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6. Europäische Druckgerätetage/ 8. - 9. Juni 2005, München/Fürstenfeldbruck
Unterschied zwischen PED und ASME Code bei der Verwendung von
Stahlsorten nach den europäischen Werkstoffnormen und dem
ASME Code.
Rudolf CAWELIUS, AG der DILLINGER HÜTTENWERKE
Die Bedingungen für den Bau und den Einsatz von z.B. Dampfkesseln und
Druckbehältern regelt die Druckgeräterichtlinie für die Mitgliedsstaaten der Europäischen
Union.
In den USA und Kanada gilt die verbindliche Anwendung des ASME Codes für die
Mehrzahl der Staaten der USA und Provinzen von Kanada.
Seitdem die Druckgeräterichtlinie vor inzwischen mehr als 3 Jahren in Kraft getreten ist
gibt es Diskussionen um die Anwendung des ASME Codes für Druckgeräte im
Geltungsbereich der Druckgeräterichtlinie.
Davon betroffen sind auch die zum Bau verwendeten Werkstoffe.
Die Dillinger Hütte als größter Grobblechhersteller in Europa liefert Grobbleche sowohl
nach europäischen Werkstoffnormen als auch nach dem ASME Code. In ihrer
Weiterverarbeitung werden daraus geschweißte Mantelschüssen, Böden und Pressteile
gefertigt, die wesentlichen drucktragenden Umschließungen von Druckgeräten.
Gegenstand dieses Beitrages ist es, die Unterschiede zwischen PED und ASME Code
bei der Verwendung von Stahlsorten nach den europäischen Werkstoffnormen und dem
ASME Code ansatzweise zu erläutern.
Dazu werden zunächst die generellen Unterschiede zwischen PED und ASME Code in
seiner offiziellen Anwendung in den USA und Kanada erklärt.
Dann werden europäische Werkstoffnormen, Europäische Werkstoffzulassung und
Einzelgutachten mit den ASME Material Standards und Code Cases verglichen.
Abschließend wird die Vorgehensweise zur Überprüfung der Zähigkeitseigenschaften
nach dem ASME Code in Verbindung mit der Druckgeräterichtlinie betrachtet.
Druckgeräterichtlinie und ASME Code
Während die Druckgeräterichtlinie im Anhang I in den grundlegenden Sicherheitsanforderungen eher globale Hinweise zu Entwurf und Fertigung von Druckgeräten und darüber
hinaus zu den zu verwendenden Werkstoffen enthält gibt der ASME Code wesentlich
detailliertere Vorgaben für die Auslegung und den Bau von Dampfkesseln und
Druckbehältern. Der ASME Code ist daher eher vergleichbar mit den europäischen
harmonisierten Produktnormen, wie z.B. EN 12952 oder EN 13445.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen den europäischen harmonisierten Produktnormen
und dem ASME Code liegt darüber hinaus in der rechtlichen Verbindlichkeit des Codes
den USA und in Kanada. Dennoch besteht dort im Einzelfall grundsätzlich die
Möglichkeit, mit den örtlich zuständigen Behörden vom ASME Code abweichende
Druckgeräte zu betreiben.
Die europäischen harmonisierten Produktnormen stellen in Europa hingegen nur einen
Weg dar, wenn auch den wesentlichen, um die grundlegenden Sicherheitsanforderungen der Druckgeräterichtlinie zu erfüllen.
Der ASME Code ist das weltweit für den Bau von Dampfkesseln und Druckgeräten am
häufigsten angewendete Regelwerk und findet, wie bereits erwähnt, nicht nur in den USA
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und Kanada Anwendung. Allerdings werden außerhalb der USA und Kanada die
Regelungen des ASME Codes wegen der fehlenden rechtlichen Verbindlichkeit im
Betreiberland häufig weniger restriktiv und weniger verbindlich angewendet, wie wir im
folgenden Beitrag noch sehen werden, wenn etwa ein amerikanische Erdölkonzern in
Europa eine Raffinerie oder eine neue Produktionsroute, wie z.B. die Entschwefelung von
Dieselkraftstoff, errichten will.
In der Vergangenheit mußte die Prozesstechnologie und die dafür erforderlichen
Druckgeräte den jeweiligen nationalen Vorschriften angepaßt werden. Seit der
Einführung der Druckgeräterichtlinie ist die Anwendung des ASME Codes in Verbindung
der Druckgeräterichtlinie deutlich vereinfacht.
Druckgeräterichtlinie
Die Verwendung von Werkstoffen wird in der Druckgeräterichtlinie im Anhang I, Abs. 4,
Werkstoffe geregelt (Anlage 1).
Danach müssen Werkstoffe im Rahmen der Druckgeräterichtlinie einer der folgenden
Bedingungen genügen.
Die Anforderungen an den zu verwendenden Werkstoff sind in
harmonisierten Normen oder in
Europäischen Werkstoffzulassungen
festgelegt; alternativ kann im Einzelfall die Eignung in einem
Einzelgutachten
nachgewiesen werden.
Harmonisierte Normen:
die harmonisierten Werkstoffnormen werden im Amtsblatt der Europäischen
Gemeinschaft veröffentlicht und können auch im Internet unter der Adresse
http://ped.eurodyn.com
eingesehen werden.
Leider halten die Veröffentlichungen von Werkstoffnormen und deren Harmonisierung
nicht miteinander Schritt.
So ist z.B. die Werkstoffnorm EN 10028, Teil 2, Flacherzeugnisse aus
Druckbehälterstählen – unlegierte und legierte Stähle mit festgelegten Eigenschaften bei
erhöhten Temperaturen, bereits im Juni 2003 veröffentlicht worden und ersetzt die bis
dahin gültige Ausgabe 1992.
Dennoch ist die Ausgabe 2003 bisher noch nicht als harmonisierte Werkstoffnorm
veröffentlicht worden (Anlage 2).
Da in den harmonisierten Produktnormen mitgeltende Normen, und somit auch
Werkstoffnormen, nur als sogenannte datierte Verweisungen referenziert werden, kann
im Zusammenhang mit deren Anwendung immer nur die Ausgabe der Werkstoffnorm
herangezogen werden, auf die in der Produktnorm datiert verwiesen wird.
Dies sei am Beispiel der EN 13445 für unbefeuerte Druckgeräte und eben den
Werkstoffnormen für Grobbleche aus der Normenreihe EN 10028 erläutert.
Der Teil 2 der EN 10028, Ausgabe 2003 darf wegen fehlender Harmonisierung nicht
verwendet werden, obwohl hierin inzwischen Stahlsorten genormt wurden, die in der
bisherigen Ausgabe noch nicht enthalten waren, z.B. 12CrMo9-10 oder 15NiCuMoNb5(6-4), für die bis zur Neuausgabe der Norm im Jahr 2003 neben den Werkstoffblättern der
Werkstoffhersteller lediglich VdTÜV Werkstoffblätter veröffentlicht waren.
Für diese Werkstoffsorten ist bis zur Harmonisierung der Norm nach wie vor ein
Einzelgutachten erforderlich (Anlage 3).
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Europäische Werkstoffzulassung
Die zweite Möglichkeit zur Verwendung von Werkstoffen im Zusammenhang mit der
Druckgeräterichtlinie ist der Einsatz von Werkstoffen nach Europäischen
Werkstoffzulassungen. Diese sind ebenfalls über die oben erwähnte Internet-Adresse
zugänglich.
