Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa
Normen für
Dampfkesselanlagen
Stand: November 2005
Normen für Dampfkesselanlagen
Inhaltsverzeichnis
(Stand: November 2005)
Norm
Ausgabe Titel
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Großwasserraumkessel
DIN EN 12953-1
2002-08
Großwasserraumkessel – Teil 1: Allgemeines;
Deutsche Fassung EN 12953-1:2001
DIN EN 12953-2
2002-08
Großwasserraumkessel – Teil 2: Werkstoffe für drucktragende
Kesselteile und Zubehör;
Deutsche Fassung EN 12953-2:2001
DIN EN 12953-3
2002-08
Großwasserraumkessel – Teil 3: Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile;
Deutsche Fassung EN 12953-3:2002
DIN EN 12953-4
2002-08
Großwasserraumkessel – Teil 4: Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile;
Deutsche Fassung EN 12953-4:2002
DIN EN 12953-5
2002-08
Großwasserraumkessel – Teil 5: Prüfung während der Herstellung, Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile;
Deutsche Fassung EN 12953-5:2002
DIN EN 12953-6
2002-08
Großwasserraumkessel – Teil 6: Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel;
Deutsche Fassung EN 12953-6:2002
DIN EN 12953-7
2002-08
Großwasserraumkessel – Teil 7: Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den
Kessel;
Deutsche Fassung EN 12953-7:2002
DIN EN 12953-8
2002-04
Großwasserraumkessel – Teil 8: Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung;
Deutsche Fassung EN 12953-8:2001
DIN EN 12953-10
2003-12
Großwasserraumkessel – Teil 10: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität;
Deutsche Fassung EN 12953-10:2003
DIN EN 12953-11
2003-12
Großwasserraumkessel – Teil 11: Abnahmeversuche;
Deutsche Fassung EN 12953-11:2003
DIN EN 12953-12
2004-01
Großwasserraumkessel – Teil 12: Anforderungen an Rostfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel;
Deutsche Fassung EN 12953-12:2003
E DIN EN 12953-13
2003-08
Großwasserraumkessel – Teil 13: Betriebsanleitungen;
Deutsche Fassung prEN 12953-13:2003
DIN EN 12953 Beiblatt 1
2002-08
Großwasserraumkessel – Teil 14: Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation;
Deutsche Fassung CEN/CR 12953-14:2002
DIN EN 14222
2003-09
Edelstahl-Großwasserraumkessel;
Deutsche Fassung EN 14222:2003
2002-05
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 1: Allgemeines;
Deutsche Fassung EN 12952-1:2001
Wasserrohrkessel
DIN EN 12952-1
Seite 2 ...
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Norm
Ausgabe Titel
DIN EN 12952-2
2002-04
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 2: Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör;
Deutsche Fassung EN 12952-2:2001
DIN EN 12952-3
2002-05
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 3: Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile;
Deutsche Fassung EN 12952-3:2001
DIN EN 12952-4
2001-10
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 4: Betriebsbegleitende Berechnung der Lebensdauererwartung;
Deutsche Fassung EN 12952-4:2000
DIN EN 12952-5
2002-05
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 5: Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile;
Deutsche Fassung EN 12952-5:2001
DIN EN 12952-6
2002-08
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 6: Prüfung
während der Fertigung, Dokumentation und Kennzeichnung
für drucktragende Kesselteile;
Deutsche Fassung EN 12952-6:2002
DIN EN 12952-7
2002-09
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 7: Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel;
Deutsche Fassung EN 12952-7:2001
DIN EN 12952-8
2002-08
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 8: Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige
Brennstoffe für den Kessel;
Deutsche Fassung EN 12952-8:2002
DIN EN 12952-9
2003-04
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 9: Anforderungen an Staubfeuerungsanlagen für den Kessel;
Deutsche Fassung EN 12952-9:2002
DIN EN 12952-10
2002-12
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 10: Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung;
Deutsche Fassung EN 12952-10:2002
DIN EN 12952-12
2003-12
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 12: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität;
Deutsche Fassung EN 12952-12:2003
DIN EN 12952-13
2003-06
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 13: Anforderungen an Rauchgasreinigungsanlagen;
Deutsche Fassung EN 12952-13:2003
DIN EN 12952-14
2004-09
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 14: Anforderungen an Rauchgas-DENOX-Anlagen, die flüssiges Ammoniak und Ammoniakwasserlösung einsetzen;
Deutsche Fassung EN 12952-14:2004
DIN EN 12952-15
2004-01
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 15: Abnahmeversuche;
Deutsche Fassung EN 12952-15:2003
DIN EN 12952-16
2003-04
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 16: Anforderungen an Rost- und Wirbelschichtfeuerungsanlagen für
feste Brennstoffe für den Kessel;
Deutsche Fassung EN 12952-16:2002
DIN EN 12952 Beiblatt 1
2002-08
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 17: Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation;
Deutsche Fassung CEN/CR 12952-17:2002
Seite 3 ..
Seite 2 ..
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Leitfaden für die Beschaffung von Ausrüstungen für Kraftwerke
DIN EN 45510-1
1997-12
Leitfaden für die Beschaffung von Ausrüstung von Kraftwerken – Teil 1: Allgemeingültige Festlegungen;
Deutsche Fassung EN 45510-1:1997
DIN EN 45510-3-1
2000-01
Leitfaden für die Beschaffung von Ausrüstungen für Kraftwerke – Teil 3-1: Kessel; Wasserrohrkessel;
Deutsche Fassung EN 45510-3-1:1999
DIN EN 45510-3-2
2000-01
Leitfaden für die Beschaffung von Ausrüstungen für Kraftwerke – Teil 3-2: Kessel; Großwasserraumkessel;
Deutsche Fassung EN 45510-3-2:1999
DIN EN 45510-3-3
2000-01
Leitfaden für die Beschaffung von Ausrüstungen für Kraftwerke – Teil 3-3: Kessel; Kessel mit Wirbelschichtfeuerung;
Deutsche Fassung EN 45510-3-3:1999
DEUTSCHE NORM
August 2002
Großwasserraumkessel
Teil 1: Allgemeines
Deutsche Fassung EN 12953-1:2002
EN 12953-1
ICS 27.060.30; 27.100
Shell boilers — Part 1: General;
German version EN 12953-1:2002
Chaudières à tubes de fumée — Partie 1: Généralités;
Version allemande EN 12953-1:2002
Die Europäische Norm EN 12953-1:2002 hat den Status einer Deutschen Norm.
Nationales Vorwort
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Deutsche Norm enthält die Deutsche Fassung der Europäischen Norm EN 12953-7:2002 „Großwasserraumkessel — Teil 1: Allgemeines“.
Die Europäische Norm wurde vom CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut für Normung e. V. ist
der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss GA 269 „Dampfkessel“ des Normenausschusses
Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Für den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des
Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die
Verweisung auf die jeweils neueste gültige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.
Für den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in
Bezug genommene Ausgabe der Norm.
Fortsetzung 21 Seiten EN
Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD) im DIN Deutsches Institut für Normung e. V.
© DIN Deutsches Institut für Normung e.V. . Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise,
nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet.
Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
Ref. Nr. DIN EN 12953-1:2002-08
Preisgr. 12
Vertr.-Nr. 2312
EN 12953-1
EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
Mai 2002
ICS 27.060.30; 27.100
Deutsche Fassung
Großwasserraumkessel
Teil 1: Allgemeines
Shell boilers —
Part 1: General
Chaudières à tubes de fumée —
Partie 1: Généralités
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 14. März 2002 angenommen.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen
dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen
dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage
erhältlich.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,
die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem ManagementZentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,
Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, der Tschechischen
Republik und dem Vereinigten Königreich.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
Management-Zentrum: rue de Stassart, 36
© 2002 CEN
B-1050 Brüssel
Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 12953-1:2002 D
EN 12953-1:2002 (D)
Inhalt
Seite
Vorwort........................................................................................................................................................................ 3
1
1.1
1.2
1.3
Anwendungsbereich..................................................................................................................................... 4
Allgemeines ................................................................................................................................................... 4
Kesselanlagen ............................................................................................................................................... 4
Ausschlüsse .................................................................................................................................................. 7
2
Normative Verweisungen ............................................................................................................................. 7
3
Begriffe........................................................................................................................................................... 7
4
Symbole und Abkürzungen.......................................................................................................................... 9
5
5.1
5.2
5.3
Verantwortlichkeit ....................................................................................................................................... 13
Käufer ........................................................................................................................................................... 13
Hersteller...................................................................................................................................................... 13
Verantwortliche Stelle................................................................................................................................. 13
6
Auslegungen................................................................................................................................................ 13
7
Vorprüfung von Druckteilen....................................................................................................................... 13
Anhang A (informativ) Informationen, zu liefern vom Besteller an den Hersteller ............................................ 14
Anhang B (informativ) Anleitung zur Verwendung der Konformitätsbewertungsverfahren ............................ 16
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Anhang ZA (informativ) Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende
Sicherheitsanforderungen oder andere Vorgaben von Druckgeräte-Richtlinien betreffen ................ 20
Literaturhinweise...................................................................................................................................................... 21
2
EN 12953-1:2002 (D)
Vorwort
Dieses Dokument (EN 12953-1:2002) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 269 „Großwasserraum- und
Wasserrohrkessel“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird.
Dieses Europäische Dokument muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung
eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis November 2002, und etwaige entgegenstehende nationale
Normen müssen bis November 2002 zurückgezogen werden.
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission
und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Anforderungen der
Druckgeräte-Richtlinien (DGRL) [1]. Für den Zusammenhang mit der DGRL siehe informativen Anhang ZA, der
Bestandteil dieser Norm ist.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die Europäische Norm EN 12953 „Großwasserraumkessel“ besteht aus den folgenden Teilen:
Teil 1:
Allgemeines
Teil 2:
Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör
Teil 3:
Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile
Teil 4:
Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile
Teil 5:
Prüfung während der Herstellung, Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile
Teil 6:
Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel
Teil 7:
Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel
Teil 8:
Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung
Teil 9:
Anforderungen an Regel- und Begrenzungseinrichtungen an Kessel und Zubehör
Teil 10: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität
Teil 11: Abnahmeversuche
Teil 12: Anforderungen an Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel
Teil 13: Betriebsanleitungen
CR 12953-14: Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation.
Obwohl man alle Teile der Norm einzeln erwerben kann, sollte bedacht werden, dass die Teile voneinander
abhängig sind. Deshalb werden für Konstruktion und Herstellung der Großwasserraumkessel mehrere Teile
benötigt, um die Anforderungen der Norm zu erfüllen.
Die Anhänge A und B dieser Europäischen Norm sind informativ.
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Länder
gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich,
Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden,
Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik und das Vereinigte Königreich.
3
EN 12953-1:2002 (D)
1
1.1
Anwendungsbereich
Allgemeines
Diese Europäische Norm legt die Konstruktion und Berechnung, die Ausrüstung sowie die Anforderungen an den
Betrieb und die Wasserqualität im Hinblick auf die Sicherstellung der Betriebssicherheit neuer stationärer Großwasserraumkessel-Anlagen fest.
Diese Europäische Norm schließt die Anforderungen zur Vermeidung einer Überhitzung und Drucküberschreitung
ein.
1.2
Kesselanlagen
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Eine Dampfkesselanlage besteht aus:
a)
Der Großwasserraumkessel, einschließlich aller Druckteile der Speisewasserzuführung (einschließlich
Einlaßventil) zum Dampf- oder Heißwasserauslaß (einschließlich Auslassventil). dies umfasst isolierte
Rauchgasvorwärmer, Überhitzer und die zugehörigen Verbindungsrohre, die mit Brennstoffgas geheizt werden
und nicht durch Absperrarmaturen vom Hauptsystem getrennt sind. Dies beinhaltet ebenfalls Rohrleitungen
die den Dampfkessel mit Absperrventilen verbinden sowie die Absperrventile selbst.
b)
Isolierter Rauchgasvorwärmer, Überhitzer und zugehörige Verbindungsrohre;
c)
Expansions- und/oder Ausdehnungsgefäße für Anlagen für Heißwasserproduktion;
d)
Wärmedämmung und/oder feuerfestes Material und Plattierung (Brennelemente);
e)
Wärmeeinbringungs- und Heizungsanlagen;
f)
Anlagen für Zuführung und Transport des Brennstoffs in den Dampfkessel;
g)
Anlagen für die Speisewassereinleitung des Dampfkessels;
h)
Anlagen für die Luftzufuhr des Dampfkessels einschließlich der Lüftung/Ventilatoren;
i)
Alle Steuerungs- und Sicherheitssysteme.
Diese Europäische Norm regelt Anforderungen sowohl an direkt befeuerte und elektrisch beheizte Dampfkessel
einschließlich sowohl Niederdruckdampfkessel (NDD, siehe 3.7) wie auch Abhitzekessel mit einem gasseitigen
Druck bis 0,5 bar1), die zylinderförmig sind, aus C- oder C-Mn-Stählen durch Schweißen hergestellt werden und
deren Auslegungsdruck 40 bar nicht überschreitet1) . Dampfkessel nach dieser Norm sind für den Gebrauch an
Land zur Versorgung mit Dampf oder Heißwasser bestimmt (typische Beispiele werden in Bild 1.2-1 bis 1.2-5
gezeigt).
Falls ein besonderer Dampfkessel eine Kombination aus Großwasserraum- und Wasserrohrkessel ist, so sind die
Normen der Reihe EN 12952 „Wasserrohrkessel“ zusätzlich zu dieser Norm zu verwenden. Ein Beispiel dieser
Kombination ist in Bild 1.2-2 gezeigt.
Diese Europäische Norm gilt für den Dampfkessel vom Anschluss für die Speisewassereinleitung bis zum
Anschluss für den Dampfaustritt und bis zu allen anderen Anschlüssen, einschließlich derer für Armaturen und
Passstücken für Dampf und Wasser. Falls Anschweißenden vorgesehen werden, gelten die hier festgelegten
Anforderungen von und bis zu der Naht, an der sonst Flansche eingesetzt werden.
1) Für Dampfkessel, die bei einem Druck betrieben werden, der über den hier gemachten Angaben liegt, gelten die
Vorschriften dieser Norm ebenfalls. Es muss jedoch grundsätzlich überprüft werden, ob zusätzliche Berechnungen und
Prüfungen notwendig sind.
4
EN 12953-1:2002 (D)
Diese Europäische Norm gilt für Dampfkessel mit einem Inhalt von mehr als 2 Litern, einem höchstzulässigen
Druck von mehr als 0,5 bar und einer maximalen Auslegungstemperatur über 100 °C.
Für Niederdruckdampfkessel (NDD) sind geringere Anforderungen an die Auslegung und Berechnung zugelassen.
Einzelheiten sind in den entsprechenden Abschnitten festgelegt.
Die Dampfkesselanlage umfasst neben den oben beschriebenen Dampfkesseln alle für die vorgesehene Betriebsweise notwendigen Ausrüstungsteile, an die Anforderungen in den einzelnen Teilen dieser Norm gestellt werden.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
a) Zweizugkessel
b) Dreizugkessel
Legende
1 Kesselmantel
2 Flammrohr
3 vorderer Kesselboden
4 hinterer Kesselboden
5 Rauchrohre
6 Wendekammermantel
7 vorderer Wendekammerboden
8 hinterer Wendekammerboden
9 Sammler
10 Rohrwand
11 Ausmauerung
ANMERKUNG
zutreffend.
Die nutzbare Strahlungsheizfläche umfasst das Flammrohr und die Fläche der Umkehrkammer, wenn
Bild 1.2-1 — Kessel mit innenliegender Wendekammer
a) Zweizugkessel
ANMERKUNG
b) Dreizugkessel
Die nutzbare Strahlungsheizfläche umfasst das Flammrohr und die gesamte Fläche der Umkehrkammer.
Bild 1.2-2 — Kessel mit außenliegender wassergekühlter Wendekammer
5
EN 12953-1:2002 (D)
a) Zweizugkessel
b) Dreizugkessel
ANMERKUNG
Die wirksame Strahlungsheizfläche umfasst das Flammrohr, Wendekammermantel und den Rohrboden der
Umkehrkammer
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Bild 1.2-3 — Kessel mit halb innenliegender Wendekammer
a) Zweizugkessel
ANMERKUNG
b) Dreizugkessel
Die wirksame Strahlungsheizfläche umfasst das Flammrohr und die rückwärtige Rohrplatte.
Bild 1.2-4 — Kessel mit außenliegender Wendekammer
ANMERKUNG
Die wirksame Strahlungsheizfläche umfasst das Flammrohr.
Bild 1.2-5 — Kessel Umkehrbrennkammer
6
EN 12953-1:2002 (D)
1.3
Ausschlüsse
Diese Norm gilt nicht für Wasserrohrkessel, Dampfkessel in Lokomotiven und Schiffsdampfkessel.
Diese Norm gilt nicht für Ausmauerungen und Isolierungen.
Keine Norm über die Herstellung kann jedoch genügend detailliert sein, um die notwendige Betriebssicherheit in allen
Fällen sicherzustellen; es liegt deshalb in der Verantwortung des Herstellers, zusätzlich zur Erfüllung der Anforderungen dieser Norm notwendige geeignete Maßnahmen zu treffen, um das erforderliche Sicherheitsniveau zu
gewährleisten.
Auch dann, wenn ein Dampfkessel die Anforderungen dieser Norm einhält und gegebenenfalls vom Hersteller alle
zusätzlichen Vorsichtsmaßnahmen getroffen wurden, kann die Sicherheit und Zuverlässigkeit nur sichergestellt
werden, wenn das Speise- und Kesselwasser die Anforderungen nach EN 12953-10 erfüllt und der Dampfkessel in
richtiger Weise betrieben und gewartet wird. Um dieses sicherzustellen, müssen die vom Hersteller in den
Handbüchern für Betrieb und Wartung vorgegebenen Anweisungen eingehalten werden.
2
Normative Verweisungen
Diese Europäische Norm enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind
nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen dieser
Publikationen nur zu dieser Europäischen Norm, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung eingearbeitet sind. Bei
undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschließlich Änderungen).
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
EN 764, Druckgeräte — Terminologie und Symbole — Druck, Temperatur, Volumen.
prEN 764-2:1998, Druckgeräte — Teil 2: Größen, Symbole und Einheiten.
prEN 764-3:1998, Druckgeräte — Teil 3: Definition der beteiligten Parteien.
EN 12952, Normen der Reihe, Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten.
EN 12953-3:2002, Großwasserraumkessel — Teil 3: Konstruktion und Berechnung.
EN 12953-10, Großwasserraumkessel — Teil 10: Anforderungen an Speise- und Kesselwasserqualität.
prEN 12953-14, Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation (TR).
EN 45510-3-2, Leitfaden für die Beschaffung von Ausrüstungen für Kraftwerke — Teil: 3-2: Kessel — Großwasserraumkessel.
3
Begriffe
Für die Anwendung dieser Norm gelten die Definitionen von EN 764, prEN 764-2, prEN 764-3 und die folgenden
Definitionen:
3.1
Käufer
Person oder Organisation, die eine komplette Dampfkesselanlage oder Teile davon vom Hersteller kauft
[EN 45510-3-2]
3.2
Hersteller
Person oder Organisation die die Auslegung und Herstellung der Dampfkesselanlage in Übereinstimmung mit dem
Auftrag des Käufers und den Anforderungen dieser Norm durchführt oder in ihrer Verantwortung durchführen lässt
[prEN 764-3:1998]
7
EN 12953-1:2002 (D)
3.3
Konstrukteur
Person oder Organisation, die im Auftrag des Herstellers die Konstruktion der Dampfkesselanlage durchführt. Der
Konstrukteur legt die Form, die Abmessungen und die Wanddicke der Bauteile des Dampfkessels fest, wählt die
Werkstoffe aus und beschreibt im Einzelnen die Verfahren der Herstellung und Prüfung [EN 12952-1]
3.4
Werkstofflieferant
Person oder Organisation, die nicht Werkstoffhersteller ist und Werkstoffe oder Halbzeuge liefert, die für die
Herstellung der Dampfkesselanlage oder ihrer Bauteile eingesetzt werden
3.5
Werkstoffhersteller
Die Person oder Organisation, die Grundwerkstoffe für die Fertigung von Bauteilen der Dampfkesselanlage oder
von Halbzeugen herstellt
3.6
Verantwortliche Prüfstelle
Diese Norm erfordert die Einbeziehung von verantwortlichen Prüfstellen, die unabhängig vom Hersteller sind. Diese Prüfstellen
können benannte Stellen, anerkannte abhängige Prüfstellen oder Betreiberprüfstellen sein. Im Sinne dieser Norm sind alle
diese Prüfstellen mit dem gemeinsamen Ausdruck „Verantwortlichen Prüfstellen (VP)“ benannt worden (siehe auch
EN ISO 14918).
ANMERKUNG 1
Die Definition einer Benannten Stelle und die maßgeblichen Kriterien für ihren Einsatz werden in Artikel 12
bzw. Anhang IV der Druckgeräterichtlinie angegeben.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
ANMERKUNG 2
Die Definition einer anerkannten unabhängigen Prüfstelle und die maßgeblichen Kriterien für ihren Einsatz
werden in Artikel 13 bzw. Anhang IV der Druckgeräterichtlinie angegeben.
ANMERKUNG 3
Die Definition einer Betreiberprüfstelle und die maßgeblichen Kriterien für ihren Einsatz werden in Artikel 14
bzw. Anhang V der Druckgeräterichtlinien angegeben.
3.7
Niederdruck-Dampfkessel (NDD)
Dampferzeuger mit einer maximalen Sattdampftemperatur von 120 °C (entsprechend 1 bar Überdruck) oder
Heißwassererzeuger mit einer maximalen Vorlauftemperatur von 120 °C und einem maximalen zulässigen
Betriebsüberdruck von 10 bar
8
EN 12953-1:2002 (D)
4
Symbole und Abkürzungen
Für den Zweck dieser Norm gelten die in Tabelle 4-1 angegebenen allgemeinen Symbole und Abkürzungen.
Tabelle 4-1 — Symbole und Abkürzungen
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Symbol
Beschreibung
Einheit
2
A
Nutzbare Strahlungsheizfläche (siehe Bilder 1.2-1 bis 1.2-5)
m
Af
Tragende Querschnittsfläche ohne Zuschläge
mm
2
Afb
Tragende Querschnittsfläche des Abzweigs
mm
2
Afp
Tragende Querschnittsfläche des Verstärkungsringes
mm
2
Afs
Tragende Querschnittsfläche des Grundkörpers
mm
2
Ap
Druckbelastete Fläche ohne Berücksichtigung der Zuschläge
mm
2
Apb
Druckbelastete Fläche bezogen auf den Abzweig
mm
2
Aps
Druckbelastete Fläche bezogen auf den Grundkörper
mm
2
At
Ausgangsquerschnitt einer Zugprobe
mm
2
a
Abmessung nach EN 12953-3:2002, Bilder 10.1-1, 10.2-2 bis 10.2-4
mm
ai
Große Innenachse der Verstärkungsscheibe
mm
ao
Große Außenachse der Verstärkungsscheibe
mm
b
Abmessung nach EN 12953-3:2002, Bilder 10.1-1, 10.2-2 bis 10.2-5, 13.3-1
und 13.3-2 und B.1
mm
b1
Kleine Mannlochachse
mm
bi
Kleine Innenachse der Verstärkungsscheibe
mm
bo
Kleine Außenachse der Verstärkungsscheibe
mm
C
Berechnungsbeiwert
—
C1
Berechnungsbeiwert für nicht verankerte Wandungen, Böden oder Platten nach
EN 12953-3:2002, 9.3
—
c1
Minustoleranz auf die bestellte Nennwanddicke
mm
c2
Korrosions- und Abnutzungszuschlag
mm
Db
Mittlerer Dichtungsdurchmesser
mm
DL
Durchmesser des Schraubenlochkreises
mm
d
Durchmesser des Rohrloches
mm
dg
Höhe des aufgeschweißten Versteifungsträgers
mm
di
Innendurchmesser
mm
dib
Innendurchmesser des Abzweigs ohne Zuschläge
mm
dip
Durchmesser des inneren Randes der Ringscheibe oder des Verstärkungsblechs
mm
dis
Innendurchmesser des Grundkörpers
gewölbter Boden) ohne Zuschläge
mm
dm
mittlerer Durchmesser
mm
do
Außendurchmesser
mm
dob
Außendurchmesser eines Abzweigs ohne Zuschläge
mm
dop
Durchmesser des äußeren Randes der Ringscheibe oder des Verstärkungsblechs
mm
dos
Außendurchmesser des Grundkörpers ohne Zuschläge
mm
ds
Durchmesser des Ankers
mm
E
Elastizitätsmodul bei Auslegungstemperatur
N/mm
(Zylinderschale,
Kugelschale
oder
2
9
EN 12953-1:2002 (D)
Tabelle 4-1 (fortgesetzt)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Symbol
Beschreibung
Einheit
e
Wanddicke
mm
eeb
Erforderliche Wanddicke des Abzweigs oder Stutzens ohne Zuschläge
mm
ecf
Erforderliche Wanddicke des Flammrohrs ohne Zuschläge
mm
ech
Erforderliche Wanddicke des ebenen Bodens ohne Zuschläge
mm
ecp
Erforderliche Wanddicke des Grundkörpers (Zylinderschale, Kugelschale oder
gewölbter Boden)
mm
ecs
Erforderliche Wanddicke des Verstärkungsblechs
mm
ect
Erforderliche Wanddicke des geraden Rohres ohne Zuschläge
mm
efa
Erforderliche Wanddicke des Flammrohrs mit Zuschläge
mm
eg
Erforderliche Wanddicke des Eckankers
mm
eh
Bestellte Wanddicke des ebenen Bodens
mm
eh1
Wanddicke in der Entlastungsnut
mm
ep
Bestellte Wanddicke des Verstärkungsblechs
mm
erb
Vorhandene Wanddicke des Abzweigs oder Stutzens ohne Zuschläge
mm
erf
Vorhandene Wanddicke des Flammrohrs
mm
erh
Vorhandene Wanddicke des ebenen Bodens ohne Zuschläge
mm
erp
Vorhandene Wanddicke des Verstärkungsblechs ohne Zuschläge
mm
ers
Vorhandene Wanddicke des Grundkörpers (Zylinderschale, Kugelschale oder
gewölbter Boden) ohne Zuschläge
mm
ert
Erforderliche Wanddicke des Rohres ohne Zuschläge
mm
es
Bestellte Wanddicke des Grundkörpers
mm
esa
Erforderliche Wanddicke des Grundkörpers mit Zuschlägen
mm
et
Bestellte Wanddicke des Rohres
mm
eta
Erforderliche Wanddicke des Rohres mit Zuschlägen
mm
F
Berechnungs-Wärmestrom
W/m
f
Zulässige Spannung
N/mm
2
fs
Zulässige Spannung
N/mm
2
faΦ
Vorhandene mittlere Spannung zwischen zwei Ausschnitten
N/mm
2
fb
Zulässige Spannung für den Werkstoff des Abzweigs
N/mm
2
fc
Kombinierte Spannung an den Auflagern
N/mm
2
fp
Zulässige Spannung für den Werkstoff des Verstärkungsrings
N/mm
2
fs
Zulässige Spannung für den Werkstoff des Grundkörpers
N/mm
2
G
Massenstromgeschwindigkeit in den Rohren des 1. Zuges
kg/(m ⋅ s)
g, g1
Lichte Höhe nach EN 12953-3:2002, Bild 14.2-1
mm
hc
Tiefe der Wölbung eines gewölbten Bodens (mit Krempe, ohne zylindrischen
Bord)
mm
hf
Höhe eines Mannlochrahmens
mm
hg
Mindesthöhe eines Eckankers
mm
hs
Höhe des zylindrischen Bords eines gewölbten Bodens
mm
H
Wärmezufuhr (EN 12953-3:2002, Anmerkung 3 in Bild 5.4-1)
W
10
2
2
EN 12953-1:2002 (D)
Tabelle 4-1 (fortgesetzt)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Symbol
Beschreibung
Einheit
4
I1
Flächenträgheitsmoment einer vollständigen Flammrohrwelle um ihre neutrale
Achse, ohne Korrosionszuschlag
mm
I2
Flächenträgheitsmoment von Steifen
mm
K
Festigkeitskennwert
N/mm
2
Kt
Festigkeitskennwert beim Prüfdruck
N/mm
2
Kc
Wärmeleitfähigkeit
(W ⋅ mm) (m ⋅ K)
L
Abstand zwischen zwei wirksamen Punkten der Flammrohrauflagerung
mm
L1
Kürzester Abstand der Kante der Befahröffnung und der Mittellinie des am
weitesten von der Befahröffnung entfernten Ankers, oder, beim Fehlen einer
Befahröffnung, die Hälfte des größten Abstands zwischen den Ankermittellinien
mm
L2
Abstand zwischen der hinteren Wendekammerwand und dem hinteren
Kesselboden
mm
Lb
Länge des Kessels zwischen den Böden
mm
Lcor
Gesamtlänge der Wellen
mm
Li
Schenkellänge der Kehlnaht um den inneren Umfang des Rings oder des
Verstärkungsblechs
mm
Lg
Länge der aufgeschweißten Versteifungen
mm
Lh
Beheizte Flammrohrlänge
mm
Lo
Schenkellänge der Kehlnaht um den äußeren Umfang des Rings oder des Verstärkungsblechs
mm
Ls
Mantellänge zwischen den Kesselböden
mm
Lt
Mittlere Teilung benachbarter Rohre
mm
lb0
Zylindrische Länge des Abzweigs von der Verschneidung bis zur Schweißnaht
mm
lb1
gemessene nach außen überstehende Länge eines Abzweigs
mm
lb2
gemessene nach innen überstehende Länge eines Abzweigs
mm
lrb
Zur Verstärkung beitragende wirksame Länge des Abzweigs
mm
lrbi
Zur Verstärkung beitragende wirksame Länge des inneren Überstandes eines
durchgesteckten Abzweigs
mm
lrp
Wirksame Weite eines Verstärkungsrings
mm
lrs
Zur Verstärkung beitragende wirksame Länge des Grundkörpers
mm
ls0
Zylindrische Länge des Grundkörpers von der Verschneidung bis zur Schweißnaht
mm
Pcor
Wellenteilung
mm
Pg
Teilung der aufgeschweißten Versteifungen
mm
PΦ
Mittenabstand benachbarter Öffnungen, versetzt um den Winkel Φ, bezogen auf
die Wandmitte ohne Zuschläge
mm
PS
Zulässiger Betriebsdruck
N/mm
2
pc
Berechnungsdruck
N/mm
2
pd
Auslegungsdruck
N/mm
2
ps
Zulässiger (Gesamtüber-)Druck für Heißwasser-Erzeuger
N/mm
2
pt
Prüf-(Über-)Druck
N/mm
2
Rm
Mindestwert der Zugfestigkeit der betreffenden Werkstoffgüte bei Raumtemperatur
N/mm
2
4
2
11
EN 12953-1:2002 (D)
Tabelle 4-1 (fortgesetzt)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Symbol
Beschreibung
Einheit
Rp 0,2tc
Mindestwert der Zugfestigkeit bei 0,2 % Dehngrenze der betreffenden
Werkstoffgüte bei Raumtemperatur
N/mm
rik
Innerer Radius der Wölbung eines gewölbten Bodens, einer Krempe oder der
Entlastungsnut eines ebenen Bodens
mm
ris
Innerer Krümmungsradius eines gewölbten Bodens oder einer Kugelschale
mm
rms
Mittlerer Radius der Schale
mm
rok
Äußerer Radius der Krempe eines gewölbten Bodens
mm
ros
Äußerer Krümmungsradius eines gewölbten Bodens oder einer Kugelschale
mm
S
Sicherheitsbeiwert
—
St
Sicherheitsbeiwert bei Prüf-(Über-)Druck
—
TS
Maximal/minimal zulässige Temperatur
°C
tc
Berechnungstemperatur
°C
td
Auslegungstemperatur
°C
tm
Maximale Metalltemperatur
°C
ts
Sattdampftemperatur zugehörig zum Auslegungsdruck
°C
u
Unrundheit
%
v
Schweißnahtfaktor
—
va
Zulässiger Verschwächungsbeiwert für Abzweige und Öffnungen
—
vb
Verschwächungsbeiwert für einzelne Abzweige und Öffnungen
—
vm
Verschwächungsbeiwert für benachbarte Abzweige und Öffnungen
—
W
Kraft auf den Kesselboden infolge Druck auf den vom Eckanker als gestützt
angenommenen Bereich
N
w
Gesamttiefe der Welle (Wellental zu Wellenberg)
mm
wc
Wellentiefe
mm
X2
Querschnittsfläche eines Längsschnitts durch die Flammrohrwandung mit der
Länge einer Teilung und der Dicke erf - c2
mm
x
Spannungs-Abminderungsbeiwert
—
y
Beiwert abhängig vom Verhältnis b/a bestimmt nach EN 12953-3:2002,
Bild 10.2-4
—
Φ
Winkel von Verbindungslinien zweier Ausschnittsmitten, bezogen auf die Achse
des Grundkörpers
Grad
δ5
Bruchdehnung (Meßlängenverhältnis = 5)
%
ψ
Neigungswinkel eines Abzweigs zur Normalen auf die Umfanglinie des
Grundkörpers
Grad
2
2
ANMERKUNG 1 N/mm = 1 MN/m = 1MPa
12
2
2
EN 12953-1:2002 (D)
5
5.1
Verantwortlichkeit
Käufer
Der Käufer ist verantwortlich, dem Hersteller eine Spezifikation über die normalen Arbeitsbedingungen der
Dampfkesselanlage zu liefern, zu der auch Einzelheiten über zeitabhängige transiente und/oder außergewöhnliche
Bedingungen gehören, unter denen die Dampfkesselanlage arbeiten soll, sowie alle besonderen Anforderungen an
Einrichtungen, um wiederkehrende Prüfungen zu ermöglichen (siehe auch soweit zutreffend die Vergaberichtlinie
prEN 45510-3-2). Die üblicherweise vom Käufer mitzuliefernden Mindestangaben sind in Anhang A enthalten.
5.2
Hersteller
Der Hersteller ist verantwortlich für die Vollständigkeit und Richtigkeit aller Auslegungsberechnungen, Prüfungen und
die Übereinstimmung mit allen für die Dampfkesselanlage zutreffenden Anforderungen dieser Norm.
Der Hersteller muss sicherstellen, dass die Ausführung der in dieser Norm getroffenen Festlegungen nur ausreichend
qualifiziertem und erfahrenem Personal übertragen wird.
Prüfungen, die von einer verantwortlichen Prüfstelle durchgeführt werden, entbinden den Hersteller nicht von seiner
Verantwortung für die Übereinstimmung mit den zutreffenden Anforderungen dieser Norm. Eine Anleitung zur
Verwendung der Konformitätsbewertungsverfahren ist in Anhang B angegeben.
5.3
Verantwortliche Stelle
Die Verantwortlichkeit der verantwortlichen Stelle wird in CR 12953-14 angegeben.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
6
Auslegungen
Falls hinsichtlich der Bedeutung oder des Einflusses irgendeines Teils dieser Europäischen Norm irgendeine
Mehrdeutigkeit gefunden wird oder Zweifel auftauchen oder ob irgend etwas getan oder unterlassen werden muss,
um diese Norm vollständig zu erfüllen, ist die Frage an das Komitee CEN/TC 269 zu richten.
Alle Entscheidungen oder Regelungen des Komitees, einschließlich der vom Komitee hinsichtlich Fragestellung und
Antwort für eine schnellstmögliche Veröffentlichung als hinreichend wichtig betrachteten Anfragen zur Auslegung,
werden als Auslegungsblatt für eine Ergänzung oder als Bericht zu dieser Europäischen Norm veröffentlicht.
ANMERKUNG
Die hierfür geeigneten Anfragefälle werden nach der Berücksichtigung aller hierzu aus der Öffentlichkeit
abgegebenen Bemerkungen als Ergänzungen in die nächste Neuausgabe der Norm aufgenommen (siehe Dokument
BT N 5103).
7
Vorprüfung von Druckteilen
Der Hersteller muss der verantwortlichen Prüfstelle für eine Zulassung die technischen Konstruktionsanforderungen
und zusätzliche Dokumente zusenden um zu begründen, daß die vorgeschlagene Konstruktion/Typ in Übereinstimmung mit den Anforderungen dieser Europäischen Norm ist.
Wegen der großen Vielfalt an Arten von Dampfkesselanlagen, die in Übereinstimmung mit dieser Europäischen Norm
ausgelegt und hergestellt werden können, ist es nicht möglich, alle Kombinationen von Situationen, die auftreten
können, abzudecken. Dieses mag an dem üblichen zeitlichen Abstand liegen, der normalerweise zwischen der
Weiterentwicklung der Technologie und der Normung liegt. Um in diesen Fällen den Fortschritt nicht zu behindern,
gibt diese Norm allgemeine Anleitungen, wie für die jeweiligen besonderen Anforderungen zu verfahren ist. Diese
sind, abgestimmt auf die Besonderheiten des Entwurfs und die Einzelheiten der Herstellung, als Teil des Vorprüfungsverfahrens im Einzelfall zu vereinbaren.
