheitstechnisch von Bedeutung sind: (1) Geräte zur Begrenzung von Wasserstand, Druck und Temperatur bezüglich ihrer Funktion; Regler nur insoweit, wie sie sicherheitstechnische Funktionen haben (2) Speisepumpen: Umschaltbereitschaft bei elektrischem Antrieb mit Umschaltmöglichkeit auf ein zweites Netz, soweit erforderlich; Betriebsbereitschaft der Reservepumpen (3) Umwälzpumpen: Ansprechen der Warnanlage bei Unterschreiten des Mindestdurchflussstromes; Umschaltbereitschaft bei elektrischem Antrieb mit Umschaltmöglichkeit auf ein zweites Netz, soweit erforderlich (4) Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung: Ansprechdruck; Funktion; Sicherung gegen unbeabsichtigtes Verstellen (5) Druckhalteeinrichtungen bei Heißwasseranlagen mit Fremddruckhaltung: Feststellen der Schaltpunkte und ggf. Prüfung der Umschaltung (6) Rückströmsicherungen, Absperr- und Entleerungseinrichtungen: Absicherung der Gehäuse gegen unzulässigen Überdruck bei Absperrschiebern mit selbstdichtenden Deckeln. Ausrüstungsteile der Feuerung, die gemäß den Beschaffenheitsanforderungen erforderlich und die sicherheitstechnisch von Bedeutung sind, bezüglich ihrer Funktion: (1) Ausrüstungsteile an Brennstoffbehältern (2) Sicherheitseinrichtungen von Heizölvorwärmern (3) Brennstoff-Förderleitungen und -Einrichtungen einschließlich der Armaturen für leichtentzündliche und alle staubförmigen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffe (4) Sicherheitsabsperreinrichtungen, auch Überprüfung der Dichtheit sowie Dichtheitskontrolleinrichtungen (5) Beschickungseinrichtungen und Brenner; Absperr- und Stelleinrichtungen für Verbrennungsluft; Luftmangelsicherungen; Zündeinrichtungen; Flammenüberwachungseinrichtungen; Brennstoff-/Luft-Regeleinrichtungen; die zur Abschaltung führenden Sicherheitseinrichtungen, unter Berücksichtigung der möglichen Betriebsweise; Sicherheits-, Warte-, Spül- und Zündzeiten (6) Beobachtungsöffnungen für den Feuerraum, die Brennerauskleidungen und das Flammenbild

22 22 (7) Geräte für Luftpressung und Zugstärke. Der Sicherheitsstromkreis der Dampfkesselanlage wird auf solche Fehlermöglichkeiten geprüft, die sich bei der Funktionsprüfung der Ausrüstungsteile selbst nicht feststellen lassen. Dazu kann insbesondere erforderlich sein: (1) die Prüfung, ob die Ausgabekontakte richtig abgesichert sind, (2) die Prüfung der richtigen Verdrahtung der Wächter und Begrenzer, (3) die Sichtprüfung auf ordnungsgemäße Beschaffenheit der Leitungen und Verdrahtungen und (4) die Prüfung, ob die Betriebsbedingungen mit den Annahmen bei der Auslegung übereinstimmen Zusätzliche Prüfungen an zeitstand- oder wechselbeanspruchten Komponenten An Dampfkesseln, die mit zeitabhängigen Festigkeitskennwerten berechnet sind, sind zusätzlich folgende Maßnahmen durchzuführen: Im Rahmen der ersten äußeren Prüfung Der Betreiber beurteilt anhand von Messreihen und dem angewandten Regelwerk den Einfluss des Kesselbetriebes auf die Lebensdauer der Bauteile aus der ersten Betriebsperiode. Die hierfür eingesetzten Betriebsmessgeräte sind gemäß der Betriebsanleitung auf Abweichung zu prüfen und zu dokumentieren. Über die Temperaturverteilung paralleler Rohrstränge und über maximale Wand-Differenztemperaturen dickwandiger Bauteile beim An- und Abfahren sowie Laständerungen sind Messprotokolle anzufertigen. Aufgrund der festgestellten Temperatur- und Druckbeanspruchungen sowie ggf. Zusatzbeanspruchungen ist mit den gemessenen Wanddicken die zu erwartende Lebensdauer mit einem zwischen Betreiber und ZÜS abgestimmten Verfahren (z.b. nach Anlage 2 bzw. DIN EN 12952, Teil 4) zu ermitteln. Auf Basis dieser Ergebnisse ist das Verfahren für die weitere begleitende Bestimmung der Gesamterschöpfung abzustimmen. Dazu gehören die zu betrachtenden