Europäische Werkstoffzulassungen werden nach den „Grundsätzen für den Inhalt der
Entwürfe der Europäischen Werkstoffzulassungen“ auf Antrag eines oder mehrerer
Hersteller von Werkstoffen oder Druckgeräten von einer benannten Stelle, die speziell
dafür bestimmt wurde, erstellt. Sie werden für Werkstoffe erstellt, die regelmäßig
verwendet werden sollen, für die es jedoch keine harmonisierte Werkstoffnorm gibt.
Europäische Werkstoffzulassungen sind im weitesten Sinne vergleichbar mit den VdTÜV
Werkstoffblätter. Anders als in der Vergangenheit bei den VdTÜV Werkstoffblättern sind
jedoch die Europäischen Werkstoffzulassungen nicht auf die beantragenden Hersteller
beschränkt, sondern können auch von anderen Werkstoffherstellern verwendet werden.
Dies ist auch in der Leitlinie 9/4 festgelegt (Anlage 4).
In der Hersteller-unabhängigen Zulassung ist nicht zuletzt der Grund zu sehen, dass
bisher erst wenige Europäische Werkstoffzulassungen veröffentlicht wurden.
Einzelgutachten
Die dritte Art der Verwendung von Werkstoffen, für die weder eine harmonisierte
Werkstoffnorm noch eine Europäische Werkstoffzulassung existiert, ist die Erstellung
eines Einzelgutachtens, das immer dann angewendet wird, wenn für den einzusetzenden
Werkstoff weder eine harmonisierte Werkstoffnorm noch eine Europäische
Werkstoffzulassung existiert.
Wichtig ist in dem Zusammenhang festzustellen, dass das Einzelgutachten nach
Druckgeräterichtlinie nicht mit dem Einzelgutachten verwechselt werden darf, wie es
früher z.B. bei der Verwendung von „sonstigen Werkstoffen“ nach den AD-Merkblättern
der Fall war.
Leider hat man bei der deutschen Übersetzung der Druckgeräterichtlinie für den im
englischen Original verwendeten Begriff des „Particular Material Approval“, also die
„besondere Beurteilung des Werkstoffes“, den mißverständlichen anders belegten
bisherigen Begriff „Einzelgutachten“ verwendet. Im AD2000 Regelwerk wird bereits seit
einigen Jahren statt des Begriffes „Einzelgutachten“ der Term „Eignungsfeststellung“
eingesetzt.
Anläßlich der 5. Europäischen Druckgerätetage 2003 wurde dieser Aspekt detailliert
ausgeführt und kann in den entsprechenden Unterlagen nachgelesen werden.
ASME Code ( mit ASME Stamp )
In den folgenden Ausführungen wird zunächst die verbindliche Verwendung des ASME
Codes in Verbindung mit der Anwendung des Code Symbols (ASME Stamp) betrachtet,
wie dies in den USA und Kanada der Regelfall ist. Der ASME Boiler and Pressure Vessel
Code besteht aus insgesamt 12 Sections, die wiederum in Sections oder Divisions
unterteilt sind (Anlage 5). Entsprechend den Zulassungsbedingungen des ASME Codes
dürfen nur solche Druckgeräte und Teile davon (Parts) mit dem Code Symbol des
jeweiligen Code Section gestempelt werden, die alle Anforderungen des Codes ohne
Vorbehalt erfüllt haben. Jeder Code Section, der sich mit Geräten beschäftigt, sieht die
Kennzeichnung der nach diesem Code Section gefertigten Produkte mit einem oder
mehreren Code Symbol vor (Anlage 6).
Beispiel:
Dampfkessel nach ASME I
Druckbehälter nach ASME VIII-1
S-Stamp
U-Stamp
oder
UM-Stamp.
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Für Werkstoffe im Geltungsbereich des ASME Codes gilt Section II, Material, mit Part A
bis D.
Eisenwerkstoffe, und somit auch die Stähle und die Bleche, die bei der Dillinger Hütte
gefertigt werden und mit denen sich dieser Beitrag beschäftigt, sind in Section II, Part A
genormt, Nichteisenwerkstoffe im Part B, Schweißzusatzwerkstoffe und Zusatzwerkstoffe
zum Löten im Part C. Die zulässigen Berechnungskennwerte für die einzelnen Code
Sections sind im Part D nachzuschlagen.
Im großen Umfang sind die in ASME Code Section II genannten Werkstoffe identisch mit
denen, die in den allgemeineren ASTM Standards behandelt sind. Mitunter gibt es im
Standard nach dem ASME Code jedoch Einschränkungen gegenüber den allgemeineren
ASTM Standard, auf dem ASME basiert.
Es dürfen in den einzelnen Code Section jedoch nicht alle Werkstoffe und Stähle, die in
ASME Section II genormt sind, verwendet werden.
Die für die jeweiligen Sections des ASME Codes ( z.B. Section VIII Division 1, Unfired
Pressure Vessel oder Section VIII Division 2, Alternative Rules) zulässigen Werkstoffe
sind zunächst im jeweiligen Code Section in Tabellen aufgelistet (Anlage 7).
Weiterhin können zunächst nur solche Werkstoffe nach den einzelnen Code Section
verwendet werden, für die in ASME II, Part D, Berechnungskennwerte veröffentlicht sind.
Es gibt z.B. im Section II, Part A, Werkstoffe, für die im Part D keine Berechnungskennwerte veröffentlicht sind.
Anders als in den europäischen harmonisierten Produktnormen sind die
Berechnungskennwerte des ASME Codes nicht ohne weiteres aus den Material
Standards Berechnungskennwerte des ASME Codes werden vielmehr nach
vorgegebenen Kriterien von ASME Committees verbindlich festgelegt und veröffentlicht.
Hierin unterscheiden sich ASME und ASTM Standards deutlich von den europäischen
Werkstoffnormen.
In den ASME Material Standards werden in der Regel lediglich Angaben zur chemischen
Zusammensetzung und den Eigenschaften im Zugversuch bei Raumtemperatur
festgelegt, wie z.B. in SA 516 für den Grade 70, einer Stahlsorte, vergleichbar mit der
europäischen Stahlsorte P355N, die sehr oft im Druckbehälterbau nach ASME VIII-1 oder
VIII-2 Verwendung findet (Anlage 8). ASME SA516, Ausgabe 2004 basiert auf ASTM A
516, Ausgabe 1990!
An dieser Stelle sei auf die supplementary requirements in den Material Standards
verwiesen. Es handelt sich dabei um Zusatzanforderungen, die zwischen Besteller und
Werkstoffhersteller vereinbart werden können und die nicht von Hause aus in den
Leistungskatalog des Material Standards als Gewährleistung eingebunden sind.
Bisher konnten die Stähle wie SA 516 Grade 70 nach dem ASME Code oft noch nach
Verfahren gefertigt werden, die mit den modernen Stahlerzeugungsmethoden nicht mehr
vergleichbar sind. Inzwischen hat eine Neuorientierung eingesetzt, wie dies etwa in der
Neuausgabe 2004 des ASTM Standard A 516 Eingang gefunden hat. Jetzt können die
Festigkeitseigenschaften mit niedrigeren Kohlenstoffgehalten bei gleichzeitig erhöhten
Mangangehalten eingestellt werden, eine Stahldefinition, wie sie in der Vergangenheit in
den niederländischen Stoomwezen Regels voor Toestellen onder Druk bereits genormt
war und die dem üblichen europäischen Konzept für Feinkornstähle entspricht (Anlage
9). Es ist abzusehen, dass ASME diese Neuerung demnächst übernimmt.
