Ein Überblick über die ZfP in der Chemischen Industrie · Nationale Regelwerke: e.g. AD-2000, CODAP 2000 An Druckbehältern der Kat. IV werden immer zerstörungsfreie Prüfungen

Ein Überblick über die

ZfP in derChemischen Industrie

DGZfP - JahrestagungFürth, 14.-16. Mai 2007V31

Dr.-Ing. Andreas HechtDipl.-Ing. Peter RostAnlagenüberwachung / Werkstofftechnik

Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 2

Chemische Industrie:Verfahrenstechnische Anlagen zurHerstellung unterschiedlichster Produkte

DGZfP-Jahrestagung 2007 - Vortrag 31

1


BASF Verbundstandort Ludwigshafen –das größte zusammenhängendeChemieareal der Welt


Steinsalz

Ca. 8,000 Verkaufsprodukte

Groß-, Grund- und Zwischenprodukte

Rohstoffe

und Zwisd ZCa. 200

ErdgasSchwefelPhosphate Wasser Luft

Erdöl Erze

The „chemis-tree” und was er hervorbringt

Quelle: Daten und Fakten 2004

2


Unsichtbarer BeitragSichtbarer Erfolg


Superabsorber der BASFVom Naphtha zur Babywindel:

Super-absorberNaphtha Propylen Acrylsäure

reinAcrylsäure

roh

3


Prüfgegenstände für die ZfP

Flachbodentank

Hochdruck-Reaktor

Kugel zur Flüssiggas-Lagerung

Rohrleitungen

Kolonne


Wirtschaftlichkeit(keine Stillstände) Sicherheit

Gesetzliche Anforderungen- Europäisch- National

Warum sind Prüfungen an Chemieanlagen erforderlich ?

4


Fokus: Druckgeräte (Behälter, Rohrleitungen) Entwurf + Herstellung (europäisch harmonisiert)

EU - Druckgeräterichtlinie (PED)� für die EU-Mitgliedsstaaten verbindlich � Grundlegende Sicherheitsanforderungen� Harmonisierte Normen: z. B. EN 13445-5� Nationale Regelwerke: e.g. AD-2000, CODAP 2000

� An Druckbehältern der Kat. IV werden immer zerstörungsfreie Prüfungen durchgeführt� üblicherweise erfahrungsbasierte Prüfungen

(good-workmanship-criteria)� Einbindung unabhängiger Prüfstellen

� Verantwortung des Herstellers

BetriebHerstellungEntwurf


Fokus: Druckgeräte (Behälter, Rohrleitungen) Betrieb (nach deutscher Gesetzgebung)

nationale BetrSichV� Festlegung von Prüffristen durch den Betreiber

� max. Werte in BetrSichV (z. B. 5 Jahre)� Zugelassene Überwachungsstellen (ZÜS)� Befähigte Personen (z. B. Betreiber)� Art um Umfang der ZfP werden festgelegt von

Betreiber / ZÜS / Befähigter Person� hängt von der erwarteten Schadensart ab

� Verantwortung des Betreibers

HerstellungEntwurf Betrieb

5


Beispiel 1

Rohrbündel - Wärmetauscher Kat. IV


besteht aus� Mantel� 2 Hauben� mindestens 4 Stutzen� 2 Rohrböden� Rohren


Rohrbündel-Wärmetauscher

ZfP der Erzeugnisformen (beim Lieferanten)

� Entwurf und Werkstoffauswahl durch den Herstellerauf Basis einer Bestellspezifikation vom Betreiber

� Entwurfsprüfung durch Benannte Stelle (PED Art. 12) oder durch Betreiberprüfstelle (PED Art. 14)

� Bestellung der Erzeugnisformen beim Lieferanten� Walzerzeugnisse (z. B. Mantelschüsse)� Schmiedestücke (z. B. Rohrboden)� Rohre: nahtlos oder längsnaht-geschweißt� Flansche, Schrauben, usw.