Ebenso ist es möglich, dass während der Herstellung unerwartete Faktoren auftreten können, die die Einführung von
Konstruktionsänderungen und/oder Herstellungszugeständnisse erfordern was zu Abweichungen von den spezifischen Anforderungen führt, einbezogen während der ersten Vor- oder Typprüfung. Diese Abweichungen von der
Norm sind erlaubt, wenn begründet werden kann, daß die Sicherheit und geforderte Funktion des Bauteils hiervon
nicht beeinträchtigt wird. Jede dieser Abweichungen muß als Teil in die technische Dokumentation und Herstellungsunterlagen des Dampfkesselherstellers aufgenommen werden.
13
EN 12953-1:2002 (D)
Anhang A
(informativ)
Informationen, zu liefern vom Besteller an den Hersteller
A.1 Allgemeines
Das Folgende stellt Mindestangaben dar, die für den Hersteller erforderlich sind und ihm vom Besteller zum Zeitpunkt
der Anfrage zu liefern sind. Diese unterliegen einer Bestätigung/Anpassung bei Auftragserteilung.
A.2 Bei Sattdampfkesseln
a)
Maximale Dampfleistung in Tonnen je Stunde;
b)
Betriebs-(Über-)Druck in bar ;
c)
Speisewassereintrittstemperatur in Grad Celsius.
1)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
A.3 Bei Heißdampfkesseln
a)
Maximale Dampfleistung in Tonnen je Stunde;
b)
Betriebs-(Über-)Druck in bar ;
c)
Heißdampftemperatur bei maximaler Dampfleistung in Grad Celsius;
d)
Speisewassereintrittstemperatur in Grad Celsius.
1)
A.4 Bei Heißwasserkesseln
a)
Maximale Wärmeleistung in Kilowatt;
b)
Betriebs- (Über-)Druck in bar2) ;
c)
Rücklauftemperatur des Heißwassers in Grad Celsius;
d)
Vorlauftemperatur des Heißwassers in Grad Celsius;
e)
Art der Druckbeaufschlagung;
f)
Regelsystem des Heißwasserumlaufs.
A.5 Brennstoffe
A.5.1 Flüssige Brennstoffe
a)
Art;
b)
Spezifikation und Analyse;
c)
Oberer und unterer Heizwert.
2)
14
5
2
2
1 bar = 10 N/m = 0,1 N/mm = 0,1 MPa
EN 12953-1:2002 (D)
A.5.2 Gasförmige Brennstoffe
a)
Art;
b)
Spezifikation und Analyse;
c)
Oberer und unterer Heizwert;
d)
Verfügbarer Gasdruck in der Anlage.
A.5.3 Festbrennstoffe einschließlich Müll
a)
Art und Herkunft (z. B. Land, Bezirk, Mine, Hersteller, Industrieunternehmen, Gemeinde);
b)
Spezifikation und Analyse (z. B. Zustand des Materials im Lieferzustand, oberer und unterer Heizwert.
Korngröße, Ascheschmelzpunkt).
A.5.4 Brennstoffgemische
Das Mischungsverhältnis der verschiedenen Brennstoffe und das Verbrennungsverfahren (dieses erfordert eine
Vereinbarung zwischen Besteller und Hersteller).
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
A.5.5 Müllverbrennungskessel
a)
Massenstrom des Abfallgases
b)
Temperatur des Abfallgases
c)
Zusammensetzung des Abfallgases
A.6 Allgemeine Angaben
Die Grenzen für bestimmte charakteristische Werte, auf der die Gewährleistung beruhen muß (Dieses erfordert eine
Vereinbarung zwischen Besteller und Hersteller).
Spezifikationen für die Stromversorgung, z. B. Spannung, Frequenz, Phasenanzahl, Anzahl der Wicklungen und
jegliche Beschränkung für das direkte Starten von Elektromotoren.
Aufstellungs- und Betriebsbedingungen (z. B. Montagehöhe über dem Meeresspiegel und klimatische Bedingungen).
15
EN 12953-1:2002 (D)
Anhang B
(informativ)
Anleitung zur Verwendung der Konformitätsbewertungsverfahren
B.1 Allgemeines
B.1.1 Anwendung der DGRL
Die Druckgeräte-Richtlinie (DGRL) verlangt, daß alle in ihren Geltungsbereich fallenden Druckgeräte bezüglich der
Konstruktion und Fertigung einer Konformitätsbewertung gemäß einer Reihe von Konformitätsbewertungsmodulen —
siehe Artikel 10 der DGRL — zu unterziehen sind. Diese Module werden in Anhang III der DGRL detailliert erläutert,
und es muss auf sie Bezug genommen werden, damit eine Übereinstimmung sichergestellt ist. Die nachfolgende
Zusammenfassung dient nur als Anleitung.
ANMERKUNG
Dieser Anhang behandelt das Thema der Konformitätsbewertung von Druckgeräten als Teil der Kesselinstallation, unter Berücksichtigung grundlegender Anforderungen der Druckgeräte-Richtlinie. Konformitätsbewertung anderer
Druckgeräte die in der Kesselanlage vorhanden sind werden nicht behandelt.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
B.1.2 Zusammenfassung der in der DGRL beschriebenen Module
Modul
Beschreibung der Hauptmerkmale
A
Erfolgt unter der Verantwortung des Herstellers.
A1
Unterliegt der Verantwortung des Herstellers, die Abnahme wird aber von der benannten Stelle überwacht.
B
Der Hersteller erstellt eine EG-Baumusterprüfbescheinigung mit der benannten Stelle.
B1
Der Hersteller erstellt eine EG-Entwurfsprüfbescheinigung mit der benannten Stelle.
C1
Erstellt zwecks Konformität mit einer EG-Baumusterprüfbescheinigung, wobei die Fertigung von der
benannten Stelle überwacht wird.
D
Der Hersteller wendet ein zugelassenes Qualitätssicherungssystem (z. B. EN ISO 9001) an, wobei er die
Übereinstimmung mit einer EG-Entwurfsprüfung oder einer EG-Baumusterprüfbescheinigung bestätigt.
D1
Der Hersteller wendet ein zugelassenes Qualitätssicherungssystem (z. B. EN ISO 9001) an und fertigt
ohne die Anwendung einer EG-Baumusterprüfbescheinigung oder Entwurfsprüfbescheinigung.
E
Der Hersteller wendet ein zugelassenes Qualitätssicherungssystem (z. B. EN ISO 9001) an, wobei er die
Übereinstimmung mit einer EG-Baumusterprüfbescheinigung bestätigt.
E1
Der Hersteller wendet ein zugelassenes Qualitätssicherungssystem (z. B. EN ISO 9001) ohne eine EGBaumusterprüfbescheinigung an.
F
Erstellt entweder nach einer EG-Baumuster- oder Entwurfsprüfbescheinigung, wobei jedes Druckgerät
von der benannten Stelle geprüft wird.
G
Der Hersteller wählt die benannte Stelle aus. Die benannte Stelle führt die Prüfungen und Zulassungen
an jedem Druckgerät durch.
H
Der Hersteller wendet ein zugelassenes Qualitätssicherungssystem (z. B. EN ISO 9001) für jedes Druckgerät an.
H1
Der Hersteller wendet ein zugelassenes Qualitätssicherungssystem (z. B. EN ISO 9001) an. Die
benannte Stelle erstellt eine EG-Entwurfsprüfbescheinigung und nimmt an der Abnahmeprüfung des
Druckgeräts teil.
16
EN 12953-1:2002 (D)
B.1.3 Auswahl der Module
Die Wahl der Module hängt von der Gefahrenkategorie ab, in der das Druckgerät oder die Dampfkesselbaugruppe
betrieben werden soll. Diese Kategorien werden in Artikel 10 der DGRL festgelegt und weiter in Anhang II der DGRL
ausgearbeitet.
Basierend auf den Betriebsparametern des Druckgeräts verlangt die DGRL vom Hersteller die Festlegung der
Gefahrenkategorie, in der das Druckgerät betrieben werden soll. Bei der Wahl des Moduls muss der Hersteller
sicherstellen, dass seine Organisation über das von der DGRL für die Fertigung innerhalb dieses Moduls verlangte
System von Kontrollen verfügt.
B.2 Bauteile von Großwasserraumkesseln
B.2.1 Status dieser Norm
Bauteile von Großwasserraumkesseln werden hauptsächlich von Artikel 3, Abschnitt 1.2 der DGRL abgedeckt, wobei
die Gefahrenkategorien in Anhang II — Diagramm 5 festgelegt sind. Der technische Text der Großwasserraumkesselnorm umfasst alle Regeln, die erforderlich sind zur Sicherstellung, dass die Bauteile des Großwasserraumkessels, wenn sie entsprechend den Bestimmungen der Norm ausgelegt, hergestellt und geprüft worden sind, sicher
betrieben werden können.
B.2.2 Einbeziehung einer benannten Stelle
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die Herstellung von Großwasserraumkesselbauteilen und Baugruppen betreffenden Module, erfordern die Einbeziehung einer benannten Stelle. Für die Wahl der benannten Stelle ist der Hersteller verantwortlich.
B.2.3 Wahl des Moduls für Großwasserraumkesselbauteile
Unter Berücksichtigung der für Großwasserraumkesselbauteile anwendbaren Drücke und Volumen, sollte mit Hilfe
der Tabellen 1 bis 9 in Anhang II der DGRL die Gefahrenkategorie bestimmt werden. Die zulässigen Module sind in
Anhang III der DGRL enthalten.
ANMERKUNG
Der Hersteller kann auch eine höhere Kategorie, als die in Anhang II ermittelte, auswählen.
B.2.4 Wahl des Moduls für Wasserrohrkesselbaugruppen
Die Bewertung des Zusammenbaus der verschiedenen Einzelheiten der Baugruppe sollte nach der höchsten
Kategorie der betreffenden Druckgeräte durchgeführt werden, wobei Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion nicht
berücksichtigt werden. Unter Berücksichtigung der normalerweise für Großwasserraumkesselbaugruppen anwendbaren Drücke und Volumen, besagt Tabelle 5 in Anhang II der DGRL, dass die Gefahrenkategorie IV zutrifft.
B.2.5 Anleitung zu Modulen
Eine Anleitung zu den Modulen der Gefahrenkategorie IV ist im nachfolgenden aufgeführt. Im Hinblick auf genaue
Einzelheiten ist Bezug auf Anhang II des DGRL zu nehmen.
MODUL B — EG-BAUMUSTERPRÜFUNG
Eine benannte Stelle bestätigt, dass ein für die betreffende Produktion repräsentatives Muster den geltenden
Vorschriften der DGRL entspricht.
Technische Unterlagen werden erstellt, die den Entwurf, die Fertigung und den Betrieb des Kesselbauteils
abdecken. Zusätzlich sind anwendbare Unterlagen über die Qualifikation und Zulassungen für die dauerhaften
Verbindungen und zerstörungsfreien Prüfungen zu liefern.
Die technischen Unterlagen sind über einen Zeitraum von mindestens 10 Jahren aufzubewahren.
17
EN 12953-1:2002 (D)
Die benannte Stelle stellt eine EG-Baumusterprüfbescheinigung aus, die 10 Jahre gilt und erneuert werden
kann.
Der Hersteller muss die benannte Stelle über alle Änderungen am Bauteil informieren, die in den technischen
Unterlagen vermerkt werden müssen.
MODUL D — QUALITÄTSSICHERUNG PRODUKTION
Der Hersteller muss ein von der benannten Prüfstelle zugelassenes Qualitätssicherungssystem (z. B.
EN ISO 9002) unterhalten.
Der Hersteller oder sein Bevollmächtigter müssen in einer schriftlichen Erklärung bestätigen, dass das Kesselbauteil die anwendbaren Anforderungen der DGRL erfüllt und die Anforderungen nach der:
EG-Baumusterprüfbescheinigung hinsichtlich Modul B
eingehalten werden.
Die benannte Stelle überwacht das Qualitätssicherungssystem durch planmäßige und außerplanmäßige
Besuche.
Der Hersteller oder seine Bevollmächtigten bringen die CE-Kennzeichnung und die Identifikations-Nummer der
für die Überwachung zuständigen benannten Stelle an.
Die technischen Unterlagen und die EG-Baumusterprüfbescheinigung sind mindestens 10 Jahre aufzubewahren.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
MODUL F — PRÜFUNG DER PRODUKTE
Der Hersteller oder sein Bevollmächtiger muss sicherstellen und erklären, dass das Kesselbauteil oder die
Kesselbaugruppe die zutreffenden Anforderungen der Richtlinie einhalten und mit der:
EG-Baumusterprüfbescheinigung hinsichtlich Modul B
übereinstimmen.
Die benannte Stelle überprüft und prüft jedes Bauteil einschließlich der Anforderungen an die
•
•
•
Qualifikation und Zulassungen
Werkstoffe
Abschlußprüfungen
Der Hersteller erstellt eine Konformitätserklärung, die mindestens 10 Jahre aufzubewahren ist.
Der Hersteller oder sein Bevollmächtigter bringen die CE-Kennzeichnung und die Identifikations-Nummer der
benannten Stelle an.
MODUL G — EG-EINZELPRÜFUNG
Der Hersteller muss sicherstellen und erklären, dass das Kesselbauteil oder die Kesselbaugruppe die
zutreffenden Anforderungen der DGRL erfüllt.
Der Hersteller muss eine benannte Stelle seiner Wahl für die Einzelprüfung einsetzen und die technischen
Unterlagen zwecks Zulassung einreichen, die folgendes enthalten müssen:
•
•
•
18
Prüfberichte
Herstellungs- und Prüfverfahren
Qualifikation und Zulassungsdaten für dauerhafte Verbindungen und zerstörungsfreie Prüfungen
EN 12953-1:2002 (D)
Die benannte Stelle muss die technischen Unterlagen prüfen und die entsprechenden in der Großwasserraumkesselnorm festgelegten Prüfungen durchführen. Zusätzlich muss die benannte Stelle die Endabnahme
des Bauteils oder der Kesselbaugruppe einschließlich der Druckfestigkeitsprüfung durchführen.
Die benannte Stelle muss eine Konformitätsbescheinigung ausstellen, die 10 Jahre aufzubewahren ist.
Der Hersteller oder seine Bevollmächtigten bringen die CE-Kennzeichnung an dem Bauteil oder der
Kesselbaugruppe an. Die benannte Stelle stellt sicher, dass ihre Identifizierungs-Nummer ebenfalls
angebracht ist.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
MODUL H1 — UMFASSENDE QUALITÄTSSICHERUNG MIT ENTWURFSPRÜFUNG UND BESONDERER
ÜBERWACHUNG DER ABSCHLUSSPRÜFUNG.
Der Hersteller muss ein von einer benannten Stelle seiner Wahl zugelassenes Qualitätssicherungssystem
nach EN ISO 9001 unterhalten, das den Entwurf, die Herstellung und Prüfung abdeckt.
Der Hersteller muss bei der benannten Stelle einen Antrag auf Entwurfsprüfung stellen.
Die benannte Stelle stellt eine EG-Entwurfsprüfbescheinigung aus, worin bestätigt wird, dass der Entwurf die
Bestimmungen der DGRL erfüllt, und sie führt eine verstärkte Überwachung während der Abnahmeprüfungen
der Fertigung durch.
Der Hersteller muss in einer schriftlichen Erklärung bestätigen, daß die Kesselbauteile oder die
Kesselbaugruppe die anwendbaren Anforderungen der DGRL erfüllen.
Die benannte Stelle führt planmäßige und außerplanmäßige Besuche durch und überprüft das Qualitätssicherungssystem einschließlich der:
•
•
•
Qualitätssicherungsunterlagen
Qualitätssicherungsprotokolle für den Entwurf
Qualitätssicherungsprotokolle für die Herstellung
Der Hersteller oder seine Bevollmächtigten bringt die CE-Kennzeichnung und die Identifizierungs-Nummer der
Überwachung verantwortlichen benannten Stelle an.
Der Hersteller muss alle technischen — und Qualitätssicherungsunterlagen mindestens 10 Jahre aufbewahren.
19
EN 12953-1:2002 (D)
Anhang ZA
(informativ)
Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende
Sicherheitsanforderungen oder andere Vorgaben von DruckgeräteRichtlinien betreffen
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission
und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Sicherheitsanforderungen der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG im Hinblick auf Allgemeine Anforderungen für Großwasserraumkessel.
WARNHINWEIS: Für Produkte, die in den Anwendungsbereich dieser Norm fallen, können weitere Anforderungen
und weitere EU-Richtlinien anwendbar sein.
Die in Tabelle ZA-1 angegebenen Abschnitte dieser Norm sind geeignet, Anforderungen der Druckgeräte-Richtlinie
97/23/EG zu unterstützen.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Tabelle ZA-1 — Gegenüberstellung zwischen der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG und EN 12953-1 im
Hinblick auf Allgemeines für Großwasserraumkessel
EN 12953-1
harmonisierte
Abschnitte
Inhalt
Druckgeräte-Richtlinie
97/23/EG
Anhang I
1.1, 1.2, 1.3
Sicherstellung der Sicherheit im Betrieb
1.1
Die Übereinstimmung mit den Abschnitten dieser Norm ist eine Möglichkeit, die relevanten grundlegenden
Anforderungen der betreffenden Richtlinie und der zugehörigen EFTA-Vorschriften zu erfüllen.
20
EN 12953-1:2002 (D)
Literaturhinweise
[1]
Richtlinie 97/23/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 29. Mai 1997 zur Angleichung der
Rechtsvorschriften der Mitgliedsstaaten über Druckgeräte; ABl. BG Nr. L 181.
EN 12953-5, Großwasserraumkessel — Teil 5: Prüfung während der Fertigung, Dokumentation und Kennzeichnung.
EN ISO 9001, Qualitätsmanagementsysteme — Anforderungen (ISO 9001:2000).
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
EN ISO 14918, Thermisches Spritzen — Prüfung von thermischen Spritzen (ISO 14918:1988).
21
DEUTSCHE NORM
August 2002
Großwasserraumkessel
Teil 2: Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör
Deutsche Fassung EN 12953-2:2002
EN 12953-2
ICS 27.060.30; 27.100
Shell boilers — Part 2: Materials for pressure parts of boilers and accessoires;
German version EN 12953-2:2002
Chaudières à tubes de fumée — Partie 2: Matériaux des parties sous
pression des chaudières et des accessoires;
Version allemande EN 12953-2:2002
Die Europäische Norm EN 12953-2:2002 hat den Status einer Deutschen Norm.
Nationales Vorwort
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Deutsche Norm enthält die Deutsche Fassung der Europäischen Norm EN 12953-7:2002 „Großwasserraumkessel — Teil 2: Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör“.
Die Europäische Norm wurde vom CEN/TC GA 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut für Normung e. V. ist
der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss 269 „Dampfkessel“ des Normenausschusses Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Für den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des
Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die
Verweisung auf die jeweils neueste gültige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.
Für den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in
Bezug genommene Ausgabe der Norm.
Fortsetzung 10 Seiten EN
Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD) im DIN Deutsches Institut für Normung e. V.
© DIN Deutsches Institut für Normung e.V. . Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise,
nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet.
Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
Ref. Nr. DIN EN 12953-2:2002-08
Preisgr. 08
Vertr.-Nr. 2308
EN 12953-2
EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
Mai 2002
ICS 27.060.30; 27.100
Deutsche Fassung
Großwasserraumkessel
Teil 2: Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör
Shell boilers —
Part 2: Materials for pressure parts of boilers and
accessories
Chaudières à tubes de fumée —
Partie 2: Matériaux des parties sous pression des
chaudières et des accessoires
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 14. März 2002 angenommen.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen
dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen
dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage
erhältlich.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,
die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem ManagementZentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,
Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, der Tschechischen
Republik und dem Vereinigten Königreich.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
Management-Zentrum: rue de Stassart, 36
© 2002 CEN
B-1050 Brüssel
Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 12953-2:2002 D
EN 12953-2:2002 (D)
Inhalt
Seite
Vorwort........................................................................................................................................................................ 3
1
Anwendungsbereich..................................................................................................................................... 4
2
Normative Verweisungen ............................................................................................................................. 4
3
3.1
3.2
Allgemeine Anforderungen .......................................................................................................................... 5
Werkstoffauswahl ......................................................................................................................................... 5
Werkstoffspezifikation.................................................................................................................................. 5
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
Werkstoffe für druckbeanspruchte Teile .................................................................................................... 7
Flacherzeugnisse, Rohre und Schmiedestücke ........................................................................................ 7
Ventile und Anschlußstücke ........................................................................................................................ 7
Schweißzusätze............................................................................................................................................. 7
Abnahmeprüfungen ...................................................................................................................................... 7
Prüfbescheinigungen ................................................................................................................................... 8
Kennzeichnung.............................................................................................................................................. 8
5
Werkstoffe für nicht-druckbeanspruchte Teile .......................................................................................... 8
6
Rückverfolgbarkeit........................................................................................................................................ 8
Anhang ZA (informativ) Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende
Sicherheitsanforderungen oder andere Vorgaben der Druckgeräte-Richtlinien betreffen ................... 9
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Literaturhinweise...................................................................................................................................................... 10
2
EN 12953-2:2002 (D)
Vorwort
Dieses Dokument (EN 12953-2:2002) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 269 „Großwasserraum- und
Wasserrohrkessel“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird.
Dieser Europäischen Norm muss der Status einer nationalen Norm entweder durch Veröffentlichung eines
identischen Textes oder durch Anerkennung spätestens bis zum November 2002 gegeben und entgegenstehende
nationale Normen spätestens bis zum November 2002 zurückgezogen werden.
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission
und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Anforderungen der
Druckgeräte-Richtlinien (DGRL) [1].
Für den Zusammenhang mit der DGRL siehe informativen Anhang ZA, der Bestandteil dieser Norm ist.
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Die Europäische Norm EN 12953 „Großwasserraumkessel“ besteht aus den folgenden Teilen:
Teil 1:
Allgemeines
Teil 2:
Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör
Teil 3:
Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile
Teil 4:
Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile
Teil 5:
Prüfung während der Herstellung, Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile
Teil 6:
Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel
Teil 7:
Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel
Teil 8:
Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung
Teil 9:
Anforderungen an Regel- und Begrenzungseinrichtungen an Kessel und Zubehör
Teil 10: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität
Teil 11: Abnahmeversuche
Teil 12: Anforderungen an Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel
Teil 13: Betriebsanleitungen
CR 12953-14: Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation.
Obwohl alle Teile der Norm einzeln erwerben kann, sollte bedacht werden, dass die Teile voneinander abhängig
sind. Deshalb werden für Konstruktion und Herstellung der Grosswasserraumkessel mehrere Teile benötigt, um die
Anforderungen der Europäischen Norm zu erfüllen.
In Übereinstimmung mit der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind folgende Staaten gehalten, diese Europäische
Norm zu übernehmen: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien,
Luxemburg, Malta, Niederlande, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien. Tschechische Republik und
dem Vereinigten Königreich.
3
EN 12953-2:2002 (D)
1
Anwendungsbereich
Dieser Teil dieser Europäischen Norm gilt für die folgenden Werkstoffe für innen- und außendruckbeanspruchte Teile
von Großwasserraumkesseln und ihre integralen Anschlüsse:
Flache Produkte;
Rohre;
Schmiedestücke.
2
Normative Verweisungen
Diese Europäische Norm enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind
nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen dieser
Publikationen nur zu dieser Europäischen Norm, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung eingearbeitet sind. Bei
undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschließlich Änderungen).
EN 1561, Gießereiwesen — Gußeisen mit Lamellengraphit.
EN 1563, Gießereiwesen — Gußeisen mit Kugelgraphit.
EN 10028-1, Flacherzeugnisse aus Druckbehälterstählen — Teil 1: Allgemeine Anforderungen.
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EN 10028-2, Flacherzeugnisse aus Druckbehälterstählen — Teil 2: Unlegierte und legierte warmfeste Stähle.
EN 10028-3, Flacherzeugnisse aus Druckbehälterstählen — Teil 3: Schweißgeeignete Feinkornbaustähle, normalgeglüht.
EN 10204, Metallische Erzeugnisse — Arten von Prüfbescheinigungen.
EN 10216-1, Nahtlose Stahlrohre für Druckbeanspruchungen — Technische Lieferbedingungen — Teil 1: Rohre aus
unlegierten Stählen mit festgelegten Raumtemperatureigenschaften.
EN 10216-2, Nahtlose Stahlrohre für Druckbeanspruchungen — Technische Lieferbedingungen — Teil 2: Rohre aus
unlegierten Stählen mit festgelegten Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen.
EN 10217-1, Geschweißte Stahlrohre für Druckbeanspruchungen — Technische Lieferbedingungen — Teil 1: Rohre
aus unlegierten Stählen mit festgelegten Raumtemperatureigenschaften.
EN 10217-2, Geschweißte Stahlrohre für Druckbeanspruchungen — Technische Lieferbedingungen —
Teil 2: Elektrisch geschweißte Rohre aus unlegierten und legierten Stählen mit festgelegten Eigenschaften bei
erhöhten Temperaturen.
EN 10217-5, Geschweißte Stahlrohre für Druckbeanspruchungen — Technische Lieferbedingungen —
Teil 5: Unterpulvergeschweißte Rohre aus unlegierten und legierten Stählen mit festgelegten Eigenschaften bei
erhöhten Temperaturen.
EN 10222-1, Schmiedestücke aus Stahl für Druckbehälter — Teil 1: Allgemeine Anforderungen an Freiformschmiedestücke; Deutsche Fassung EN 10222-1:1998.
EN 10222-2, Schmiedestücke aus Stahl für Druckbehälter — Teil 2: Ferritische und martensistische Stähle mit
festgelegten Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen (enthält Berichtigung AC:2000); Deutsche Fassung
EN 10222-2:1999 + AC:2000.
EN 10234, Metallische Werkstoffe — Rohr — Aufweitversuch.
EN 10235, Metallische Werkstoffe — Rohr — Bördelversuch.
4
EN 12953-2:2002 (D)
EN 12074, Schweißzusätze — Qualitätsanforderungen für die Herstellung, die Lieferung und den Vertrieb von
Zusätzen für das Schweißen und verwandte Verfahren.
EN 12953-5:2002, Großwasserraumkessel — Teil 5: Prüfung während der Fertigung, Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile.
prEN 13479-1:1999, Prüfmethoden und Qualitätsanforderungen zur Bewertung der Konformität der Schweißzusätze — Teil 1: Grundprüfungen und Bewertung.
CR ISO 15608, Schweißen
(ISO/TR 15608:2000).
3
—
Richtlinien
für
eine
Gruppeneinteilung
von
metallischen
Werkstoffen
Allgemeine Anforderungen
3.1
Werkstoffauswahl
Der Hersteller des Großwasserraumkessels muss die Werkstoffe zur Herstellung des Kesseln so auswählen, dass die
Werkstoffe bei der Lieferung des Kessels mit den in der Bestellung festgelegten Anforderungen übereinstimmen und
den Anforderungen aller Teile dieser Europäischen Norm entsprechen.
3.2
Werkstoffspezifikation
3.2.1
Allgemeines
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Bei der Auswahl und Bestellung von Werkstoffen für druckbeanspruchte Teile müssen Spezifikationen folgender Art
zugrunde gelegt werden.
a)
Harmonisierte Europäische Normen (siehe 3.2.2);
b)
Europäische Werkstoffdatenblätter1) (siehe 3.2.3);
c)
Werkstoffeinzelgutachten (siehe 3.2.4).
1) Europäische Werkstoffdatenblätter (EMDS) werden auf der Grundlage von Europäischen Werkstoffzulassungen für Druckgeräte (EAM) erstellt.
5
EN 12953-2:2002 (D)
3.2.2
Harmonisierte Europäische Normen
Die Stähle müssen aus den in Tabelle 3.2-1 aufgelisteten Stahlsorten nach Europäischen Normen gewählt werden.
Tabelle 3.2-1 — Zugelassene Stahlsorten nach EN-Normen
Erzeugnisform
Flacherzeugnis
Norm
EN 10028-2
EN 10028-3
Rohr (nahtlos)
EN 10216-1b
Stahlgruppea
Stahlsorte
P235GH
1.1
P265GH
1.1
P295GH
1.2
P355GH
1.2
P275NH
1.1
P355NH
1.2
P195TR1 oder TR2
1.1
P235TR1 oder TR2
1.1
P265TR1 oder TR2
1.1
1.1
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
EN 10216-2
Rohr (geschweißt)
EN 10217-1b
EN 10217-2
EN 10217-5
Schmiedestücke
3.2.3
EN 10222-2
P195GH
1.1
P235GH
1.1
P265GH
1.1
P195TR1 oder TR2
1.1
P235TR1 oder TR2
1.1
P265TR1 oder TR2
1.1
P195GH
1.1
P235GH
1.1
P265GH
1.1
P235GH
1.1
P265GH
1.1
P245GH
1.1
P280GH
1.2
a
Gruppeneinteilung nach CR ISO 15608
b
Diese
Stahlsorte
kann
nur
für
Rauchrohre
Verankerungswirkung) verwendet werden.
(mit
und
ohne
Europäische Werkstoffdatenblätter
Europäische Werkstoffdatenblätter (EMDS) sind bei Werkstoffen anzuwenden, die in Europäischen-Werkstoffnormen
nicht enthalten sind.
3.2.4
Werkstoffeinzelgutachten
Werkstoffeinzelgutachten (PMA) sind in Sonderfällen anzuwenden, die nicht durch 3.2.2 und 3.2.3 abgedeckt sind
und nicht häufig wiederkehren. Ein Werkstoffeinzelgutachten muss erstellt und genehmigt werden.
6
EN 12953-2:2002 (D)
4
Werkstoffe für druckbeanspruchte Teile
4.1
Flacherzeugnisse, Rohre und Schmiedestücke
Der Werkstoff muss in Übereinstimmung mit der jeweiligen harmonisierte Europäischen Norm nach Tabelle 3.2-1,
einem Europäischen Werkstoffdatenblatt oder einem Werkstoffeinzelgutachten, soweit zutreffend, bestellt und
geliefert werden. Die zusätzlichen Anforderungen, die in dieser Norm festgelegt sind, müssen berücksichtigt werden.
Die zylindrischen Bauteile (äußere Schalen, Flammrohre) müssen aus Blechen oder aus nahtlosen oder geschweißten Rohren hergestellt werden. Aus Band geschnittene Bleche sind zulässig, sofern die Bleche dieser Norm
entsprechen. Die Schweißnaht geschweißter Rohre muss die gesamte Wanddicke erfassen, wie in EN 12953-5:2002,
5.5 beschrieben, und muss geprüft werden.
4.2
Ventile und Anschlußstücke
Die Werkstoffe für Ventile und Anschlussstücke müssen für die Auslegung und die Betriebsbedingungen geeignet
sein.
Werkstoffe nach Tabelle 4.2-1 müssen für Ventile bis einschließlich DN 200 zugelassen sein, wobei der Betriebsdruck
13 bar Überdruck die Temperatur 220 °C nicht übersteigen.
Tabelle 4.2-1 — Schmelzensorten
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Werkstoff
Norm
Sorte
Grauguß (lamellar)
EN 1561
EN-GJL-200 und 250
Kugelgraphit
EN 1563
EN-GJS-350 und 400
Die Verwendung von Graugußteilen jedoch darf bei Hauptabsperrventilen in Dampfkesseln sowie in anderen
Fällen, in denen Stoßbelastungen auftreten können, nicht erlaubt sein.
ANMERKUNG
festgelegt.
4.3
Die ergänzende Prüfmethode und Bewertung von Schweißzusätzen werden im CEN/TC 121 WI 00121250 [2]
Schweißzusätze
Die Schweißzusätze (Elektroden, Elektrodendrähte, Stabelektroden, Flußmittel oder Pulver) müssen so ausgewählt
werden, dass die mechanischen Eigenschaften und der Korrosionswiderstand des Schweißgutes den entsprechenden Eigenschaften der Grundwerkstoffe gleichkommen.
Die Schweißzusätze müssen in Übereinstimmung mit EN 12074 und prEN 13479-1.
4.4
4.4.1
Abnahmeprüfungen
Allgemeines
Die Abnahmeprüfungen müssen in Übereinstimmung mit den allgemeinen Regeln durchgeführt werden, die in der
betreffenden Europäischen Norm für das Material festgelegt sind.
4.4.2
Bleche
Die Anzahl, Entnahme und Vorbereitung der Probenabschnitte und Proben muss den Festlegungen in EN 10028-1
entsprechen.
7
EN 12953-2:2002 (D)
4.4.3
Rohre
Die Anzahl, Entnahme und Vorbereitung der Probenabschnitte und Proben muss den Werkstofffestlegungen in
Tabelle 3.2-1 entsprechen.
Wenn die Rohre ausgeweitet oder ausgehalst werden sollen, sind zusätzlich der Ringaufweitversuch nach EN 10234
oder der Bördelversuch nach EN 10235 durchzuführen.
ANMERKUNG
4.4.4
Kerbschlagbiegeversuche an Feuerrohren werden nicht gefordert.
Schmiedestücke
Die Anzahl, Entnahme und Vorbereitung der Probenabschnitte und Proben muss den Festlegungen in EN 10222-1
entsprechen.
4.5
Prüfbescheinigungen
Die Übereinstimmung mit den Lieferbedingungen muss bescheinigt werden. Die Prüfbescheinigung muss ein
Abnahmeprüfzeugnis 3.1.B nach EN 10204 sein.
4.6
Kennzeichnung
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Aus Gründen der Rückverfolgbarkeit muss jedes einzelne Erzeugnis unverwechselbar gekennzeichnet werden. Bei
Lieferung in Bündeln oder in Behältern genügt ein am Bündel oder Behälter sicher angebrachte Anhängeschild.
Die Kennzeichnung muss mindestens folgende Angaben umfassen:
Name oder Zeichen des Herstellers;
Werkstoffsorte oder Werkstoffnummer;
Schmelzennummer;
Stempel des Werks-Sachverständigen;
Proben- und Losnummer oder irgendeine andere Nummer zur Identifizierung der Probe und Zuordnung
derselben zum entsprechenden Abnahmeprüfzeugnis;
Wärmebehandlungszustand, falls erforderlich.
Die Kennzeichnung muss entsprechend den zutreffenden Europäischen Werkstoffnormen, Europäischen
Werkstoffdatenblättern oder Werkstoffeinzelgutachten durchgeführt werden.
5
Werkstoffe für nicht-druckbeanspruchte Teile
Werkstoffe für nicht-druckbeanspruchte Teile, die an druckbeanspruchte Teile des Großwasserraumkessels
angeschweißt werden, müssen dem Werkstoff des druckbeanspruchten Teils, entsprechend einer benannten
Spezifikation, angepasst sein und dürfen höchstens 0,24 % C in der Schmelzenanalyse enthalten.
6
Rückverfolgbarkeit
Hersteller und Händler von Werkstoffen für druckbeanspruchte Teile und Schweißzusätzen müssen ein auditiertes
System betreiben, das vollständige Rückverfolgbarkeit sicherstellt. Das System muss auf Verlangen nachgewiesen
werden können.
8
EN 12953-2:2002 (D)
Anhang ZA
(informativ)
Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende
Sicherheitsanforderungen oder andere Vorgaben der DruckgeräteRichtlinien betreffen
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission
und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Sicherheitsanforderungen der Druckgeräte-Richtlinien 97/23/EG im Hinblick auf Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und
Zubehör.
WARNHINWEIS: Für Produkte, die in den Anwendungsbereich dieser Europäischen Norm fallen, können weitere
Anforderungen und weitere EU-Richtlinien anwendbar sein.
Die in Tabelle ZA-1 angegebenen Abschnitte dieser Europäischen Norm sind geeignet, grundlegende Sicherheitsanforderungen der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG zu unterstützen.
Tabelle ZA-1 — Gegenüberstellung zwischen der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG und EN 12952-2
im Hinblick auf Werkstoffe für Großwasserraumkessel
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EN 12953-2
harmonisierte
Abschnitte
Inhalt
DruckgeräteRichtlinie
97/23/EG
Anhang I
4.4, 4.5, 6
Rückverfolgbarkeit
3.1, 5
3.2.2, 4.2
Werkstoffe für Druckbeanspruchungen
4.1
3.2.3
Technische Dokumentation, Europäische Werkstoffblätter
4.2b
3.2.4
Technische Dokumentation
4.2b
Die Übereinstimmung mit den Abschnitten dieser Norm ist eine Möglichkeit, die relevanten grundlegenden
Anforderungen der betreffenden Richtlinie und der zugehörigen EFTA-Vorschriften zu erfüllen.
9
EN 12953-2:2002 (D)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Literaturhinweise
[1]
Richtlinie 97/23/EG des europäischen Parlaments und des Rates vom 29. Mai 1997 zur Angleichung der
Rechtsvorschriften der Mitgliedsstaaten über Druckgeräte; ABI. EG, L181.
[2]
CEN/TC 121 WI00121250, Schweißzusätze — Prüfmethoden und Qualitätsanforderungen zur Bewertung
der Konformität der Schweißzusätze — Teil 2: Ergänzungsprüfungen und Bewertung.
10
DEUTSCHE NORM
August 2002
Großwasserraumkessel
Teil 3: Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile
Deutsche Fassung EN 12953-3:2002
EN 12953-3
ICS 27.060.30; 27.100
Shell boilers —
Part 3: Design and calculation for pressure parts;
German version EN 12953-3:2002
Chaudières à tubes de fumée —
Partie 3: Conception et calcul des parties sous pression de la chaudière;
Version allemande EN 12953-3:2002
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Diese Deutsche Norm enthält die Deutsche Fassung der Europäischen Norm EN 12953-3:2002 „Großwasserraumkessel — Teil 3: Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile“.