Betrachtet man die unterschiedlichen Ausgabedaten von ASTM und ASME Standrads so
erkennt man, dass der ASME Code ebenso wie die harmonisierten Normen in Europa mit
datierten Verweisungen arbeitet; es dürfen immer nur diejenigen Ausgaben – auch von
den ASTM Standards - herangezogen werden, die im jeweiligen ASME Standard und
dem ASME Code Section genannt sind, es sei denn, die anzuwendenden Regelungen
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des ASME Standards stimmen mit denen des neuen ASTM Standards überein! Die
Verantwortung zur Sicherstellung dieser Übereinstimmung liegt beim Gerätehersteller,
der dies ggf. dem Authorised Inspector oder im Rahmen eines Reviews nachweisen
muss.
ASME ist derzeit dabei, seine Codes einer Aktualisierung zu unterziehen und sie damit
die Akzeptanz auf dem internationalen Markt noch weiter zu steigern. Die
Vorreiterfunktion hat dabei ASME VIII-2 übernommen, in dem teilweise sogar Passagen
zu finden sein werden, die aus EN 13445 bekannt sind.
Zur Berechnung werden nach dem ASME Code die bereits erwähnten
Berechnungskennwerte des ASME Section II, Part D verwendet, die selbst nicht als
Freigabekriterium von Werkstoffen im Rahmen der Abnahmeprüfungen zu verwenden
sind (Anlage 10). In den Tabellen des Part D werden darüber hinaus die
Anwendungsgrenzen für die Auslegung nach den einzelnen Costruction Codes
festgelegt.
Der ASME Code kennt keinen Warmzugversuch als Abnahmekriterium für Werkstoffe,
die z.B. in warmgehenden Geräten eingesetzt werden. Wenn die Durchführung eines
Warmzugversuches als supplemenatry requirements zwischen den Beteiligten vereinbart
wurde, so erfolgt dies regelmäßig auf informatorischer Basis, es sei denn, hierfür wurden
Sollwerte verabredet. Auch hierin unterscheidet sich ASME deutlich von der
europäischen Vorgehensweise.
Ein weiterer wesentlicher Unterschied zu den europäischen Werkstoffnormen für Stähle
besteht darin, dass die ASME Material Standards Zähigkeitsanforderungen im Regelfall
ebenfalls lediglich als supplementary requirement definierten, deren Anwendung
zwischen Besteller und Werkstoffhersteller zu vereinbaren sind.
In den Design und Construction Codes wie z.B. ASME VIII Div. 1 oder Div. 2 werden
Zähigkeitsanforderungen grundsätzlich gefordert. Bei den hochfesten wasservergüteten
Stählen wird dabei mitunter auch der Pellini Versuch spezifiziert. Von dieser Forderung
nach einem Zähigkeitsnachweis darf lediglich in bestimmten Ausnahmen abgewichen
werden. Dies gilt immer dann, wenn nach der Auffassung von ASME nicht mit einem
spröden Versagen der Konstruktion zu rechnen ist (Anlage 11).
So ist etwa in ASME I für die warmgehenden Dampfkessel, bei denen kein Sprödbruch
zu erwarten ist, grundsätzlich kein Zähigkeitsnachweis gefordert.
Hieraus hat sich in den letzten Jahren der wesentliche Kritikpunkt in der Diskussion über
die Zulässigkeit von ASME Werkstoffen im Geltungsbereich der Druckgeräterichtlinie
ergeben.
Wenn bei der Herstellung eines Bauteils nach dem ASME Code Section ein
Zähigkeitsnachweis erforderlich ist, das entsprechende Materialzeugnis jedoch keine
entsprechenden Prüfergebnisse enthält, so hat der Gerätehersteller im Rahmen des
ASME Codes innerhalb eines vorgegebenen Rahmens die Möglichkeit, die Werkstoffeigenschaften des von ihm eingesetzten Werkstoffes in eigener Regie und unter
eigener Verantwortung zu überprüfen und die Übereinstimmung mit den Anforderungen
des ASME Codes nachzuweisen. In diesem Punkt unterscheidet sich der ASME Code
auch deutlich von den europäischen Regelungen, wo eine Nachqualifikation nur unter
bestimmten Bedingungen und unter Einschaltung des Werkstoffherstellers möglich ist,
wie dies in der Leitlinie 7/24 beschrieben wird (Anlage 12).
Code Case
Wenn in einem begründeten Bedarfsfall zum Bau eines ASME Behälters ein Werkstoff
verwendet werden soll, der im anzuwendenden Konstruktionscode, z.B. ASME Section I,
nicht als zulässiger Werkstoff aufgelistet ist oder für den in Section II, Part D keine
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Berechnungskennwerte veröffentlicht sind, sieht der ASME Code eine weitere
Möglichkeit zu dessen Verwendung vor. Für solche Werkstoffe kann ein sogenannter
Code Case in einem festgelegten Verfahren bei ASME beantragt werden.
Code Cases werden in einem eigenen ASME Handbuch veröffentlicht.
Ein Code Case für Werkstoffe ist annähernd vergleichbar mit der Europäischen
Werkstoffzulassung. Er kann erst dann angewendet werden, wenn der Code Case mit
seinen Anwendungsgrenzen veröffentlicht ist. Wie die Europäische Werkstoffzulassung
ist ein Code Case nicht auf den Werkstoffhersteller beschränkt, der die Daten für den
Code Case beigestellt hat.
Neben dem Anwendungsbereich des Werkstoffes werden im Code Case chemische
Zusammensetzung, mechanische Eigenschaften und Berechnungskennwerte festgelegt,
die notwendig sind, um den Werkstoff im Sinne des Codes zu definieren und
einzusetzen.
Wenn in den Konstruktionscodes des ASME Codes oder hinsichtlich des
Einsatzbereiches des Werkstoffes der Zähigkeitsnachweis notwendig ist, so wird dieser
auch in den dafür ausgestellten Code Cases spezifiziert. Als Beispiel ist der Code Case
2151-1 beigefügt (Anlage 13).
Bis zur Ausgabe 2004 des ASME Codes war die Geltungsdauer eines Code Case zeitlich
begrenzt. Nach Ablauf der Gültigkeit konnte der Code Case entweder verlängert,
zurückgezogen oder offiziell im jeweiligen ASME Code Section berücksichtigt werden.
Für Werkstoffe ist dies Section II.
Nach den neueren Regelungen des ASME Codes sind Code Cases seit der Ausgabe
2004 nicht mehr mit einem Gültigkeitsdatum versehen. Seither verliert ein Code Case
seine Gültigkeit erst dann, wenn er offiziell zurückgezogen wird (Anlage 14).
Eine dem Einzelgutachten nach der Druckgeräterichtlinie vergleichbare Regelung, für
einem speziellen Anwendungsfall durch die benannte Stelle, vergleichbar der Authorised
Inspection Authority bzw. dem Authorised Inspector, oder gar durch den Gerätehersteller
selbst einen Werkstoff zu qualifizieren, sieht der ASME Code nicht vor.
Authorised Inspection Authority nach ASME Code und zuständige unabhängige
Stelle nach Druckgeräterichtlinie.