� ZfP beim Lieferanten gemäß � EN-Normen � Bestellspezifikation (Hersteller / Betreiber)

� Werkstoffzeugnisse & Wareneingangskontrolle(z.B. Werkstoffbestimmung / Verwechslungsprüfung)


Wer legt fest ?

6



ZfP der Schweißnähte (Mantel, Hauben, Stutzen)

� gemäß Druckgeräterichtlinie (PED)� harmonisierte Norm EN 13445-5� nationale Regelwerke, z.B. AD-2000 HP 5/3� ZfP-Durchführung beim Hersteller� EN-Normen zur ZfP an Schweißnähte� Erfahrungsbasierte Prüfungen üblich� Kriterien zur Gebrauchstauglichkeit

zusätzlich anwendbar

� Verantwortung des Herstellers� Überprüfung ZfP-Ergebnisse durch

Benannte Stelle oder Betreiberprüfstelle




ZfP der Rohreinschweißungen

Nachweis von Poren (mögliche Leckstellen)� ZfP ist keine Regelwerks- oder

Normenforderung !!!� „Gebrauchstauglichkeits - ZfP“

� vom Betreiber spezifiziert� beim Hersteller durchgeführt� RT

– Isotop– Röntgenröhre

� UT

� Verantwortung des Betreibers


7



Dichtheitsprüfung (LT)

� Nach PED oder harmonisierter Norm nicht erforderlich !

� Druckprüfung � Dichtheitsprüfung !� „Gebrauchstauglichkeits – ZfP“

� Blasenprüfung� Spürgasmethoden (e.g. He)

� Verantwortung für die Dichtheits-prüfung frühzeitig festlegen: � Hersteller oder� Betreiber

-




Schlußprüfung – Abnahme (Kat. IV, Modul G)

Schlußprüfung� Hersteller

� bringt das CE-Zeichen auf dem Wärmetauscher an� erstellt eine Konformitätserklärung� stellt die technischen Unterlagen bereit

� Benannte Stelle führt die Schlußprüfung durch� Prüfung der technischen Unterlagen

– gültige Personen-Zertifikate– Plausibilität der ZfP-Protokolle– ..........

� Sichtprüfung, Druckprüfung, Überprüfung der Sicherheitseinrichtungen

� erstellt eine Konformitätsbescheinigung

� End-Abnahme durch Betreiber


8



Betriebsprüfungen

Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV)� Prüfung vor Inbetriebnahme� Innere Prüfung mindestens alle 5 Jahre� Innenbesichtigung kann durch

ZfP ersetzt oder ergänzt werden

� Art um Umfang der ZfP hängen von der erwarteten Schadensart ab

� Festlegung durch 1. Betreiber 2. Betreiber und Befähigte Person3. Betreiber und ZÜS

1 23

Druckbehälter für Gase - Fluidgruppe 1




Betriebsprüfungen

Art um Umfang der ZfP hängen von der erwarteten Schadensart ab

� Dichtheitsprüfung des gesamten Apparates, wenn erforderlich

� Außenmantel üblicherweise UT� Wanddickenmessung (flächige Korrosion)� Schweißnähte (Risse)

� Rohreinschweissungen PT oder MT� Rohre üblicherweise ET, VT, UT-IRIS

Nullzustandsprüfungen währendder Herstellung empfohlen


9



Wer führt ZfP´n durch ?

� Gemäß PED, Anhang I, Kap 3.1.3 ZfP an Schweißnähten von Druckgeräten Kat. III und IV nur durch „gebilligtes Personal“

� Billigung des Personals durch„Anerkannte unabhängige Prüfstellen“ (RTPO) nach PED Artikel 13Aktuelle Liste:http://ec.europa.eu/enterprise/newapproach/nando

� Harmonisierte und unterstützende EN-Normen fordern eine Zertifizierung des Personals gemäß EN 473

� Keine Akkreditierung des Prüflaboratoriums erforderlich


� PED gilt nicht� Nationale Bestimmungen gelten

(BetrSichV: TRBS, TRB, TRR, .....)