Die Europäische Norm wurde vom CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut für Normung e. V. ist
der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss GA 269 „Dampfkessel“ des Normenausschusses
Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Für den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des
Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die
Verweisung auf die jeweils neueste gültige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.
Für den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in
Bezug genommene Ausgabe der Norm.
Fortsetzung 91 Seiten EN
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Ref. Nr. DIN EN 12953-3:2002-08
Preisgr. 25
Vertr.-Nr. 2325
EN 12953-3
EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
Mai 2002
ICS 27.060.30; 27.100
Deutsche Fassung
Großwasserraumkessel
Teil 3: Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile
Shell boilers —
Part 3: Design and calculation for pressure parts
Chaudières à tubes de fumée —
Partie 3: Conception et calcul des parties sous pression
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 15. Mai 2002 angenommen.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen
dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen
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Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,
die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem ManagementZentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,
Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, der Tschechischen
Republik und dem Vereinigten Königreich.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
Management-Zentrum: rue de Stassart, 36
© 2002 CEN
B-1050 Brüssel
Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 12953-3:2002 D
EN 12953-3:2002 (D)
Inhalt
Seite
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Vorwort........................................................................................................................................................................ 4
1
Anwendungsbereich..................................................................................................................................... 5
2
Normative Verweisungen ............................................................................................................................. 5
3
Begriffe........................................................................................................................................................... 5
4
Symbole und Abkürzungen.......................................................................................................................... 5
5
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
Allgemeines ................................................................................................................................................... 5
Dampfkessel .................................................................................................................................................. 5
Heißwassererzeuger ..................................................................................................................................... 6
Auslegung der Hauptschweißnähte ............................................................................................................ 6
Thermische Auslegung der Flammrohre.................................................................................................... 6
Abmessungen von drucktragenden Teilen ................................................................................................ 7
Festlegung von Drücken .............................................................................................................................. 8
Zuschläge....................................................................................................................................................... 8
6
6.1
6.2
Berechnungstemperatur und zulässige Spannung................................................................................... 9
Berechnungstemperatur .............................................................................................................................. 9
Zulässige Spannung ................................................................................................................................... 10
7
7.1
7.2
7.3
7.4
Zylindrische Schalen unter Innendruck.................................................................................................... 10
Wanddicke ................................................................................................................................................... 10
Grundlegende Berechnung........................................................................................................................ 11
Kesselunterstützungen .............................................................................................................................. 11
Verstärkungsscheiben................................................................................................................................ 11
8
8.1
8.2
Ausschnitte und Abzweigungen in zylindrischen Mänteln .................................................................... 11
Allgemeines ................................................................................................................................................. 11
Verschwächungsbeiwert, näherungsweise Berechnung und maximaler Durchmesser eines
unverstärkten Ausschnittes....................................................................................................................... 17
Auslegung von Ausschnitten und Abzweigen in Zylinderschalen (Verschwächungsbeiwert
und Ausschnittsverstärkung) .................................................................................................................... 19
8.3
9
9.1
9.2
9.3
Böden ........................................................................................................................................................... 26
Unverankerte gewölbte Böden ohne Ausschnitte ................................................................................... 26
Unverankerte ebene abnehmbare Verschlüsse ....................................................................................... 28
Flanschverbindungen................................................................................................................................. 31
10
10.1
10.2
Unterstützte ebene Böden, Verankerungen und Versteifungen ............................................................ 31
Der lichte Abstand (Ausdehnungsräume) ................................................................................................ 31
Verankerte ebene Wandungen................................................................................................................... 33
11
11.1
11.2
11.3
Berechnung von Einzelausschnitten in ebenen Böden von Großwasserraumkesseln ...................... 52
Unverstärkte Einzelausschnitte................................................................................................................. 52
Ausschnitte mit Abzweigen ....................................................................................................................... 52
Mann-, Kopf- und Handlöcher.................................................................................................................... 54
12
12.1
12.2
12.3
12.4
12.5
12.6
12.7
Rohre ohne Ausschnitte und Rohrplatten................................................................................................ 54
Wanddicke gerader Rohre unter äußerem Überdruck ............................................................................ 54
Wanddicke von geraden Rohren unter innerem Überdruck................................................................... 55
Wanddicke und Unrundheit von Krümmern und Rohrbögen................................................................. 55
Ankerrohre ................................................................................................................................................... 57
Rauchrohre .................................................................................................................................................. 58
Rohrteilung .................................................................................................................................................. 59
Wanddicke von Rohrplatten innerhalb von Rohrbündeln ...................................................................... 59
13
Flammrohre, Flammrohrkomponenten und zylindrische Wendekammern unter äußerem
Überdruck .................................................................................................................................................... 59
Flammrohre.................................................................................................................................................. 59
Berechnungslänge von zusammengesetzten Flammrohren.................................................................. 61
Flammrohrtoleranzen ................................................................................................................................. 61
Versteifungen .............................................................................................................................................. 62
13.1
13.2
13.3
13.4
2
EN 12953-3:2002 (D)
Seite
14
14.1
14.2
14.3
14.4
14.5
14.6
14.7
Befahr- und Besichtigungsöffnungen .......................................................................................................65
Allgemeine Anforderungen.........................................................................................................................65
Arten und Mindestabmessungen von Befahr- und Besichtigungsöffnungen.......................................65
Mindestauflagebreite einer Dichtung und Spielraum für die Führung von Befahr- und
Besichtigungsöffnungen.............................................................................................................................69
Befahr- und Besichtigungsöffnungen in ebenen Platten ........................................................................69
Anforderungen für Prüfung ........................................................................................................................69
Anforderungen an die Befahrbarkeit bei Kesseln mit einem Außendurchmesser größer als
1 400 mm.......................................................................................................................................................70
Zugänglichkeit und Anordnung von Befahr- und Besichtigungsöffnungen .........................................70
Anhang A (normativ) Berechnung der Rohrbodentemperatur .............................................................................71
Anhang B (informativ) Berechnungs-Formblatt für Kurvenabschnitte oder Wellen für „Walker“-Typ ............88
Anhang ZA (informativ) Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende
Sicherheitsanforderungen oder andere Vorgaben von Druckgeräte-Richtlinie betreffen ...................90
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Literaturhinweise ......................................................................................................................................................91
3
EN 12953-3:2002 (D)
Vorwort
Dieses Dokument (EN 12953-3:2002) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 269 „Großwasserraum- und
Wasserrohrkessel“, dessen Sekretariat vom DIN geführt wird, erarbeitet.
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission
und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Anforderungen der
EU-Richtlinie(n).
Für den Zusammenhang mit EU-Richtlinie(n) siehe informativen Anhang ZA, der Bestandteil dieser Europäischen
Norm ist.
Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung eines
identischen Textes oder durch Anerkennung bis November 2002, und etwaige entgegenstehende nationale Normen müssen bis November 2002 zurückgezogen werden.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die Europäische Norm EN 12953 „Großwasserraumkessel“ besteht aus den folgenden Teilen:
Teil 1: Allgemeines
Teil 2: Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör
Teil 3: Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile
Teil 4: Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile
Teil 5: Prüfung während der Herstellung, Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile
Teil 6: Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel
Teil 7: Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel
Teil 8: Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung
Teil 9: Anforderungen an Begrenzungseinrichtungen an Kesseln und Zubehör
Teil 10: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität
Teil 11: Abnahmeversuche
Teil 12: Anforderungen an Rostfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel
Teil 13: Betriebsanleitungen
CR 12953-14: Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation
Obwohl alle Teile der Norm einzeln erworben werden können, sollte bedacht werden, dass die Teile voneinander
abhängig sind. Deshalb werden für Konstruktion und Herstellung der Großwasserraumkessel mehrere Teile benötigt, um die Anforderungen der Norm zu erfüllen.
Die Anhänge A und B dieser Europäischen Norm sind informativ.
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Länder
gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden,
Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik und das Vereinigte Königreich.
4
EN 12953-3:2002 (D)
1
Anwendungsbereich
Dieser Teil der Europäischen Norm legt Anforderungen für die Konstruktion und Berechnung von drucktragenden
Teilen für die in EN 12953-1 definierten Großwasserraumkessel fest.
2
Normative Verweisungen
Diese Europäische Norm enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind
nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen dieser
Publikationen nur zu dieser Europäischen Norm, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung eingearbeitet sind.
Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschließlich
Änderungen).
EN 12953-1:2002, Großwasserraumkessel ─ Teil 1: Allgemeines.
EN 12953-2, Großwasserraumkessel ─ Teil 2: Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör.
EN 12953-4, Großwasserraumkessel ─ Teil 4: Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile.
EN 12953-5:2002, Großwasserraumkessel ─ Teil 5: Prüfung während der Herstellung; Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
EN 12953-8, Großwasserraumkessel
schreitung.
─ Teil 8: Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküber-
prEN 12953-10, Großwasserraumkessel ─ Teil 10: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität.
EN 13445-3, Unbefeuerte Druckbehälter ─ Teil 3: Berechnung und Konstruktion.
3
Begriffe
Für die Anwendung dieser Europäischen Norm gelten die Begriffe in EN 12953-1.
4
Symbole und Abkürzungen
Im Sinne dieser Norm gelten die angegebenen Symbole wie in EN 12953-1:2002, Tabelle 4-1 angegeben. In der
Norm sind, wo erforderlich, zusätzliche Terminologie und Symbole aufgenommen worden, um die Anforderungen
des spezifischen betroffenen Textes zu erfüllen. Es sollte ebenfalls angemerkt werden, dass in einigen Abschnitten
das gleiche Symbol in verschieden Gleichungen für verschiedene Begriffe verwendet wird. Jedoch wird bei all diesen Fällen die besondere Bedeutung jedes Symbols für jede Gleichung angegeben.
5
5.1
Allgemeines
Dampfkessel
Die Anforderungen in dieser Norm gelten für Dampfkessel, die vollständig nach den in der Norm vorgeschriebenen
Bedingungen hergestellt und unter normalen Betriebsbedingungen, mit Speise- und Kesselwasser nach
prEN 12953-10, unter angemessener Überwachung betrieben werden. Wird ein Risiko für anormale Betriebsbedingungen gesehen, wie z. B. strenger zyklischer Betrieb muss dies bei der Auslegung besonders berücksichtigt
werden.
5
EN 12953-3:2002 (D)
5.2
Heißwassererzeuger
Bei direkt beheizten Heißwassererzeugern sollte die Differenz zwischen der Wasservorlauftemperatur (am Austritt)
und der Wasserrücklauftemperatur (am Eintritt) 50 K nicht überschreiten. Beträgt die Differenz zwischen beiden
Temperaturen mehr als 50 K, sind entweder innere oder äußere Mischeinrichtungen zu verwenden, um das
Temperaturgefälle im Kessel auf 50 K zu begrenzen.
Die Differenz zwischen der dem maximalen Betriebsdruck entsprechenden Sättigungstemperatur und der Eintrittstemperatur darf 80 K nicht überschreiten. Bei Temperaturunterschieden über 80 K sind die Abstände nach 10.1 um
50 % zu erhöhen. Zusätzlich ist die maximale Wärmeleistung nach Bild 5.4-1 um 20 % zu reduzieren.
Das Rücklaufwasser darf beim Eintritt in den Kessel nicht direkt auf das Flammrohr einwirken.
5.3
Auslegung der Hauptschweißnähte
Die Arten der beim Bau des Kessels verwendeten Schweißnähte müssen mit EN 12953-4 übereinstimmen.
Schweißnähte, die einer zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) nach den Anforderungen nach EN 12953-5 unterzogen
werden, müssen so ausgeführt sein, dass die erforderlichen Prüfungen durchgeführt werden können.
Der Wert des Schweißnahtfaktors v, der bei der Berechnung der Mantelwanddicke verwendet wird, muss entweder
0,85 oder 1,0 betragen je nach Umfang der durchzuführenden ZfP (siehe 7.2 und EN 12953-5).
5.4
Thermische Auslegung der Flammrohre
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Zur Gewährleistung sicherer Brenner-/Dampfkesselkombinationen darf die Feuerungswärmeleistung für einen gegebenen Flammrohrdurchmesser den in Bild 5.4-1 angegebenen Wert nicht überschreiten. Brenner mit konstanter
Feuerungsleistung (Einstufenbrenner) dürfen nicht bei einer Wärmeleistung über 1 MW pro Flammrohr verwendet
werden. Die Verbrennung muss im Flammrohr abgeschlossen sein.
ANMERKUNG
BEISPIEL 1
Beispiele 1 und 2 zeigen die Anwendung von Bild 5.4-1.
Geforderter Flammrohrinnendurchmesser für eine festgelegte Wärmeleistung
Öldurchfluss: 0,1 kg/s
Nettobrennwert: 42,9 MJ/kg
Luftdurchfluss (mit Luftüberschuss von 15 %): 1,76 kg/s
Lufttemperatur (mit Luftvorwärmer): 120 °C
Wärmeleistung: 4 290 + 214 = 4 504 kW
Flammrohrstahl: P295 GH
a)
b)
Mindestinnendurchmesser der glatten Flammrohre: 810 mm
Fox 150 × 50 (Tabelle 13.1-1) Wellflammrohrinnendurchmesser: 760 mm.
BEISPIEL 2
a)
glatter Flammrohrinnendurchmesser: 1 500 mm
•
•
•
•
b)
Mögliche Wärmeleistung für einen festgelegten Flammrohrinnendurchmesser
P295 GH, Ölfeuerung:
P295 GH, Gasfeuerung:
P265 GH, Ölfeuerung:
P265 GH, Gasfeuerung:
12,90 MW
16,77 MW
8,00 MW
10,40 MW
Fox 150 × 50 (Tabelle 13.1-1) Wellflammrohrinnendurchmesser 1 000 mm
•
P265 GH, Gasfeuerung:
7,02 MW
Die Länge der feuerfesten Auskleidung sollte, gemessen vom Brennerende, nicht mehr als ein Drittel des Flammrohrinnendurchmessers betragen.
ANMERKUNG
Es wird auf nationale Vorschriften aufmerksam gemacht, dass für Kesseln mit einem Flammrohrinnendurchmesser größer als 1 400 mm oder einer Wärmeleistung größer als 12 MW ein Temperaturmesssystem mit mindestens drei
Messpunkten im Flammrohr erforderlich sein kann.
6
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EN 12953-3:2002 (D)
Legende
1 Kohlefeuerung (Rost) P 295 GH
2 Ölfeuerung P 265 GH
3 Ölfeuerung of P 295 GH, P 355 GH
a
b
Mindestdurchmesser für Flammrohre in mm
Wärmeleistung in MW
ANMERKUNG 1
werden.
Bei gewellten Flammrohren kann der Mindestdurchmesser für Flammrohre di um die Welltiefe reduziert
ANMERKUNG 2
Bei Gasfeuerung kann die für Ölfeuerungen angegebene Wärmeleistung um 30 % vergrößert werden.
ANMERKUNG 3
Die Wärmeleistung ist das Produkt aus Brennstoffdurchflussmenge und dem unteren Brennwert. Eine Luftvorwärmung muss berücksichtigt werden, falls die Lufttemperatur größer als 100 °C ist.
Bild 5.4.1 — Beziehung zwischen Wärmeleistung und Flammrohrinnendurchmesser
5.5
Abmessungen von drucktragenden Teilen
Die Wanddicke und andere Abmessungen von drucktragenden Teilen, die ausreichen müssen, um dem Berechnungsdruck bei Berechnungstemperatur standzuhalten, sind nach diesem Teil festzulegen.
7
EN 12953-3:2002 (D)
5.6
Festlegung von Drücken
5.6.1
Zulässiger Betriebsdruck
Der zulässige Betriebsdruck PS, ist der maximale Druck, für den der Kessel ausgelegt ist, und der am höchsten
Punkt des Kessels gemessen wird.
5.6.2
Zulässiger Betriebsdruck
Der Berechnungsdruck darf nicht kleiner sein als die Summe von zulässigem Betriebsdruck und hydrostatischem
Druck. Beträgt der hydrostatische Druck weniger als 3 % des maximal zulässigen Betriebsdruckes braucht dessen
Wirkung nicht berücksichtigt werden.
5.6.3
Ansprechdruck
Der Ansprechdruck des/der Sicherheitsventils(e) darf den zulässigen Betriebsdruck nicht überschreiten (siehe auch
EN 12953-8).
5.6.4
Hydrostatischer Prüfdruck
Der standardmäßige hydrostatische Prüfdruck soll nicht kleiner als der größere aus den folgenden Gleichungen erhaltene sein:
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pt = 1,25 pd
Rp0,2 20
Rp0,2 tc
(5.6-1)
oder
pt = 1,43 pd
(5.6-2)
dabei ist
Rp0,2 20 der Mindestwert der Zugfestigkeit bei 20 °C
Der Wert für Rp0,2 tc soll für die Kesselwand oder den Kesselboden bei deren Berechungstemperatur genommen
werden.
Im Fall von Kesseln mit eingewalzten Rohren darf der Wert für pt = 1,43 pd genommen werden.
5.7
Zuschläge
5.7.1
Zuschläge für Herstellungstoleranzen
Der Zuschlag c1 muss eine negqtive Toleranz und eine Wanddickenverringerung durch den Umformvorgang ausgleichen.
5.7.2
Korrosionszuschlag
Für die Auslegung schließt der Korrosionszuschlag c2 auch eine Erosion und Abrasion ein, falls diese auftreten
können.
Für Bauteile mit einer Wanddicke:
> 30 mm und für alle flachen Bauteile darf ein Korrosionszuschlag von 0 mm eingesetzt werden.
≤ 30 mm ist mindestens ein Korrosionszuschlag von 0,75 mm einzusetzen.
Im Fall starker Korrosionsbedingungen ist ein entsprechend erhöhter Betrag c2 zu wählen.
8
EN 12953-3:2002 (D)
6
6.1
Berechnungstemperatur und zulässige Spannung
Berechnungstemperatur
Die Berechnungstemperatur tc ist die mittlere Metalltemperatur. Sie ist zu bestimmen wie in den Aufzählungen a)
bis e) beschrieben.
a)
Für Kesselmäntel, Trommeln und andere Komponenten, die nicht zum Zweck der Wärmeübertragung
konstruiert wurden, darf die Berechnungstemperatur nicht kleiner sein als die Sättigungstemperatur entsprechend dem zulässigen Betriebsdruck bzw. der maximal zulässigen Betriebstemperatur.
b)
Für Rauchrohre ist als Berechnungstemperatur der größere Wert aus den folgenden Gleichungen bestimmend:
tc = ts + 2et
(6.1-1)
oder
tc = ts + 25
(6.1-2)
c) Als Berechnungstemperatur für ebene Platten, die Wärme übertragen, jedoch nicht von der Flamme berührt
sind oder für Rohrfelder, bei denen die Gaseintrittstemperatur nicht größer als 800 °C ist, ist der größere der
beiden folgenden Werte einzusetzen:
tc = ts + 2eh
(6.1-3)
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oder
tc = ts + 50
(6.1-4)
Die Berechnungstemperatur für unbeheizte Wände im Rauchgasweg mit einer Rauchgastemperatur
tG < 400 °C beträgt:
tc = ts + 20
(6.1-5)
d) Für Rohrplatten, die einer Gaseintrittstemperatur von mehr als 800 °C ausgesetzt sind, in Kesseln, die mit
fossilen Brennstoffen, einschließlich Erdgas befeuert sind, ist die Berechnungstemperatur im Einklang mit
Anhang A zu bestimmen, wobei die wirkliche Gaseintrittstemperatur tG mit der folgender Gleichung zu bestimmen ist:
æHö
tG = 51 ç ÷
è Aø
0,25
(6.1-6)
Bei Brennstoffen, bei denen die wirkliche Gaseintrittstemperatur höher ist als diejenige, die mit Erdgas erreicht
würde, und für Abhitzekessel ist die Berechnungstemperatur entsprechend Anhang A zu bestimmen.
Die maximale Metalltemperatur — entsprechend Anhang A bestimmt — darf nicht über 420 °C liegen.
Die Bedingung für die Berechnung entsprechend Anhang A ist ein guter Kontakt zwischen Rauchrohren und
Rohrplatte. Wenn dies nicht sichergestellt werden kann, kann das Verfahren zur Verbindung wie in Bild 12.4-1f
benutzt werden mit den folgenden Grenzen:
1)
Die Tiefe der Schweißverbindung zwischen Rauchrohren und Rohrplatte soll größer oder gleich der
Wanddicke der Rauchrohre plus 2 mm sein.
2)
Die Länge des Spaltes, gemessen von der Schweißwurzel, muss kleiner oder gleich viermal Wanddicke
des Rauchrohres sein. Wenn diese Abmessung überschritten wird, ist eine Kühlrille anzubringen.
Wenn die obigen Bedingungen erfüllt sind, ist die Berechnungstemperatur entsprechend Gleichung (6.1-4) zu
bestimmen.
9
EN 12953-3:2002 (D)
Bei Niederdruckkesseln ist die Berechnungstemperatur für ebene Wände, die einer Rauchgastemperatur
größer als 800 °C ausgesetzt sind, nach Gleichung (6.1-4) zu bestimmen.
e) Die Berechnungstemperatur für Flammrohre ist entsprechend folgenden Gleichungen zu bestimmen:
1)
Im Falle von Flammrohren, die einer Flamme ausgesetzt sind mit einer Wärmeleistung ≤ 12 MW:
tc = ts + 4e + 15
(6.1-7)
mit einem Minimum von 250 °C bzw. 200 °C für Niederdruckkessel.
2)
Im Falle von Flammrohren, die einer Flamme ausgesetzt sind mit einer Wärmeleistung > 12 MW:
bei Ölfeuerung
tc = ts + 3,5e + 80
(6.1-8)
bei Gasfeuerung
tc = ts + 3e + 65
(6.1-9)
mit einem Minimum von 250 °C bzw. 200 °C für Niederdruckkessel.
2
ANMERKUNG Gleichungen (6.1-8) und (6.1-9) basieren auf einer maximalen Wärmestromdichte von 0,3 W/mm bei Öl2
feuerung und 0,24 W/mm bei Gasfeuerung. Dabei wurde ein Belag von 0,25 mm Dicke mit einer Wärmeleitfähigkeit von
1,2 W/m K in Rechnung gestellt.
Wenn nachgewiesen werden kann, dass die Wärmestromdichte kleiner ist, z. B. bei NOx-armer-Feuerung, können die Berechnungen entsprechend angepasst werden. Der Wert von tc darf jedoch nicht kleiner sein als nach Gleichung (6.1-7).
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3)
6.2
Im Falle von Flammrohren ohne Flamme ist als Berechnungstemperatur tc der größere der beiden folgenden Werte zu benutzen:
tc = ts + 25
(6.1-10)
tc = ts + 2e
(6.1-11)
Zulässige Spannung
Sofern keine anderen Festlegungen in dieser Norm getroffen werden, ist die zulässige Spannung f der kleinere der
beiden folgenden Werte:
ì Rp0,2 tc Rm ü
f = min í
;
ý
2,4 þ
î 1,5
(6.1-12)
ANMERKUNG
Der Begriff "zulässige Spannung", bezeichnet mit dem Symbol f, ist diejenige Spannung, die in den
Gleichungen für die Auslegung der Druckteile zu benutzen ist. Mit den detaillierten Auslegungsregeln in diesem Teil der Norm
werden die tatsächlich vorhandenen maximalen Spannungen innerhalb annehmbarer Grenzen für die jeweils betrachtete Beanspruchung abgedeckt.
7
Zylindrische Schalen unter Innendruck
7.1
Wanddicke
7.1.1
Anforderungen
Die Wanddicke zylindrischer Bauteile nach Abzug aller Zuschläge
ers = es-c1-c2
(7.1-1)
muss mindestens das Maximum der folgenden Werte betragen:
a)
Mindestens 6 mm bei Zylinderschalen mit Außendurchmesser größer oder gleich 1 000 mm außer bei Niederdruckkesseln, mindestens 4 mm bei Zylinderschalen mit Außendurchmesser kleiner als 1 000 mm und für
Niederdruckkessel.
b)
Die Anforderungen von 7.2;
c)
Die Anforderungen von 7.2 durch Anwendung von 8.2. oder 8.3.3 und 8.3.4.
10
EN 12953-3:2002 (D)
7.1.2
Erforderliche Wanddicke einschließlich der Zuschläge
Die erforderliche Wanddicke einschließlich der Zuschläge ist zu berechnen mittels:
esa = ecs + c1 + c2
7.2
(7.1-2)
Grundlegende Berechnung
Die erforderliche Wanddicke ohne Zuschläge ecs einer zylindrischen Schale ist zu berechnen mittels einer der
beiden folgenden Gleichungen:
ecs =
pc dis
(2 fs − p c ) v
(7.2-1)
wenn dis gegeben ist oder
ecs =
pc d os
(2 fs − pc ) v + 2 pc
(7.2-2)
wenn dos gegeben ist.
Die Vergleichspannung im Grundkörper kann durch Umformung der Gleichung (7.2-1) oder (7.2-2) berechnet
werden.
7.3
Kesselunterstützungen
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Die Erfahrung hat gezeigt, dass es nicht notwendig ist, Festigkeitsberechnungen für Kesselunterstützungen auszuführen, da Ermüdung normalerweise in diesem Bereich nicht auftritt.
7.4
Verstärkungsscheiben
Verstärkungsscheiben können für die Verstärkung von Ausschnitten und Abzweigen sowie für die Verteilung von
Lasten an Unterstützungen und Befestigungsteilen verwendet werden. Diese Verstärkungsscheiben sind analog den
Anforderungen nach 8.1.5.1 zu konstruieren.
8
Ausschnitte und Abzweigungen in zylindrischen Mänteln
ANMERKUNG
Dieser Abschnitt beschreibt die Auslegungsregeln für Ausschnitte und Abzweige in zylindrischen Mänteln. Alle
Abmessungen gelten ohne Zuschläge für c1 und c2.
8.1
Allgemeines
8.1.1
Anforderungen für die Verschwächung des Grundkörpers durch Ausschnitte und Abzweigungen
8.1.1.1 Bei zylindrischen Mänteln mit Ausschnitten kann die Verschwächung des Grundkörpers wie folgt
ausgeglichen werden:
a)
durch Vergrößerung der Wanddicke des Grundkörpers verglichen mit der eines zylindrischen Mantels ohne
Ausschnitte. Diese Wanddicke muss mindestens bis zu einer Länge lrs gemessen vom Rand des Ausschnittes,
vorhanden sein; siehe (Bild 8.1-1; und für lrs siehe 8.1.2). Bei Abzweigen muss die zylindrische Länge des
Grundkörpers bis zu jeder benachbarten Stumpfnaht lso ≤ ers sein, (siehe Bilder 8.1-2 und 8.1-3).
b)
durch Abzweige, gemessen auf einer Länge lb1 von der äußeren Oberfläche der Grundkörperwand, welche eine größere Wanddicke als diejenige haben, die für den reinen Innendruck notwendig wäre, mit oder ohne
gleichzeitiger Anhebung der Wanddicke des Grundkörpers; (siehe Bilder 8.1-2 und -3). Die Schweißverbindung zwischen dem Grundkörper und dem Abzweig muss volltragend sein, wobei im Falle von Abzweigen
entsprechend Bild 8.1-3 ein Restspalt ≤ 1,5 mm erlaubt ist. Ein Wanddickenverhältnis von erb/ers bis und inklusive 2 ist erlaubt für dib > 50 mm. Dies gilt auch für Abzweige mit dib > 50 mm, wenn das Durchmesserverhältnis dib/dis ≤ 0,2 ist. Für Abzweige mit dib > 50 mm und einem Durchmesserverhältnis dib/dis > 0,2, darf das Verhältnis erb/ers den Wert 1 nicht überschreiten. Diese Bedingungen gelten nicht für Befahr- und Besichtigungsöffnungen.
11
EN 12953-3:2002 (D)
Bei eingewalzten oder eingesetzten und dichtgeschweißten Abzweigen wie in Bild 8.1-1 oder bei Abzweigen,
die mit einer Kehlnaht mit dem Grundkörper verbunden sind mit einem Restspalt > 1,5 mm können die Abzweige nicht als verstärkend betrachtet werden.
Die zylindrische Länge von Abzweigen bis zur Stumpfnaht zwischen Rohr und Abzweig muss lbo ≥ erb (siehe
Bilder 8.1-2 und 8.1-3).
Abzweige mit dib/dis ≥ 0,7 sind nach 8.3.3.4 zu behandeln.
Im allgemeinen ist besonderer Wert auf sanfte Wanddickenübergänge zu legen. Wanddickenübergänge
müssen mit einem Winkel ≤ 30° ausgeführt werden (siehe Bild 8.1-2). Die Verstärkung von Ausschnitten durch
innen aufgeschweißte Platten oder Scheiben ist nicht erlaubt.
c) Verstärkung durch Verstärkungsscheiben zur Vergrößerung der Wanddicke wie in a) von 8.1.1.1 festgelegt;
(siehe Bilder 8.1-4 und 8.1-5).
8.1.1.2 Im Falle von elliptischen Ausschnitten für Zugang und Inspektion darf das Verhältnis von großer zu kleiner
Achse den Wert von 1,5 nicht übersteigen. Bei elliptischen oder unrunden Ausschnitten in zylindrischen Mänteln ist
die Abmessung in Richtung der Mantellinie als Durchmesser für die Auslegung zu benutzen. (Für schräge Abzweige siehe 8.3.3.3).
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Für die Berechnungsverfahren wird vorausgesetzt, dass die Übergänge eine weitgehend kerbfreie Oberfläche besitzen1). Kanten sind zu runden.
Ausschnitte müssen mit einem angemessenen Abstand von den Schweißnähten (Längs- und Rundnähte) des
Grundkörpers angeordnet werden. Der Abstand ist angemessen, wenn die Außenseite eines Abzweiges oder einer
aufgeschweißten Verstärkung auf einem Grundkörper mit einer Wanddicke ers ≤ 25 mm einen Abstand von 2 ers hat
und bei einem Grundkörper mit einer Wanddicke ers > 25 mm einem Abstand von mindestens 50 mm vom Rand der
Schweißnaht hat.
8.1.2
Mittragende Längen lrs zur Berechnung von Verschwächungsbeiwerten und Ausgleichsflächen
Zur Berechnung von Verschwächungsbeiwerten durch Näherungsverfahren wie beschrieben in 8.2 und zur Berechnung von einzelnen und benachbarten Abzweigen wie beschrieben in 8.3 werden mittragende Längen lrs für
den Grundkörper benötigt.
l rs = min
[ (d
is
+ e rs )e rs ; l s1
]
(8.1-1)
zu ls1 siehe Bilder 8.1-1 bis -3.
und für Stutzen mit Ψ ≥ 45°
für den Teil außerhalb des Grundkörpers
l rb = min
[ (d
ib
+ e rb )e rb ; l b1
]
(8.1-2)
für den Teil innerhalb des Grundkörpers
[
l rbi = min 0,5 (d ib + e rb )e rb ; l b 2
1)
12
]
(8.1-3)
Schweißnähte gelten als weitgehend kerbfrei, wenn sie frei von Einbrand- und Wurzelkerben sind und innerhalb der in
EN 12953-5 genannten Grenzwerte liegen.
EN 12953-3:2002 (D)
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Bild 8.1.1 — Verstärkung durch Vergrößerung der Wanddicke des Grundkörpers mit Ausschnitt
Bild 8.1.2 — Verstärkung mittels durchgestecktem und voll durchgeschweißtem Abzweig
13
EN 12953-3:2002 (D)
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Bild 8.1.3 — Verstärkung durch aufgeschweißten Abzweig
Bild 8.1.4 — Ausschnitt mit Verstärkungsscheibe
a) durchgesteckter Abzweig
b) eingesteckter Abzweig
c) aufgesetzter Abzweig
Bild 8.1.5 — Ausschnitt mit Verstärkungsscheibe und vollverschweißtem Abzweig
14
EN 12953-3:2002 (D)
8.1.3
Bedingung für einzelne Ausschnitte
Benachbarte Ausschnitte müssen wie Einzelausschnitte behandelt werden, wenn für den Mittenabstand Pφ
entsprechend Bild 8.3-3 die folgende Bedingung erfüllt ist:
æ dib1
ö æd
ö
+ erb1 ÷ ç ib2 + erb 2 ÷
ç
2
ø+è 2
ø + 2 (d + e ) e
Pφ ≥ è
is
rs rs
cos Ψ1
cos Ψ
(8.1-4)
Für Ausschnitte ohne Abzweige ist erb = 0 und Ψ = 0° einzusetzen (für Ψ siehe Bild 8.3-1).
8.1.4
Anforderungen an die Konstruktion von Abzweigen
1.1.1.1
Grundkörper mit einer geringeren zulässigen Spannung als die Abzweigung
Wenn der Grundkörper, der Abzweig und die zusätzliche Verstärkung aus Werkstoffen mit verschiedenen
zulässigen Spannungen bestehen, und der Werkstoff des Grundkörpers die niedrigste zulässige Spannung fs
besitzt, so ist dieser Wert für alle Werkstoffe bei der Berechnung der Verstärkung durch den Abzweig zu benutzen.
8.1.4.2
Abzweige oder Verstärkungsscheiben mit geringerer zulässiger Spannung als der Grundkörper
Wenn der Werkstoff des Abzweiges oder des Verstärkungsrings eine geringere zulässige Spannung fb oder fp als
die zulässige Spannung des Grundkörpers fs hat, so ist diese zulässige Spannung fb oder fp in die Berechnungsgleichungen einzusetzen.
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8.1.4.3
Sonderfall
Der Innendurchmesser eines Abzweiges dib ist in der Berechnung zu benutzen, auch wenn der Lochdurchmesser d
im Grundkörper kleiner ist als dib.
8.1.5
Anforderungen an die Auslegung von Verstärkungsscheiben
8.1.5.1
Allgemeines
Verstärkungsscheiben müssen nach 8.1.1.1 konstruiert werden.
Verstärkungsscheiben müssen engen Kontakt mit dem Grundkörper haben (siehe Bild 8.1-4 und 8.1-5) und
müssen mit Entlüftungslöchern versehen sein, um das Treiben der Gase zu verhindern; es sei denn, die Erfahrung
hätte gezeigt, dass dies nicht notwendig ist.
Verstärkungsscheiben dürfen nicht eingesetzt werden, wenn starke Korrosion oder Oxidation zu erwarten ist oder
wenn große Temperaturgefälle über die Dicke der Wand zu erwarten sind.
Verstärkungsscheiben an der Innenseite des Behälters sind nicht zulässig.
8.1.5.2
Berücksichtigung des Innendrucks
Wenn Verstärkungsscheiben für die Verstärkung von Bohrungen oder Ausschnitten verwendet werden, sind die
folgenden Bedingungen einzuhalten.
a) das Verhältnis dib/dis des Abzweigdurchmessers zum Durchmesser des Grundkörpers darf nicht größer als 1/4
sein, es sei denn, die Gleichwertigkeit dieser Konstruktion kann aus der Erfahrung belegt oder mit einem
Drucktest bewiesen werden.
b)
die Größe Li der inneren Kehlnaht mit der die Verstärkungsscheibe mit dem Mantel verbunden ist (siehe
Bild 8.1-6) muss der folgenden Bedingung genügen:
Li ≥ 0,7 ecp
(8.1-5)
15
EN 12953-3:2002 (D)
c)
Die Größen Lo der äußeren peripheren Kehlnaht, durch die die Verstärkungsscheibe mit dem Mantel verbunden ist (siehe Bild 6.1-3), muss aus der folgenden Gleichung bestimmt werden. Sie darf in keinem Fall kleiner
sein als die Größe der inneren Kehlnaht:
ù
é dip (2 ers − Li )
Lo = max ê
; Li ú
d op
úû
ëê
(8.1-6)
Für elliptische Verstärkungsscheiben.
a + bo
d op = o
2
(8.1-7)
a + bi
dip = i
2
(8.1-8)
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d) Für Berechnungszwecke darf die Dicke der Verstärkungsscheibe nicht größer als die Dicke des Mantels gewählt werden.
16
EN 12953-3:2002 (D)
Maße in Millimeter
Legende
1 Entlüftungsloch
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a)
Legende
1 Entlüftungsloch
α = 30° bis 45°
b)
Bild 8.1.6 — Anschweißen von Verstärkungsblechen
8.2
8.2.1
Verschwächungsbeiwert, näherungsweise Berechnung und maximaler Durchmesser eines
unverstärkten Ausschnittes
Allgemeines
Genaue Lösungen sind durch die Gleichungen in 8.3.3 und 8.3.4 gegeben. Die Anwendung der Gleichungen in
8.2.3 und 8.2.4 außer Gleichung (8.2-3) ist konservativ, da eine Verstärkung durch den Abzweig nicht in Rechnung
gestellt wird.
17
EN 12953-3:2002 (D)
8.2.2
Zulässige Verschwächung und maximaler Durchmesser eines unverstärkten Ausschnittes
Die zulässige Verschwächung va kann durch Umstellung der Gleichung (7.2-1) berechnet werden. Für die verfügbare Wanddicke ers des Grundkörpers wie folgt:
va =
(2
pc dis
f s − pc ) ers
(8.2-1)
Für diesen Verschwächungsbeiwert erhält man den größten Außendurchmesser dob eines einzelnen Abzweiges
wenn dessen Wanddicke lediglich dem inneren Druck standhalten kann.
æl
ö
d ob max = 2 çç rs − lrs ÷÷
è va
ø
(8.2-2)
In diesem Fall ist die mittlere Spannung fa gleich der zulässigen Spannung fs des Grundkörpers.