Während die Druckgeräterichtlinie den benannten Stellen einen sehr großen
Entscheidungsspielraum zugesteht, sind die damit vergleichbaren Authorised Inspection
Authorities und deren Mitarbeiter, die Authorised Inspectors, gemäß ASME Code in ihrem
Entscheidungsspielraum deutlich eingeschränkt. Im ASME Code ist der für den Hersteller
zuständigen einzelnen Authorised Inspector verantwortlich um sicherzustellen, dass die
Anforderungen mit dem ASME Code beim Entwurf, der Herstellung und Prüfung
eingehalten wurden. In dem für das Gerät oder das Part ausgestellten Data Report wird
die individuelle Registriernummer des Authorised Inspectors ausgewiesen. Nach der
Druckgeräterichtlinie trägt die benannte Stelle, bzw. die anerkannte unabhängige
Prüfstelle respektive die Betreiberprüftselle diese Verantwortung, während deren
einzelne Mitarbeiter nicht im Vordergrund stehen.
Die benannte Stelle hat nach der Druckgeräterichtlinie zu überprüfen, dass die
grundlegenden Sicherheitsanforderungen der Richtlinie eingehalten werden und kann in
einem recht weit gespannten Rahmen individuell entscheiden, wie das in der Praxis
umgesetzt wird, sogar das sogenannte Cherrypicking, wie es in der Leitlinie 9/6
beschrieben wird (Anlage 15).
Nach dem ASME Code ist der Rahmen deutlich enger gefaßt.
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Der Authorised Inspector nach dem ASME Code hat lediglich die Funktion zu überprüfen,
ob bei der Auslegung, Fertigung und Abnahme eines ASME Behälters die Regelungen
des ASME Codes strikt eingehalten wurden. Er hat jedoch weder die Befugnis, die
Regelungen des ASME Codes zu interpretieren noch das Recht, mögliche festgestellte
Abweichungen vom ASME Code zu bewerten und zu beurteilen.
Sollte im Rahmen einer Abnahme eines ASME Behälters eine Abweichung von den
Regeln des jeweiligen ASME Code Sections festgestellt werden, so muß diese den
zuständigen ASME Gremien, z.B. im Rahmen eines Code Cases zur Entscheidung
zugeleitet werden.
Auslegungsfragen zu einzelnen ASME Code Sections werden nach einem
festgeschriebenen Verfahren zur Interpretation an ASME gesandt und dort in den
zuständigen Gremien einer Auslegung zugeführt. Die Interpretations werden in
regelmäßigen zeitlichen Abständen zusammen mit den Addenda zu den jeweiligen Code
Sections veröffentlicht und stehen in der Zwischenzeit auch im Internet zur
Einsichtnahme bereit.
Diese Vorgehensweise zur Auslegung des ASME Codes ist in etwa vergleichbar mit den
Leitlinien zur Druckgeräterichtlinie.
Anders als bei der Druckgeräterichtlinie ist beim ASME Code durch diese
- mitunter zeitaufwendige - Vorgehensweise eine einheitliche Umsetzung sichergestellt,
da
diese Fälle immer von den gleichen Gremien behandelt werden und dem
individuellen Entscheidungsspielraum, wie dies bei der Vielzahl der benannten Stellen in
Europa möglich ist, Grenzen gesetzt sind.
Die soeben beschriebenen restriktive Handhabung des ASME Codes hinsichtlich z.B. der
Qualifikation der Gerätehersteller, der Qualifikation und der Verantwortung der
Authorised Inspection Authority bzw. des Authorised Inspectors gilt nur für den Fall, dass
die Geräte mit ASME Stamp und der damit verbundenen Vorgehensweise gefertigt
wurden.
ASME Code ( ohne Stamp )
Wie wir anfangs bereits gehört haben ist der ASME Code das weltweit am häufigsten
angewendete Regelwerk.
Da die Anwendung des Code Symbols und die damit verbundenen Auflagen außerhalb
der USA und Kanadas nicht staatlich geregelt ist wird dort die Umsetzung der
Anforderungen des Codes mitunter großzügiger gehandhabt, als dies sonst zulässig ist.
In diesen Fällen ist die Anwendung des ASME Codes im Regelfall auf Vereinbarung
zwischen dem Betreiber der Anlage, ggf. einer oder mehrerer eingebundener
Engineering-Firmen, und dem Hersteller der Anlage geregelt. Das Code Symbol ist in
solchen Fällen üblicherweise nicht erforderlich. Mitunter sind auch Behörden für die
Errichtung und den Betrieb einer Anlage einzuschalten.
Abweichungen von den strikten Vorgaben des ASME Codes sind in diesen Fällen
zwischen den Beteiligten frei zu vereinbaren und werden in der Praxis sehr oft genutzt.
Im Geltungsbereich der Druckgeräterichtlinie kann dies nicht zuletzt über die bereits
erwähnte Leitlinie 9/6 (Anlage 15) begründet werden.
Wenn der ASME Code im Geltungsbereich der Druckgeräterichtlinie angewendet werden soll, so muß zumindest für das Inverkehrbringen des Druckgerätes die
zuständige unabhängige Stelle ihrer sich aus der Richtlinie ergebenden Aufgabe
nachkommen und die Berücksichtigung der grundlegenden Sicherheitsanforderungen der
Druckgeräterichtlinie überprüfen und sicherstellen.
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Weitere Aspekte, die sich auf die Prüffristen der wiederkehrenden Prüfungen ergeben
können, müssen mit den für den Betriebsort zuständigen Stellen rechtzeitig geklärt
werden, um beim Betrieb vor unliebsamen Überraschungen gefeit zu sein.
ASME Werkstoffe in europäischen Normen und europäische Stähle im ASME Code
Kommen wir zurück zu der eigentlichen Fragestellung dieses Beitrages, den
Unterschied zwischen PED und ASME Code bei der Verwendung von Stahlsorten nach
den europäischen Werkstoffnormen und dem ASME Code.
Beide Regelwerke, um einmal diesen Begriff übergeordnet für Druckgeräterichtlinie und
ASME Code zu verwenden, erlauben grundsätzlich die Verwendung von Stahlsorten
nach dem jeweils anderen Regelwerk.
Allerdings sind die Möglichkeiten zum Einsatz europäisch genormter Stahlsorten gemäß
ASME Code, wenn das Code Symbol angewendet werden soll, aus den oben
beschriebenen Gründen deutlich restriktiver als dies nach der Druckgeräterichtlinie in
umgekehrter Richtung der Fall ist.
In ASME Section II, Part A gibt es die Standards SA/EN10028-2 und -3, die zumindest
auf den ersten Blick die Stahlsorten nach EN 10028 Teil 2 und Teil 3, in beiden Fällen die
Ausgabe 1992 der Norm, für die Anwendung nach dem ASME Code regeln (Anlage 16).
Wie bereits erwähnt, können, vom Sonderfall des Code Cases abgesehen, in den
einzelnen Konstruktionscodes nur solche Werkstoffe verwendet werden, die darin
ausdrücklich erwähnt sind und für die in ASME Section II Part D Berechnungskennwerte
festgelegt sind.
In ASME Section I für Dampfkessel ist unter den zulässigen ASME Standards
SA/EN10028-2 genannt, in ASME VIII-1 daneben auch SA/EN10028-3.
In ASME II-D gibt es jedoch lediglich Berechnungskennwerte für die Stahlsorten P295GH
nach EN 10028 Teil 2 und P275NH nach EN 10028 Teil 3. Somit ist die Zahl der nach
diesen europäischen Normen spezifizierten Stahlsorten nach dem ASME Code auf diese
beiden Güten beschränkt (Anlage 17).