� ZfP auf Grundlage von� ZfP - EN-Normenoder einer� ZfP - Qualifizierung ( + Prüfanweisung)

� Personal-Zertifizierung nach EN 473, falls gefordert

� Akkreditierung Prüflaboratorium gemäß EN ISO 17025 empfohlen / erforderlich ??



Wer führt ZfP´n durch ?

� PED gilt nicht� Nationale Bestimmungen gelten

(BetrSichV: TRBS, TRB, TRR, .....)

� ZfP auf Grundlage von� ZfP - EN-Normenoder einer� ZfP - Qualifizierung ( + Prüfanweisung)

� Personal-Zertifizierung nach EN 473, falls gefordert

� Akkreditierung Prüflaboratorium gemäß EN ISO 17025 empfohlen / erforderlich ??


� Gemäß PED, Anhang I, Kap 3.1.3 ZfP an Schweißnähten von Druckgeräten Kat. III und IV nur durch „gebilligtes Personal“

� Billigung des Personals durch„Anerkannte unabhängige Prüfstellen“ (RTPO) nach PED Artikel 13Aktuelle Liste:http://ec.europa.eu/enterprise/newapproach/nando

� Harmonisierte und unterstützende EN-Normen fordern eine Zertifizierung des Personals gemäß EN 473

� Keine Akkreditierung des Prüflaboratoriums erforderlich

10


Beispiel 2

Rohrleitungen

� Beförderung von Gasen, Dampf oder Flüssigkeiten

� üblicherweise unter Druck;oft heiß und gedämmt

� 3 Kategorien gemäß PED� Rohrleitungen bestehen aus

� Rohren� Rohrbögen, Abzweige� Schweißnähte� Flansche� Ventile� Dichtungen� ......



Rohrleitungen

ZfP der druckbeaufschlagten Teile

� Werkstoffauswahl durch Betreiber auf Basis der Beanspruchung (mechan., thermisch, korrosiv)

� Bestellung der druckbeaufschlagten Teiledurch den Hersteller beim Lieferanten� Rohre (nahtlos oder LN-geschweißt,

EN 10216 or EN 10217)� Flansche� Ventile, Ventilgehäuse� Dichtungen, usw.

� ZfP der Rohre beim Lieferanten gemäß � EN 10246, Teil 1 - Teil 18 (UT, ET, MT,..)� Bestellspez. � Optionen in EN 10216/10217

� Werkstoffzeugnisse & Wareneingangskontrolle(z.B. Verwechslungsprüfung)


11


Rohrleitungen

ZfP der Schweißnähte (hauptsächlich Rundnähte)

� gemäß Druckgeräterichtlinie (PED)� Harmonisierte Norm EN 13480-5� Nationale Regeln, z.B. AD-2000 HP 5/3� ZfP-Durchführung beim Hersteller� EN-Normen zur ZfP an Schweißnähte� Erfahrungsbasierte Prüfungen üblich� Kriterien zur Gebrauchstauglichkeit

zusätzlich anwendbar

� Vorfertigungsstelle(n) � Hersteller� Verantwortlichkeit des Herstellers



Rohrleitungen

Schlußprüfung - Dichtheitsprüfung

Schlußprüfung� Hersteller

� erstellt eine Konformitätserklärung� stellt die technischen Unterlagen bereit

� im Falle der Kategorie III Schlußprüfung durch Benannte Stelle� Prüfung der technischen Unterlagen

– gültige Personen-Zertifikate– Plausibilität der ZfP-Protokolle– ..........

� Abnahme einschließlich Druckprüfung� erstellt eine Konformitätsbescheinigung

� Endabnahme durch Betreiber

Dichtheitsprüfung nach PED nicht erforderlich

� Druckprüfung � Dichtheitsprüfung !� „Gebrauchstauglichkeits – ZfP“

� Blasenprüfung� Spürgasmethoden (e.g. He)

� Verantwortlichkeit für die Dichtheitsprüfung frühzeitig festlegen: � Hersteller oder� Betreiber

� Nationale Regeln !