8.2.3
Einzelne Ausschnitte
Die Gleichungen in diesem Unterabschnitt sind nur bei Einzelausschnitten zu verwenden oder falls mehr als ein
Ausschnitt vorhanden ist, nur wenn Gleichung (8.1-4) erfüllt ist. Falls mehr als eine Öffnung vorhanden ist und
Gleichung (8.1-4) nicht erfüllt ist, ist nach 8.2.4 zu verfahren.
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Einzelne unverstärkte Ausschnitte mit Durchmesser d in zylindrischen Schalen sind jedoch erlaubt, wenn sie
folgenden Gleichungen genügen:
d ≤ 0,14 lrs
(8.2-3)
ers ≤ 0,1 dos
(8.2-4)
und
wobei lrs nach 8.1.2 zu berechnen ist.
Dies gilt ebenso für abgestufte Bohrungen und für nur teilweise durchgehende Löcher, auch dann wenn die Gleichungen (8.2-6) oder (8.2-9) oder die genaueren Berechnungen nach 8.3.3. einen kleineren Durchmesser d fordern
als sich aus Gleichung (8.2-3) ergibt.
Wenn ein Rohr mit Außendurchmesser dob auf einen Ausschnitt gesetzt wird, siehe Bild 8.2-1, und das Rohr aufgrund seiner Wanddicke erb dem inneren Berechnungsdruck widerstehen kann, ist der Verschwächungsbeiwert vb
dieser Öffnung im Grundkörper zu berechnen mittels
vb =
2 lrs
(8.2-5)
(2 lrs + dob )
Bild 8.2-1 — Rohr verbunden mit Grundkörper
18
EN 12953-3:2002 (D)
Wenn der Durchmesser dis und die Wanddicke ers des Grundkörpers bereits bestimmt sind, ist ein einzelnes Loch
für ein Rohr mit einem maximalen Außendurchmesser
é 2 e rs æ f s 1 ö ù
çç − ÷÷ − 1ú
d
is
è pc 2 ø û
ë
d ob ≤ 2 l rs ê
(8.2-6)
erlaubt.
8.2.4
Benachbarte Ausschnitte
Wenn die Bedingung für den Mittenabstand PΦ benachbarter Ausschnitte entsprechend 8.1.3 nicht erfüllt ist, und
Rohre mit einem Außendurchmesser dob mit dem Ausschnitt verbunden werden, wobei die Rohre lediglich dem Innendruck aufgrund ihrer Wanddicke erb widerstehen können, so lässt sich der Verschwächungsbeiwert der benachbarten Ausschnitte wie folgt bestimmen:
vm =
2 (PΦ − d ob )
(1 + cos Φ ) PΦ ≤ 1
2
(8.2-7)
bzw. für eine Längsteilung PΦ mit Φ = 0:
P − dob
vm = Φ
PΦ
(8.2-8)
Wenn die Außendurchmesser benachbarter Ausschnitte voneinander abweichen, so gilt Folgendes
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d ob =
d ob1 + dob 2
2
(8.2-9)
Abschnitt 8.3.4 kann anstelle der näherungsweisen Berechnung benutzt werden.
8.3
Auslegung von Ausschnitten und Abzweigen in Zylinderschalen (Verschwächungsbeiwert
und Ausschnittsverstärkung)
8.3.1
Formelzeichen und Abkürzungen
Zusätzlich zu den Formelzeichen in EN 12953-1:2002, Tabelle 4-1 sind die Zeichen, die in den Bildern 8.3-1 bis
8.3-4 gezeigt sind, zu benutzen.
8.3.2
8.3.2.1
Anforderungen für die Anwendungen
Ausschnitte
Die Regeln in 8.3.3. bis 8.3.4 sind für die Auslegung von kreisrunden, elliptischen und ovalen Ausschnitten und
Stutzen (einschließlich schräger Stutzen) anzuwenden, die einzeln oder in Gruppen in zylindrischen Mänteln so
angeordnet sind, dass die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
a)
Ausschnitte und Stutzen nicht radial zum Mantel (Bild 8.3-2)
Das Verhältnis der großen zu kleinen Achse des Ausschnittes überschreitet nicht den Wert 2;
b)
Schräge Stutzen (Bild 8.3-1)
Der Stutzen hat einen kreisrunden Querschnitt und der Winkel zwischen der Stutzenachse und einer Linie
senkrecht zur Mantelfläche überschreitet nicht den Wert 45°;
c)
Alle Stutzen
Keine vernachlässigbaren äußere Kräfte und Momente dürfen den Stutzen belasten. Falls dies nicht der Fall
ist, ist EN 13445-3 anzuwenden, um die daraus resultierenden Spannungen zu berechnen.
Der innere Stutzendurchmesser dib ist bei der Berechnung zu benutzen, und zwar auch dann, wenn der
Durchmesser d des Ausschnittes im Grundkörper kleiner ist als dib.
19
EN 12953-3:2002 (D)
Stutzenverbindungen mit einem Restspalt größer als 1,5 mm oder mit durchgestecktem und lediglich dicht geschweißten Abzweigen sind zu behandeln wie Ausschnitte ohne Abzweige. Die druckbeaufschlagte Fläche in
der Bohrung ist in Rechnung zu stellen, außer bei durchgesteckten und an der Innenseiten dicht geschweißten
Rohren.
8.3.2.2
Mindestwanddicke von Stutzen und Abzweigen
Die Wanddicke von Stutzen und Abzweigen muss im Einklang stehen mit 8.1.1.1b. Jedoch muss die Wanddicke
nicht kleiner sein als diejenige entsprechend der folgenden Gleichung:
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ecb = 0,015 d ob + 3,2
(8.3-1)
Fläche I
Fläche II
Bild 8.3-1 — Belastete Flächen für einen zylindrischen Mantel mit schrägem Abzweig
und Verstärkungsplatte
20
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EN 12953-3:2002 (D)
Bild 8.3-2 — Belastete Flächen für einen zylindrischen Mantel mit nicht radialem Abzweig
21
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EN 12953-3:2002 (D)
a)
Schnitt X — X
b)
Draufsicht
a
Umfangsrichtung
b
Längsrichtung
Bild 8.3-3 — Belastete Flächen für einen zylindrischen Mantel mit benachbartem Abzweigen,
mit einem Winkel Φ zur Achse des Grundkörpers
22
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mit
ψ1 ≤ 45°
ψ2 ≤ 45°
Bild 8.3-4 — Belastete Flächen für einen zylindrischen Mantel mit nicht radialen, benachbarten Abzweigen,
angeordnet auf einem Umfang
8.3.3
Auslegung von einzelnen Ausschnitten und Abzweigen
8.3.3.1
Allgemeines
Die Wanddicke des Grundkörpers ers und die Wanddicke des Abzweiges erb darf nicht kleiner sein als diejenige, die
mit v = 1 nach 7.2 berechnet wird.
8.3.3.2
Einzelausschnitt mit radialem Abzweig
8.3.3.2.1
Für Einzelausschnitte mit radialem Abzweig ohne zusätzliche Verstärkung sind zusätzlich 8.3.3.4 und
8.3.3.5 (mit ψ1 = 0) zu berücksichtigen.
8.3.3.2.2
Wenn die zulässige Spannung des Abzweiges größer oder gleich der des Grundkörpers ist, muss die
folgende Festigkeitsbedingung erfüllt sein:
é
f a = min ê pc
êë
ù
Ap
æ
1ö
÷
ç
ç A + A + 2 ÷ ; fs ú
úû
fb
ø
è fs
(8.3-2)
23
EN 12953-3:2002 (D)
Die Verschwächung2) ist
d ( A + Afb )
≤1
vb = is fs
2 ers Ap
(8.3-3)
8.3.3.2.3
Wenn die zulässige Spannung des Abzweiges kleiner ist als die des Grundkörpers, so gilt die folgende
Festigkeitsbedingung:
fa =
pc (2 Ap + Afs + Afb )
≤ fs
æ
ö
fb
Afb ÷÷
2 çç Afs +
fs
è
ø
(8.3-4)
In diesem Fall ist die Verschwächung2)
æ
ö
f
dis çç Afs + b Afb ÷÷
f
s
è
ø
≤1
vb =
æ
ö
fb
Afb ÷÷
ers çç 2 Ap + Afb −
fs
è
ø
8.3.3.3
(8.3-5)
Einzelausschnitte mit schrägem Abzweig und zusätzlicher Verstärkung
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8.3.3.3.1
Für einzelne Ausschnitte mit schrägen Abzweigen und zusätzlicher Verstärkung entsprechend
Bild 8.3-1 sind zusätzlich die Bedingungen für eine Auslegung mit Verstärkungsscheiben nach 8.1.5 zu berücksichtigen.
8.3.3.3.2
Wenn die zulässige Spannung des Abzweiges größer oder gleich der des Grundkörpers ist, so ist die
Festigkeitsbedingung für Fläche I:
æ
Ap I
1ö
+ ÷ ≤ fs
f a I = pc ç
ç Afs I + Afb I + 0,7 Afp I 2 ÷
ø
è
(8.3-6)
und für Fläche II
æ
Ap II
1ö
+ ÷ ≤ fs
f a II = pc ç
ç Afs II + Afb II + 0,7 Afp II 2 ÷
ø
è
(8.3-7)
8.3.3.3.3
Wenn die zulässige Spannung des Abzweigwerkstoffes oder des Werkstoffes der zusätzlichen Verstärkung kleiner ist als die des Grundkörpers so ist die Festigkeitsbedingung für Fläche I:
p ö
p ö
p ö
æ
æ
æ
ç f s − c ÷ Afs I + ç f b − c ÷ Afb I + ç f p − c ÷ 0,7 Afp I ≥ pc Ap I
2 ø
2 ø
2 ø
è
è
è
(8.3-8)
und für Fläche II:
p ö
p ö
p
æ
æ
æ
ç f s − c ÷ Afs II + ç f b − c ÷ Afb II + ç f p − c
2 ø
2 ø
2
è
è
è
2)
24
ö
÷ 0,7 Afp II ≥ pc Ap II
ø
(8.3-9)
Anstelle dieser Berechnung kann die näherungsweise Berechnung nach 8.2 durchgeführt werden. In diesem Fall darf der
Verstärkungseffekt durch den Stutzen nicht berücksichtigt werden.
EN 12953-3:2002 (D)
Querschnitt senkrecht zur Achse des Grundkörpers
8.3.3.4
Für Abzweige mit dib/dis ≥ 0,7 und gleichzeitig erb/ers < dib/dis, ist die folgende Bedingung für den Übergang zwischen
Grundkörper und Abzweig in Querschnitt senkrecht zur Achse des Grundkörpers zu erfüllen:
pc æç d is + ers
d ib + erb
0
,
2
+
erb
1,5 çè 2 ers
f ab =
d is + ers
ers
ö
÷ ≤ min ( f s ; f b )
÷
ø
(8.3-10)
Wenn der Grundkörper und der Abzweig aus Werkstoffen mit unterschiedlichen zulässigen Spannungen bestehen,
so ist in dieser Berechnung der kleinere Wert zu benutzen.
Zylindrische Schalen mit nicht radialen Abzweigen
8.3.3.5
Für zylindrische Schalen, bei denen der Abzweig nicht in radialer Richtung angeordnet ist (siehe Bild 8.3-2),
sondern mit einem Winkel Ψ, kann die höhere Beanspruchung im Querschnitt nach Bild 8.3-2 oder im Längsschnitt
nach Bild 8.3-2 auftreten. In beiden Fällen gilt die Festigkeitsbedingung Gleichung (8.3-2), wobei die Flächen Ap, Afs
and Afb, die in den diesbezüglichen Bildern dargestellt sind, bei der Berechnung zu benutzen sind. Als mittragende
Längen bei Grundkörper und Abzweig dürfen höchstens die in Gleichung (8.1-1) bzw. (8.1-2) oder (8.1-3)
eingesetzt werden.
Die Wanddicke des Abzweiges erb darf nicht größer sein als die des Grundkörpers ers.
8.3.4
Auslegung von benachbarten Ausschnitten und Abzweigen
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
8.3.4.1
Allgemeines
Benachbarte Ausschnitte sind zusätzlich wie Einzelausschnitte zu berechnen.
8.3.4.2
Bedingung für benachbarte Ausschnitte und Abzweige
Diese Berechnung muss nur dann durchgeführt werden, falls die Bedingung für einzelne Auschnitte oder Abzweige
nach 8.1.3 nicht erfüllt ist.
8.3.4.3
Grundkörper mit kleinerer zulässiger Spannung als der Abzweig
Für benachbarte Ausschnitte oder Abzweige muss die Festigkeit für einen Querschnitt mit dem Winkel Φ für den
Grundkörper nach Bild 8.3-3 durchgeführt werden. Die folgende Festigkeitsbedingung gilt:
f aΦ =
pc
2
2 Ap 0
1 + cos 2 Φ
+ 2 Ap1 + 2 Ap 2
p
2
+ c ≤ fs
Afs 0 + Afb1 + Afb 2
2
(8.3-11)
Diagonal oder auf den Umfang verteilte Ausschnitte sind zu berechnen wie über die Länge verteilte Ausschnitte
nach Bild 8.3-3 mit einem Abstand PΦ. In diesem Fall wird die drucktragende Fläche 2 Apo korrigiert durch den
2
Faktor ((1 + cos Φ)/2) in der Festigkeitsbedingung nach Gleichung (8.3-14).
Die Verschwächung2) ist:
vm =
d is
ers
Afs 0 + Afb1 + Afb 2
≤1
1 + cos 2 Φ
2 Ap 0
+ 2 Ap1 + 2 Ap 2
2
(8.3-12)
25
EN 12953-3:2002 (D)
Abzweige mit gleicher oder kleinerer zulässiger Spannung als der Grundkörper
8.3.4.4
Wenn die zulässige Spannung von einem oder beiden Abzweigen kleiner ist als die des Grundkörpers so gilt die
folgende Bedingung:
f aΦ =
pc
2
2 Ap 0
1 + cos 2 Φ
+ 2 Ap1 + 2 Ap 2 + Afs 0 + Afb1 + Afb 2
2
≤ fs
fb2
f b1
Afb 2
Afb1 +
Afs 0 +
fs
fs
(8.3-13)
In diesem Fall ist die Verschwächung2):
vm =
d is
ers
Afs0 +
f b1
f
Afb1 + b 2 Afb 2
fs
fs
f
f
1 + cos 2 Φ
2 Ap 0
+ 2 Ap1 + 2 Ap 2 + Afb1 + Afb 2 − b1 Afb1 − b 2 Afb 2
fs
fs
2
≤1
(8.3-14)
Benachbarte Abzweige in Umfangsrichtung
8.3.4.5
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Für nicht radiale benachbarte Abzweige in Umfangsrichtung nach Bild 8.3-4 muss die Berechnung analog zu der
2
für radiale Abzweige durchgeführt werden. In diesem Fall wird der Korrekturfaktor ((1 + cos Φ)/2) durch den
Faktor 1 ersetzt.
9
Böden
9.1
Unverankerte gewölbte Böden ohne Ausschnitte
9.1.1
Unverankerte gewölbte Böden ohne Ausschnitte unter innerem Überdruck
Die Mindestwanddicke von unverankerten gewölbten Böden ohne Ausschnitte muss den folgenden Gleichungen
entsprechen:
es = ecs + c + c1 + c2
(9.1-1)
pe d o C
2 f
(9.1-2)
und
ecs =
Zusätzlich darf die Wanddicke eines Klöpperbodens nicht kleiner als die nach Gleichung (9.1-1) berechnete Wanddicke nach folgender Gleichung sein:
ecs =
pe ris
2 f − 0,5 pe
(9.1-3)
Der Berechnungsbeiwert C für unverankerte gewölbte Böden ohne Ausschnitte ist nach Bild 9.1-1 zu bestimmen.
Es gelten jedoch die in 9.1.2 aufgeführten Einschränkungen.
26
EN 12953-3:2002 (D)
9.1.2
Einschränkungen (Randbedingungen)
Die Einschränkungen sind für:
a)
Halbkugelböden
0,005 do ≤ ecs ≤ 0,16 do;
b) Korbbogenböden (Elliptische Böden)
0,005 do ≤ ecs ≤ 0,08 do und
hc ≥ 0,18 do;
c) Klöpperböden
0,005 do ≤ ecs ≤ 0,08 do und
rik ≥ 0,1 do und
rik ≥ 2 ecs und
ris ≤ do und
hc ≥ 0,18 do;
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oder
0,01 do ≤ ecs ≤ 0,03 do und
rik ≥ 0,1 do und
hc ≥ 0,18 do;
oder
0,02 do ≤ ecs ≤ 0,03 do und
rik ≥ 0,1 do und
0,18 do ≤ hc ≤ 0,22 do.
27
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EN 12953-3:2002 (D)
Legende
1 Korbbogenboden
2 Klöpperboden
Bild 9.1-1 — Berechungsbeiwert C für unverankerte gewölbte Böden ohne Ausschnitte
9.1.3
Unverankerte gewölbte Böden ohne Ausschnitte unter äußerem Überdruck
Der Berechnungsdruck pc ist der niedrigere Wert der nach folgenden Gleichungen erhaltene Werte:
pc =
ecs Rp 0,2
(9.1-4)
1,2 ros
0,8 E
pc =
ær ö
9 + 0,006 çç os ÷÷
è ecs ø
æ ecs
çç
è ros
ö
÷÷
ø
2
(9.1-5)
Zusätzlich darf die Dicke von Klöpper- und Korbbogenböden unter äußerem Überdruck nicht kleiner als das
1,2fache der Dicke für einen Boden gleicher Form unter Innendruck (siehe 9.1.1) sein.
9.2
Unverankerte ebene abnehmbare Verschlüsse
2
Für Berechnungsdrücke größer 2 N/mm dürfen nur innen sitzende (durch den Innendruck abdichtende) Verschlüsse eingesetzt werden. Andernfalls können außenliegende Verschlüsse als Blindflansche ausgeführt werden.
Der Innendurchmesser der Öffnung ist auf maximal DN 500 begrenzt.
28
EN 12953-3:2002 (D)
Die Dicke wird nach der Gleichung (9.2-1) festgelegt mit di wie in Bild 9.2-1 bezeichnet.
en = C1 di
pc / f
(9.2-1)
Bei außenliegenden Verschlüssen wird C1 mit 0,41 angesetzt, außer wenn Verschlüsse nach Bild 9.2-1e) verwendet werden, bei denen die Verschraubung zu einem zusätzlichen Biegemoment in der Platte führt. In diesen Fällen
gelten folgende Werte:
dL/di
C1
1,0
0,45
1,1
0,50
1,2
0,55
1,3
0,60
Wenn innenliegende Verschlüsse nach Bild 9.2-1a) und b) verwendet werden, muss das durch die Verschraubung
verursachte zusätzliche Biegemoment im Deckel berücksichtigt werden, indem pc durch:
pc + 7,5 Wb / di2
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ersetzt wird. Dabei ist
Wb die Gesamtbeanspruchung der Schrauben in Newton ist, berechnet aus der zulässigen Spannung der
Schrauben bei Auslegungstemperatur multipliziert with der effektiven Gesamtquerschnittsfläche der
Schrauben.
ANMERKUNG
Für Schrauben aus unlegierten Stählen der Sorte 4.6 oder gleichwertigem Material kann bei Auslegungstem2
peraturen bis höchstens 300 °C für die zulässige Spannung ein Wert von 550 N/mm eingesetzt werden. Für andere Schraubenmaterialien und höhere Temperaturen (siehe EN 13445-2 and EN 13445-3).
29
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EN 12953-3:2002 (D)
a)
b)
c)
d)
e)
Bild 9.2-1 — Ebene nicht verankerte abnehmbare Verschlüsse
30
EN 12953-3:2002 (D)
9.3
Flanschverbindungen
Eingesetzte Flanschverbindungen sollen geeigneten europäischen Normen (z. B. EN 1092) entsprechen und müssen zu dem zulässigen Betriebsdruck und der Auslegungstemperatur passen.
10 Unterstützte ebene Böden, Verankerungen und Versteifungen
10.1 Der lichte Abstand (Ausdehnungsräume)
Ein Großwasserraumkessel beinhaltet Komponenten (z. B. Flammrohr, Rohrbündel), die im Betrieb unterschiedliche Temperaturen zueinander und zum Kesselmantel einnehmen. Aufgrund dessen treten Ausdehnungsunterschiede auf.
Diese Ausdehnungsunterschiede werden normalerweise auf die Böden und Rohrplatten übertragen, was zu Bewegungen führt (zu einer Relativbewegung).
In diesem Zustand "atmet" der Kessel und um die notwendige Flexibilität (Ausdehnungsfähigkeit) sicherzustellen,
werden Mindestabstände (zwischen den jeweiligen Bauteilen) gefordert.
Verankerungen müssen einen Mindestabstand zu den Flammrohrverbindungen und Rohrbündeln einhalten (siehe
Bild 10.1-1) und müssen die unverankerten Bereiche gleichmäßig unterteilen. Der lichte Abstand zwischen Flammrohr und Rohrbündel soll mindestens 50 mm oder 5 % des Mantelaußendurchmessers betragen, wobei der größere Wert gilt. Er braucht jedoch nicht größer als 100 mm sein.
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Der lichte Abstand zwischen Flammrohr und Mantel muss Tabelle 10.1-1 beziehungsweise Tabelle 10.1-2
entsprechen, darf jedoch nicht kleiner als 50 mm, oder bei Flammrohren mit Fairbairnring nicht kleiner als 75 mm
sein.
Tabelle 10.1-1 — Lichter Abstand zwischen Flammrohr und Kesselmantel
für Bodenwanddicken ≤ 25 mm
Ausführung
Länge zwischen den
Kesselböden
Lb
M
Lb ≤ 5,5
Eingesetzte
ebene Böden
gekrempter Boden
Lichter Abstand
Nennwert des
Außendurchmessers
%
Höchstwert
mm
5
100
5,5 < Lb ≤ 6
5,5
110
6 < Lb ≤ 6,5
6
120
6,5 < Lb ≤ 7
6,5
130
jede Länge
5
100
Wenn die vorliegende Bodenwanddicke des Bodens größer als 25 mm ist, muss der lichte Abstand nach
Tabelle 10.1-1 auf Werte entsprechend Tabelle 10.1-2 erhöht werden.
Im Falle von Umkehrflammkesseln darf der lichte Abstand zwischen Flammrohr und Rohrbündel am Vorderboden
nicht geringer als 50 mm sein. Zusätzlich darf die Summe dieses Abstandes und des Abstandes, der durch die
Ringfläche des Flammrohrbodens gebildet wird, nicht weniger als 50 mm oder 5 % des Mantelinnendurchmessers
betragen. Es gilt der höhere Wert mit einem Höchstwert von 100 mm.
31
EN 12953-3:2002 (D)
Tabelle 10.1-2 — Lichter Abstand zwischen Flammrohr und Kesselmantel für Wanddicke
des Bodens ≥ 25 mm
Ausführung
Eingesetzte
ebene Böden
gekrempter Boden
Länge zwischen den
Kesselböden
Lb
Lichter Abstand
Höchstwert
Mindestwert
m
Nennwert des
Außendurchmessers
%
mm
mm
Lb ≤ 5,5
6,5
130
65
5,5 < Lb ≤ 6
7
140
70
6 < Lb ≤ 6,5
8
150
75
6,5 < Lb ≤ 7
10
160
80
jede Länge
5
100
50
Der lichte Abstand zwischen Flammrohren soll nicht kleiner als 120 mm sein.
Die lichten Abstände zwischen Blech- oder Eckankern und Flammrohren dürfen nicht kleiner als 200 mm sein, außer wenn der Mantelaußendurchmesser kleiner als 1 400 mm oder die Flammrohrlänge kleiner als 3 000 mm ist. In
diesen Fällen dürfen die lichten Abstände 150 mm nicht unterschreiten.
Alle anderen lichten Abstände müssen bei Beachtung eines Mindestabstandes von 50 mm mindestens 3 % des
Mantelaußendurchmessers aufweisen, brauchen aber nicht größer als 100 mm sein.
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Für Niederdruckkessel gelten 50 % der Grenzen für lichte Abstände.
32
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EN 12953-3:2002 (D)
Legende
1 Grenzen der von einzelnen Ankern abgestützen Fläche (siehe 10.2.7b))
2 Zur Festlegung der von Ankern oder Ankerrohren abgestützen Flächen in Randreihen sollte die belastete
Fläche am Mittelpunkt des miteinbezogenen Hauptkreises enden.
3 Hauptkreise, Durchmesser b (siehe 10.2)
4 Vollanker
5 Ankerrohre
6 Ende der Grenzflächen, wo Ankerrohre nur in den Randreihen liegen (siehe 10.2.7)
a
Lichter Abstand (siehe 10.1)
ANMERKUNG
Siehe auch Bilder 10.2-1 und 10.2-2
Bild 10.1-1 — Typische Anordnung für einen Boden in einem Flammrohr-Rauchrohrkessel
10.2 Verankerte ebene Wandungen
10.2.1 Allgemeines
Beide Böden sind mittels Vollankern, Ankerrohren, Blechankern oder Versteifungsträgern bzw. eine Kombination
derselben angemessen zu versteifen.
ANMERKUNG
Um die Wanddicke des Bodens so gering wie möglich zu halten, wird empfohlen, eine angemessene Anzahl
von Ankern zu verwenden.
10.2.2 Krempenradius
Werden ebene Böden gekrempt, soll der Krempenradius mindestens das 1,3fache der Wanddicke des Bodens
betragen, jedoch nicht kleiner als 30 mm sein.
33
EN 12953-3:2002 (D)
10.2.3 Stützstelle (Festpunkt)
Ist die Krümmung der Krempe eine Stützstelle, so ist diese am halben Abstand zwischen der Innenseite des
Mantels und dem Krümmungsbeginn oder in einer Entfernung von der Außenseite des Bodens, die der 3,5fachen
Bodenwanddicke entspricht, anzusetzen. Es ist der Abstand anzusetzen, welcher der Krümmung der Krempe am
nächsten liegt (siehe Bild 10.2-1). Wenn ein ebener Boden direkt mit dem Kesselmantel oder Wendekammermantel verschweißt wird, so ist die Stützstelle an der Innenseite des Mantels oder Wendekammermantels anzunehmen.
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Die Stützstellen sind auf dem halben Abstand zwischen dem Mantelinneren und dem Krümmungsumfang oder auf
einer Linie der 3,5fachen Blechdicke anzunehmen, gemessen von der Blechaußenseite, je nachdem was näher an
der Krempe liegt (siehe 10.2.2)
Legende
1 Stützstellen
2 Hauptkreis
3 Nebenkreis
4 Äußere Grenze
a
Lichter Abstand
Bild 10.2-1 — Äußere Grenzen für Stützflächen, lichte Abstände,
Haupt- und Nebenkreise in gekrempten Böden
10.2.4 Wanddicke
Die Wanddicke der von Ankern abgestützten Bereiche von ebenen Böden wird durch die nachfolgenden
Gleichungen bestimmt:
epa ' = ech + c1 + c2
ech = c4 b y
34
pc
f
(10.2-1)
(10.2-2)
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Bei Flächen, die von Berechnungskreisen eingeschlossen sind, welche durch vier oder mehr gleichmäßig verteilte
Festpunkte verlaufen, ist y mit 1,0 einzusetzen.
Bei Flächen, die von Berechnungskreisen eingeschlossen sind, die durch drei Festpunkte verlaufen, (so dass der
Mittelpunkt eines Nebenkreises, der durch wenigstens zwei Festpunkte nach Bild 10.2-2 oder Bild 10.2-3 mit dem
0,75fachen Durchmesser des Hauptkreises gebildet wird, außerhalb des Hauptkreises liegt) ist y aus dem
Bild 10.2-4 unter Anwendung der in Bild 10.2-2 oder Bild 10.2-3 gebrauchten Abmessungen a und b zu ermitteln.
Verläuft der Hauptkreis durch drei Festpunkte, dürfen nicht mehr als zwei Festpunkte auf einer Seite irgendeines
Durchmessers liegen. y ist in diesem Fall mit mindestens 1,1 einzusetzen. Für runde Felder, z. B. Felder, die nur
durch den Mantel und Kanal unterstützt werden, soll y von 1,56 genommen werden.
Für unverankerte rechteckige Felder (Bereiche) sind die Abmessungen a und b wie in Bild 10.2-2 einzusetzen.
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Zwei oder drei Ankerrohre können als eine Stütze angesehen werden. In diesem Fall muss der Hauptkreis durch
das geometrische Zentrum der Ankerrohrgruppe verlaufen (siehe Bild 10.2-3).
Legende
1 Nebenkreis
2 Hauptkreis, Durchmesser b
3 unverankerte, rechteckige Felder (siehe 10.2.3)
4 Nebenkreis
5 Ankerrohre
ANMERKUNG
Siehe auch Bild 10.2-1
Bild 10.2-2 — Anwendung von Nebenkreisen (Zweiflammrohrkessel)
35
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Legende
1 Nebenkreis
2 Hauptkreis
3 geometrisches Zentrum der Ankerrohrgruppe
ANMERKUNG
Siehe auch Bild 10.2-1
Bild 10.2-3 — Anwendung von Nebenkreisen (Einflammrohrkessel)
36
EN 12953-3:2002 (D)
Legende
1 Rechteckige Flächen
2 Elliptische Flächen
ANMERKUNG
Siehe 10.2.4
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Bild 10.2-4 — Bestimmung des Beiwertes y
37
EN 12953-3:2002 (D)
10.2.5 Werte der Konstante C4
Wo verschiedene Arten der Versteifung für einen Teil des Bodens zu berücksichtigen sind, ist für die Konstante C4
der Mittelwert der jeweiligen Werte anzunehmen. Ebene Böden, die an den Mantel angesetzt sind, werden nicht
berücksichtigt.
Die Werte der Konstante C4 in Gleichung (10.2-2) sind aus Tabelle 10.2-1 einzusetzen.
Tabelle 10.2-1 — Werte für die Konstante C4
Bauteil
Frei aufliegende Platten mit Verschlussvorrichtungen, z. B. Mannlochdeckel
Eingesetzte ebene, einseitig voll durchgeschweißte Böden
Platten, die in Umfangsrichtung verschraubt sind:
für das Verhältnis DL/Db = 1
für das Verhältnis DL/Db = 1,3
Wenn das Verhältnis DL/Db zwischen 1,0 und 1,3 liegt, sind die Werte der Konstanten durch lineare
Interpolation festzulegen.
Gekrempte Böden
Blech- oder Eckanker
Blechanker, bei denen der Winkel Θ > 30° ist (siehe Bild 10.2-5)
Unverankertes Rohrbündel mit beidseitig eingeschweißten Glattrohren
Glatte Flammrohre < 6 m lang
Glatte Flammrohre, 6 m bis 8 m lang
Gewellte Flammrohre mit einer Wellentiefe ≤ 50 mm
Werte für C4
0,45
0,45
0,45
0,6
0,32
0,3
0,45
0,3
0,3
0,32
0,32
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Gewellte Flammrohre mit einer Wellentiefe > 50 mm:
mit einer Länge ≤ 6 m
mit einer Länge > 6 m
Flammrohre mit Fairbairnring
Einzelne Vollanker (siehe Bild 10.2-6) oder einzelne Rohranker (siehe Bild 10.2-7)
Benachbarte Vollanker (siehe Bild 10.2-6) oder Rohranker (siehe Bild 10.2-7)
Vollanker oder Ankerrohre sind als einzeln zu betrachten, wenn sich weniger als drei in einer
Gruppe außerhalb des Rohrbündels befinden.
Vollanker mit Verstärkungsringen (siehe Bild 10.2-8a) und -8b))
Vollanker mit Verstärkungsringen (siehe Bild 10.2-8c) und -8d))
Wendekammeranker und Ankerrohre (siehe Bild 10.2-9)
Wendekammerbefahröffnungen, beidseitig verschweißt
Wendekammerbefahröffnungen, bei denen ein Gegenschweißen nicht möglich ist
(siehe Bild 10.2-10)
Ebene ungekrempte Böden, beidseitig (in den Mantel) eingeschweißt mit folgenden Wanddickenverhältnissen von Boden- zu Mantelblech eh/es:
0,37
0,35
0,45
0,39
0,35
0,33
0,39
0,3
0,45
≤ 1,4
0,33
> 1,4 ≤ 1,6
0,36
> 1,6 ≤ 1,8
0,39
> 1,8 ≤ 2,0
Für aufgeschweißte Böden darf die Schweißnahtdicke zwischen Boden und Mantel nicht kleiner als
das 1,5fache der erforderlichen Mindestwanddicke ecs des Mantels sein, gerechnet mit einem Schweißnahtfaktor von 1,0 (siehe Bilder in EN 12953-4)
Ebene Wandungen von Wendekammern, verstärkt durch durchlaufend verschweißte Versteifungen
oder Versteifungsträger mit Wasserdurchlässen (siehe Bild 10.2-11a) bis -11e)) mit einer Höhe des
Versteifungsträgers gleich der 6- bis 8fachen Trägerdicke
Anteil von unbeheizten Böden, die ein Mannloch mit einem Verstärkungsring nach Bild 11.3-1
beinhalten, wenn der Abstand zwischen der Kante des Mannlochverstärkungsringes und den Kanten
des Flammrohres, der Rauchrohre und des Mantels nicht größer als die 4fache Bodenwanddicke ist
(siehe Bild 10.2-12), der folgende Einzelwert ist anzuwenden.
Ist der Abstand größer als die 4fache Bodendicke, braucht das Mannloch nicht berücksichtigt werden
und die Konstante C4 wird in der der üblichen Weise aus dem Mittelwert der zu berücksichtigenden
Werte gebildet.
38
0,35
0,42
0,4
0,27
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Legende
1 Blechanker
2 Hauptkreise
lA Abstand zwischen den Mittellinien der Anker
a
Tangente zum inneren oder unteren Kreis (siehe 10.2.4)
ANMERKUNG
Siehe 10.2.9
Bild 10.2-5 — Beispiel der Anordnung von Blechankern
Maße in Millimeter
a
mindestens 8 mm
b
Nenndurchmesser
Bild 10.2-6 — Zulässige Schweißnahtdetails von Vollankern
39
EN 12953-3:2002 (D)
Maße in Millimeter
a)
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b)
c)
d)
e)
Legende
1 Kühlnut, keine Schweißnaht
Bild 10.2-7 — Zulässige Schweißnahtdetails von Ankerrohren
40
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Maße in Millimeter
Legende
1 Entlüftungsloch
Legende
1 Entlüftungsloch
a
mindestens 10 mm
a
mindestens 10 mm
Nenndurchmesser
b
0,15 ds jedoch mindestens 8 mm
c
Nenndurchmesser
b
ANMERKUNG
ew =
2
e
3
ANMERKUNG 1
ew =
2
e
3
ANMERKUNG 2
Wenn ew < 0,35 ds, ist die in a) gezeigte
Ausführung anzuwenden.
a)
b)
Bild 10.2-8 — Zulässige Schweißnahtdetails von Vollanker mit Verstärkungsscheiben
(fortgesetzt)
41
EN 12953-3:2002 (D)
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Maße in Millimeter
Legende
1 Entlüftungsloch
Legende
1 Entlüftungsloch
a
mindestens 10 mm
a
mindestens 10 mm
b
2/
Ankerteilung
b
2/
Nenndurchmesser
c
0,15 ds jedoch mindestens 8 mm
d
Nenndurchmesser
c
3
ANMERKUNG
ew =
2
e
3
3
Ankerteilung
ANMERKUNG 1
ew =
2
e
3
ANMERKUNG 2
Wenn ew < 0,35 ds, ist die in c) gezeigte
Ausführung anzuwenden
c)
d)
Bild 10.2-8 — Zulässige Schweißnahtdetails von Vollanker mit Verstärkungsscheiben
(abgeschlossen)
42
EN 12953-3:2002 (D)
Maße in Millimeter
Legende
Legende
a
mindestens 8 mm
a
Schweißnahtvorbereitung 45°
Nenndurchmesser
b
Nenndurchmesser
b
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a)
b)
Bild 10.2-9 — Zulässige Schweißnahtdetails von Wendekammerankern
Legende
1 Wendekammerblech
2 Hinterer Boden
3 Dichtnaht
Bild 10.2-10 — Befahröffnung für Kessel mit innenliegender Wendekammer
43
EN 12953-3:2002 (D)
Maße in Millimeter
Legende
1 Kann zwecks Befestigung angeschweißt werden.
2 Typische Form des Trägers (siehe Anmerkung)
a
Breite der Wasserdurchführung
ANMERKUNG
sein.
Versteifungsträger können entweder entsprechend der durchgezogenen oder der gestrichelten Linie geformt
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a) Verfahren zum Anschweißen von Versteifungsträgern an eine Wendekammer
mit gekrempten Böden
Maße in Millimeter
Legende
1 Die Träger können über die Böden der Wendekammer geführt werden.
a
Breite der Wasserdurchführung
b) Verfahren zum Anschweißen von Versteifungsträgern an eine Wendekammer mit Scheibenböden
Bild 10.2-11 — Typische Verfahren zum Anschweißen von Versteifungsträgern an Wendekammern
(fortgesetzt)
44
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Legende
1 Typische Form des Trägers
ANMERKUNG
sein.