Interessant ist in diesem Zusammenhang die Gegenüberstellung der Warmstreckgrenzenwerte nach der EN 10028 Teil 2 und den Berechnungswerten nach ASME
II-D (Anlage 18 und 19).
Anders als in den europäischen Regelwerken und Produktnormen werden im ASME
Code nicht die Streckgrenzenwerte bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen der
europäischen Normen als Berechnungskennwerte übernommen. Typisch ist vielmehr,
dass die Berechnungskennwerte, oft unabhängig von der Bauteildicke, von tiefen
Temperaturen beginnend bis zu recht hohen Temperaturen hin konstant sind. Der
werkstoffspezifische Abfall der Streckgrenze mit steigender Temperatur wird im ASME
Code nicht berücksichtigt.
Auf der anderen Seite haben in EN 10028 Teil 2, Ausgabe 2003, inzwischen die
Stahlsorten 13CrMoSi5-5, 13CrMoV9-10 und 12CrMoV12-10 Eingang gefunden, welche
ihren Ursprung in ASTM bzw. ASME Standards haben (Anlage 20).
Allerdings hat man für diese Stahlsorten die in Europa typischen werkstoffgerechte
Sollwerte für die Festigkeitseigenschaften definiert, die, wie bei den europäischen
Regelwerken üblich, sowohl für den Abnahmeversuch wie auch für die Berechnung
herangezogen werden.
Die genannten Stahlsorten werden regelmäßig z.B. für den Bau von Chemiereaktoren in
der Petrochemie eingesetzt und sind in Spezifikationen von international tätigen
Engineering-Firmen zu finden. Auf diese Weise wird der Einsatz dieser Spezialstähle im
internationalen Geschäft erleichtert, ohne dass die technologischen Prozessparameter
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der Anlagen, für die sie bestimmt sind, hinsichtlich der Werkstoffauswahl nennenswert
geändert werden müssen.
13CrMoSi5-5 ist vergleichbar mit SA 387 Grade 11 Class 2.
13CrMoV9-10 ist vergleichbar mit SA 542 Type D Class 4a, einem
2 ¼ %Cr 1%MoV Stahl und
12CrMoV12-10 ist vergleichbar mit SA 542 Type C oder E Class 4a, einem
3% Cr 1%MoV Stahl.
Zur Verwendung mit dem ASME Code gibt es neben den genannten Stahlsorten auch
noch Code Cases für europäische Stahlsorten, wie etwa den Code Case 2353 für
nahtlose Rohre aus der europäischen Stahlsorte 15NiCuMoNb5(-6-4).
Auf Antrag eines Herstellers von ASME Behältern wurde, basierend auf der
Werkssondergüte DILLINAL 460/630 NL der Dillinger Hütte, aktuell der Code Case 2477
erstellt. Es handelt sich dabei um die modifizierte Stahlsorte P460NL1 nach EN 10028
Teil 3 mit auf 630MPa erhöhter Mindestzugfestigkeit und höheren Sollwerten für die
Kerbschlagarbeit. Dieser Code Case ist noch bis zum 20. Juni 2005 in der öffentlichen
Stellungnahme und steht somit kurz vor der Veröffentlichung. Der Stahl wird zum Bau
von Transportbehältern für Gefahrgüter für Straßen- und Schienenfahrzeuge sowie für
Container verwendet.
Wie bereits erwähnt war in der Vergangenheit der
schlagbiegeversuch ein wesentlicher Kritikpunkt bei der
Werkstoffen im Geltungsbereich der Druckgeräterichtlinie.
Verzicht auf den KerbVerwendung von ASME
Diese Forderung leitet sich ab aus der
Druckgeräterichtlinie Anhang I, Abs. 7.5
Im Abschnitt 7.5 werden Werkstoffeigenschaften benannt, die als besondere quantitative
Anforderungen für bestimmte Druckgeräte gelten sollen (Anlage 21).
Eine wichtige Forderung ist dabei, daß „die Kerbschlagarbeit an der ISO-V Probe bei
einer Temperatur von höchstens 20°C, jedoch höchstens bei der vorgesehenen tiefsten
Betriebstemperatur mindestens 27J beträgt“.
Diese Anforderung ist in den neuen Ausgaben der europäischen Werkstoffnormen – die
teilweise schon harmonisierten sind- eingearbeitet.
Bereits in der ersten Ausgabe der AD2000-Merkblätter wurde von deutscher Seite bei der
Anpassung der AD-Merkblätter an die Richtlinie diese Bestimmung der Richtlinie
berücksichtigt.
In Diskussionen mit benannten Stellen, zumeist solche mit Hauptsitz außerhalb
Deutschlands, wurde und wird diese Forderung jedoch nach wie vor nicht mit der
Verbindlichkeit betrachtet und angewendet, wie dies in Deutschland der Fall zu sein
scheint.
Die Leitlinie 8/6 versucht, die von der Regel abweichenden Möglichkeiten und
Ausnahmen dahingehend zu präzisieren, dass das „Erreichen eines gleichwertigen
Gesamtsicherheitsniveaus“ nachgewiesen werden kann (Anlage 22).
Diese Leitlinie führt aus, dass bei Anwendung einer harmonisierten Produktnorm für
Druckgeräte keine weitere Begründung für die quantitativen Werte gemäß Anhang I, Abs.
7 der Richtlinie erforderlich ist.
Es wird aber auch festgestellt, dass „die Anwendung eines anerkannten Codes alleine
nicht ausreichend ist, um ein gleichwertiges Gesamtsicherheitsniveau nachzuweisen“.
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Der Druckgerätehersteller muß in einem solchen Fall ggf. auch die Zustimmung der
benannten Stelle finden, um im Rahmen des Konformitätsbewertungsverfahrens mit dem
von ihm gewählten Verfahren ein gleichwertiges Gesamtsicherheitsniveau nachweisen zu
können.
Nach dem Wortlaut in Abschnitt 7.5 im Anhang I der PED gelten die dort genannten
Anforderungen, also auch die 27J im Kerbschlagbiegeversuch, "sofern nicht andere zu
berücksichtigende Kriterien andere Werte erfordern...".
Von den eben aufgezeigten Möglichkeiten in der Richtlinie und der Leitlinie 7/17 (Anlage
23), alternative Regelungen zum Kerbschlagbiegeversuch bei einer bestimmten
Temperatur mit bestimmten Anforderungen in Anspruch zu nehmen, wird regelmäßig,
auch bei Anwendung von harmonisierten Produktnormen und technischen Regelwerken
Gebrauch
gemacht,
im Geltungsbereich der harmonisierten Norm EN 13445 ebenso wie in den an die
Anforderungen der Druckgeräterichtlinie angepaßten nationalen Vorschriften, z.B.
CODAP 2000 in Frankreich und PD5500 in Großbritannien. Alle diese Vorschriften lassen
unter bestimmten Bedingungen tiefste Betriebstemperaturen zu, die tiefer liegen als die
Temperatur, bei der nach Abs.. 7.5 im Anhang I der Richtlinie "die Kerbschlagarbeit an
der ISO-V Probe ... mindestens 27J" beträgt. Von der Möglichkeit zur Verwendung von
sprödem Gußeisen oder austenitischer Stählen, die bis zu sehr tiefen Betriebstemperaturen eingesetzt werden und üblicherweise mit dem Kerbschlagbiegeversuch nur bei
Raumtemperatur überprüft werden, einmal abgesehen.
Die Besonderheiten bei der Umsetzung von Abs. 7.5 im Anhang I zur PED handelt es
sich also nicht um ein spezifisches Problem des ASME Codes, das aber dessen
Anwendung im Geltungsbereich der Druckgeräterichtlinie immer wieder in Frage stellt.