12


Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV)� Äußere Prüfung mindestens alle 5 Jahre� Druckprüfung mindestens alle 5 Jahre� Druckprüfung kann durch

ZfP ersetzt oder ergänzt werden

� Art um Umfang der ZfP hängen von der erwarteten Schadensart ab

� Festlegung durch 1. Betreiber 2. Betreiber und Befähigte Person3. Betreiber und ZÜS

Rohrleitungen

Betriebsprüfungen

Rohrleitungen für brennbare und giftige Gase

1

2

3



Rohrleitungen

Betriebsprüfungen (Auswahl Prüfverfahren)

� Art um Umfang der ZfP hängen von der erwarteten Schadensart ab(innen oder außen)� flächiger Wanddickenabtrag� örtliche Korrosion (Mulden, Lochfraß)� Rißbildung� Ablagerungen, Verstopfungen� .......

� off-stream Methodenbei Anlagenstillstand

� on-stream Methodenbei laufender Anlage (Medien, Temperatur, durch Isolierungen, ....)

Wanddickenmessung off-stream mittels UT

Wanddickenmessung on-stream mittels RT


13


Rohrleitungen

Betriebsprüfungen (Prüfverfahren / Prüftechniken)

Nachweis defekter Dämmungenmittels Thermografie on-stream

Nachweis von VerstopfungenAcoustic Ranger Blockage Detectoroff-stream

Überprüfung von Ventilsitzen mittels RT mit Speicherfolieon-stream



Rohrleitungen

Betriebsprüfungen (on-stream Methoden)

Nachweis von Korrosionan AuflagernMagna-Tec

Vermessung von AußenkorrosionCorrScan

Nachweis von Außenkorrosionunter IsolierungenIncotest

Nachweis von Korrosionüber größere EntfernungenTeletest


14


Prüftechniken und Prüfsystemefür Betriebsprüfungen Validierung / Qualifizierung

� „Routine-ZfP“ üblicherweise auf Basis EN-Normen� wenn eine EN-Norm anwendbar ist oder zutrifft,

muß keine ZfP-Qualifizierung durchgeführt werden

� on-stream ZfP-Methoden / -systeme sind üblicherweise nicht durch Normen abgedeckt:� in diesem Fall ist es gemäß DIN EN ISO 17025 erforderlich,

die ZfP-Methode / das ZfP-System zu qualifizieren � DIN - Fachbericht CEN/TR 14748:2004

Vorgehensweise zur Qualifizierung von Zerstörungsfreien Prüfungen



ZfP in der Chemischen Industrie

Zusammenfassung

� ZfP in der Chemischen Industrie ist eine ZfP von Anlagenkomponenten (Behälter, Rohrleitungen, ....)

� ZfP bei der Herstellung einer Komponente unterscheidet sich deutlich von der ZfP bei Betriebsprüfungen

� ZfP bei der Herstellung von Druckgeräten auf Basis Druckgeräterichtlinie unter Berücksichtigung der späteren Betriebsweise

� Erfahrungsbasierte ZfP (good workmanship criteria)

� ZfP nach nationalen Regelwerken oder EN-Normen (RT, UT, PT, MT)

� ZfP im Betrieb auf Basis nationaler Regeln

� ZfP hängt von der erwarteten Schadensart ab

� individuell festzulegende Zulässigkeitskriterien

� Qualifizierung / Validierung neuer Methoden erforderlich


15


Ein Überblick über die ZfP in der Chemischen Industrie

Danke für Ihre Aufmerksamkeit


16

Documents

Ein Überblick über die ZfP in der Chemischen Industrie · Nationale Regelwerke: e.g. AD-2000, CODAP 2000 An Druckbehältern der Kat. IV werden immer zerstörungsfreie Prüfungen