Versteifungsträger können entweder entsprechend der durchgezogenen oder der gestrichelten Linie geformt
c) Aufgeschweißte Versteifungsträger einer Wendekammer mit gekremptem Rohrboden und Rückwand
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Bild 10.2-11 — Typische Verfahren zum Anschweißen von Versteifungsträgern an Wendekammern
(fortgesetzt)
45
EN 12953-3:2002 (D)
Legende
1 Alternative Form des Trägers
ANMERKUNG
sein.
Versteifungsträger können entweder entsprechend der durchgezogenen oder der gestrichelten Linie geformt
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d) Aufgeschweißte Versteifungsträger einer Wendekammer mit rechteckigen Ecken
e) Alternative Verfahren zum Anschweißen von Versteifungsträgern an eine Wendekammeroberseite
Bild 10.2-11 — Typische Verfahren zum Anschweißen von Versteifungsträgern an Wendekammern
(abgeschlossen)
46
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a) Abstand von Mannlochverstärkungsring zu Flammrohren und Mantel
b) Abstand von Mannlochverstärkungsring zu Flammrohr, Rohrbündel und Mantel
ANMERKUNG
Siehe Tabelle 10.2-1
Bild 10.2-12 — Abstände vom Mannlochverstärkungsring
10.2.6 Anker für innenliegende Wendekammern
Die auf die Querschnittsfläche bezogene zulässige Spannung in den Ankern (Bolzen oder andere) darf 80 N/mm
nicht überschreiten. Der Durchmesser der Anker muss mindestens 20 mm betragen.
2
Die Anker sollen mit der folgenden Beziehung übereinstimmen (siehe Bild 10.2-13):
ds L1
L22
≤2
(10.2-3)
Die Anker können wie in Bild 10.2-9 eingeschweißt oder mit alternativen Verbindungen versehen werden. Die
Schweißnahtquerschnittsfläche muss mindestens das 1,25fache der Querschnittsfläche des Ankers betragen.
47
EN 12953-3:2002 (D)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Legende
1 Flammrohr
2 Wendekammer
3 Befahröffnung
4 Bodenwand
a)
Legende
1 Flammrohr
2 Wendekammer
3 Bodenwand
b)
Bild 10.2-13 — Anordnung von Ankern an hinteren Böden von Wendekammern
48
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10.2.7 Längsanker
2
Die auf die Querschnittsfläche berechnete zulässige Spannung des Ankers darf 80 N/mm nicht überschreiten. Der
Ankerdurchmesser darf an keiner Stelle kleiner als 25 mm sein.
Die Anker können wie in Bild 10.2-6 oder 10.2-8 geschweißt (oder mit anderen Verbindungen ausgeführt) werden.
Die Schweißnahtquerschnittsfläche muss mindestens das 1,25fache der Ankerquerschnittsfläche betragen.
10.2.8 Auf Ankerrohre und Vollanker wirkende Belastungen
Ankerrohre und Vollanker sind so auszuführen, dass sie die gesamte Belastung infolge des auf die abzustützende
(zu versteifende) Fläche wirkenden Drucks aufnehmen können, wobei die Fläche wie folgt berechnet wird:
a)
Bei einem innerhalb eines Rohrbündels liegenden Ankerrohr ist die abzustützende Fläche das Produkt aus
den waagerechten und senkrechten Teilungen der Ankerrohre abzüglich der Fläche der eingeschlossenen
Rohrlöcher. Ist die Teilung der Ankerrohre unregelmäßig, so ist die Fläche gleich dem Quadrat der mittleren
Teilung der Ankerrohre (d. h: das Quadrat eines Viertels des Umfangs eines von vier benachbarten Ankerrohren begrenzten Vierecks) abzüglich der Fläche der eingeschlossenen Rohrlöcher einzusetzen.
b) Bei einem Ankerrohr in der Randreihe oder bei Vollankern wird die zu stützende Fläche von den Linien gebildet, die durch den Mittelpunkt der Verbindungslinien zwischen Anker und benachbarten Stützstellen verlaufen
(und senkrecht auf diesen stehen), abzüglich der Fläche der eingeschlossenen Rohrlöcher (siehe Bild 10.1-1).
c) Für einen Vollanker ohne Ankerrohre im Rohrbündel erstreckt sich die Stützfläche bis zur Tangentialgrenze
des Rohrbündels (bis zum Rand des Rohrbündels, der durch eine gemeinsame Tangente der Randrohre
gebildet wird).
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10.2.9 Eckanker
10.2.9.1
Grundlagen (Grundsätze) der Verankerung
Die (Unterstützung) Versteifung von ebenen Böden durch zu wenige Eckanker könnte zu unzulässigen lokalen
Deformationen des Mantels führen. Deshalb muss die Gesamtbelastung auf eine größere Anzahl von Eckankern
verteilt werden. Die Segmente (Kreisabschnitte) von nicht gekrempten Böden im oberen Freiraum (z. B. der
Dampfraum bei Dampfkesseln) müssen wenigstens durch zwei Eckanker versteift werden.
10.2.9.2
Die auf jeden Anker wirkende Belastung
Jeder Eckanker zur Abstützung eines ebenen Kesselbodens ist so zu bemessen, dass er die gesamte auf die von
ihm abzustützende Fläche wirkende Druckbelastung aufnimmt. Die von einem Anker abgestützte Fläche wird
ermittelt, indem man die gesamte abzustützende Fläche betrachtet und diese Fläche durch zwischen den Ankern
und den benachbarten Stützstellen (Flammrohr, Randrohrreihen des Rohrbündels und Mantel) gezogene
Grenzlinien unterteilt. Diese Grenzlinien müssen an jedem Punkt den gleichen Abstand zu den benachbarten
Stützstellen in der betrachteten Fläche aufweisen. Diese Grenzlinien müssen in der Mitte zwischen zwei
benachbarten Stützstellen liegen (siehe Bild 10.2-5).
10.2.9.3
Berechnung von Blechankern
Blechanker sind so auszubilden, dass der Winkel V (siehe Bild 10.2-14) nicht kleiner als 60° ist. Der Mindestquerschnitt des Blechankers ist nach der folgenden Gleichung zu ermitteln:
eg h =
fG W
f sin V
(10.2-4)
mit
eg ≤ 1,5 × Mantelwanddicke
und
eg ≥ 0,5 × Mantelwanddicke
eg ≥ 0,5 × Bodenwanddicke
49
EN 12953-3:2002 (D)
Die Mindestwanddicke des Ankerblechs braucht jedoch nicht die Mantelblechdicke zu überschreiten.
Die Größe und Form der durch einen jeden Blechanker abgestützten Bereiche müssen dergestalt sein, dass der
gesamte Flächeninhalt des Bodens in jeder Blechankerzone unterstützt wird.
Maße in Millimeter
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Legende
1 Mantelwand
2 Bodenwand
Bild 10.2-14 — Befestigung von geschweißten Blechankern
10.2.9.4
Schweißverbindungen
Da wo Blechanker mit dem Mantel und den Böden verschweißt sind, muss die Verbindung durch voll durchgeschweißte Nähte nach Bild 10.2-14 ausgeführt werden.
Das Schweißnahtprofil muss frei von Kerben und plötzlichen Konturänderungen sein.
10.2.10 Zusätzliche Anforderungen an ungekrempte ebene Böden
10.2.10.1 Allgemeines
Zusätzlich zu den anzuwendenden Anforderungen, insbesondere in Bezug auf zulässige Schweißnahtdetails
(siehe EN 12953-4) und den allgemeinen Anforderungen für ebene Böden, die in 10.2.3 bis 10.2.9 genannt
werden, müssen ebenfalls die Anforderungen für aufgeschweißte und eingeschweißte ungekrempte ebene Böden
nach 10.2.10.2 und 10.2.10.3 beachtet werden.
10.2.10.2 Mantelwanddicke an der Ecknaht
Zur Bestimmung der Mantelwanddicke an den Ecknähten, sind die den Gleichungen (7.1-2) und (7.2-2) entsprechenden Gleichungen
es' = ecs + c2
ecs =
(10.2-5)
pc d os
2 fs x + pc
(10.2-6)
anzuwenden. Der Spannungsabminderungsbeiwert x aus Gleichung (10.2-6) hängt vom Verhältnis der Boden- zur
Manteldicke wie folgt ab:
50
ech/ecs ≥ 1,4
x = 0,8
ech/ecs ≤ 1
x = 1,0
EN 12953-3:2002 (D)
Wird die Mantelwanddicke ecs gemäß Gleichung (7.2-2) mit einem Schweißnahtfaktor v = 0,85 berechnet, braucht
der Spannungsabminderungsbeiwert x nicht berücksichtigt zu werden.
Bei Werten von ech/ecs zwischen 1,0 und 1,4 werden die Werte von x durch lineare Interpolation ermittelt.
10.2.10.3 Berechnungsparameter
Ungekrempte ebene Böden müssen die in Tabelle 10.2-2 angegebenen Parameter sowie die folgenden unter a)
bis e) gegebenen Anforderungen erfüllen:
a)
Die Mantelwanddicke ist gemäß Gleichung (10.2-5) unter Einbeziehung des Spannungsabminderungsbeiwertes x zu berechnen (siehe Gleichung (10.2-6));
b)
Die ausgeführte Wanddicke des Bodens darf 30 mm nicht überschreiten;
c)
Wenn die Wanddicke des Mantels 30 mm überschreitet, müssen die Eigenschaften des Werkstoffs in Wanddickenrichtung durch Werkstoffprüfungen nachgewiesen werden;
d)
Die Schweißnähte zwischen Mantel und Boden, Flammrohr und Boden sowie zwischen Wendekammerboden
und Wendekammermantel sind vollständig gegenzuschweißen, wie in Übereinstimmung mit Tabelle 10.2-3
zulässig, mit Ausnahme von Kleinkesseln.
Tabelle 10.2-2 — Berechnungsparameter für Scheibenböden
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Mantelinnendurchmesser
dis
mm
dis ≤ 1 500
Länge des Kessels
zwischen den Bödena
Lb
Mm
Lb ≤ 5 500
5 500 < Lb ≤ 7 000
1 500 < dis ≤ 1 800
Lb ≤ 5 500
5 500 < Lb ≤ 7 000
1 800 < dis ≤ 2 500
Lb ≤ 5 500
5 500 < Lb ≤ 7 000
dis > 2 500
Lb ≤ 5 500
5 500 < Lb ≤ 7 000
a
Zulässiger
Betriebsdruck
N/mm
≤2
>2
≤2
>2
≤ 1,6
> 1,6
≤ 1,6
> 1,6
≤ 1,6
> 1,6
≤ 1,6
> 1,6
≤ 1,6
> 1,6
≤ 1,6
> 1,6
Verhältnis von Bodenund Manteldicke
eh/es
2
≤2
≤ 1,6
≤ 1,8
≤ 1,4
≤ 1,8
≤ 1,4
≤ 1,6
≤ 1,2
≤ 1,7
≤ 1,3
≤ 1,5
≤ 1,1
≤ 1,6
≤ 1,2
≤ 1,4
≤1
Die Längenbegrenzung von 7 000 mm ist nicht auf Abhitzekessel anzuwenden.
51
EN 12953-3:2002 (D)
Tabelle 10.2-3 — Bedingungen über das Auslassen von Kehlnahtabschnitten (Gegenschweißungen)
bei Eckstößen an ebenen Böden
Länge des
nicht verschweißten
Bereiches
Mindestabstand
zwischen
Flammrohr
und Mantel
Länge des
Kessels
zwischen
den Böden
Außendurchmesser des
Mantels
Lb
d0
mm
mm
mm
≤ 250
≤ 3 000
≤ 1 400
> 250
≤ 2 500
≤ 1 000
≥ 65
≤ 15
b
≤ 2 000
≤ 1 200
≥ 80
≤ 20
Dicke
des
Bodens
erh
mm
6,5 % von d0 oder
65 mm je nachdem
welcher Wert
größer ist
Verhältnis
zwischen der Dicke
des Bodenbleches
und des
Flammrohres
erh/erf
Allgemeine
Anforderungen
an die
geschweißten
Abschnitte
mm
≤ 20
≥ 1,4
Die Naht muss voll
durchgeschweißt
seina.
Vollständige Prüfung
der Naht ist möglich.
Die Naht wird nicht
direkt beheizt.
a
Mittels besonderer Verfahrensprüfung nachzuweisen. Das Verfahrensprüfstück muss die Geometrie der Fertigungsnaht wiedergeben
und muss für die visuelle und Makroschliffprüfung geschnitten werden.
b
Eine Länge gleich dem Flammrohrdurchmesser für den Anschluss des ebenen Bodens an das Flammrohr und eine Länge gleich dem
Manteldurchmesser für den Anschluss des ebenen Bodens an den Mantel.
Bei Niederdruckkesseln darf auf das Gegenschweißen verzichtet werden, vorausgesetzt die Naht ist einwandfrei durchgeschweißt.
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10.2.11
Versteifungsträger an dem flachen Abschnitt (Deckenbleche) einer Wendekammer
Die Dicke von aufgeschweißten Trägern e gemäß Bild 10.2-11a bis 11e) ist nach folgender Formel zu berechnen.
Sie darf jedoch in keinem Fall 35 mm überschreiten.
e=
3 pc L2g Pg
(10.2-7)
4 d g2 f
11 Berechnung von Einzelausschnitten in ebenen Böden von Großwasserraumkesseln
11.1 Unverstärkte Einzelausschnitte
Der maximale Durchmesser eines unverstärkten Ausschnitts in einem ebenen Boden soll nach folgender
Gleichung bestimmt werden:
æ
dmax = 8 erh ç1,5
ç
è
ö
− 1÷
2
÷
ech
ø
2
erh
(11.1-1)
11.2 Ausschnitte mit Abzweigen
Die Verstärkung von Abzweigausschnitten muss zusätzlich zu den Anforderungen an die Mindestwanddicken von
Boden und Abzweig unter Berücksichtigung der örtlichen Materialverteilung und unter Einbeziehung der
Schweißnähte gegeben sein (siehe Bild 11.2-1). Die Wanddicke des Abzweiges ist hierfür erforderlichenfalls zu
erhöhen. Die Verstärkung ist ausreichend, wenn die Ausgleichsfläche Y größer oder gleich als die zu
kompensierende Fläche X ist.
Die Fläche X berechnet sich als Produkt von 25 % des Innenradius des Abzweiges und der nach
Gleichung (10.2-2) ermittelten Wanddicke des betrachteten ebenen Bodens.
52
EN 12953-3:2002 (D)
Die Fläche Y liegt in einer Ebene durch die Abzweigachse parallel zum ebenen Boden. Sie wird wie folgt berechnet:
a)
Für den am Kessel überstehenden Teil des Abzweiges ist von der tatsächlichen Querschnittsfläche die Fläche
abzuziehen, die der Abzweigüberstand bei gleicher Länge lb besäße, falls seine Wanddicke gemäß den Gleichungen (7.3-1) und (7.3-2) unter Verwendung eines Verschwächungsbeiwertes v = 1 ermittelt worden wäre;
b)
Hierzu addiert man die Querschnittsfläche des in den Kessel hineinstehenden Abzweigteils bis zu einer maximalen, von der Bodeninnenseite gemessenen Länge lb ;
c)
Hierzu wird die Querschnittsfläche der Schweißnähte addiert;
d)
Hierzu addiert man die Fläche, die man erhält, wenn man die Differenz der tatsächlich ausgeführten Wanddicke des Bodens und der nach Gleichung (10.2-2) berechneten Mindestwanddicke mit der Länge ls multipliziert;
e)
Hierzu wird gegebenenfalls die Fläche des Verstärkungsringes unter Berücksichtigung der Grenzen aus
Bild 11.2-1 addiert.
Falls der Werkstoff des Abzweigs und/oder gegebenenfalls des Verstärkungsringes eine geringere zulässige
Spannung als der Werkstoff des Bodens besitzt, sind die entsprechenden Flächenanteile mit dem Verhältnis der
zulässigen Spannungen bei Berechnungstemperatur zu reduzieren. Besitzen Abzweig und Verstärkungsring
höhere zulässige Spannungen als der Boden dürfen diese nicht berücksichtigt werden.
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Schweißnähte von Abzweigen und Verstärkungsringen müssen so dimensioniert sein, dass sie die Verstärkung
und alle anderen Belastungen, welchen sie unterliegen, aufnehmen können.
Fläche X
Fläche Y
drs
eb
ecp
ecb
erep
erp
lb
ls
ist der Durchmesser.
ist die Wanddicke.
ist die Wanddicke des betrachteten Teils nach Gleichung (10.2-1).
ist die Wanddicke nach Gleichung (7.3-2a) mit v = 1.
ist die Wanddicke.
ist die Wanddicke.
ist der kleinere Wert von 2,5 erep und (2,5 eb + erp).
ist der größere Wert von (erh + 75) und (dib/4).
Die Fläche Y darf nicht kleiner als die Fläche X sein.
ANMERKUNG
Der Verstärkungsring ist nur notwendig, falls Y kleiner als X ist.
53
EN 12953-3:2002 (D)
Bild 11.2-1 — Verstärkung eines Abzweiges im ebenen Boden
11.3 Mann-, Kopf- und Handlöcher
Die Ausschnitte von elliptischen Mann-, Kopf- und Handlöchern in ebenen Böden sind zu verstärken (siehe hierzu
Bild 11.3-1). Die in 11.2 beschriebene Methode zur Berechnung der erforderlichen Verstärkungsfläche ist, wo anwendbar, zu verwenden. Die Dicke des Verstärkungsringes esr darf bei Mannlöchern nicht kleiner als 19 mm, bei
Kopflöchern nicht kleiner als 15 mm und bei Handlöchern nicht kleiner als 10 mm sein.
Die Fläche X wird durch Multiplikation der Hälfte des Mittelwertes der beiden Halbachsen der Öffnung mit der nach
Gleichung (10.2-2) berechneten Wanddicke des betrachteten Teils des ebenen Bodens ermittelt.
Bei der Berechnung der Fläche Y kann die Wanddicke des Verstärkungsringes verwendet werden.
Fläche X
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Fläche Y
di0
ecp
esr
ht
ls
ist die Hälfte des Mittelwertes der beiden Halbachsen des Ausschnitts;
ist die Wanddicke des betrachteten Teils gemäß Gleichung (10.2-1);
Dicke des Verstärkungsringes
Dicke des Verstärkungsringes
ist der größere Wert von (erh + 75) und di0.
Die Fläche Y darf nicht kleiner als die Fläche X sein.
Bild 11.3-1 — Verstärkung von elliptischen Mannlöchern oder Besichtigungsöffnungen in ebenen Böden
12 Rohre ohne Ausschnitte und Rohrplatten
12.1 Wanddicke gerader Rohre unter äußerem Überdruck
Die Wanddicke von geraden Rohren unter äußerem Überdruck bis zu einem Nennaußendurchmesser von 170 mm
darf nicht kleiner als der nach Gleichung (12.1-1) oder gemäß Tabelle 12.1-1 ermittelte Wert sein, je nach dem
welcher der beiden Werte größer ist.
e = ect + c1 + c2
(12.1-1)
wobei
ect =
54
p do
1,6 f
(12.1-2)
EN 12953-3:2002 (D)
Tabelle 12.1-1 — Kleinste zulässige Nennwanddicke von Rauchrohren
Maße in Millimeter
Nennaußendurchmesser
Nennwanddicke
d0 ≤ 26,9
26,9 < d0 ≤ 54,0
54,0 < d0 ≤ 76,1
76,1 < d0 ≤ 88,9
88,9 < d0 ≤ 114,3
114,3 < d0 ≤ 139,7
139,7 < d0 ≤ 168,3
1,90
2,20
2,50
2,80
3,15
3,50
3,99
12.2 Wanddicke von geraden Rohren unter innerem Überdruck
Die Wanddicke von geraden Rohren unter innerem Überdruck darf nicht kleiner als der nach Gleichung (12.2-1) oder gemäß Tabelle 12.1-1 ermittelte Wert sein, je nach dem welcher der beiden Werte größer ist:
et' = ect + c1 + c2
(12.2-1)
wobei
c2 = 0,75 mm
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ect =
pc d o
2 f + pc
(12.2-2)
Für Stutzen siehe 8.3.
12.3 Wanddicke und Unrundheit von Krümmern und Rohrbögen
Die Mindestwanddicke von Krümmern (siehe Bild 12.3-1) und Rohrbögen bis zu einem Nennaußendurchmesser
von 170 mm muss gemäß den folgenden Gleichungen berechnet werden:
Wanddicke an der Innenwölbung
eti = ect Ci + c1 + c2
(12.3-1)
Wanddicke an der Außenwölbung
eto = ect Co + c1 + c2
(12.3-2)
wobei ect diejenige Wanddicke ist, welche nach den jeweils zutreffenden 12.1 oder 12.2 berechnet wird. Die
Faktoren Ci und Co werden aus Bild 12.3-2 abgelesen und den Gleichungen (12.3-3) und (12.3-4).
2R
− 0,5
do
Ci =
2R
−1
do
(12.3-3)
2R
+ 0,5
do
Co =
2R
+1
do
(12.3-4)
55
EN 12953-3:2002 (D)
dabei ist
ist die Mittellinie des Innendurchmessers des Krümmers
R
Die Faktoren Ci und Co gelten für Krümmer und Rohrbögen, bei denen das Verhältnis R/do größer oder gleich als 1
und kleiner oder gleich als 9 ist. Bögen mit R/do größer als 4,5 müssen als gerade Rohre behandelt werden.
Die Mindestwanddicke muss nach den jeweils zutreffenden 12.1 oder 12.2 bestimmt werden.
Der Wert des Verhältnisses dm/e darf nicht größer als 40 sein.
Die Unrundheit u von Rohrbögen
u=
2 dˆo − d o
× 100
dˆ + d
(
)
o
(12.3-5)
o
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darf die in EN 12953-4 aufgeführten Grenzwerte nicht übersteigen.
Bild 12.3-1 — Bezeichnungen für Rohrbögen
Bild 12.3-2 — Berechnungsbeiwerte Ci und Co
56
EN 12953-3:2002 (D)
12.4 Ankerrohre
Ankerrohre sind Rohre, welche gemäß Bild 10.2-7 eingeschweißt sind. Die Nahthöhe beträgt 3 mm plus die Rohrwanddicke. Ersatzweise ist der Abscherquerschnitt der Schweißnaht das 1,25fache des erforderlichen Rohrquerschnitts mit einer minimalen Schweißnahthöhe von 3 mm. Ankerrohre sind in Rohrfeldern nicht erforderlich, es sei
denn die Rohrfelder bestehen aus nur eingewalzten Rohren (siehe hierzu Bild 12.4-1a)). Darüber hinaus sind
Ankerrohre bei kleinen Kesseln mit einem lichten Durchmesser von bis zu 1 400 mm, mit einem maximal
zulässigen Betriebsüberdruck von bis zu 12 bar und bis zu einer Feuerungswärmeleistung von bis zu 0,75 MW
nicht erforderlich.
Bestehen Rohrbündel aus glatten Rohren, welche eingewalzt und aufgeweitet (siehe Bild 12.4-1b)) oder entsprechend den Bildern 12.4-1c) bis -1e) eingewalzt und geschweißt sind, werden geschweißte Ankerrohre gemäß dem
Bild 10.2-7 in den Randreihen erforderlich, um die Beanspruchung des Bodens aufzunehmen.
Bestehen Rohrfelder aus glatten Rohren, die gemäß dem Bild 12.4-1f) eingeschweißt sind oder die eine Nahthöhe
gleich der Rohrwandstärke plus 2 mm besitzen, sind keine Ankerrohre erforderlich.
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Jedes Ankerrohr ist so auszulegen, dass es seinen entsprechenden Anteil der auf den von ihm verankerten Boden
wirkenden Belastung trägt. Die Wanddicke von in Rohrplatten eingeschweißten Ankerrohren ist so zu bestimmen,
2
dass die Axialspannung im dünnsten Teil des Ankerrohres 80 N/mm nicht übersteigt.
57
EN 12953-3:2002 (D)
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Maße in Millimeter
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Legende
1 Kühlnut, keine Schweißnaht
2 g≥e
Bild 12.4-1 — Zugelassene Methoden des Anbringens von glatten Rohren
12.5 Rauchrohre
Falls die über die Böden stehenden Enden der Rauchrohre einer Flamme oder beim Rauchgaseintritt einer Temperatur, welche 600 °C übersteigt beziehungsweise beim Rauchgasaustritt einer Temperatur, welche 700 °C übersteigt, ausgesetzt sind, sollen sie bündig mit der Schweißnaht ausgeführt werden. Bei Einwalzung müssen in diesem Fall die Rohre gemäß den Bildern 12.4-1a) oder 12.4-1b) ausgeführt werden.
Falls die Rohrenden Temperaturen unterhalb dieser Grenzen aber höher als 500 °C ausgesetzt sind, dürfen die
Rohre bis zu 18 mm über die Rohrplatte überstehen.
Bei Rauchgastemperaturen unter 500 °C dürfen die Rohrenden bis zu 25 mm überstehen.
58
EN 12953-3:2002 (D)
12.6 Rohrteilung
Die Rohrteilung ist so auszulegen, dass die Mindestbreite der Rohrstege, in mm nicht kleiner ist als:
a)
bei eingewalzten Rohren:
0,125 d + 12,5 mm
b) bei eingeschweißten Rohren:
1)
bei 800 °C übersteigenden Gaseintrittstemperaturen:
0,125 d + 9 mm, aber braucht nicht größer als 15 mm zu sein
bei 800 °C nicht übersteigenden Gaseintrittstemperaturen:
2)
0,125 d + 7 mm, aber braucht nicht größer als 15 mm zu sein.
12.7 Wanddicke von Rohrplatten innerhalb von Rohrbündeln
Die Wanddicke von Rohrplatten muss gemäß den Gleichungen (10.2-1) und (10.2-2) berechnet werden. Allerdings
gelten folgende Mindestwanddicken:
a)
bei eingewalzten Rohren ist bei Bohrlöchern mit einem Maximaldurchmesser von 50 mm die Mindestwanddicke 12 mm, bei größeren Rohrlöchern 14 mm,
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b) bei ausschließlicher Einschweißung beträgt die Mindestwanddicke 6 mm.
13 Flammrohre, Flammrohrkomponenten und zylindrische Wendekammern unter
äußerem Überdruck
13.1 Flammrohre
13.1.1 Glatte Flammrohre
Der Berechnungsdruck von glatten Flammrohren darf den kleineren der gemäß den folgenden Gleichungen
ermittelten Drücke nicht übersteigen:
pc =
Rp 0, 2 tc 2 ecf
1 + 0,1 d m / L
S1
d m 1 + (0,03 d m / ecf ) [u / (1 + 5 d m / L )]
pc =
2,6 E
S2 L
æ ecf ö
ç
÷
çd ÷
è mø
(13.1-1)
2
d m ecf
(13.1-2)
S1 und S2 sind Sicherheitsbeiwerte (siehe 13.1.3).
Die vorherigen Gleichungen können nach der Wanddicke unter Zuhilfenahme der Gleichungen (13.1-3) bis (13.1-5)
aufgelöst werden. Die größere der ermittelten Wanddicken ist anzusetzen. Die Mindestwanddicke bei Durchmessern kleiner oder gleich 400 mm beträgt 6 mm, bei größeren Durchmessern 7 mm. Flammrohre mit Fairbairnringen
müssen eine Mindestwandstärke von 10 mm haben. Auf keinen Fall darf die Wanddicke 22 mm übersteigen.
ecf =
B
2
é
0,12 d m u ù
ê1 + 1 +
(1 + 5 d m / L ) B úúû
êë
(13.1-3)
59
EN 12953-3:2002 (D)
wobei
B=
pc d m S1
2 Rp 0,2 tc (1 + 0,1 d m / L )
(13.1-4)
0,6
ecf = d m
[(L S2 pc ) / (2,6 E )]0,4
(13.1-5)
efa = ecf + c1 + c2
(13.1-6)
mit c2 = 0,75 mm (Korrosionszuschlag).
Die Gleichungen (13.1-1) bis (13.1-6) sind auf Flammrohre mit einem Durchmesser ≤ 1 800 mm anwendbar.
ANMERKUNG
Die Gleichungen (13.1-1) und (13.1-3) berücksichtigen plastische Verformung, die Gleichungen (13.1-2) und
(13.1-5) elastisches Einbeulen.
13.1.2 Gewellte Flammrohre
Der Berechnungsdruck für gewellte Flammrohre wird nach der folgenden Gleichung bestimmt. Die Nennwanddicke
darf nicht kleiner als 10 mm und nicht größer als 22 mm sein:
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pc =
Rp 0, 2 tc
S1
2 X2
Pcor d m
1 + 0,1 d m / L
é X w dm
ù
u
1+ ê 2
3ú
ë 800 I1 1 + (5 d m / L )(ecf / w) û
(13.1-7)
dabei ist
dm als dem mittleren Durchmesser.
ANMERKUNG 1
Bei gewellten Flammrohren ist der mittlere Durchmesser gleich dem lichten Durchmesser plus die volle
Wellentiefe, das heißt lichter Durchmesser plus w (siehe Bild 13.1-1).
ANMERKUNG 2
Die Werte für X2 und I1 für die Fox-Bauart sind in den Tabellen 13.1-1 und 13.1-2 angegeben.
13.1.3 Sicherheitsbeiwerte
Die Sicherheitsbeiwerte betragen:
2
S1 = 2,5 für Flammrohre und Wendekammermäntel, welche einer Flamme ausgesetzt sind, mit pc > 0,6 N/mm o2
der; pc ≤ 0,6 N/mm und dm/L < 0,25;
2
S1 = 2,0 für Flammrohre und Wendekammermäntel, welche einer Flamme ausgesetzt sind, mit pc < 0,6 N/mm und
dm/L ≥ 0,25;
S1 = 2,0 für nicht einer Flamme ausgesetzte Flammrohre und Wendekammern;
S2 = 3,0 für alle Bedingungen.
13.1.4 Flammrohrkomponenten
Die Wanddicke von Flammrohrkomponenten wie beispielsweise Ascheabzugsrohre oder Brennstoffverbindungen
muss nach 13.1.1 berechnet werden. Die Mindestwanddicke beträgt 10 mm, die Maximalwanddicke 22 mm.
Die Verstärkung von Ausschnitten in Flammrohren muss nach 8.3 erfolgen. Die Verwendung von Verstärkungsscheiben ist nicht zulässig.
Die Wanddicke von Befahrrohren muss nach 13.1.1 berechnet werden. Die Mindestwanddicke beträgt 10 mm.
60
EN 12953-3:2002 (D)
13.1.5 Wendekammern
Die Wanddicke von Mänteln zylindrischer Wendekammern muss nach den in 13.1.1 angegebenen Gleichungen
berechnet werden. Bei einer nicht kreisrunden Geometrie und Verwendung von Blechen mit unterschiedlichen Radien muss die Wanddicke unter Zugrundelegung des größten Radius ermittelt werden.
Bei Wendekammern vom Typ Walker ist zu prüfen, ob die Abschnitte den zulässigen Betriebsdruck ohne Überschreitung der zulässigen Spannung standhalten. Gegebenenfalls soll die Wanddicke erhöht werden. Ein Verfahren zur Überprüfung ist im Anhang B vorgeschlagen.
Die Wanddicke darf nicht mehr als 35 mm und nicht weniger als 10 mm betragen.
Bild 13.1-1 — Flächenträgheitsmomente und Querschnittsfläche von Fox-Wellrohren
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Tabelle 13.1-1 — Fox-Wellrohre
(Wellenteilung 150 und Wellentiefe 50)
Wanddicke ohne FlächenträgheitsKorrosionsmoment
zuschläge
I1
erf − c
4
4
mm
10 × mm
9,25
35,6
10,25
37,7
11,25
39,6
12,25
41,2
13,25
42,7
14,25
44,1
15,25
45,3
16,25
46,4
17,25
47,4
18,25
48,3
19,25
49,2
20,25
50,1
21,25
51,0
Querschnittsfläche
X2
2
2
10 × mm
16,4
18,0
19,6
21,2
22,8
24,4
25,9
27,4
28,9
30,4
31,9
33,3
34,8
Tabelle 13.1-2 — Fox-Wellrohre
(Wellenteilung 200 und Wellentiefe 75)
Wanddicke ohne Flächenträgheitsmoment
Korrosionszuschläge
I1
erf − c
4
4
mm
10 × mm
9,25
129,4
10,25
138,9
11,25
147,7
12,25
155,9
13,25
163,5
14,25
170,5
15,25
177,0
16,25
183,0
17,25
188,5
18,25
193,6
19,25
198,4
20,25
202,8
21,25
206,9
Querschnittsfläche
X2
2
2
10 × mm
23,3
25,7
28,0
30,4
32,6
34,9
37,1
39,4
41,5
43,7
45,8
48,0
50,0
13.2 Berechnungslänge von zusammengesetzten Flammrohren
Überschreitet die Länge eines mit einem Wellrohr verschweißten Glattrohrschusses 250 mm, muss die Gesamtlänge beider Komponenten in die Berechnung des gewellten Teils eingehen. Das 1,5fache der Länge des glatten
Teils muss zur Berechnung des Glattrohres verwendet werden.
13.3 Flammrohrtoleranzen
Bei gewellten Flammrohren muss die berechnete Wanddicke die Mindestwanddicke der fertiggestellten Flammrohre sein.
Die in Prozent ausgedrückte Unrundheit von Flammrohren und Wendekammern ist wie folgt zu berechnen:
2 dˆ − d
u=
(13.3-1)
× 100
dˆ + d
(
)
61
EN 12953-3:2002 (D)
mit
d̂
d
als dem maximalen mittleren Flammrohrdurchmesser;
als den minimalen mittleren Flammrohrdurchmesser.
In EN 12953-4 werden Toleranzen von Flammrohren behandelt.
Für die Größe u ist in den Gleichungen 13.1-1, 13.1-3 und 13.1-7 bei gewellten Flammrohren 1 % und bei glatten
Flammrohren 1,5 % einzusetzen.
13.4 Versteifungen
13.4.1 Allgemeines
Bei mit Flammrohren verschweißten Versteifungen, welche die Maximalabmessungen gemäß den Bildern 13.4-1
und 13.4-2 besitzen, wird angenommen, dass sie die Anforderungen dieses Abschnittes einhalten. Sie müssen
nicht berechnet werden.
Versteifungen, die nicht mit den Bildern 13.4-1 und 13.4-2 übereinstimmen, müssen ein Mindestflächenträgheitsmoment gemäß folgender Gleichungen aufweisen:
pc d m3 L
I2 =
1,33 10 6
(13.4-1)
Das Flächenträgheitsmoment um die neutrale Achse der Versteifung bezieht sich auf den Querschnitt der Verstei© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
fung zuzüglich einer Flammrohrlänge von 0,55 d m ecf links und rechts der Versteifung.
13.4.2 Versteifungen aus Stab- oder Blechmaterial
Aus Stab- oder Blechmaterial hergestellte Versteifungen sind durch voll durchgeschweißte Nähte anzuschließen.
Die Wanddicke des Versteifungsringes ist auf dem in 13.4.1 verlangten Mindestwert zu halten. Werden 22 mm oder die doppelte Flammrohrwandstärke überschritten, muss der Versteifungsring gemäß Bild 13.4-2 angeschrägt
werden.
Versteifungsringe brauchen nicht aus dem selben Material wie das Flammrohr hergestellt werden. Sie müssen aber den selben Elastizitätsmodul und den selben linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Die Werkstoffe für
Versteifungsringe sind aus den in EN 12953-2 aufgelisteten Werkstoffen auszuwählen.
Für die Befestigung von Versteifungen an Flammrohren sind volldurchgeschweißte Nähte zu verwenden.
13.4.3 Versteifungen innerhalb des Bereiches der maximalen Wärmestromdichte
Werden Versteifungen auf Flammrohre mit einer größeren Wanddicke als 11 mm geschweißt, dürfen sie nicht in
der Zone der maximalen Wärmestromdichte angeordnet werden. Es wird angenommen, dass diese Zone sich auf
eine Länge von zweimal des mindesterforderlichen Flammrohrdurchmessers nach 5.4 vom Brennermund beziehungsweise vom Ende des Rostes erstreckt.
ANMERKUNG
Die Anforderungen von 13.4.3 gelten nicht für Kessel mit einer Wärmezufuhr unter 2 MW.
13.4.4 Fairbairnringe
Fairbairnringe sind als wirksame Stützstellen anzusehen. Die Mindestteilung der Symmetrieebenen der Fairbairnringe beträgt für Berechnungszwecke 500 mm. Bei Verwendung von Fairbairnringe wird die Flammrohrwanddicke
gemäß 13.1.1 berechnet.
Bei der Berechnung von durch Fairbairnringe abgestützten Flammrohren ist L mit dem 1,5fachen des ausgeführten
Abstandes zwischen den Symmetrieebenen der Fairbairnring anzusetzen.
62
EN 12953-3:2002 (D)
Das Flächenträgheitsmoment des Fairbairnrings darf nicht kleiner als das in 13.4.1 geforderte sein. Die Abmessungen und das Flächenträgheitsmoment von Fairbairnringen können den Tabellen der Bildern 13.4-3a) bis -3c)
entnommen werden.
Die Nennwanddicke der Fairbairnringe darf nicht kleiner als die Nennwanddicke des Glattflammrohrs, mit dem er
verschweißt wird, sein.