Auf die Begriffe „andere Werte“ und „andere Kriterien“ im Text von Anhang I der
geht die Leitlinie 7/22 ein (Anlage 24).
Danach sind mit „anderen Kriterien“ solche zu verstehen, die abhängig von
Abmessungen, Produktform, Beanspruchungsniveau und Betriebsbedingungen
Druckgerätes zu berücksichtigen sind, um z.B. die erforderliche Zähigkeit
Bruchdehnung sicher zu stellen.
PED
Typ,
des
und
Der Begriff „andere Werte“ bezieht sich auf diese „anderen Kriterien“ und kann sich
sowohl auf höhere Anforderungen an die genannten Kriterien Zähigkeit und
Bruchdehnung beziehen, aber auch Anforderungen an zusätzliche Eigenschaften.
Auch die Lieferung von Druckgeräten nach dem ASME Code im Geltungsbereich der
Druckgeräterichtlinie orientieren sich an diesen Formulierungen, ohne die
entsprechenden Leitlinien hinsichtlich ihres Rechtsstatus überzubewerten.
Wie bereits erwähnt kennt ASME I für Dampfkessel gar keinen Nachweis der
Kerbschlagarbeit. In ASME VIII-1, UCS-66 und in VIII-2, AM-218 sind Ausnahmen von
der generellen Nachweispflicht für die Kerbschlagarbeit zu finden, jeweils für ein
Anwendungsspektrum von tiefster Betriebstemperatur (der sogenannten „Minimum
Design Metal Temperature“ ), Stahlsorte und Wanddicke (Anlage 25).
Mit Verweis auf die oben zitierten Abschnitte 7 bzw. 7.5 im Anhang I der Richtlinie ist
durch die Anwendung des jeweiligen Regelwerkes und der darin angewendeten
Sicherheitsphilosophie davon auszugehen, daß mit deren Anwendung die in der
Richtlinie geforderten „geeigneten Maßnahmen" ergriffen wurden, um ein „gleichwertiges
Gesamtsicherheitsniveau zu erzielen", und somit „andere zu berücksichtigende Kriterien
andere Werte erfordern“.
Im Falle des ASME Codes kann das bedeuten, daß keine oder andere Werte für den
Kerbschlagbiegeversuch erforderlich sind als im Abs. 7.5 im Anhang I zur Richtlinie
angegeben. Wir haben in den letzten Jahren bei der Dillinger Hütte zahlreiche
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Anwendung gesehen, in denen in Verbindung mit der PED vollinhaltlich nach ASME
Code verfahren wurde, d.h. es war bei Anwendung von ASME Code ( ohne Stamp ) in
Verbindung mit der Druckgeräterichtlinie kein Kerbschlagbiegeversuch spezifiziert.
In diesen Fällen ist es nicht die Aufgabe des Werkstoffherstellers für das „gleichwertige
Gesamtsicherheitsniveau“ im Sinne der Richtlinie zu sorgen, sondern die des
Geräteherstellers und der benannten Stelle.
Allerdings werden diese Fälle immer seltener, da im Regelfall der Mindestwert von 14%
für die Bruchdehnung und der Kerbschlagbiegeversuch zum Nachweis des 27J
Kriteriums der Richtlinie spezifiziert wird, auch dann, wenn im ASME Code formal auf den
Kerbschlagbiegeversuch verzichtet werden könnte. So wird auch formal die
Übereinstimmung mit den Anforderungen mit der Richtlinie erreicht und die Akzeptanz
der Anwendung des ASME Codes durch die benannte Stelle erleichtert.
Die bereits erwähnte Leitlinie 7/17 setzt sich mit der Frage auseinander, ob eine
Stahlsorte, die für ein drucktragendes Teil eingesetzt wird, immer spezifizierte Kerbschlagarbeitswerte haben muß, wie dies im Anhang I, Abs. 7.5 der Richtlinie
angesprochen wird (Anlage 23).
Auch aus der Leitlinie 7/17 läßt sich der Verzicht auf den Nachweis der Kerbschlagarbeit,
wie dies im ASME Code mitunter zulässig ist, durchaus ableiten.
Die Sicherheitsphilosophie des ASME Codes geht in den Fällen, in denen auf den
Nachweis der Kerbschlagarbeit verzichtet werden kann, davon aus, dass kein
Sprödbruch auftritt, sofern strikt nach den Regelungen des ASME Codes gearbeitet wird,
wie dies bei den Behältern mit ASME Stamp immer der Fall ist.
Die Leitlinie 7/17 läßt beim bereits als zulässig beschriebene selektive Arbeiten mit
Auszügen aus Regelwerken ( Rosinenpicken) einen solchen Verzicht nicht zu, sondern
nur dann, wenn ein Regelwerk als Ganzes angewendet wird.
Aber auch hier gilt: Leitlinien haben nur informellen Charakter und man sieht, dass man
aus Leitlinien fallweise Argumente ableiten kann, die in die Konformitätsbewertung eines
Druckgerätes einfließen können.
Zusammenfassung
Druckgeräterichtlinie und ASME Code regeln Entwurf, Bau und Abnahme z.B. von
Druckbehältern und Dampfkesseln. Während der ASME Code dafür detaillierte Vorgaben
macht gibt die Druckgeräterichtlinie nur eher allgemeine Anleitungen und grundlegende
Sicherheitsanforderungen, die auf vielfältige Weise eingehalten werden können.
Während der ASME Code in der Mehrzahl der Staaten der USA und Provinzen in
Kanada – von Einzelfällen und Ausnahmen abgesehen- das einzige und verbindliche
Regelwerk für Druckgeräte in diesen Ländern darstellt, bietet die Druckgeräterichtlinie
auch die Möglichkeit, ASME Behälter im Geltungsbereich der Druckgeräterichtlinie in
Europa in Verkehr zu bringen.
Dies trifft auch für die Verwendung der zum Bau der Geräte zulässigen Werkstoffe zu.
Im vorliegenden Beitrag wird der Unterschied zwischen PED und ASME Code bei der
Verwendung von Stahlsorten nach den europäischen Werkstoffnormen und dem ASME
Code.
Anhand von Beispiele wird aufgezeigt, wie europäische Stahlsorten im Rahmen des
ASME Codes verwendet werden können, und wie ursprünglich amerikanische
Stahlsorten in europäischen Normen Eingang gefunden haben.
Die Anforderungen an die Kerbschlagarbeit im Abs. 7.5 in Anhang I zur PED und die
dazu
veröffentlichten
Leitlinie
werden
hinsichtlich
der
Regelungen
zum
Zähigkeitsnachweis des ASME Codes diskutiert.
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Dabei wird deutlich, dass die Regelungen des ASME Codes durchaus mit dem
derzeitigen Stand der veröffentlichten Leitlinien zur PED im Einklang stehen, so wie das
auch in der Praxis von benannten Stellen befürwortet wird. Allerdings werden in der
letzten Zeit immer häufiger sowohl die Anforderungen an die Bruchdehnung wie auch an
die Kerbschlagarbeit im Sinne der PED, Anhang I, Abs. 7.5 für ASME Stähle spezifiziert,
um
so
auch
formal
die
Übereinstimmung
mit
den
grundlegenden
Sicherheitsanforderungen der PED zu demonstrieren.