Komponenten, die Art der Registrierung, das Berechnungsverfahren und die zeitlichen Abstände für die Ermittlung. Ab der zweiten äußeren Prüfung (1) Es wird eine repräsentative Messreihe aufgenommen und beurteilt. Dabei sind die Betriebsmessgeräte ggf. stichprobenweise nachzuprüfen. Im Gegensatz zur Aufnahme der Messreihen mittels Schreibstreifen, kann die Datenerfassung und Berechnung bei Neuanlagen durch geeignete Online-Überwachungssysteme erfolgen (z.b. nach Anlage 2 bzw. DIN EN 12952, Teil 4). Die Betriebsbeanspruchung ist z.b. aufgrund von Druck und Temperatur zu ermitteln. (2) Zur Ermittlung der Erschöpfung werden die Erhebungen nach Verfahren entsprechend DIN EN 12953, Teil 4 oder für Altanlagen entsprechend Anlage 2 dieser Richtlinie ausgewertet. Diese Berechnung ist durch die ZÜS zu überprüfen. Es bietet sich an, solche Berechnungen daher auch direkt bei der ZÜS zu

23 23 beauftragten. Sofern die Berechnung automatisiert durch ein von einer ZÜS anerkanntem Berechnungsprogramm erfolgt, ist eine Überprüfung der Berechnung durch eine ZÜS nicht mehr erforderlich. Bei Erreichen der im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung / sicherheitstechnischen Bewertung festgelegten Grenzwerte für die Erschöpfung sind die ersten Prüfmaßnahmen einzuleiten. 5.3 Innere Prüfung Allgemeine Maßnahmen Die innere Prüfung wird im Stillstand der Anlage durchgeführt. Bei Erfordernis kann diese auch in Teilprüfungen durchgeführt werden. Sie wird durch Inaugenscheinnahme vorgenommen, die erforderlichenfalls durch Anwendung geeigneter Hilfsmittel wie Besichtigungsgeräte oder durch zusätzliche einfache Prüfmaßnahmen wie Aufweitungsmessungen, Wanddickenmessungen oder Oberflächenrissprüfungen ergänzt wird. Ergibt sich auf Grund der bisherigen Prüfdokumentation, Erkenntnisse der Inaugenscheinnahme oder sonstigen Erfahrungen der Verdacht einer Schädigung, die nicht mit den im vorherigen Absatz aufgeführten Vorgehensweisen erfasst werden kann, werden ergänzende über den normalen Prüfumfang hinausgehende Prüfmaßnahmen erforderlich. Ergänzende Prüfverfahren sind beispielsweise Wasserdruckprüfungen oder zerstörungsfreie Prüfungen, die eine Aussage über den sicherheitstechnischen Zustand ermöglichen. Gegebenenfalls müssen die betroffenen Bereiche erst z.b. durch Entfernen von Mauerwerk zugänglich gemacht werden. Soweit Teile der Dampfkesselanlage auf Lebensdauer berechnet werden, werden zur Überwachung der Erschöpfung - je nach Anzahl der Betriebsstunden und Anfahrten oder in Abhängigkeit der Ergebnisse eines Diagnosesystems - Prüfungen an den im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung / sicherheitstechnischen Bewertung festgelegten Stellen vorgenommen. Diese sind im nachfolgenden Abschnitt beschrieben. Stichprobenweise Prüfungen sind ausreichend, wenn die ZÜS aus deren Ergebnissen und der vorhandenen Zustandsdokumentation den sicherheitstechnischen Zustand der zu prüfenden Anlagenteile beurteilen kann. Die Verantwortung für die Richtigkeit der vorhandenen Zustandsdokumentation liegt beim Betreiber. Die innere Prüfung wird im Allgemeinen wie folgt durchgeführt: (1) Wandungen von Kesseltrommeln werden innen besichtigt, wobei besonders die Stege in den Rohrfeldern, die Lochkanten und laibungen - soweit ohne Ausbau der Rohre möglich - die Rohrstutzen, der Speisewassereintritt, die Schweißverbindungen, die Schweißungen für Pratzen und sonstige Teile und die Befestigungen der Einbauten beachtet und ggf. auf Oberflächenrisse geprüft werden. Ablagerungen werden beurteilt. Die Kesseltrommeln werden außen, soweit zugänglich, besichtigt, wobei besonders die Einführungen der Rohre und Stutzen beachtet werden. Die Aufhängungen bzw. Auflagerungen und die Mannlochverschlüsse werden überprüft.