13.4.5 Versteifungen an gewellten Flammrohren
Wenn gewellte Flammrohre mit mehreren Versteifungen versehen werden, beispielsweise auf jeder oder jeder
zweiten Welle, muss bei Anwendung der Gleichung (13.1-7) die Querschnittsfläche und das Flächenträgheitsmoment der Versteifung berücksichtigt werden. Die in der Berechnung angesetzte Höhe der Versteifung darf die
sechsfache Flammrohrwanddicke nicht überschreiten.
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Maße in Millimeter
Legende
1 durchgehend voll durchgeschweißte Naht
2 e ≤ b ≤ 22
5e≤h≤6b
Bild 13.4-1 — Flammrohrversteifungen bis zu 22 mm dick für glatte und gewellte Abschnitte
Maße in Millimeter
Legende
1 durchgehend voll durchgeschweißte Naht
2 e ≤ b ≤ 22
5e≤h≤6b
Bild 13.4-2 — Flammrohrversteifungen mit mehr als 22 mm Dicke oder mehr als
doppelter Flammrohrwandstärke
63
EN 12953-3:2002 (D)
Maße in Millimeter
Wanddicke
Flächenohne Korroträgheitssionsmoment
zuschläge
I2
ert − c
4
6
mm × 10
9,25
1,90
10,25
2,11
11,25
2,32
12,25
2,53
13,25
2,74
14,25
2,96
15,25
3,18
16,25
3,40
17,25
3,62
18,25
3,85
19,25
4,08
20,25
4,31
21,25
4,55
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a)
9,25
10,25
11,25
12,25
13,25
14,25
15,25
16,25
17,25
18,25
19,25
20,25
21,25
1,30
1,44
1,59
1,74
1,90
2,04
2,20
2,36
2,52
2,68
2,84
3,01
3,18
9,25
10,25
11,25
12,25
13,25
14,25
15,25
16,25
17,25
18,25
19,25
20,25
21,25
1,14
1,28
1,41
1,55
1,70
1,86
2,04
2,22
2,41
2,60
2,80
3,01
3,22
b)
ANMERKUNG
Ww = ert − c, allerdings nicht kleiner als 13.
c)
Bild 13.4-3 — Fairbairnringe
64
EN 12953-3:2002 (D)
14 Befahr- und Besichtigungsöffnungen
14.1 Allgemeine Anforderungen
14.1.1 Alle Kessel müssen mit Öffnungen von ausreichender Größe und Anzahl ausgerüstet sein, um Zugang für
die Herstellung, Reinigung und interne Besichtigung zu schaffen (siehe 14.5.1). Die Abmessungen für Öffnungen
müssen im Einklang mit 14.2 bis 14.4 sein.
14.1.2 Kessel mit einem Manteldurchmesser do ≥ 1 400 mm müssen so konstruiert sein, dass sie durch eine Person befahren werden können und müssen zu diesem Zweck mit einem Mannloch versehen sein.
Kessel mit einem Manteldurchmesser do < 1 400 mm, die das Befahren durch eine Person erlauben, müssen mit
einem Mannloch versehen werden.
Kessel mit einem Manteldurchmesser zwischen 800 mm und 1 400 mm müssen mindestens mit einem Kopfloch
versehen sein.
14.1.3 Die Anzahl, Größe und Position von Befahr- und Besichtigungsöffnungen hängen von der Kesselkonstruktion ab. Das Folgende dient dazu, sicherzustellen, dass eine gute und repräsentative visuelle Prüfung der
Schweißnähte möglich ist.
14.1.4 Abnehmbare Böden oder Deckel können alle anderen Prüföffnungen ersetzen, falls sie durch ihre Abmessungen und Position einen allgemeinen Überblick in das Kesselinnere erlauben, der mindestens gleichwertig zu
dem ist, den man durch Prüföffnungen erhält, die anderenfalls notwendig wären.
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14.1.5 Bei Niederdruckkesseln können Besichtigungsöffnungen durch Abtrennen der Rohrleitungen von den
Stutzen geschaffen werden, wenn andere Möglichkeiten für eine eingehendere Prüfung nicht gegeben sind.
14.2 Arten und Mindestabmessungen von Befahr- und Besichtigungsöffnungen
Die Öffnungen können elliptisch, kreisrund oder oval sein (siehe Bilder 11.3-1 und 14.2-1a) bis 14.2-1h)).
a) Handlöcher
Ein Handloch zum Reinigen darf nicht kleiner als 80 mm × 100 mm sein oder muss einen Innendurchmesser
mindestens 100 mm aufweisen.
Ein Handloch zur Besichtigung darf nicht kleiner als 100 mm × 150 mm sein oder muss mindestens ein
Durchmesser von 120 mm aufweisen. Die Höhe des Kragens oder des Ringes darf nicht mehr als 65 mm
betragen bzw. 100 mm, wenn der Kragen oder der Ring konisch ist.
b) Kopflöcher
Kopflöcher dürfen nicht kleiner als 220 mm × 320 mm sein oder sie müssen einen Innendurchmesser von
320 mm aufweisen. Die Höhe des Kragens oder des Ringes darf nicht mehr als 100 mm betragen bzw.
120 mm falls der Kragen oder der Ring konisch ist.
c) Mannlöcher
Mannlöcher sollten nicht kleiner sein als 320 mm × 420 mm oder sollten einen Innendurchmesser von 420 mm
aufweisen. Die Höhe des Kragens oder des Ringes darf nicht größer als 300 mm sein. Falls in besonderen
Fällen Mannlöcher mit einer Größe 300 mm × 400 mm verwendet werden, sind die Bedingungen in der Tabelle
in Bild 14.2-1 zu erfüllen.
65
EN 12953-3:2002 (D)
Maße in Millimeter
Legende
1 Mannloch
2 Kopfloch
ANMERKUNG
Legende
1 Kopfloch 220 mm × 320 mm
Größe der Mannlöcher und des Abstandes g in der folgenden Tabelle
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a)
b)
Legende
1 Prüfkategorie
2 Augenebene
3 Mannlochmitte
ANMERKUNG
Legende
1 Prüfkategorie
2 Augenebene
3 Kopflochmitte
Größe der Mannlöcher und des Abstandes g1 in der folgenden Tabelle.
c)
Bild 14.2-1 — Befahr- und Besichtigungsöffnungen
(fortgesetzt)
66
d)
EN 12953-3:2002 (D)
Maße in Millimeter
Legende
1 Prüfkategorie
2 Augenebene
3 Kopflochmitte
Legende
1 Prüfkategorie
2 Handlochmitte
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e)
f)
Legende
1 Mannloch
a
Tiefe der Teilung ≥ 500
g)
Bild 14.2-1 — Befahr- und Besichtigungsöffnungen
(fortgesetzt)
67
EN 12953-3:2002 (D)
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Maße in Millimeter
Legende
1 Mannloch
ANMERKUNG
Bezüglich der Größe von Mannloch und Abmessung g, siehe folgende Tabelle
h)
Größe des
Mannlochs
320 × 420
300 × 400
ht
ga
g1b
≤ 300
≤ 150
≥ 400
≥ 450
≥ 320
≥ 370
a
Für Abmessungen g, siehe Bild 14.2-1a), Bild 14.2-1g) und Bild 14.2-1h).
b
Für Abmessungen g1, siehe Bild 14.2-1c).
Bild 14.2-1 — Befahr- und Besichtigungsöffnungen (abgeschlossen)
68
EN 12953-3:2002 (D)
14.3 Mindestauflagebreite einer Dichtung und Spielraum für die Führung von Befahr- und
Besichtigungsöffnungen
Befahr- und Besichtigungsdeckel, bei denen der Innendruck die Deckel gegen eine flache Dichtung drückt, müssen
mindestens eine Auflagerbreite von 15 mm für Mannlöcher und Kopflöcher aufweisen. Bei Handlöchern darf dieses
Maß auf 10 mm reduziert werden. Der gesamte Spielraum zwischen Mannlochrahmen und Vor- bzw. Rücksprung
des Deckels darf nicht mehr als 3 mm bzw. 1,5 mm rundum sein. Die Höhe des Vorsprungs muss ausreichend
sein, so dass die Dichtung nicht (durch den Innendruck) herausgedrückt werden kann.
14.4 Befahr- und Besichtigungsöffnungen in ebenen Platten
Befahr- und Besichtigungsöffnungen in ebenen Platten müssen passend verstärkt werden (siehe Bild 11.3-1).
14.5 Anforderungen für Prüfung
14.5.1 Die Wirksamkeit einer visuellen Kontrolle hängt insbesondere von dem Abstand zwischen Auge und Objekt
und dem Winkel, unter dem die Oberfläche des Objektes besichtigt werden kann, ab. Die besten Besichtigungsmöglichkeiten erhält man durch Befahren des Kessels. Der Sinn dieses Unterabschnittes besteht darin, eine gute
Besichtigungsmöglichkeit von repräsentativen Teilen der verschiedenen Schweißnähte sicherzustellen. Es muss
qnerkqnnt werden, dass es nicht möglich ist, Zugang für eine nahe Besichtigungsmöglichkeit einer jeden Naht des
Kessels zu schaffen, wenn der Kessel zusammengebaut worden ist, insbesondere im Falle von kleinen Kesseln.
Jedoch ist es auch klar, dass einige Teile von Kesseln mehr zu Rissen oder Korrosion neigen als andere.
Die folgenden Prüfkategorien wurden aufgestellt, um die relative Wichtigkeit und für jede Kategorie die passende
Ausrüstung für die Besichtigung von repräsentativen Teilen sicherzustellen. Beispiele verschiedener
Besichtigungsgrade sind im Bild 14.2-1 dargestellt.
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a)
Prüfkategorie 1
Stumpfschweißnähte (z. B. Boden an Mantel und Flammrohr an Boden) außer wenn sie durch Rohrfelder
verdeckt sind;
Befestigungsnähte von Ankern und Versteifungen.
ANMERKUNG
Im Falle einer Prüfkategorie 1 — Besichtigung sind die repräsentativen Teile der Schweißnähte diejenigen,
bei denen hohe Biegemomente erwartet werden und üblicherweise die Hälfte der Schweißnähte Boden an Mantel und mindestens 50 % der Schweißnaht Boden an Flammrohr umfassen würden.
b) Prüfkategorie 2
Befestigungsnähte die nicht unter a) abgedeckt sind;
Große Bauteile, die einer hohen Wärmstromdichte ausgesetzt sind (z. B. Flammrohre);
Gekrempte Ecken, an denen der Kessel nicht von Boden zu Boden verankert ist;
Teile, wo sich Ablagerungen anhäufen können;
Teile in der Nähe des Speisewasserstutzens;
Teile, bei denen Änderungen des Wasserspiegels während des Betriebes auftreten;
Anker und Ankerbolzen zwischen Wendekammer und Boden.
c) Prüfkategorie 3
Alle Teile, die nicht unter a) und b) fallen und die einer niedrigen Wärmestromdichte ausgesetzt sind
(Rauchgastemperatur kleiner oder gleich 400 °C) oder die nicht der Flamme ausgesetzt sind.
Die Anordnung von Besichtigungsöffnungen gründet sich auf zwei Faktoren: Die Größe der Öffnung und die Länge
des Besichtigungsraumes welcher der Besichtigungskategorie angemessen ist, diese Anordnungen sind in den
Bildern 14.2-1c) bis 14.2-1f) dargestellt. Der Abstand kann erhöht werden im Falle von Ankerfeldern oder Ankerrohrfeldern, wenn geeignete Besichtigungsgeräte benutzt werden können.
14.5.2 Der infolge von Rohrfeldern nicht zu besichtigende Anteil umlaufender Stumpfnähte darf nicht größer als
der halbe Manteldurchmesser sein. Notfalls müssen die Rohrfelder passende Gassen und der Mantel Kopflöcher
oder Handlöcher in ausreichender Anzahl erhalten.
69
EN 12953-3:2002 (D)
Dies gilt nicht für Abhitzekessel, die kein Flammrohr, sondern nur Rauchrohre enthalten.
ANMERKUNG
Bei der Bestimmung der verdeckten Bereiche zwischen Rohre und Mantel wird angenommen, dass das Auge
bis einem Abstand von 80 mm an die innere Oberfläche des Mantels gebracht werden kann.
14.5.3 In allen Fällen muss es möglich sein, die tiefste Stelle des Mantels und die Längsnähte zu besichtigen.
14.6 Anforderungen an die Befahrbarkeit bei Kesseln mit einem Außendurchmesser größer als
1 400 mm
14.6.1 Der verfügbare Raum zum Befahren des Kessels über seine Länge muss eine Querschnittsfläche haben,
die mindestens vergleichbar ist mit einem Kreis von 600 mm Durchmesser. Diese Anforderung kann als erfüllt
angesehen werden, wenn der Raum einen eingeschriebenen Kreis von mindestens 420 mm Durchmesser enthält
und angrenzende, keilförmige Räume, der eine ausreichende Bewegungsfreiheit gewährleistet. Wenn der Zugang
von der Unterseite des Kessels erfolgt (oder in ähnlichen Bewegungssituationen, z. B. oberhalb von Rohrfeldern),
oder wenn durch ein Mannloch an der Unterseite geklettert werden muss, wie in Bild 14.2-1h) dargestellt oder
wenn ein Mannloch am Kesselscheitel liegt, wie in Bild 14.2-1a) gezeigt, ist ein Freiraum von 400 mm zwischen
Kesselmantel (Mannlochring) und dem Rohrfeld ausreichend, falls die Breite des Eintrittsraumes (nach Möglichkeit
keilförmig) mindestens 600 mm beträgt. Bei kleineren Räumen genügt es, wenn nur der obere Teil des Körpers in
den Kessel eingebracht werden kann wie in Bild 14.2-1c) dargestellt.
14.6.2 Wenn es notwendig ist von einem Besichtigungsraum in einen anderen zu gelangen, z. B. in einen
Längsraum genügt ein Ausschnitt mit einer Höhe von mindestens 300 mm an seiner schmalsten Stelle (siehe
Bild 14.2-1 h). Bild 14.2-1 h) erklärt lediglich die Vorstellung eines solchen Ausschnitts. Die möglichen Arten
müssen nicht alle gleichzeitig vorhanden sein.
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14.7 Zugänglichkeit und Anordnung von Befahr- und Besichtigungsöffnungen
Alle Befahr- und Besichtigungsöffnungen müssen zugänglich sein oder leicht zugänglich gemacht werden können.
Wenn Pumpen, Ventile, Vorwärmer, Rahmenkonstruktionen, Auflager, usw. installiert werden, ist dies zu berücksichtigen. In jedem Fall muss die Anordnung der Befahr- und Besichtigungsöffnungen so längs- oder quer zur
Kesselachse gewählt werden, dass die Bedingungen für die Besichtigung ausreichend sind.
70
EN 12953-3:2002 (D)
Anhang A
(normativ)
Berechnung der Rohrbodentemperatur
A.1 Allgemeines
Dieser Anhang enthält ein Verfahren zur Berechnung der Wandtemperatur der beheizten Fläche und der mittleren
(Berechnungs)-Temperatur von Rohrböden innerhalb des Rohrbündels.
Die Berechnung berücksichtigt die Einwirkungen des Wärmeübergangs im Beharrungszustand
a)
von den Heißgasen zur Rohrbodenfläche und den inneren Rohroberflächen durch Konvektion einschließlich
der Rohreinlaufwirkung und durch Strahlung einschließlich des Strahlungsaustausches in der Wendekammer;
b)
durch Leitung durch den Rohrboden und die Rohrwände von der Rohrbodenfläche und den inneren Rohroberflächen zu den wasserseitigen Oberflächen, wobei ein entsprechender thermischer Kontakt zwischen Rohr
und Boden angenommen wird; und
c)
durch Blasensieden von den wasserseitigen Oberflächen.
Das Verfahren und die Berechnungskurven sind aus veröffentlichten Wärmeübergangsdaten entwickelt worden
und enthalten einige vereinfachte Näherungen, die dazu neigen, sich selbst auszugleichen. Berechnete und gemessene Temperaturen haben eine gute Übereinstimmung in allen Fällen gezeigt, wo vollständige Daten verfügbar
sind.
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A.2 Symbole
Für die Anwendung dieser Anhang gelten die Symbole in EN 12953-1:2002, Tabelle 4-1 and Tabelle A.1.
Tabelle A.1 — Symbole
Symbol
Beschreibung
Einheit
A
Bereich der Wärmezufuhr von den inneren Rohroberflächen zum Rohrbodenelement
(siehe Bild A.7)
mm
2
AC
gesamter wirksamer wassergekühlter Oberflächenbereich in der Wendekammer
mm
2
AR
gesamter Bereich der feuerfesten Auskleidungsoberfläche in der Wendekammer
mm
2
a
Bereich der Wärmezufuhr von der Rohrbodenoberfläche zum Rohrbodenelement (siehe Bild A.8)
mm
2
C
Korrekturfaktor für den Wärmeleitwiderstand an der Rohr-Rohrbodenkontaktstelle
-
D
Innendurchmesser der Wendekammer (für zylindrische Wendekammer)
mm
d
Innendurchmesser des Konvektionsrohrs
mm
e
Rohrbodendicke
mm
F
Gesamtaustauschzahl für den Strahlungsaustausch in der Wendekammer (siehe
Bild A.2)
-
G
Massenstromgeschwindigkeit in den Rohren
kg/(m ⋅ s)
hCE
konvektive Wärmeübergangszahl im Rohreinlauf (siehe Bild A.6)
W/(m ⋅ K)
hCO
korrigierte Ausgangszahl des konvektiven Wärmeübergangs (siehe Bild A.5)
W/(m ⋅ K)
h'CO
angenommene Ausgangszahl des konvektiven Wärmeübergangs (siehe Bild A.4)
W/(m ⋅ K)
hm
Wärmeleitung des Rohrbodens
W/(m ⋅ K)
hR
Strahlungszahl für die Rohrbodenfläche
W/(m ⋅ K)
2
2
2
2
2
2
71
EN 12953-3:2002 (D)
Tabelle A.1 (abgeschlossen)
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Symbol
72
Beschreibung
Einheit
2
h'R
Strahlungszahl des schwarzen Körpers (siehe Bild A.1)
W/(m ⋅ K)
ht
bewertete mittlere Wärmedurchgangszahl
W/(m ⋅ K)
L
Innenlänge der Wendekammer (bei zylindrischen Wendekammern)
mm
LB
Schichtdicke in der Wendekammer
mm
N
Wasserseitige Konstante, = 4 000
W/(m ⋅ K)
p
mittlere Rohrteilung
mm
t
mittlere (Berechnungs)-Temperatur des Rohrbodens
°C
tC
geschätzter Anfangswert von tM
°C
tG
wirkliche Gastemperatur am Rohreinlauf
°C
tM
Wandtemperatur der beheizten Fläche des Rohrbodens
°C
tS
Kesselwassertemperatur
°C
β
mittlerer Temepraturfaktor für den Rohrboden (siehe Bild A.12)
-
η
Wärmedurchgangszahl für das Rohrbodenelement (siehe Bild A.10)
-
λ
Wärmeleitfähigkeit des Rohrbodens
W ⋅ mm/
2
(m K)
Φ
Temperaturfaktor der beheizten Fläche des Rohrbodens (siehe Bild A.11)
-
2
2
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A.3 Berechnungsverfahren
A.3.1 Strahlungszahlen
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Die Strahlungszahl des schwarzen Körpers h'R d. h. das Emissionsvermögen = 1, F = 1 ist aus Bild A.1 zu
bestimmen. Die Gastemperatur tG am Rohreinlauf muss der wirkliche Wert sein, der mit einem mehrfach
geschützten Hochgeschwindigkeits-Absaugpyrometer gemessen wird (ein herkömmliches Thermoelement führt
stets zu niedrigen Ablesungen. Messfehler bis zu 300 °C sind möglich). Der Wert der Wandtemperatur der
beheizten Fläche des Rohrbodens tC ist der zunächst angenommene. Typische in Bild A.1 aufgeführte Werte
machen im allgemeinen die Notwendigkeit einer Reiteration nicht erforderlich.
Legende
a Typische Kurve für Luftkühlung
b Typische Kurve für Wasserkühlung
c Tatsächliche Gastemperatur am Rohreinlauf tG (°C)
Bild A.1 — Strahlungszahl des schwarzen Körpers h'R (F = 1)
Das Emissionsvermögen des Gases hängt von der Gesamtanalyse, der Temperatur, den Partialdrücken und der
Schichtdicke in der Wendekammer ab. Die Kurven in Bild A.2 basieren auf dem Luftüberschuss, der normalerweise
in direkt befeuerten Kesseln angewendet wird. Bei Produkten der Kohleverbrennung wird empfohlen, die Erdgaskurve für die Teilchenstrahlung zu verwenden. Für andere Gasgemische sollte das Gas-Emissionsvermögen nach
einem Text über Wärmeübertragung durch Strahlung, z. B. [1], bestimmt werden.
73
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EN 12953-3:2002 (D)
Legende
a Erdgas und Kohle
b Öl
c Schichtdicke (mm)
d Tatsächliche Gastemperatur tG am (Rohreinlauf) in °C
e Gasemission
f Gesamt-Strahlungsaustauschzahl F
Bild A.2 — Bestimmung der Gesamt-Strahlungsaustauschzahl F
74
EN 12953-3:2002 (D)
Die Schichtdicke für eine zylindrische Wendekammer LB erhält man durch folgende Gleichung:
LB =
0,83 L
L / D + 0,5
(A.3-1)
Für nicht zylindrische Wendekammern erhält man die Schichtdicke durch folgende Gleichung:
LB = 3,3
Vc
ACS
(A.3-2)
Dabei ist:
VC Wendekammervolumen;
ACS Wendekammeroberflächenbereich.
Bei der Berechnung des Wendekammeroberflächenbereichs darf für Rohrlöcher oder Flammrohrausschnitte keine
Reduzierung erfolgen.
Bei Wendekammern mit feuerfesten Auskleidungen ist AR/AC das Verhältnis des gesamten wirksamen (reflektierenden) Auskleidungsbereichs zum wirksamen gekühlten (aufnehmenden) Oberflächenbereich in der Wendekammer.
AC bezieht die gesamte innerhalb des Rohrbodenumfangs eingeschlossene Fläche mit ein, d. h. ohne Reduzierung
für Rohrlöcher oder Flammrohrausschnitte.
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Für zylindrische Wendekammern erhält man AR/AC aus Bild A.3.
Bei vollständig wassergekühlten Wendekammern ist AR/AC = 0.
Legende
a Luftkühlung
b Teilweise Wasserkühlung
ANMERKUNG
Bei einer nicht zylindrischen Kammer ist der gesamte Oberflächenbereich des Rohrbodens AC (keine
Reduzierung für Rohrlöcher oder Flammrohrausschnitte) mit einzubeziehen.
Bild A.3 — Verhältnis AR/AC für eine zylindrische Wendekammer mit Durchmesser D und Länge L
75
EN 12953-3:2002 (D)
Die Gesamtstrahlungsaustauschzahl F ist aus Bild A.2, und die Strahlungszahl für den Rohrboden mit der folgenden Gleichung zu bestimmen:
hR = F h'R
(A.3-3)
Die Strahlung auf den inneren Rohroberflächen wird durch Verwendung des Beiwerts 0,5 hR in der Gleichung für
die geschätzte mittlere Wärmedurchgangszahl ht berücksichtigt (siehe A.3.3).
A.3.2 Wärmeübergangszahlen bei Konvektion
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Die angenommene Ausgangs-Wärmeübergangszahl bei Konvektion h'CO hängt vom spezifischen Gasmassenstrom G in den Konvektionsrohren und vom Rohrinnendurchmesser d. ab. Für Verbrennungsprodukte von Heizöl,
Erdgas und Kohle ist h'CO nach Bild A.4 zu bestimmen.
76
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EN 12953-3:2002 (D)
Legende
a Rohrinnendurchmesser d in mm
2
b Gasmassenstrom G in kg/(m ⋅ s)
ANMERKUNG
h'CO = 20,2
G 0,8
d 0,2
(A.3-4)
Bild A.4 — Ausgangszahl des konvektiven Wärmeübergangs h'CO
77
EN 12953-3:2002 (D)
Der Korrekturfaktor hCO/h'CO für die Rohreinlauftemperatur ist nach Bild A.5 unter Verwendung der Heizölkurve für
Kohleprodukte zu bestimmen. Die konvektive Ausgangs-Wärmeübergangszahl für die voll entwickelte
Rohrströmung bei der Temperatur tG ist mit folgender Gleichung zu bestimmen:
æh ö
hCO = h'CO çç CO ÷÷
è h'CO ø
(A.3-5)
Bei anderen Gasen, bei denen die Werte der spezifischen Wärme, Wärmeleitfähigkeit oder Viskosität sich von denen der Verbrennungsprodukte von Öl oder Erdgas unterscheiden, kann der Wert hCO aus der Gleichung für vollentwickelte Rohrströmung wie folgt berechnet werden:
Nu = 0,023 Re0,8 Pr 0,33
(A.3-6)
worin
Nu Nusselt-Zahl, basierend auf dem Rohrinnendurchmesser d,
Re Reynolds-Zahl, basierend auf dem Rohrinnendurchmesser d,
Pr
Prandtl-Zahl ist.
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(siehe z. B. [1])
Legende
a Erdgas
b Öl und Kohle
æh ö
c Faktor çç CO ÷÷
è h'CO ø
d Tatsächliche Gastemperatur am Rohreinlauf tG in °C
Bild A.5 — Bestimmung des Korrekturfaktors
Der Korrekturfaktor hCE/hCO für den Rohreinlaufbereich ist nach Bild A.6 zu bestimmen, die mittlere konvektive
Wärmeübergangszahl hCE für die innere Rohroberfläche über die wirksame Länge für die Wärmezufuhr zum Rohrboden ist mit folgender Gleichung zu bestimmen:
æh ö
hCE = hCO çç CE ÷÷
è hCO ø
(A.3-7)
Die Wärmeübertragung durch Konvektion zur Rohrbodenfläche wird durch Verwendung der Zahl hCO in der
Gleichung für die bewertete mittlere Wärmedurchgangszahl ht berücksichtigt (siehe A.3.3).
78
EN 12953-3:2002 (D)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Legende
æh ö
a Faktor çç CE ÷÷
è hCO ø
Bild A.6 — Bestimmung des Korrekturfaktors
A.3.3 Bewertete gasseitige mittlere Wärmedurchgangszahl
Für das Rohrbodenelement, das durch innere Rohroberflächen und Ebenen, die Rohrmittellinien enthalten, begrenzt wird, sind die Bereiche der Wärmezufuhr A (innere Rohroberflächen) und a (Rohrbodenoberfläche) nach
Bild A.7 und A.8 zu bestimmen.
Die bewertete mittlere Wärmedurchgangszahl wird wie folgt berechnet:
CA
(hCE + 0,5 hR ) + a2 (hCO + hR )
d
d
ht = 2
æ A
a ö
÷÷
çç
+
è d2 d2 ø
(A.3-8)
Dabei ist:
C = 0,9 nur für eingewalzte Rohre,
C = 0,95 für eingewalzte und eingeschweißte Rohre,
C = 1 für voll durchgeschweißte Rohre ist.
79
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EN 12953-3:2002 (D)
Legende
a Rechtecksteilung
b Dreiecksteilung
Bild A.7 — Dimensionsloser Rohrbereich
80
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EN 12953-3:2002 (D)
Legende
a Rechtecksteilung
b Dreiecksteilung
Bild A.8 — Dimensionsloser Rohrbereich
A.3.4 Wärmeleitung des Rohrbodens
Die Wärmeleitung des Rohrbodens erhält man durch die folgende Gleichung:
hm =
λ
e
(A.3-9)
dabei ist
λ = 40 000 für die Stahlgüten 460 und 490 und
λ = 45 000 für die Stahlgüten 400 und 430.
A.3.5 Wasserseitiger Wärmeübergang
Die Wärmeübergangsbedingungen an wasserseitigen Oberflächen werden in den Gleichungen für die Rohrbodenwandtemperaturen durch Anwendung der Konstante N berücksichtigt.
81
EN 12953-3:2002 (D)
A.3.6 Rohrbodentemperaturen
Die folgenden Gleichungen für die beheizte Fläche des Rohrbodens und die mittleren Wandtemperaturen basieren
auf den von Gardner [2] entwickelten Gleichungen
æ
ö
Φ
÷
tM = tS + 15 + (tG − tS ) çç1 −
1 + (η ht / N ) ÷ø
è
(A.3-10)
æ
ö
β
÷
t = tS + 15 + (tG − tS ) çç1 −
1 + (η ht / N ) ÷ø
è
(A.3-11)
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Die Faktoren η, Φ und β sind abhängig von A/a (aus Bild A.9) und von ht/hm, die man aus den Bildern A.10 bis A.12
erhält.
Legende
a Rechtecksteilung
b Dreiecksteilung
Bild A.9 — Rohr/Rohrbodenbereich-Verhältnis
82
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EN 12953-3:2002 (D)
Bild A.10 — Faktor η
83
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Bild A.11 — Faktor Φ
84
EN 12953-3:2002 (D)
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Bild A.12 — Faktor β
A.4 Berechnungsbeispiel unter Anwendung des in A.3 angegebenen Verfahrens
A.4.1 Angenommene Berechnungsdaten
Brennstoff: Erdgas
Kessel: Rauchrohrabhitzekessel mit feuerfest ausgekleideter Heißgaskammer
Vorgeschriebene Gaseintrittstemperatur: 900 °C
Zulässiger Kesselbetriebsdruck: 1,1 N/mm
2
Sattdampftemperatur: tS = 188 °C
Kesselrohre:
Innendurchmesser
d = 56,3 mm
Dreiecksteilung
p = 88 mm
Gasmassenstrom
G = 11 kg/(m ⋅ s)
2
85
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Rohrboden:
Dicke e = 22 mm
Werkstoff Stahlgruppe 1
Befestigung der Rohrenden: eingewalzt und geschweißt
Gaseintrittskammer: zylindrisch, feuerfeste Auskleidung auf Mantel- und Rückwandblechen
Innendurchmesser D = 1 800 mm
Innenlänge
L = 1 000 mm
A.4.2 Berechnung der Strahlungszahl
Die Berechnung der Strahlungszahl hR wird wie in A.3.1 beschrieben durchgeführt.
Nach Bild A.1 unter Verwendung eines angenommenen Wertes von tC = 350 °C , der durch die für außenliegende
2
Wendekammer typische Kurve angegeben wird, ist h'R = 185 W/(m ⋅ K).
Schichtdicke
LB =
0,83 × 1 000
= 786 mm
1 000 / 1 800 + 0,5
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Nach Bild A.3 ist
AR
L
= 3,15 , wobei
= 0,555 ist.
AC
D
Nach Bild A.2 ist F = 0,58.
Daher ist
2
hR = 0,58 × 185 = 107,3 W/(m ⋅ K)
A.4.3 Berechnung der konvektiven Wärmeübergangszahl
Die Berechnung der konvektiven Wärmeübergangszahlen hCO und hCE wird wie in A.3.2 beschrieben durchgeführt.
2
Nach Bild A.4 ist h'CO = 61 W/(m ⋅ K).
Nach Bild A.5 ist
hCO
= 0,952
h'CO
Daher ist
2
hCO = 0,952 × 61 = 58,1 W/(m ⋅ K)
Nach Bild A.6 ist
e
22
hCE
=
= 0,391 ist.
= 2,9 , wobei
d 56,3
hCO
Daher ist
2
hCE = 58,1 × 2,9 = 168,5 W/(m ⋅ K)
86
EN 12953-3:2002 (D)
A.4.4 Berechnung der bewerteten mittleren gasseitigen Wärmedurchgangszahl
Die Berechnung der bewerteten mittleren gasseitigen Wärmedurchgangszahl ht wird wie in A.3.3 beschrieben
durchgeführt.
Nach Bild A.7 ist
Nach Bild A.8 ist
A
d
2
a
d
2
= 0,6 , wobei
e
= 0,391 Dreiecksteilung
d
= 0,67 , wobei
p
88
=
= 1,563 ist.
d 56,3
Für eingewalzte und geschweißte Rohre ist C = 0,95.
Daher ist
0,95 × 0,6 (168,5 + 0,5 × 107,3 ) + 0,67 (58,1 + 107,3 )
= 187 W / m2 ⋅ K
0,6 + 0,67
(
ht =
)
A.4.5 Berechnung der Wärmeleitung des Rohrbodens
Die Berechnung der Wärmeleitung des Rohrbodens hm wird wie in A.3.4 beschrieben ausgeführt.
2
Für Stahl der Stahlgruppe 1 λ = 45 000 W ⋅ mm/(m ⋅ K) (siehe A.2).
Daher ist
hm =
(
45 000
= 2 045 W / m2 ⋅ K
22
)
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A.4.6 Berechnung der Rohrbodentemperaturen
Die Berechnung der Rohrbodentemperaturen t und tM wird wie in A.3.6 beschrieben ausgeführt.
187
ht
=
= 0,09144
hm 2 045
Nach Bild A.9 ist
A
= 0,9 .
a
Nach Bild A.10, A.11 und A.12 ist
η
= 1,72
Φ
= 0,885
β
= 0,935
Daher erhält man die Wandtemperatur der beheizten Fläche des Rohrbodens durch
ù
é
ú
ê
0,885
ú = 332 °C
tM = 188 + 15 + (900 − 188 ) ê1 −
ê 1 + 1,72 × 187 ú
ê
4 000 úû
ë
Diese liegt unterhalb der in 6.1 angegebenen Grenze und ist deshalb zufriedenstellend.
Die mittlere (Berechnungs-)Temperatur des Rohrbodens erhält man durch
ù
é
ú
ê
0,935
ú = 299 °C
t = 188 + 15 + (900 − 188 ) ê1 −
ê 1 + 1,72 × 187 ú
ê
4 000 úû
ë
87
EN 12953-3:2002 (D)
Anhang B
(informativ)
Berechnungs-Formblatt für Kurvenabschnitte oder Wellen für „Walker“-Typ
Auslegungsdruck =
N/mm
Auslegungstemperatur =
N/mm
Mindestdicke nach 13.1.1 aber nicht weniger als t
2
R1 =
mm
R2 =
mm
R3 =
mm
b=
mm
t=
mm (korrodiert)
L, Abstand zwischen den Stützpunkten (≤ 4
wobei R größer ist als R1 oder R3
r1 = R1 − t/2 =
mm
ær − r ö
Θ = sin− 1 ç 1 3 ÷ =
è b ø
a
°C
Auslegungsbelastung, f =
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2
2 R t ) mm
r2 = R2 + t/2 =
Y1 = r1 + t / 2 −
mm
°
é (r + r )2 + b2 − (r + r )2 ù
2
3
α = 90 − cos − 1 ê 1 2
ú −Θ =
2 (r1 + r2 ) b
úû
êë
é (r + r )2 + b2 − (r + r )2 ù
1
2
β = 90 − cos− 1 ê 2 3
ú +Θ =
(
)
2
r
+
r
b
úû
êë
2
3
d = r2 − (r1 + r2 ) cos α + r1 + t =
für jeden Flächenabschnitt —
tπ
a1 = r1 α
=
180
tπ
a2 = r2 α
=
180
A = Σa =
für Schwerpunktstellen —
r3 = R3 − t/2 =
mm
°
°
mm
mm
2
mm
2
mm
tπ
=
180
tπ
a4 = r3 β
=
180
a3 = r2 β
mm
2
mm
2
2
sin α 2 é (r1 + t / 2)3 − (r1 − t / 2)3 ù 180
=
×
ú
ê
α
3 êë (r1 + t / 2)2 − (r1 − t / 2)2 ûú π
mm
Y2 = d − r2 − t / 2 +
sin α 2 é (r2 + t / 2)3 − (r2 − t / 2)3 ù 180
×
=
ú
ê
α
3 êë (r2 + t / 2)2 − (r2 − t / 2)2 úû π
mm
Y3 = d − r2 − t / 2 +
sin β 2 é (r2 + t / 2)3 − (r2 − t / 2)3 ù 180
×
=
ú
ê
β
3 êë (r2 + t / 2)2 − (r2 − t / 2)2 ûú π
mm
sin β 2 é (r3 + t / 2)3 − (r3 − t / 2)3 ù 180
×
=
ú
ê
β
3 êë (r3 + t / 2)2 − (r3 − t / 2)2 úû π
Momente über 0-0 —
a Y + a2 Y2 + a3 Y3 + a4 Y4
Y0 = 1 1
=
mm Y = d − Y0 =
Σa
Y4 = r3 + t / 2 −
88
mm
mm
EN 12953-3:2002 (D)
Trägheitsmomente über neutrale Achse N-N —
4
4
éα π
ù é (r + t / 2) − (r1 − t / 2 ) ù
2
2
l1 = ê
+ sin 2 α ú × ê 1
ú − a1 (r1 + t / 2 − Y1) + a1 (Y0 − Y1) =
16
ë 90
û êë
úû
mm
4
4
4
éα π
ù é (r + t / 2) − (r2 − t / 2) ù
2
2
l2 = ê
+ sin 2 α ú × ê 2
ú − a2 (r2 + t / 2 − d + Y2 ) + a2 (Y2 − Y0 ) =
90
16
ë
û ëê
ûú
mm
4
4
4
éβ π
ù é (r + t / 2) − (r2 − t / 2 ) ù
2
2
l3 = ê
+ sin 2 β ú × ê 2
ú − a3 (r2 + t / 2 − d + Y3 ) + a3 (Y3 − Y0 ) =
16
ë 90
û êë
úû
mm
4
4
4
éβ π
ù é (r + t / 2) − (r3 − t / 2) ù
2
2
l4 = ê
+ sin 2 β ú × ê 3
ú − a4 (r3 + t / 2 − Y4 ) + a4 (Y0 − Y4 ) =
16
ë 90
û êë
úû
mm
4
ln = Σ l =
mm
4
Pmax =
8 f In
2
=
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Y L b cos Θ
Wenn Pmax > Pdesign dann ist der Flächenabschnitt in Ordnung
N/mm
2
89
EN 12953-3:2002 (D)
Anhang ZA
(informativ)
Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende Sicherheitsanforderungen oder andere Vorgaben von Druckgeräte-Richtlinie betreffen
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission
und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Sicherheitsanforderungen der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG im Hinblick auf Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile.