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Zusammenfassung
Druckgeräterichtlinie und ASME Code regeln Entwurf, Bau und Abnahme z.B. von
Druckbehältern und Dampfkesseln. Während der ASME Code dafür detaillierte Vorgaben
macht, gibt die Druckgeräterichtlinie nur eher allgemeine Anleitungen und grundlegende
Sicherheitsanforderungen, die auf vielfältige Weise eingehalten werden können.
Während der ASME Code in der Mehrzahl der Staaten der USA und Provinzen in
Kanada – von Einzelfällen und Ausnahmen abgesehen – das einzige und verbindliche
Regelwerk für Druckgeräte in diesen Ländern darstellt, bietet die Druckgeräterichtlinie
auch die Möglichkeit, ASME Behälter im Geltungsbereich der Druckgeräterichtlinie in
Europa in Verkehr zu bringen.
Dies trifft auch für die Verwendung der zum Bau der Geräte zulässigen Werkstoffe zu.
Im vorliegenden Beitrag wird der Unterschied zwischen PED und ASME Code bei der
Verwendung von Stahlsorten nach den europäischen Werkstoffnormen und dem ASME
Code.
Anhand von Beispiele wird aufgezeigt, wie europäische Stahlsorten im Rahmen des
ASME Codes verwendet werden können, aber auch wie ursprünglich amerikanische
Stahlsorten in europäischen Normen Eingang gefunden haben.
Die Anforderungen an die Kerbschlagarbeit im Abs. 7.5 in Anhang I zur PED und die
dazu veröffentlichte Leitlinie werden hinsichtlich der Regelungen zum Zähigkeitsnachweis
des ASME Codes diskutiert.
Dabei wird deutlich, dass die Regelungen des ASME Codes durchaus mit dem
derzeitigen Stand der veröffentlichten Leitlinien zur PED im Einklang stehen, so wie das
auch in der Praxis von benannten Stellen befürwortet wird. Allerdings werden in der
letzten Zeit immer häufiger sowohl die Anforderungen an die Bruchdehnung wie auch an
die Kerbschlagarbeit im Sinne der PED, Anhang I, Abs. 7.5 für ASME Stähle spezifiziert,
um
so
auch
formal
die
Übereinstimmung
mit
den
grundlegenden
Sicherheitsanforderungen der PED zu demonstrieren.
Summary
ASME Code as well as PED give advises for the design, construction and inspection e.g.
for boiler and pressure vessel.
The use of the ASME Code is mandatory in most of the States of the USA and Provinces
of Canada. Pressure equipment as per other rules and standards can be used only case
by case. In Europe it is on the other hand easily possible to build pressure equipments
following the ASME Code in combination with the PED, to place them on the market and
to putt them into service.
This is also applicable in terms of the material to be used for the construction of those
equipments.
In this report the differences between PED and ASME Code will be shown in the
application of steel grades following European material standards and ASME material
standards.
Some examples will be shown where European steel grades are used as per ASME
Code and European standards where steel grades based on ASME Standards are
standardised.
The requirements on impact strength as per clause 7.5 in Annex I of PED and the
published Guidelines are discussed with regard to the regulations on impact test as per
ASME Code.
It will be shown that the regulations as per ASME Code are comparable to those of PED
and the related Guidelines. The application of the ASME Code in combination with PED
Seite1 von 2
is regularly applied in the EC. When using the ASMEV Code in combination with PED the
equipment manufacturer specify in the last years regularly the requirements of PED,
Annex I, clause 7.5 on elongation and impact strength to demonstrate formally the
compliance with the essential safety requirements as per PED.
Seite2 von 2
6. Europäische Druckgerätetage 8. - 9. Juni 2005, München
Unterschied zwischen PED und ASME Code
bei der Verwendung von Stahlsorten nach
europäische Werkstoffnormen und dem
ASME Code
Rudolf CAWELIUS: Unterschied zwischen PED und ASME Code bei der Verwendung von Stahlsorten
nach europäischen Werkstoffnormen und dem ASME Code
Anhang I, Grundlegende Sicherheitsanforderungen
Abs.. 4, Werkstoffe
4.2. b) der Hersteller hat in den technischen Unterlagen Angaben zur
Einhaltung der Werkstoffvorschriften der Richtlinie in einer der
folgenden Formen zu machen:
- Verwendung von Werkstoffen entsprechend den
harmonisierten Normen;
- Verwendung von Werkstoffen, für die eine
europäische Werkstoffzulassung für Druckgeräte gemäß Artikel 11
vorliegt;
Einzelgutachten zu den Werkstoffen.
c) Bei Druckgeräten der Kategorien III und IV wird das
Einzelgutachten gemäß Buchstabe b) dritter Gedankenstrich
von der für die Konformitätsbewertung des Druckgerätes
zuständigen benannten Stelle durchgeführt.
Anlage 1
1
EN 10028 Teil 2 Ausgabe 2003
Anlage 2
Europäische harmonisierte Normen (Auszug)
Anlage 3
2
Leitlinie 9/4
Frage:
Darf eine europäische Werkstoffzulassung für „Werkstoffe, deren Verwendung
vor dem 29. November 1999 als sicher befunden wurde" auf einen oder mehrere
Werkstoffhersteller beschränkt werden?
Antwort:
Nein, siehe Leitlinie 9/3.
Anmerkung:
Wenn ein Werkstoff, der von einer europäischen Werkstoffzulassung erfaßt ist,
patentiert oder zum Patent angemeldet ist, sollte diese Information in die
europäische Werkstoffzulassung aufgenommen werden.
Anlage 4
Anlage 5
3
ASME Code Symbols („Stamp“)
Anlage 6
Zulässige Werkstoffe (Auszug) gemäß ASME VIII Divison 2
Anlage 7
4
SA 516 Grade 70 (Auszug)
Anlage 8
Vergleich chemische Analyse ASME SA 516 Ed. 2004/ ASTM 516 Ed. 2004
Anlage 9
5
Einsatzbereich und Allowable Stress Values nach ASME II Part D,
u.a. für P295GH
Anlage 10
Zähigkeitsanforderungen gemäß ASME VIII Div. 2
Anlage 11
6
Leitlinie 7/15
Frage:
Anhang I, Abschnitt 4.2.b), erster Spiegelstrich lässt die Verwendung von Werkstoffen
entsprechend den harmonisierten Normen zu.
Gilt diese Möglichkeit auch für Werkstoffe mit Spezifikationen, die zusätzliche Anforderungen
oder verbesserte Eigenschaften gegenüber der in der harmonisierten EN-Werkstoffnorm
enthaltenen Güteklasse enthalten?
Antwort: Ja.
Sofern alle Grenzwerte eingehalten wurden, die in der harmonisierten EN-Werkstoffnorm für
die entsprechende Güteklasse angegeben sind.
Überdies muss der Werkstoffhersteller die Übereinstimmung sowohl mit der
harmonisierten Norm als auch mit den zusätzlichen Anforderungen bescheinigen, wie dies in
Anhang I, Abschnitt 4.3 vorgesehen ist.
Siehe auch Leitlinie 7/1
Anlage 12
Anlage 13
7
Aufhebung der Geltungsdauer von ASME Code Cases
Anlage 14
Leitlinie 9/6
Frage:
Ist es möglich, beim Entwurf und der Fertigung von Druckgeräten entsprechend der
Druckgeräterichtlinie eine oder mehrere harmonisierte Normen, Regelwerke oder
Spezifikationen teilweise anzuwenden?