WARNHINWEIS: Für Produkte, die in den Anwendungsbereich dieser Norm fallen, können weitere Anforderungen
und weitere EU-Richtlinien anwendbar sein.
Die in Tabelle ZA-1 angegebenen Abschnitte dieser Norm sind geeignet, grundlegende Sicherheitsanforderungen
der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG zu unterstützen:
Tabelle ZA-1 — Gegenüberstellung zwischen der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG und EN 12953-3
im Hinblick auf Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile für Großwasserraumkessel
EN 12953-3
harmonisierte Abschnitte
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5.1 bis 5.7
Inhalt
DruckgeräteRichtlinie 97/23/EG
Annex I
Konstruktion — Allgemeines
2.1
5.6
Hydrostatischer Prüfdruck
7.4
5.7
Korrosion oder andere chemische Einflüsse
2.6
5.7
Verschleiß
2.7
6 bis 13
Auslegung auf die erforderliche Belastbarkeit
2.2.2 und 2.2.3
6.1
Betriebstemperaturen
2.2.1
6.2
Zulässige Belastungen
7.1.2
14
Vorkehrungen für die Inspektion
2.4
Die Übereinstimmung mit den Abschnitten dieser Norm ist eine Möglichkeit, die relevanten grundlegenden Anforderungen der betreffenden Richtlinie und der zugehörigen EFTA-Vorschriften zu erfüllen.
90
EN 12953-3:2002 (D)
Literaturhinweise
EN 1092-1, Flansche und ihre Verbindungen ─ Runde Flansche für Rohre, Armaturen, Formstücke und Zubehörteile, nach PN bezeichnet ─ Teil 1: Stahlflansche.
EN 1092-2, Flansche und ihre Verbindungen ─ Runde Flansche für Rohre, Armaturen, Formstücke und Zubehörteile, nach PN bezeichnet ─ Teil 2: Gusseisenflansche.
prEN 1092-3, Flansche und ihre Verbindungen ─ Runde Flansche für Rohre, Armaturen, Formstücke und Zubehörteile ─ Teil 3: Flansche aus Kupferlegierungen und Verbundwerkstoffen, nach PN bezeichnet.
prEN 1092-4, Flansche und ihre Verbindungen ─ Runde Flansche für Rohre, Armaturen, Fittings und Zubehörteile, nach PN bezeichnet ─ Teil 4: Flansche aus Aluminiumlegierungen.
EN 13445-1, Unbefeuerte Druckbehälter ─ Teil 1: Allgemeines.
EN 13445-2, Unbefeuerte Druckbehälter ─ Teil 2: Werkstoffe.
EN 13445-4, Unbefeuerte Druckbehälter ─ Teil 4: Herstellung.
EN 13445-5, Unbefeuerte Druckbehälter ─ Teil 5: Inspektion und Prüfung.
EN 13445-6, Unbefeuerte Druckbehälter ─ Teil 6: Zusätzliche Anforderungen an die Konstruktion und Herstellung
von Druckbehältern und -behälterteilen aus Gusseisen mit Kugelgraphit.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
CR 13445-7, Unbefeuerte Druckbehälter ─ Teil 7: Übersicht über Prüftätigkeiten und Beteiligung.
[1]
McADAMS, W. H.
Heat Transmission, McGraw-Hill, 1954
[2]
GARDNER, K. A.
Heat Exchanger Tube Sheet Temperatures. Refiner and Natural Gasoline Manufacturer, March 1942,
Vol. 21, No. 3, pp. 71-77
Weitere Literatur
[3]
LUCAS, D. M. and LOCKETT, A. A.
Mathematical Modelling of Heat Flux and Temperature Distribution in Shell Boilers. Proc. 4th Symp. on
Flames and Industry, 1972, BFRC — Inst. Fuel.
[4]
KERN, D. Q.
Process Heat Transfer, McGraw-Hill, 1950
[5]
GORE, W. H., GUNN, D. C. and HORSLER, A. G.
Natural Gas Firing of Shall Boilers, Inst. Fuel, March 1972
[6]
V. D. I. — WÄRMEATLAS
[7]
JACOB, M.
Heat Transfer, John Willey, 1949
[8]
ECKERT, E. R. G. and DRAKE, R. M.
Heat and Mass Transfer, McGraw-Hill, 1959
[9]
FRAAS, A. P. and OZISK, M. N.
Heat Exchanger Design, John Willey, 1965
[10]
PERRY, K. P.
Heat Transfer by Convection from a Hot Gas Jet to a Plane Surface. Proc. I. Mech. E., 1954, Vol. 168,
pp. 775-784
91
DEUTSCHE NORM
August 2002
Großwasserraumkessel
Teil 4: Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile
Deutsche Fassung EN 12953-4:2002
EN 12953-4
ICS 27.060.30; 27.100
Shell boilers — Part 4: Workmanship and construction
of pressure parts of the boiler;
German version EN 12953-4:2002
Chaudières à tubes de fumée — Partie 4: Fabrication et
construction des parties sous pression de la chaudière;
Version allemande EN 12953-4:2002
Die Europäische Norm EN 12953-4:2002 hat den Status einer Deutschen Norm.
Nationales Vorwort
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Deutsche Norm enthält die Deutsche Fassung der Europäischen Norm EN 12953-4:2002 „Großwasserraumkessel — Teil 4: Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile“.
Die Europäische Norm wurde vom CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut für Normung e. V. ist
der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss GA 269 „Dampfkessel“ des Normenausschusses
Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Für den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des
Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die
Verweisung auf die jeweils neueste gültige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.
Für den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in
Bezug genommene Ausgabe der Norm.
Fortsetzung 44 Seiten EN
Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD) im DIN Deutsches Institut für Normung e.V.
© DIN Deutsches Institut für Normung e.V. . Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise,
nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet.
Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
Ref. Nr. DIN EN 12953-4:2002-08
Preisgr. 16
Vertr.-Nr. 2316
EN 12953-4
EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
Mai 2002
ICS 27.060.30; 27.100
Deutsche Fassung
Großwasserraumkessel
Teil 4: Verarbeitung und Bauausführung
für drucktragende Kesselteile
Shell boilers — Part 4: Workmanship and construction of
pressure parts of the boiler
Chaudières à tubes de fumée — Partie 4: Fabrication et
construction des parties sous pression des chaudières
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 15. Mai 2002 angenommen.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen
dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen
dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage
erhältlich.
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Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,
die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem ManagementZentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,
Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, der Tschechischen
Republik und dem Vereinigten Königreich.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
Management-Zentrum: rue de Stassart, 36
© 2002 CEN
B-1050 Brüssel
Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 12953-4:2002 D
EN 12953-4:2002 (D)
Inhalt
Seite
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Vorwort........................................................................................................................................................................ 3
1
Anwendungsbereich..................................................................................................................................... 4
2
Normative Verweisungen ............................................................................................................................. 4
3
Begriffe........................................................................................................................................................... 4
4
Symbole ......................................................................................................................................................... 4
5
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
5.11
5.12
5.13
5.14
5.15
5.16
Allgemeine Anforderungen .......................................................................................................................... 5
Allgemeines ................................................................................................................................................... 5
Materialkennzeichnung ................................................................................................................................ 5
Zylinderschalen ............................................................................................................................................. 5
Kontrollbohrungen........................................................................................................................................ 8
Behälterböden und Rohrböden ................................................................................................................... 8
Glatte Rohre und Ankerrohre....................................................................................................................... 8
Mannlochringe und Ausschnitte ................................................................................................................. 9
Halterungen für Formstücke ........................................................................................................................ 9
Zylindrische Flammrohre ............................................................................................................................. 9
Wassergekühlte Wendekammer ................................................................................................................ 11
Anker ............................................................................................................................................................ 11
Ausführung von Schweißverbindungen................................................................................................... 11
Ausschnitte in oder neben Schweißnähten ............................................................................................. 13
Kehlnähte ..................................................................................................................................................... 13
Fertigung...................................................................................................................................................... 13
Wärmebehandlungen nach dem Schweißen und andere Wärmebehandlungen ................................. 18
Anhang A (informativ) Typische Beispiele zulässiger Schweißnahteinzelheiten.............................................. 21
Anhang ZA (informativ) Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende Anforderungen
oder andere Vorgaben der EU-Richtlinie betreffen ................................................................................. 43
Literaturhinweise...................................................................................................................................................... 44
2
EN 12953-4:2002 (D)
Vorwort
Dieses Dokument (EN 12953-4:2002) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 269 „Großwasserraumkessel und
Wasserrohrkessel", dessen Sekretariat vom DIN geführt wird, erarbeitet.
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission
und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Anforderungen der
EU-Richtlinie.
Für den Zusammenhang mit EU-Richtlinie(n) siehe informativen Anhang ZA, der Bestandteil dieser Norm ist.
Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung eines
identischen Textes oder durch Anerkennung bis November 2002, und etwaige entgegenstehende nationale
Normen müssen bis November 2002 zurückgezogen werden.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die Europäische Norm EN 12953 über „Großwasserraumkessel" besteht aus folgenden Teilen:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Teil 1:
Teil 2:
Teil 3:
Teil 4:
Teil 5:
Teil 6:
Teil 7:
Teil 8:
Teil 9:
Teil 10:
Teil 11:
Teil 12:
Teil 13:
Allgemeines.
Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör.
Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile.
Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile.
Prüfung während der Herstellung, Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile.
Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel.
Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel.
Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung.
Anforderungen an Begrenzungseinrichtungen an Kessel und Zubehör.
Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität.
Abnahmeversuche.
Anforderungen an Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel.
Besondere Anforderungen an Dampfsterilisationskessel aus Edelstahl.
CR 12953-14: Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation.
Obwohl alle Teile der Norm einzeln erworben werden können, sollte bedacht werden, dass die Teile voneinander
abhängig sind. Deshalb werden für Konstruktion und Herstellung der Großwasserraumkessel mehrere Teile
benötigt, um die Anforderungen der Norm zu erfüllen.
Der Anhang A dieser Europäischen Norm ist informativ.
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Länder
gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich,
Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden,
Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik und das Vereinigte Königreich.
3
EN 12953-4:2002 (D)
1
Anwendungsbereich
Dieser Teil der Europäischen Norm legt Anforderungen für die Verarbeitung und Bauausführung von in EN 129531 definierten Großwasserraumkesseln fest.
2
Normative Verweisungen
Diese Europäische Norm enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen
Publikationen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen
sind nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen
dieser Publikationen nur zu dieser Europäischen Norm, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung eingearbeitet
sind. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschließlich
Änderungen).
EN 287-1, Prüfung von Schweißern — Schmelzschweißen — Teil 1: Stahl.
EN 288-3, Anforderung und Anerkennung von Schweißverfahren für metallische Werkstoffe — Teil 3:
Schweißverfahrensprüfungen für das Lichtbogenschweißen von Stählen.
EN 1011-2, Schweißen — Empfehlungen zum Schweißen metallischer Werkstoffe – Teil 2: Lichtbogenschweißen
für ferritische Stähle.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
EN 1418, Schweißpersonal — Prüfung von Bedienern von Schweißeinrichtungen zum Schmelzschweißen und von
Einrichtern für das Widerstandsschweißen für vollmechanisches und automatisches Schweißen von metallischen
Werkstoffen.
prEN 10216-2, Nahtlose Stahlrohre für Druckbeanspruchungen — Technische Lieferbedingungen — Teil 2: Rohre
aus unlegierten und legierten Stählen mit festgelegten Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen.
prEN 10217-2, Geschweißte Stahlrohre für Druckbeanspruchungen — Technische Lieferbedingungen — Teil 2:
Elek-trisch geschweißte Rohre aus unlegierten und legierten Stählen mit festgelegten Eigenschaften bei erhöhten
Temperaturen.
prEN 10217-5, Geschweißte Stahlrohre für Druckbeanspruchungen — Technische Lieferbedingungen — Teil 5:
Unterpulvergeschweißte Rohre aus unlegierten und legierten Stählen mit festgelegten Eigenschaften bei erhöhten
Temperaturen.
EN 12953-1:2002, Großwasserraumkessel — Teil 1: Allgemeines.
EN 12953-3:2002, Großwasserraumkessel — Teil 3: Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile.
EN 12953-5, Großwasserraumkessel — Teil 5: Prüfung während der Herstellung; Dokumentation und
Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile.
3
Begriffe
Für die Anwendung dieser Europäischen Norm gelten die Begriffe in EN 12953-1.
4
Symbole
Für die Anwendung dieser Europäischen Norm gelten die Symbole wie in EN 12953-1:2002, Tabelle 4-1
angegeben.
4
EN 12953-4:2002 (D)
5
Allgemeine Anforderungen
5.1
Allgemeines
5.1.1 Die Regeln in diesem Teil gelten für Kessel und Kesselteile, die durch Schweißungen hergestellt werden
und die in Verbindung mit den spezifischen, die Werkstoffklassen betreffenden Anforderungen anzuwenden sind.
Es müssen alle Fertigungsaspekte der vorliegenden Norm berücksichtigt werden.
5.1.2
Alle Schweißungen müssen nach den Anforderungen dieser Norm ausgeführt werden.
5.1.3 Für Kessel nach Kategorie II, III und IV müssen alle Hand- oder Maschinenschweißer anerkannt sein
(siehe 5.15.3). Für Kessel nach Kategorie I ist eine Anerkennung nicht verpflichtend.
5.1.4 Der Hersteller eines nach den Anforderungen der vorliegenden Europäischen Norm gebauten Kessels
oder Kesselteils ist verantwortlich für die von seinen Arbeitern ausgeführten Schweißungen. Er muss eine
sachkundige Schweißaufsicht benennen und ebenso die Prüfungen durchführen, die für die Qualifikation der
verwendeten Schweißverfahren erforderlich sind. Es dürfen keinerlei Fertigungsarbeiten durchgeführt werden, bis
das Schweißverfahren und die Hand- oder Maschinenschweißer für Kessel nach Kategorie II, III und IV anerkannt
worden sind (siehe 5.15.3).
5.1.5 Der Hersteller muss ein Protokoll über die bei den Verfahrens- und Schweißerprüfungen erzielten
Ergebnisse führen.
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5.1.6 Die Schweißungen jedes Schweißers müssen mit einem Stempel markiert werden, der eine Identifizierung
des Schweißers ermöglicht oder es muss ein anderes geeignetes Protokoll angefertigt werden. Bei
Handstempelungen dürfen nur Stempel verwendet werden, die ausschließlich niedrige Spannungen einbringen.
ANMERKUNG
Stempel die niedrige Spannung einbringen, sind solche mit abgerundeten Kanten oder solche, die eine Reihe
von Punkten hinterlassen.
5.1.7 Falls während der Herstellung eines Kessels oder Druckteils festgestellt wird, dass die Arbeit nicht zufriedenstellend ausgeführt wurde oder nicht den Anforderungen dieser Europäischen Norm entspricht, müssen die
Ursachen vom Hersteller untersucht werden und beseitigt werden. Falls nötig, müssen Wiederholungsprüfungen
durchgeführt und protokolliert werden.
5.2
Materialkennzeichnung
Beim Anreißen und Schneiden des Materials ist die Kennzeichnung so anzuordnen, dass sie nach Fertigstellung
des Druckteils deutlich sichtbar ist. Für Teile, die nicht gestempelt werden können, oder für kleine Serienteile oder
nicht drucktragende Teile muss der Hersteller ein dokumentiertes System anwenden, das die Rückverfolgbarkeit
für alle Materialien im gefertigten Kessel sicherstellt. Ist das Abtrennen der Kennzeichnung während der
Herstellung unvermeidbar, so hat der Hersteller des drucktragenden Teiles das Kennzeichen auf einem anderen
Teil des Bauteiles zu übertragen. Die Übertragung muss von einer vom Hersteller benannten Person erfolgen. Die
Vorgehensweise der Übertragung der Originalkennzeichnung darf nicht in Gegensatz zu den Anforderungen der
Materialspezifikation stehen.
5.3
Zylinderschalen
5.3.1 Jeder Schuss darf aus höchstens zwei Blechen hergestellt werden, die bis zu ihren äußersten Enden auf
zylindrische Form gebogen werden. Der Biegevorgang muss vollständig maschinell ausgeführt werden. Örtliches
Erwärmen oder Hämmern darf nicht angewendet werden.
5.3.2
a)
Der Mantel des fertiggestellten Kessels muss die folgenden Anforderungen erfüllen:
Geradheit
Wenn auf der Zeichnung nicht anders angegeben, darf die größte Abweichung des Mantels von einer geraden
Linie 0,3 % sowohl für die gesamte Länge des Zylinders und für jede Länge von 5 m nicht überschreiten. Die
Messungen müssen auf der Oberfläche der Grundbleche erfolgen und nicht auf einer Schweißnaht,
Befestigung oder einem sonstigen überstehenden Teil.
5
EN 12953-4:2002 (D)
b)
Unregelmäßigkeiten im Profil
1)
Graduelle örtliche Abweichungen von der Unrundheit
Unregelmäßigkeiten im Profil (mit einer 20° Schablone geprüft) dürfen 2 % der Schablonenlänge nicht
überschreiten.
ANMERKUNG Der Höchstwert kann um 25 % überschritten werden, sofern die Länge der Unregelmäßigkeiten der
Mantellänge zwischen zwei Rundnähten mit einem Höchstwert von 1 m nicht überschreiten. Größere
Unregelmäßigkeiten erfordern eine Berechnung oder Dehnungsmessungen, um nachzuweisen, dass die Spannungen
zulässig sind.
2)
Aufdachungen auf Schweißnähten
Wo Unregelmäßigkeiten im Schweißnahtprofil auftreten und diese von Abflachungen neben der Naht
begleitet werden, müssen diese Unregelmäßigkeiten oder Aufdachungen keine größeren Werte als in der
Tabelle 5.3-1 annehmen.
Tabelle 5.3-1 — Maximale zulässige Aufdachungen für dynamische
und zyklische Belastungen
Maße in Millimeter
Behälter-Wanddicke
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e
Maximal zulässige Aufdachungen
e<3
1,5
3≤e<6
2,5
6≤e<9
3,0
9≤e
e/3
Eine konservatives Messverfahren, das die Aufdachungen und Ovalität abdeckt ist durch die Anwendung
einer 20° Profilschablone oder Lehre gegeben.
Die Anwendung einer solchen Schablone zeigt Bild 5.3-1. Es sind zwei Messwerte P1 und P2 auf jeder
Seite der Naht an einer beliebigen Stelle zu nehmen, wobei die gemessene Aufdachung mit 0,25 (P1+P2)
oder P3 angenommen wird.
6
EN 12953-4:2002 (D)
a
Aussparung in der Profilschablone zur Berücksichtigung der Schweißnaht
a) 20° Profilschablone
b) Messung 1
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c) Messung 2
d) Negative Aufdachung (flach)
Bild 5.3-1 — Profilschablone
c)
Unrundheit
Die Differenz zwischen dem größten und dem kleinsten Durchmesser jedes Abschnittes eines
längsnahtgeschweißten Mantelschusses darf einen Höchstwert von (D+1250)/200 aufweisen, wobei D der in mm
angegebene Nenn-Innendurchmesser ist.
Die Messungen sind auf der Oberfläche des Grundbleches und nicht auf der Schweißnaht, einer Anschweißung
oder an einem sonstigen überstehenden Teil durchzuführen.
Mantelschüsse können entweder flach auf der Seite liegend oder auf einem Ende aufrecht stehend auf Unrundheit
geprüft werden. Werden die Mantelschüsse auf der Seite liegend geprüft, so ist jede Messung nach dem Drehen
des Mantels um seine Längsachse um 90° zu wiederholen. Beide Messungen von jedem Durchmesser werden
gemittelt und der Betrag der Unrundheit von den so ermittelten Durchschnittswerten bestimmt. Jede örtliche
Abweichung von der Kreisform muss allmählich verlaufen.
d)
Kaltwalzen
Kaltes Nachwalzen eines geschweißten Schusses zwecks Beseitigung kleiner Abweichungen von der Kreisform ist
zulässig, vorausgesetzt, dass eine zerstörungsfreie Prüfung nach EN 12953-5:2002, 5.3 nach dem Beseitigen der
Abweichung von der Unrundheit durchgeführt wird.
7
EN 12953-4:2002 (D)
5.4
Kontrollbohrungen
Außen am Kessel angebrachte Verstärkungsbleche und Sättel von Stutzen sind mit mindestens einer
Kontrollbohrung zu versehen, die als Gewindeloch (max. Größe G ¼) verschlossen werden kann, für eine
vorgezogene Dichtheitsprüfung der Schweißnähte, die das Kesselinnere abdichten. Diese Kontrollbohrungen
können offengelassen oder verschlossen werden, wenn der Kessel in Betrieb ist. Werden die Bohrungen
verschlossen, darf das hierfür verwendete Material einem sich aufbauenden Druck zwischen Verstärkungsblech
und Kesselwandung nicht standhalten.
5.5
Behälterböden und Rohrböden
Ebene und gewölbte Böden sind nach Möglichkeit aus einem Stück herzustellen. Ist dies aufgrund der Größe des
Bodendurchmessers nicht möglich, so können ebene Böden aus zwei stumpf zusammengeschweißten Blechen
hergestellt werden (siehe Bild A.1). Die Schweißnaht ist vorzugsweise zwischen zwei Reihen von Rundankern
anzuordnen oder, bei nur einer Reihe von Rundankern, zwischen dieser Reihe und der obersten
Reihe von Ankerrohren.
Kümpelarbeiten an gekrempten Böden und periphere Bördelarbeiten an Flachböden müssen entweder in einer
Presse oder durch umlaufende Verformung durchgeführt werden. Die zylindrischen Borde müssen eine
einwandfreie Oberfläche haben und frei sein von örtlichen Unregelmäßigkeiten.
Das Verformen von Flachböden, Rohrböden und gewölbten Böden in kaltem Zustand ist nach einem qualifizierten
Verfahren zulässig, dass falls erforderlich Normalglühen einbezieht.
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Warmgeformte Böden, die bei nicht ausreichenden Temperaturen gekümpelt oder gebördelt werden oder die
örtlich erwärmt wurden, müssen nach dem Umformen einer Normalglühung unterzogen werden, sofern der
Hersteller zeigt, dass die Sicherheit des Bauteils hiervon nicht beeinträchtigt wird.
Werden gewölbte Mantelböden aus einem Blech gepresst, so sind sie maschinell in fortschreitenden Stufen auf
Form zu pressen und nach Fertigstellung einem Normalglühen zu unterziehen.
ANMERKUNG
Das Normalglühen bei warmverformten Böden kann entfallen, wenn die Formgebung bei Temperaturen im
Bereich des Normalglühens durchgeführt worden ist.
5.6
Glatte Rohre und Ankerrohre
5.6.1 Rohre können in den Rohrboden eingewalzt oder eingeschweißt oder durch eine Kombination beider
Verfahren befestigt werden.
5.6.2 Werden die Rohre nur eingewalzt, so ist dieses Verfahren mit Rollwalzen vorzunehmen. Der eingewalzte
Teil des Rohres muss über die gesamte Dicke des Rohrbodens parallel sein.
5.6.3 Zusätzlich zu den eingewaltzen Rohren müssen die Rohre kegelförmig oder tulpenförmig aufgeweitet oder
gebördelt werden.
5.6.4 Werden Rohre in den Rohrboden mittels nicht voll durchgeschweißter Nähte eingeschweißt, so muss der
nicht verschweißte Teil des Rohres innerhalb der Bohrung leicht aufgeweitet werden, um vollen Kontakt mit dem
Rohrboden herzustellen, mit Ausnahme der Zulässigkeit in EN 12953-3:2002, 6.1 d).
5.6.5 Sind Ankerrohre nicht vorgesehen, so sind die Enden aller Rohre am Eintrittsende einzuschweißen oder
einzuwalzen und zu bördeln und am Austrittsende einzuschweißen oder nur einzuwalzen.
5.6.6
8
Das Einschweißen von Rohren nach dem Spannungsarmglühen des Kessels ist erlaubt.
EN 12953-4:2002 (D)
5.7
Mannlochringe und Ausschnitte
5.7.1
Dichtungsflansche
Die Dichtungsflansche von Ausschnitten und Deckeln sind an der Dichtfläche und den Kanten sowie an der Auflagefläche für Schrauben und Muttern spanend zu bearbeiten. Schrauben und Muttern sind an den Kontaktflächen
mit dem Flansch spanend zu bearbeiten.
5.7.2
Verschlüsse (Türen)
Verschlüsse müssen wie folgt ausgeführt werden:
a)
Verschlüsse müssen so geformt sein, dass sie auf der inneren Dichtfläche aufliegen und mit Stiftschrauben,
Muttern und Bügeln befestigt werden.
b)
Der vorspringende Teil oder der Rücksprung von Mannloch- oder Besichtigungsöffnungen muss so gut wie
möglich angepasst sein. Auf keinen Fall darf das Gesamtspiel größer als 1,5 mm sein.
c)
Die Muttern müssen mit den Anforderungen für die Schrauben vergleichbar sein.
5.8
5.8.1
Halterungen für Formstücke
Formstücke
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Geschraubte Formstücke (Ventile usw.) mit einem Innendurchmesser über 25 mm und geflanschter Formstücke
größer DN 80 dürfen nicht direkt an einem Kesselblech befestigt werden, sondern müssen an geeignete
geschmiedete, gegossene oder vorgefertigte Stutzen angebracht werden.
ANMERKUNG
Alternativ können Formstücke die Form von entweder geschraubten oder aufgesetzten Blockflanschen
annehmen, welche entweder geschmiedet oder aus einer Platte oder von einem Rundstab geschnitten wurden.
5.8.2
Blockflansche
Stutzen in der Form von Blockflanschen in Kontakt mit dem Kesselkörper sind so zu formen, dass sie dicht auf dem
Blech aufliegen mit dem sie verbunden werden sollen.
Wenn Blockflansche verwendet werden, so sind die Dichtflächen spanend zu bearbeiten. Die Blockflansche
müssen dick genug sein, um das Bohren der Löcher für die Stiftschrauben der Anbauteile ohne Beschädigung der
Innenflächen zu ermöglichen, wobei die Länge des in den Blockflansch eingeschraubten Stiftschraubenanteils
nicht geringer als der Stiftschraubendurchmesser sein darf.
5.8.3
Stutzen
Werden Stutzen verwendet, so sind die Flansche an den Kanten spanend oder durch Brennschnitt zu bearbeiten.
Schraubflansche sind an der Dichtfläche und Schraubenfläche spanend zu bearbeiten.
5.8.4
Geschraubte Formstücke
Geschraubte Formstücke die DN 80 nicht überschreiten, müssen auf passende, an den Kessel angeschweißte
Stutzen geschraubt werden. Formstücke müssen für den Betriebsdruck und die Betriebstemperatur des Kessels
geeignet sein.
5.9
Zylindrische Flammrohre
5.9.1 Zylindrische oder konische Flammrohrschüsse sind aus einem Blech herzustellen. Wenn dies nicht
möglich ist, dürfen nicht mehr als zwei Bleche verwendet werden. Die Längsnähte müssen mindestens 120°
voneinander entfernt liegen und sind nach 5.12 als voll durchgeschweißte Stumpfnähte auszuführen. Alternativ
können Flammrohre aus Rohren nach prEN 10216-2, prEN 10217-2 oder prEN 10217-5 gefertigt werden, wobei
die Zugfestigkeiten und die Minustoleranzen für die Wanddicken zu berücksichtigen sind.
ANMERKUNG
Das Schweißverfahren und die Schweißer/Bediener für geschweißte Rohre nach prEN 10217-2 und prEN
10217-5 sind bei einer benannten Stelle anzuerkennen.
9
EN 12953-4:2002 (D)
5.9.2 Gefertigte glatte oder gewellte Flammrohre müssen einer inneren und äußeren Besichtigung unterzogen
werden, wobei insbesondere die Schweißungen und die Übergangszonen zu inspizieren sind.
5.9.3 Für Glattrohre darf die Durchmessertoleranz nicht mehr als ± 5 mm betragen. Für gewellte Rohre sind die
Toleranzen in Tabelle 5.9-1 angegeben. Die in 5.3.2 c) festgelegte Unrundheit darf 1 % der gewellten oder 1,5 %
bei glatten Flammrohren nicht überschreiten. Jede Abweichung von der Kreisform muss allmählich verlaufen.
Table 5.9-1 — Herstellungstoleranzen für gewellte Flammrohre
Symbol
Definition
Toleranzen
mm
di
Innerer Durchmesser
+ 5, - 20
e
Blechdicke
± 2
Lcor
Gewellte Länge
± 25
Pcor
Wellenbreite
± 5
H
Wellenhöhe
± 10
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Siehe Bild 5.9-1
Legende
di
Innerer Durchmesser
e
Blechdicke
h
Wellenhöhe
Lcor Gewellte Länge
Pcor Wellenbreite
Bild 5.9-1 — Gewelltes Flammrohr
5.9.4 Die Längsnähte von Flammrohren sind so anzuordnen, dass sie von der Wasserseite nach Prüfkategorie 2
in EN 12953-3 geprüft werden können.
5.9.5 Wellrohr und Flammrohrbördelungen müssen mit Maschinen gefertigt werden. Sie müssen normalisiert
werden, oder der Verformungsvorgang wurde über Normalisierungstemperatur gemacht.
5.9.6 Wenn Versteifungsringe erforderlich werden, müssen sie auf der Außenseite mit voll durchgeschweißter
Naht angebracht werden.
5.9.7 Die Arten der Anschlüsse von Flammrohren an Böden werden in dem Bild A.15 dargestellt. Wird das
Flammrohr in einen Bodenausschnitt eingeführt, so muss es eine gute Passung über den gesamten Umfang
aufweisen.
10
EN 12953-4:2002 (D)
5.10 Wassergekühlte Wendekammer
Die Rohrböden und hinteren Böden müssen an den Wendekammermantel geschweisst werden, z.B. Bild A.14.
5.11 Anker
5.11.1 Rundanker
Alle Rundanker sind aus einem gewalzten Vollstab ohne Schweißnaht herzustellen, ungeachtet der Schweißnähte,
die für die Befestigung der Anker an die Bleche, die sie unterstützen, erforderlich sind.
Warm hergestellte Rundanker sind anschließend normalzuglühen.
Wenn ein Ankerbolzen in den Kessel eingebracht wird, muss seine Achse in normaler Position (senkrecht) zum
Blech stehen, das er fixiert.
Es ist eine Kontrollbohrung entlang der Achse in alle Rundanker einzubringen. Der Durchmesser der Bohrung darf
5 mm nicht überschreiten und die Bohrung muss mindestens 15 mm über die wasserseitige Oberfläche des
Bleches hinausreichen.
5.11.2 Versteifungsbleche
Die Befestigung von direkt an die Deckenbleche angeschweißten Versteifungsblechen muss mittels
volldurchgeschweißter Nähte erfolgen.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
5.11.3 Ankerrohre
Ankerrohre müssen aus nahtlosen Rohren hergestellt sein.
ANMERKUNG
Wo geeignet, können die Ankerrohre in einer Linie befestigt werden mit den in 5.11.1 detaillierten Anforderungen für Ankerbolzen.
5.12 Ausführung von Schweißverbindungen
5.12.1 Einbringen von Schweißgut
Schweißverbindungen müssen so gestaltet sein, dass eine ausreichende Zugänglichkeit für das Einbringen von
Schweißgut gegeben ist, um den in dieser Norm angegebenen Anforderungen zu entsprechen.
5.12.2 Nahtkreuzungen
5.12.2.1
Drucktragende Teile
Verbindungen, bei denen mehr als zwei Schweißnähte zusammentreffen, sind zu vermeiden.
Wenn ein Behältermantel aus zwei oder mehr Abschnitten hergestellt wird, müssen zuerst die Längsnähte
komplettiert werden, bevor mit der(n) angrenzenden Rundnaht(nähten) begonnen werden kann. Die Längsnähte
eines jeden angrenzenden Segments müssen um mindestens 100 mm versetzt und möglichst auf der oberen
Hälfte des Kessels, d. h. zwischen 9 Uhr und 3 Uhr des Umfangs, angeordnet sein.
5.12.2.2
Drucklose Teile
Die Befestigung von drucklosen Teilen mit Schweißnähten, welche die vorhandenen Haupt- oder Stutzennähte
kreuzen oder deren nomineller Mindestabstand von denjenigen der Haupt- oder Stutzennähte geringer ist als der
kleinere Wert von der doppelten Dicke des druckführenden Teils oder aber 40 mm, ist zu vermeiden.
Sind derartige Schweißnähte nicht zu vermeiden, so müssen sie die Hauptnähte vollständig kreuzen und nicht
unmittelbar vor den Haupt- oder Stutzennähten aufhören, um Spannungskonzentrationen in diesen Bereichen zu
vermeiden.
11
EN 12953-4:2002 (D)
5.12.3 Materialeigenschaften
Die Materialeigenschaften aller drucktragenden Teile dürfen nicht negativ durch die Verschweißung mit Stutzen,
Blockflanschen, Abzweigungen, Rohren und nicht drucktragenden Teilen beeinträchtigt werden.
5.12.4 Nahtarten
5.12.4.1
Voll durchgeschweißte Nähte
Bei einer voll durchgeschweißten Naht sind die Komponenten des Stoßes über die volle Stoßtiefe miteinander
verschmolzen, wobei keine unverschweißten Bereiche auftreten dürfen.
Die folgenden Schweißnähte gehören zu den voll durchgeschweißten Nahtarten:
a)
Längs- und Rundhauptnähte in zylindrischen Mänteln, Flammrohren und Wendekammer-Umfangsblechen
entsprechend Bild A.1;
b)
Nähte in ebenen Böden nach Bild A.1;
c)
Nähte in ungekrempten ebenen Böden (Scheibenböden) oder Rohrböden wenn sie
1)
2)
3)
4)
an Mäntel nach den Bildern A.13a) und A.13b);
an Flammrohre nach Bild A.15;
an Wendekammer-Umfangsbleche nach den Bildern A.14a) bis A.14c und;
an Befahrstutzen nach den Bildern A.16a) und A.16b);
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geschweißt werden.
d)
Nähte zur Befestigung von gekrempten Böden nach Bild A.13c);
e)
Nähte an Abzweigungen, Stutzen und Blockflanschen und Nähte an Verstärkungsblechen nach den Bildern
A.4 bis A.10;
f)
Verbindungsnähte zwischen Vorschweißflanschen und Rohren nach Bild A.12;
g)
Nähte an Mannlochrahmen, Befestigungsnähte von Eckankern, Flammrohrversteifungen, Nähte an
Wendekammerankern und an Versteifungsträgern von Wendekammern.
5.12.4.2
Kehlnähte (Gegenschweißungen)
Werden ungekrempte ebene Böden (Scheibenböden) oder Rohrböden an Mäntel, Flammrohre und Wendekammer-Umfangbleche geschweißt, so sind die Kehlnähte über den gesamten Umfang der Schweißnaht vorzusehen außer für kleine Kessel nach EN 12953-3, Tabelle 10.2-3, Rohrwände von stehenden Kesseln und
Elektrokesseln.
Andere Anforderungen an Kehlnähte werden von der Berücksichtigung der Zugänglichkeit zum Schweißen
vorgegeben. Ungeachtet dieser Anforderungen sind die Kehlnähte immer dann über den vollen Nahtumfang
vorzusehen wenn dies möglich ist, um die erforderliche Qualität der Schweißnaht sicherzustellen.
Das Nahtprofil von Kehlnähten muss schädliche Kerbwirkungen auf ein Mindestmaß beschränken.
Entfallen Teile von Kehlnähten nach EN 12953-3, Tabelle 10.2-3, so ist der Schweißtechnik besondere Beachtung
zwecks Sicherstellung eines einwandfreien Wurzelzustandes zu schenken. Dies ist durch Verfahrensprüfungen
nachzuweisen.
5.12.4.3
Andere Schweißnähte
Nicht voll durchgeschweißte Nähte sind zulässig für das Schweißen von Ankerrohren an Rohrböden, glatten
Rohren an Rohrböden, Rundankern an Rohrböden, sowie Kehlnähte zum Befestigen von Verstärkungsblechen.
12
EN 12953-4:2002 (D)
5.12.5 Schweißfugen
Die Abmessungen und die Form der zu verbindenden Schweißflanken müssen die Herstellung einwandfreier
Schweißnähte erlauben (siehe 5.12.1).
5.12.6 Zu verschweißende Bleche mit ungleichen Wanddicken
Werden Blechkanten unterschiedlicher Dicke zusammengefügt und ist der Unterschied zwischen den Oberflächen
auf jeder Seite größer als in 5.15.9 vorgeschrieben, so ist das dickere Bleche auf einer Länge von mindestens dem
4-fachen Versatz einschließlich der Breite der Schweißnaht, falls vorgeschrieben, glatt abzuschrägen.