Antwort:
Die verschiedenen Teile (Entwurf, Fertigung, Prüfung, ...) einer harmonisierten Norm, eines
Regelwerkes oder einer Spezifikation für Druckgeräte bilden ein zusammenhängendes
Dokument, dem gefolgt werden sollte.
Dennoch ist die teilweise Anwendung einer harmonisierten Norm, eines Regelwerkes oder
einer Spezifikation nicht verboten.
Unter diesen Umständen ist zu ermitteln, welche grundlegenden Anforderungen von den
entsprechenden Teilen der harmonisierten Normen, Regelwerke oder Spezifikationen erfasst
sind.
Zusätzlich müssen die grundlegenden Anforderungen, die nicht von den entsprechenden
Teilen der harmonisierten Normen, Regelwerke oder Spezifikationen erfasst sind, analysiert
werden, um die Gültigkeit der gewählten Lösungen zu beurteilen.
Wenn mehrere unterschiedliche Teile von harmonisierten Normen, Regelwerken oder
Spezifikationen angewandt werden, ist zu prüfen, .......
Anlage 15
8
ASME Standard für europäische Stähle nach EN 10028 Teil 2, Ausg. 1993
Anlage 16
Einsatzbereich und Allowable Stress Values nach ASME II Part D,
u.a. für P296GH
Anlage 17
9
Vergleich Warmstreckgrenze/1% Zeitdehngrenze EN 10028-3 mit
Design Stress Values nach ASME II-D
350
P355NH
SA 516 Grade 70
300
250
MPa
200
150
100
50
0
0
100
200
300
400
500
600
Temperatur (°C)
Anlage 18
Vergleich Warmstreckgrenze/1% Zeitdehngrenze EN 10028-3 mit
Design Stress Values nach ASME II-D
300
P295GH EN
P295GH ASME
250
MPa
200
150
100
50
0
0
100
200
300
400
500
600
Temperatur (°C)
Anlage 19
10
EN 10028-2 / Stahlsorten vergleichbar mit ASME Standards
Anlage 20
Druckgeräterichtlinie, Anhang I, Abs. 7.5
7.5. Werkstoffeigenschaften
Sofern nicht andere zu berücksichtigende Kriterien andere Werte
erfordern, gilt ein Stahl als ausreichend duktil im Sinne des
Abschnitts 4.1 Buchstabe a), wenn seine Bruchdehnung im
normgemäß durchgeführten Zugversuch mindestens 14 % und die
Kerbschlagarbeit an einer ISO-V-Probe bei einer Temperatur von
höchstens 20 °C, jedoch höchstens bei der vorgesehenen tiefsten
Betriebstemperatur mindestens 27 J beträgt.
(Siehe Leitlinien: 7/13, 7/17, 7/18, 7/22)
Anlage 21
11
Leitlinie 8/6
Frage:
Der erste Absatz von Anhang I Abschnitt 7 sieht ausdrücklich Ausnahmen von den danach
genann-ten allgemeinen Regeln vor. Wie sollte das Erreichen eines "gleichwertigen
Gesamtsicherheitsniveaus" in diesem Falle nachgewiesen werden?
Antwort: Die besonderen quantitativen Anforderungen aus Anhang I Abschnitt 7 beziehen sich auf
besondere Versagensmöglichkeiten. Wenn unterschiedliche Werte verwendet werden, müssen die
entsprechenden Versagensmöglichkeiten und ihre Kombination ermittelt werden, und die Maßnahmen, die
ergriffen werden, um ein gleichwertiges Sicherheitsniveau aufrechtzuerhalten, sind mit den
entsprechenden Begründungen in den technischen Unterlagen anzuführen.
Das Erreichen eines "gleichwertigen Gesamtsicherheitsniveaus kann angenommen werden, wenn die
ergriffenen Maßnahmen durchgehend angemessene Sicherheitsmargen gegen alle einschlägigen
Versagensmög-lichkeiten vorsehen. Sicherheitsmargen sind angemessen und eine Abweichung von einem
bestimmten Wert ist gerechtfertigt, wenn
a) ein verringertes Risiko in der jeweiligen Versagensmöglichkeit vorliegt oder
b) zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden, um sicherzustellen, dass das Risiko sich nicht erhöht.
Bei Verwendung einer harmonisierten Norm für Druckgeräte, die im Amtsblatt der Europäischen
Gemeinschaften veröffentlicht wurde, ist keine weitere Begründung für die quantitativen Werte, die
in Bezug auf Anhang I Abschnitt 7 (siehe auch Leitlinie 7/1) verwendet wurden, erforderlich.
Die Anforderung ein gleichwertiges Gesamtsicherheitsniveau nachzuweisen, bezieht sich auf das
Produkt an sich und auf die zu ergreifenden Maßnahmen, um die wesentlichen Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. Die Anwendung eines - anerkannten Code alleine ist nicht ausreichend,
um ein gleichwertiges Gesamtsicherheitsniveau nachzuweisen (siehe auch Leitlinie 9/5). Anlage 22
Leitlinie 7/17 (Auszug)
Frage:
Muss eine Stahlsorte, die für ein drucktragendes Teil ausgewählt wird, immer spezifizierte Kerbschlagarbeitswerte haben?
Antwort:
Die Rechtfertigung für die Nichtberücksichtigung der Kerbschlagarbeitswerte muss auf der ungünstigsten
Kombination aller Elemente für die Stahlsortenspezifizierung basieren, wie z.B.
•dem zulässigen Gesamtumfang der chemischen Analyse
•den extremen mechanischen Eigenschaften
so wie in der Spezifikation dokumentiert und zugelassen und sollte nicht auf Werten tatsächlicher Lieferungen
basieren.
Prüfungen zur Verifizierung bestimmter Kerbschlagarbeitswerte mögen jedoch in den Fällen nicht erforderlich
sein, wo kein Zweifel daran besteht, dass die grundlegenden Sicherheitsanforderung hinsichtlich
ausreichender Zähigkeit zur Vermeidung von Sprödbruch erfüllt sind.
Anmerkung: 2. Eine "Erfahrung der sicheren Verwendung " allein kann die Notwendigkeit der Spezifizierung
der Festigkeitseigenschaften nicht ersetzen. Dieser Begriff ist untrennbar mit einem bestimmten Regelwerk,
einem Paket von Sicherheitsfaktoren und einer Sicherheitsphilosophie verknüpft und kann daher nicht
automatisch auf eine andere Sicherheitsphilosophie oder ein anderes Sicherheitskonzept übertragen werden.
Anlage 23
12
Leitlinie 7/22
Frage:
Was bedeuten die beiden Begriffe:
Andere Werte, und andere Kriterien, im Kontext von Abschnitt 7.5 ?
Antwort:
Andere Kriterien bezieht sich auf weitere Kriterien abhängig z.B. von
Typ/ Abmessungen/Produktform und Beanspruchungsniveau des
Stahles oder von den Betriebsbedingungen, die zu berücksichtigen sind
um die Zähigkeit und Dehnung zu beurteilen.
Andere Kriterien bezieht sich auf solche Kriterien, die zu strengeren
Anforderungen an Dehnung oder Kerbschlagarbeit oder zu spezifizierten
Anforderungen für weitere Eigenschaften.
Siehe auch Leitlinie 8/6 zur Anwendung von Abschnitt 7.
Anlage 24
ASME VIII-1, UCS-66
ASME VIII-1
Ausnahmen zum
Zähigkeitsnachweis
bei C- und niedriglegierten Stählen
Anlage 25
13

weiteres - netinform

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