5.13 Ausschnitte in oder neben Schweißnähten
Ausschnitte in oder neben Schweißnähten sollten insbesondere dann vermieden werden, wenn diese nicht
spannungsarm geglüht sind. Der Mindestabstand von der Mittelachse der Schweißnaht zum nächstgelegenen
Punkt der Schweißnaht der Ausschnittsverbindung oder -kante muss 60 mm oder die 4fache Blechdicke betragen,
wobei der größere Wert gilt.
ANMERKUNG
Ist dies nicht möglich, sollte die Ausschnittsschweißnaht die Hauptschweißnaht vollständig kreuzen und zwar
so, dass die Tangente an der Stelle, wo die Schweißnahtachse die Ausschnittskante berührt einen Winkel mit dieser Achse von
möglichst 90° bildet.
Wenn die Schweißnähte kreuzen, sind sie dort zerstörungsfrei zu prüfen auf einer Länge von 60 mm oder der
vierfachen Blechdicke, wobei der jeweils größere Wert an jeder Seite des Ausschnitts gilt.
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5.14 Kehlnähte
Kehlnähte können innerhalb der im Anhang A angegebenen Begrenzungen als tragende Nähte für drucktragende
Teile verwendet werden. Um ein vollständiges Durchschweißen an der Wurzel sicherzustellen, ist der Auslegung
der Schweißverbindung durch Kehlnähte besondere Beachtung zu schenken.
5.15 Fertigung
5.15.1 Allgemeines
Die Güte der Schweißnähte muss den Anforderungen dieser Norm entsprechen. Die Verfahren für die
Hauptnahtschweißungen müssen volle Durchschweißungen sicherstellen und es ist durch Verfahrensprüfungen
nachzuweisen, dass die Schweißverfahren eine von typischen Fehlern freie Naht produzieren können.
Der Hersteller muss eine Vorwärmtemperatur für das Schweißverfahren vorsehen. Diese muss unter Beachtung
der Materialzusammensetzung, der zu schweißenden Blechdicke, des Nahttyps, des Zusatzwerkstoffes und der
Wärmeeinbringung bestimmt werden. Allgemeine Empfehlungen für die Vorwärmung sind in EN 1011-2 enthalten,
es darf keine Schweißung erfolgen, wenn sich die zu verbindenden Werkstoffe innerhalb einer Nahtlänge von
150 mm bei einer Temperatur unter 5 °C befinden.
5.15.2 Schweißverfahren
Jedes Verfahren ist zulässig, sofern die Anforderungen der genehmigten Verfahrensprüfungen eingehalten werden
(siehe 5.15.3.1).
5.15.3 Genehmigung der Schweißverfahren
5.15.3.1
Genehmigung der Schweißverfahrensprüfungen
Schweißverfahrensprüfungen sind in Übereinstimmung mit EN 288-3 zu genehmigen (siehe auch 5.1.3).
Der Hersteller muss alle Schweißverfahren vor Beginn der Schweißarbeiten genehmigen lassen. Die Anforderungen und Bedingungen für Kerbschlagproben richten sich nach der Norm für den Grundwerkstoff.
13
EN 12953-4:2002 (D)
5.15.3.2
Genehmigung für Hand- und Maschinenschweißer
Handschweißer müssen nach den Richtlinien der EN 287-1 zugelassen sein.
Maschinenschweißer sind in Übereinstimmung mit der EN 1418 zuzulassen (siehe 5.1.3).
Eine Kopie der Schweißspezifikation muss dem Hand- bzw. Maschinenschweißer zugänglich sein.
5.15.4 Schneiden, Anheften und Ausrichten
5.15.4.1
Bleche sind auf Größe und Form durch Brennschneiden und/oder spanende Bearbeitung zu bringen.
ANMERKUNG
Bleche mit einer Dicke von maximal 15 mm können kalt abgeschert werden, vorausgesetzt, die Kanten
werden geprüft (Sichtprüfung oder andere Verfahren) und für das Schweißen geeignet befunden.
Das Brennschneiden von Blechen, Profilen, Stäben und Schmiedestücken muss bei einer
5.15.4.2
Umgebungstemperatur über 5 °C erfolgen.
Während des Schweißvorgangs sind die zu schweißenden Bleche anzuheften, zu fixieren, auszu5.15.4.3
richten und in ihrer Lage festzuhalten. Es sind Stäbe, Blöcke, Klammern, Heftschweißungen und sonstige Mittel zu
verwenden, um das Fluchten der zu verschweißenden Kanten zu ermöglichen. Heftschweißungen sind zu entfernen, sofern sie nicht vollständig in der Naht aufgeschmolzen werden.
Die Flanken von Stumpfstößen sind während des Schweißens zu fixieren, so dass die in 5.15.8 und 5.15.9
angegebenen Toleranzen in der fertigen Schweißverbindung nicht überschritten werden.
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5.15.5 Längsnähte
Längsnähte in Mänteln, Trommeln und Sammlern können beidseitig geschweißt werden oder auch nur einseitig,
wenn die Verfahrensprüfung annehmbare Ergebnisse zeigt. Wird eine Badstütze benutzt, so ist diese nach dem
Schweißen und vor irgendeiner vorgeschriebenen zerstörungsfreien Prüfung zu entfernen. Sie ist aus einem
Werkstoff herzustellen, der die Schweißnaht nicht beeinträchtigt.
5.15.6 Rundnähte
Werden Rundnähte in Mänteln und Trommeln einseitig unter Verwendung einer Badstütze geschweißt, so ist die
Unterlage vorzugsweise nach dem Schweißen und vor irgendeiner vorgeschriebenen zerstörungsfreiende Prüfung
zu entfernen. Der Werkstoff der Badstütze darf die Schweißnaht nicht ungünstig beeinträchtigen.
5.15.7 Oberflächenzustand vor dem Schweißen
Die zu verschweißenden Flächen müssen auf einem Abstand von mindestens 25 mm von der Schweißkante
sauber und frei von Fremdstoffen wie z. B. Fett, Öl, Schmiermittel und Kennzeichnungsfarbe sein. Schädliche
Oxide sind von der Kontaktfläche des Schweißgutes zu entfernen. Ist Schweißgut auf einer vorher geschweißte
Oberfläche aufzutragen, so ist die gesamte Schlacke durch ein Schruppmesser, einen Meißel, einen
Presslufthammer oder ein anderes geeignetes Mittel zu entfernen, um den Einschluß von Verunreinigungen im
Schweißgut zu verhindern.
5.15.8 Versatz der Mittellinie
Bei Längsnähten müssen die Mittellinien der Bleche innerhalb 10 % der Dicke des dünneren Bleches fluchten
(siehe Tabelle 5.15-1 und Bild 5.15-1).
Die Grenzwerte für das Fluchten der Mittellinie dürfen jedoch überschritten werden, wenn die Konstruktion aus
technischen Gründen einen Versatz der Mittellinie erfordert. Dieser Versatz ist in den Berechnungen zu
berücksichtigen.
14
EN 12953-4:2002 (D)
Tabelle 5.15.1 — Maximaler Versatz für fertiggestellte Längsnähte
in Blechen
Dicke des dünneren Bleches
Maximaler Versatz
e
d1
mm
mm
e ≤ 10
1
10 < e ≤ 40
e/10
40 < e
4
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a)
b)
c)
Bild 5.15-1 — Längsnähte in Blechen
5.15.9 Fluchttoleranzen der Oberflächen
5.15.9.1
Rundnähte
Der größte Versatz an den Blechoberflächen (siehe Bild 5.15.-1) muss den Angaben der Tabelle 5.15-2 entsprechen. Wird dieser Versatz überschritten, so ist die Oberfläche des dickeren Blechs mit einer Neigung von ≤ 15°
abzuschrägen.
15
EN 12953-4:2002 (D)
Tabelle 5.15-2 — Maximaler Versatz von Blechen mit Rundnähten
Dicke des dünneren Bleches
Maximaler Versatz
e
d2 oder d'2
mm
mm
e ≤ 20
20 < e ≤ 40
40 < e
5.15.9.2
e/4
5
e/8 aber nicht größer als 20
Längsnähte
Der Versatz an den Blechoberflächen (siehe Bild 5.15-1) darf die Werte aus Tabelle 5.15-3 nicht überschreiten.
Wird dieser Versatz überschritten, so ist die Oberfläche des dickeren Blechs mit einer Neigung von ≤ 15°
abzuschrägen.
Tabelle 5.15-3 — Maximaler Versatz von Blechen mit Längsnähten
Dicke des dünneren Bleches
Maximaler Versatz
e
d2 oder d'2
mm
mm
e ≤ 12
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
12 < e ≤ 48
48 < e
5.15.10
e/4
3
e/16 aber nicht größer als 6
Fertig bearbeitete Längs- und Rundnähte
Um sicherzustellen, dass die Schweißfugen vollständig gefüllt sind, so dass die Schweißgutoberflächen an keiner
Stelle unter die Oberfläche des Verbindungsbleches fallen, muss Schweißgut als Überhöhung auf beide Blechseiten aufgetragen werden. Diese Überhöhung darf die in EN 12953-5:2002, Tabelle 5.5-2, angegebenen Dicken
nicht überschreiten.
5.15.11
Kehlnähte
Bei tragenden Kehlnähten ist das Schweißgut so aufzutragen, dass ein ausreichender Einbrand in den
Grundwerkstoff an der Nahtwurzel sichergestellt ist und dass ausreichendes Schweißgut aufgetragen wird, um die
rechnerischen Anforderungen zu erfüllen.
5.15.12
5.15.12.1
Verschiedene schweißtechnische Anforderungen
Beidseitige Nähte
Die Rückseite beidseitiger Schweißverbindungen ist vor dem Auftragen von Schweißgut bis auf sauberes
Grundmaterial zu reinigen.
ANMERKUNG
Diese Anforderung braucht nicht auf Schweißverfahren angewendet zu werden, bei denen eine einwandfreie
Bindung und Durchschweißung auf andere Weise erzielt wird und bei denen der Nahtgrund frei von Verunreinigungen bleibt.
5.15.12.2
Wiederansetzen
Wird der Schweißvorgang aus irgendeinem Grund unterbrochen, so ist bei seiner Wiederaufnahme besonders auf
die Erzielung der erforderlichen Durchschweißung und Bindung zu achten.
16
EN 12953-4:2002 (D)
ANMERKUNG
5.15.12.3
Beim UP-Schweißen wird ein Ausschleifen des Endkraters empfohlen.
Einseitig geschweißte Nähte
Werden einseitig Schweißverbindungen verwendet, ist sicherzustellen, dass eine vollständige Durchschweißung
und Bindung am Nahtgrund über die gesamte Länge der Verbindung erzielt wird.
5.15.12.4
Vor der Warm- oder Kaltformgebung geschweißte Bleche
Warmformgebung geschweißter Bleche ist erlaubt, vorausgesetzt, dass die Schweißverbindung nach der
Warmverformung zerstörungsfrei geprüft wird und ein Prüfstück, das der gleichen Wärmebehandlung unterzogen
wurden, mitgeprüft wird.
Die Kaltverformung ist unter den folgenden Bedingungen zulässig
a)
Vorsichtsmaßnahmen bei der Formgebung
Vor der Kaltverformung ist die Schweißnahtüberhöhung glatt zu schleifen und der Hersteller muss, falls
erforderlich, Vorsichtsmaßnahmen treffen, um Rissbildung im Schweißgut und in der Wärmeeinflusszone zu
vermeiden.
b)
Grenzdicken
Die Grenzdicken müssen 20 mm betragen.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
c)
Formgebung
Wenn der innere Krümmungsradius nach der Formgebung geringer als die 10fache Dicke des Bleches ist, so
muss eine nachträgliche Wärmebehandlung durchgeführt werden. Die Wärmebehandlung ist zwischen den
beteiligten Parteien zu vereinbaren.
d)
Prüfungen
Nach der Kaltformgebung sind die Schweißverbindungen einer Sichtprüfung sowie einer zerstörungsfreien
Prüfung über die gesamte Länge zu unterziehen. Verbindungen beliebiger Dicken, die auf einen Innenradius
verformt worden sind, der geringer als der in c) festgelegte ist, sind durch Magnetpulver- oder
Farbeindringverfahren oder andere anerkannte Verfahren auf Risse zu prüfen. Das anzuwendende Verfahren
ist zwischen den beteiligten Parteien zu vereinbaren.
5.15.12.5
Halterungen
5.15.12.5.1 Pratzen, Konsolen, Versteifungen und andere Halterungen müssen sich in angemessener Weise der
Krümmung des Mantels oder anderen Oberflächen, an die sie zu befestigen sind, anpassen.
5.15.12.5.2 An drucktragende Teile angeschweißte provisorische Halterungen sind auf ein praktisches
Mindestmaß zu beschränken.
5.15.12.5.3 Provisorische Halterungen sind vor der ersten Druckprobe zu entfernen, es sei denn, sie sind nach der
gleichen Norm wie die bleibenden Halterungen konstruiert.
5.15.12.6
Beseitigung von Halterungen
5.15.12.6.1 Wo konstruktive Halterungen entfernt werden müssen, darf die hierfür verwendete Technik das
drucktragende Bauteil nicht beschädigen.
5.15.12.6.2 Die Stellen, an welchen provisorische Halterungen beseitigt worden sind, müssen glatt bearbeitet und
entsprechend zerstörungsfrei geprüft werden.
17
EN 12953-4:2002 (D)
5.15.13
Ausbesserung von Schweißfehlern
Jede vom Hersteller ausgeführte Schweißnahtreparatur muss protokolliert werden.
Der Hersteller ist nach eingehender Beurteilung der Wichtigkeit und Anzahl der zu beseitigenden Fehler für die
Entscheidung verantwortlich, ob eine Anzahl örtlicher Ausbesserungen erfolgen soll oder ob eine vollständig neue
Naht nach dem Ausschleifen der betroffenen Naht geschweißt werden soll.
Die Schweißverfahren für örtliche oder vollständige Ausbesserungen müssen genehmigt werden. Erfordern die
auszubessernden Fehler nicht die Anwendung eines Schweißverfahrens, welches von dem bereits verwendeten
abweicht und entscheidet sich der Hersteller für die Anwendung des Verfahrens bei der o. g. Reparatur, ist keine
Verfahrensprüfung erforderlich.
Im Fall von wiederkehrenden unzulässigen Fehlern sind die Ursachen zu untersuchen und Korrekturmaßnahmen
zu ergreifen, wobei die Vorgänge zu protokollieren sind.
5.16 Wärmebehandlungen nach dem Schweißen und andere Wärmebehandlungen
5.16.1 Allgemeines
Wärmebehandlungen nach dem Schweißen müssen durchgeführt werden, wenn die Wanddicke an einer
beliebigen Schweißverbindung 35 mm überschreitet.
ANMERKUNG
Der Grenzwert für die Wanddicke darf auf 40 mm erhöht werden, wenn die Kerbschlageigenschaft des
Werkstoffes mindestens 50 J beträgt.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die Wärmebehandlung muss vor der Druckprüfung durchgeführt werden.
Werden bestimmte Teile, z. B. Stutzen, erst nach der abschließenden Wärmebehandlung angebracht, dann ist eine
örtliche Wärmebehandlung zulässig.
Wenn Schweißreparaturen an einem Kessel erforderlich werden, der bereits wärmebehandelt ist, müssen die
Anforderungen für eine erneute Wärmebehandlung erfüllt werden.
5.16.2 Materialdicke
Verbindet die Schweißnaht Teile unterschiedlicher Wanddicke, so sind die Dicken, für welche die in den
Anforderungen für die Wärmebehandlung nach dem Schweißen in 5.16.1 angegebenen Grenzen gelten, die
nachfolgend aufgeführten Nenndicken einschließlich Korrosionszuschlag (siehe Bild 5.16-1).
a)
die Dicke des Mantel- oder Bodenbleches je nach Anwendungsfall bei Befestigungsnähten von Stutzen oder
Blockflanschen (Punkt A)
b)
die Dicke des Stutzenhalses am Stoß zwischen Stutzenhals und anschließendem Flansch und an
Aufschweißstutzen mit Mantel oder Boden (Punkt B)
c)
die Dicke an der Befestigungsstelle, wo das nicht drucktragende Teil an ein Druckteil geschweißt wird
(Punkt C)
d)
das dünnere von zwei anstoßenden stumpfgeschweißten Blechen einschließlich der Verbindung zwischen
gewölbtem Boden und Mantel (Punkt D)
e)
die Dicke des Mantels bei Verbindungen mit ebenen Böden, die mittels Stumpfnaht an den Mantel geschweißt
werden (Punkt E)
f)
die Dicke von ebenen Böden, wenn sie in den Mantel eingesetzt werden (Punkt F)
18
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EN 12953-4:2002 (D)
Legende
1 Stutzen (eingeschweißt)
2 Flansch
3 Stutzen (aufgeschweißt)
4 Verstärkungsblech
5 Druckloses Teil
6
7
8
9
Blockflansch (eingeschweißt)
Blockflansch (aufgeschweißt)
Mannlochring
Bodenblech
Bild 5.16.1 — Dicke, zu berücksichtigen beim Bestimmen der Anforderung für die Wärmebehandlung
nach dem Schweißen
5.16.3 Wärmbehandlungstemperaturen nach dem Schweißen
Die Temperatur, auf welche unlegierte und C-Mn-Stähle zwecks Spannungsarmglühen erwärmt
5.16.3.1
werden müssen, liegt innerhalb des Bereiches von mindestens 550 °C bis maximal 600 °C. Die Haltezeit innerhalb
dieses Temperaturbereiches beträgt 2 Minuten/mm Blechdicke mit einem Mindestwert von 30 Minuten und einem
Höchstwert von 120 Minuten.
Die Temperatur des Glühofens darf 300 °C nicht überschreiten, wenn der Kessel hineingefahren wird.
5.16.3.2
Die Aufheizrate über 300 °C darf die folgenden Werte nicht überschreiten
5 500
°C/h oder 55 °C/h
e
je nachdem welche die größere ist, wobei e die Blechdicke in mm beträgt.
Während der Aufwärmzeit darf die Temperaturschwankung in 4,5 m voneinander entfernten Punkten
5.16.3.3
150 °C nicht überschreiten und nach Erreichen der Haltetemperatur muss der zu erwärmende Kesselteil innerhalb
des in 5.16.3.1 angegebenen Bereiches liegen.
Während der Aufwärm- und Haltezeit ist die Ofenatmosphäre so zu regeln, dass eine übermäßige
5.16.3.4
Oxidation der Kesseloberfläche vermieden wird. Die Flamme darf nicht direkt auf den Kessel auftreffen.
19
EN 12953-4:2002 (D)
Der Kessel ist im Ofen auf 300 °C abzukühlen, wobei die Abkühlgeschwindigkeit folgende Rate nicht
5.16.3.5
überschreiten darf
5 500
°C/h oder 55 °C/h
e
je nachdem welche die größere ist wobei e die Blechdicke in mm ist.
ANMERKUNG
Unter 300 °C kann der Kessel an ruhender Luft abgekühlt werden.
Die festgelegten Temperaturen sind die tatsächlichen Temperaturen jedes Bauteils oder jeder Zone
5.16.3.6
des Kessels die wärmebehandelt wurden, wobei die Messungen auf der äußeren Oberfläche mittels
Thermoelementen erfolgen und zwar dort, wo die Verbindungen einer Spannungsarmglühung zu unterziehen
waren (siehe 5.16.2).
Eine ausreichende Anzahl von Temperaturen muss fortlaufend und automatisch aufgezeichnet
5.16.3.7
werden. Es sind verschiedene Thermoelemente anzubringen um sicherzustellen, dass sich der gesamte wärmebehandelte Kessel oder das Kesselteil innerhalb des vorgeschriebenen Bereiches befunden hat.
5.16.4 Andere Wärmebehandlungen
Ist eine Wärmebehandlung durch Normalglühen durchzuführen, so ist das normal zu glühende Teil langsam auf die
erforderliche Temperatur zu bringen so wie in der Europäische Werkstoffnorm vorgeschrieben, um es dann so
lange bei dieser Temperatur zu halten, dass die Haltezeit gerade für eine gründliche Durchglühung ausreicht.
Verursacht die Geometrie des Teils eine ungenügend homogene Abkühlung, so ist nach dem Normalglühen ein
Spannungsarmglühen durchzuführen.
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5.16.5 Wärmebehandlung von Prüfstücken
Ist ein geschweißtes Arbeitsprüfstück erforderlich, so ist es während der Wärmebehandlung in dem Druckteil, das
es repräsentiert anzuordnen, oder wenn dies nicht möglich ist, kann das Prüfstück an der Seite des Druckteils, das
es repräsentiert, in einer solchen Lage angeordnet werden, dass es eine ähnliche Wärmebehandlung erhält.
ANMERKUNG
Das Prüfstück kann getrennt vom Druckteil wärmebehandelt werden, sofern Mittel angewendet werden, die
sicherstellen, dass die folgenden Faktoren sowohl für das Prüfstück als auch für das Druckteil die gleichen sind:
a)
Aufheizgeschwindigkeit, maximale Temperatur
b)
Haltezeit
c)
Abkühlbedingungen
Die Wärmebehandlungstemperaturen separat geglühter Prüfstücke sind aufzuzeichnen.
20
EN 12953-4:2002 (D)
Anhang A
(informativ)
Typische Beispiele zulässiger Schweißnahteinzelheiten
A.1 Allgemeines
Die Zeichnungen in diesem Anhang sollen Empfehlungen für Schweißverbindungen an Flammrohrkesseln mittels
Metall-Lichtbogenverfahren geben. Die folgenden Verbindungsarten werden erfasst:
Bild
Blechvorbereitung für stumpfgeschweißte Längs- und Rundnähte
A.1
Einzelheiten der Nahtvorbereitung für Abzweige
A.2
Einzelheiten der Nahtvorbereitung für eingeschweißte Abzweige
A.3
Aufgeschweißte Abzweige
A.4
Eingeschweißte Abzweige
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
a) mit symmetrischen Schweißungen
b) mit asymmetrischen Schweißungen
c) mit Einseitennaht
A.5
A.6
A.7
Abzweige mit zusätzlichen Verstärkungsringen
a)
b)
Aufgeschweißte Abzweige
Eingeschweißte Abzweige
A.8
A.9
Blockflanschverbindungen
A.10
Flansche
A.11 und A.12
Verbindungen Rohrboden/Mantel
A.13
Verbindung ebener Boden oder Rohrboden mit Wendekammer-Umfangsblech
A.14
Verbindungen Boden/Flammrohr
A.15
Verbindung Inspektionsstutzen an Boden
A.16
A.2 Zweck
Der Zweck dieses Anhangs ist die Angabe von Beispielen einer einwandfreien und allgemein anerkannten Praxis
und nicht die Standardisierung von Verbindungen, die als bindend oder zur Verhinderung der Weiterentwicklung
auf irgendeine Weise beitragend, angesehen werden können. Eine Anzahl von Verbindungen sind ausgeschlossen
worden, deren Anwendung trotz ihrer einwandfreien Ausführung auf bestimmte Anwendungsgebiete, Firmen und
Örtlichkeiten beschränkt ist. Darüber hinaus ist es wünschenswert, künftige Änderungen und Ergänzungen
einzuführen, um Verbesserungen bei Schweißverfahren- und Techniken entsprechend ihrem Entwicklungsstand
wiederzugeben.
21
EN 12953-4:2002 (D)
A.3 Wahl der Einzelheiten
Die empfohlenen Verbindungen werden weder als gleichermaßen für alle Betriebsbedingungen geeignet angesehen noch ist die gezeigte Reihenfolge bezeichnet für ihre jeweiligen mechanischen Eigenschaften. Bei der
Auswahl der entsprechenden Einzelheiten aus den verschiedenen Alternativen für jede Verbindungsart sollten die
Herstellung die herrschenden Betriebsbedingungen berücksichtigt werden.
A.4 Schweißnahteinzelheiten und Abmessungen
A.4.1 Nahtprofile
Die Einschränkungen hinsichtlich der Nahteinzelheiten und Abmessungen basieren auf einer allgemein anerkannten einwandfreien Praxis können aber Änderungen unterliegen, die von besonderen Schweiß- oder Auslegungsbedingungen diktiert werden.
Die Nahtprofile (z. B. Flankenwinkel, Wurzelradien und Flanken) sind durch einen Buchstaben und eine Zahl in
einem Kreis gekennzeichnet, der sich auf die in Bild A.2 gezeigten Einzelheiten bezieht. Sie sind so ausgelegt,
dass sie zu einwandfreien Bedingungen für das Schweißen führen und das sichere Einbringen von Schweißgut in
die Nahtwurzel ermöglichen. Dies ist von besonderer Bedeutung im Falle von HV- und HU-Nähten.
A.4.2 Stumpfnähte
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Wo Stumpfnähte vorgegeben sind, ist vorgesehen, dass diese ausgekreuzt oder -gefugt werden und gegengeschweißt werden sollen. Alternativ dazu kann das Schweißverfahren so gewählt werden, dass sich eine
einwandfreie Durchschweißung der Wurzel ergibt.
A.4.3 Schweißnahtabmessungen
Die Abmessungen der Schweißnähte, d. h. die erforderliche Dicke, sind so gewählt worden, dass die volle
Festigkeit der verbundenen Teile erzielt wird.
A.4.4 Änderungen
Es können Fälle auftreten bei denen Änderungen durchgeführt werden, die vorteilhaft sind für
a)
die Nahtprofile zur Anpassung besonderer Schweißtechniken oder
b)
die Schweißnahtabmessungen zur Anpassung an die Konstruktions- und Betriebsbedingungen
A.5 Verbindungsarten (siehe Bilder A.4 bis A.16)
A.5.1 Die Abmessungen und die Form der gewählten Ausführung kann die Durchführbarkeit und/oder die
Wirksamkeit der Ultraschallprüfung beeinflussen. Dies kann ebenfalls von der Anwendbarkeit der Ausrüstung und
zur Verfügung stehenden Zeit abhängen. Wird eine Ultraschallprüfung vorgeschrieben, sollten diese Faktoren entsprechend berücksichtigt werden.
A.5.2 Werden die Nähte nur einseitig geschweißt, muss die sichtbare Wurzellage eine glatte Kontur haben und
eben oder leicht nach außen gewölbt sein.
A.5.3 Die Verwendung von ringförmigen Verstärkungen ist in den Fällen nicht angebracht, wo erhebliche,
schwankende Temperaturgefälle auftreten.
A.5.4 Werden teilweise durchgeschweißte Nähte verwendet, ist das Vorhandensein von Wurzelfehlern möglich.
Solche Fehler können nicht immer durch zerstörungsfreie Prüfungen nachgewiesen oder bewertet werden. Die
Verwendung von teilweise durchgeschweißten Nähten ist in den Fällen nicht angebracht, bei denen erhebliche,
schwankende Temperaturgefälle auftreten.
22
EN 12953-4:2002 (D)
A.5.5 Zusätzlich zur Notwendigkeit einer sorgfältigen Auswahl der Nahtdetails für Rohr mit Rohrbodenverbindungen ist der Wahl der anzuwendenden Schweiß- und Prüftechniken besondere Beachtung zu schenken.
A.5.6 Wenn die Wurzelflanke nicht durch ein Schmiedeverfahren hergestellt wurde, so ist sicherzustellen, dass
die Gütewerte durch die gesamte Blechdicke den Konstruktionsvorgaben entspricht.
A.5.7 Wird eine Ultraschall-Prüfung gefordert, kann es erforderlich sein, die Schweißverbindung zwischen dem
Abzweig und dem Mantel vor der Aufschweißung des Verstärkungsringes zu prüfen.
A.6 Abzweige (siehe Bilder A.4 bis A.10)
Die Abmessung der Schweißnähte sind so gewählt worden, dass die volle Festigkeit der zu verbindenden Teile
erzielt wird (siehe auch A.4.3 und A.4.4 bzw. A.7.2.1).
A.7 Abzweigen ohne Verstärkungsringe (siehe Bilder A.4 bis A.7)
A.7.1 Aufgeschweißte Abzweige
Die Notwendigkeit einer Untersuchung des Mantels auf Dopplungen um den Abzweigausschnitt herum sollte bei
der Verwendung von aufgeschweißten Abzweigen berücksichtigt werden.
A.7.2 Eingeschweißte Abzweige
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
A.7.2.1
Allgemeines
Die Notwendigkeit einer Untersuchung des Mantels auf Dopplungen um den Abzweigausschnitt herum sollte bei
der Verwendung von eingeschweißten Abzweigen berücksichtigt werden.
A.7.2.2
Nahtabmessungen
Die Art der Abzweig-Mantel-Verbindung und die Abmessungen der verwendeten Schweißnähte kann durch
verschiedene Faktoren aus den Betriebsbedingungen, für die der Kessel ausgelegt ist, beeinflusst werden. Als allgemeine Anleitung werden die Schweißnahtabmessungen in diesem Anhang für die verschiedenen empfohlenen
Verbindungen angegeben, basierend auf dem Konzept, dass die Schweißnähte volltragend unter Zugbeanspruchung des radial zum Mantel angebrachten Abzweigs, wie in den Bildern A.3 a) und A.3 b) gezeigt, sein
sollten. Im allgemeinen sollte es deshalb nicht nötig sein, größere Nähte als die gezeigten zu verwenden.
Es wird einfach annähernd angenommen, dass die rechnerische Gesamtdicke der Nähte gleich der zweifachen
Abzweigdicke sein sollte. Es wird ebenfalls angenommen, dass die Nähte relativ symmetrisch über die gesamte
Dicke der Verbindung sind.
Zusätzlich wird empfohlen, dass, wenn die Abzweigdicke die halbe Manteldicke überschreitet, voll
durchgeschweißte Nähte mit Kehlnähten zu verwenden, deren rechnerische Gesamtdicke gleich 20 % der
Manteldicke – wie in den Bildern A.3 c) und A.3 d) gezeigt – beträgt. Diese zusätzliche Dicke wird als Ausgleich für
die technischen Schwierigkeiten in der Praxis empfohlen, einwandfreie Nähte bei Stutzenverbindungen zu
schweißen und diese durch zerstörungsfreie Prüfungen einwandfrei zu prüfen. Diese zusätzlichen Kehlnahtlagen
dienen auch zur Erzielung eines akzeptablen geometrischen Profils. Aus praktischen Gründen ist eine
Mindestabmessung von 6 mm für die Kehlnahtgröße empfehlenswert.
Es können Betriebszustände vorherrschen, für die schmalere Nähte angemessen sind und von einem
sachverständigen Ingenieur können die Schweißnahtgrößen reduziert werden.
A.7.2.3
Stegabstand zwischen Abzweig und Mantel
Der Abstand zwischen Abzweig und Mantel sollte 3 mm nicht überschreiten. Größere Abstände erhöhen die
Neigung zu spontaner Rissbildung beim Schweißen, insbesondere mit zunehmender Dicke der zu verbindenden
Bauteile.
23
EN 12953-4:2002 (D)
A.7.2.4
Beseitigung der scharfen Innenkanten des Abzweigausschnittes
Die Innenkanten des Ausschnittes für einzuschweißende Abzweige werden abgerundet, weil an dieser Stelle eine
Spannungskonzentration auftritt. Diese Vorsichtsmaßnahme wird empfohlen, wenn die Abzweigverbindung voll
beansprucht ist, oder Materialermüdung unterliegt. Sie ist aber nicht erforderlich, wenn diese Bedingungen nicht
auftreten.
A.7.2.5
Vorbereitung des Ausschnitts im Mantel
Für eingeschweißten Stutzen nach den Bildern A.5 bis A.7 kann der Ausschnitt im Mantel nach den
folgenden beiden Verfahren eingebracht werden:
a)
Die Tiefe der Fugen B und D kann um den Ausschnitt herum konstant sein wie in Bild A.3 e) dargestellt.
Dieser Normalfall ist die Grundlage für die Zeichnungserstellung (siehe z. B. Bild A.6);
b)
Die Wurzeln der Schweißfugen können z. B. in einer Ebene liegen, wenn sie spanend ausgebohrt worden
sind. In diesem Fall variiert die Dicke der Fugen um den Ausschnitt wie in Bild A.3 f) gezeigt.
A.8 Abzweigen mit zusätzlichen Verstärkungsringen (siehe Bilder A.8 und A.9)
A.8.1 Allgemeines
Verstärkungsringe sollten fest am Mantel aufliegen und mit Kontrollbohrungen versehen sein.
A.8.2 Eingeschweißte Abzweige
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Der Stegabstand zwischen Abzweig und Mantel sollte 3 mm nicht überschreiten. Breitere Abstände erhöhen die
Neigung zu spontaner Rissbildung beim Schweißen insbesondere bei zunehmender Dicke der zu verbindenden
Bauteile.
Maße in Millimeter
a)
b)
c)
d)
Legende
1 Auskreuzen bevor die Gegenlage gelegt wird
Bild A.1 — Blechvorbereitung für stumpfgeschweißte Längs- und Rundnähte
24
EN 12953-4:2002 (D)
Maße in Millimeter
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Legende
α = 45° min
s1 = 1,5 bis 2,5
g1 = {1,5 bis 2,5 wobei erb < 9,5; 2,5 bis 4 wobei erb ≥ 9,5}
s2 = 0 bis 3
g2
siehe Anmerkung 2
Legende
α = 15° bis 35°
s1 = 2 bis 3
s2 = 2 bis 3
g1 = 1,5 bis 2,5
g2
b
r
siehe Anmerkung 2
= 0 bis 3
= 6 bis 13
ANMERKUNG 1 Bei der Anwendung der größten und kleinsten Abmessung sollte Vorsicht geboten werden, da diese
Änderungen unterliegen und zwar aufgrund des anzuwendenden Schweißverfahrens (z. B. Elektrodengröße und -art) sowie der
Position, in welcher geschweißt wird.
ANMERKUNG 2 Der Spalt zwischen Abzweig und Mantel sollte auf keinen Fall 3 mm überschreitet. Breitere Spalten erhöhen
die Neigung zu spontaner Rissbildung während des Schweißens insbesondere bei zunehmender Dicke der zu verbindenden
Teile.
Bild A.2 — Genormte Einzelheiten der Nahtvorbereitung für Abzweige
25
EN 12953-4:2002 (D)
Maße in Millimeter
Nahtabmessungen
(B1+F1)+D = 2 e
Nahtabmessungen
(B1+F1)+(B2+F2) = 2 e
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a)
b)
e)
Nahtabmessungen
F1 = e/10 oder 6
je nachdem
welche größer ist
c)
Nahtabmessungen
F2 = e/3 oder 6
d)
f)
Bild A.3 — Einzelheiten der Nahtvorbereitung für eingeschweißte Abzweige
26
EN 12953-4:2002 (D)
Maße in Millimeter
a)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
b)
ANMERKUNG 1 Für die Einzelheiten B2 und J2 siehe Bild A.2.
ANMERKUNG 2 L = erb/3 min, aber nicht weniger als 6
Bild A.4 — Typische Einzelheiten der Nahtvorbereitung für eingeschweißte Abzweige
27
EN 12953-4:2002 (D)
Maße in Millimeter
Legende
F1 = ers/10 min, oder 6, je nachdem welche größer ist
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
a)
Legende
F2 = ers/5 min, oder 6, je nachdem welche größer ist
b)
ANMERKUNG 1 Volldurchgeschweißte Verbindungen. Allgemein gebräuchlich, wenn erb größer als ers/2 ist
ANMERKUNG 2 Für die Einzelheiten B3 und J3, siehe Bild A.2
Bild A.5 — Typische Einzelheiten der Nahtvorbereitung für eingeschweißte Abzweige
28
EN 12953-4:2002 (D)
Maße in Millimeter
Legende
F1 = ers/10 min oder 6, je nachdem welche größer ist
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
c)
Legende
F2 = ers/5 min oder 6, je nachdem welche größer ist
d)
ANMERKUNG 1
Volldurchgeschweißte Verbindungen. Allgemein gebräuchlich, wenn erb größer als ers/2 ist
ANMERKUNG 2
Für die Einzelheiten B3 und J3, siehe Bild A.2
Bild A.5 — Typische Einzelheiten der Schweißnahtvorbereitung für eingeschweißte Abzweige
29
EN 12953-4:2002 (D)
Maße in Millimeter
Legende
s = 1,5 bis 2,5
F1 = ers/10 min oder 6, je nachdem welche größer ist
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
a)
Legende
s = 1,5 oder 2,5
F2 = ers/5 min oder 6, je nachdem welche größer ist
b)
ANMERKUNG
Für die Einzelheiten B1 and J1, siehe Bild A-2
Bild A.6 — Typische Einzelheiten der Nahtvorbereitung für eingeschweißte Abzweige
mit unsymmetrischen Schweißungen
30
EN 12953-4:2002 (D)
Maße in Millimeter
Legende
L = erb/3 min, aber nicht weniger als 6
erb= 16 max
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a)
Legende
L = erb/3 min, aber nicht weniger als 6
erb= 16 max
b)
ANMERKUNG 1
Für die Einzelheiten B1 und J1 siehe Bild A.2
ANMERKUNG 2
Allgemeine Empfehlung sollte das Einschweißen aller Abzweige von der Mantelinnenseite her erfolgen
(siehe Bilder A.5 und A.6), sofern sie zu diesem Zweck zugänglich sind. Andernfalls sollten aufgeschweißte Abzweigungen
(siehe Bild A.4), bevorzugt werden. Jedoch sind die in den Bildern A.7 a) und A.7 b) gezeigten Verbindungen zulässig, wenn
sichergestellt werden kann, dass das angewendete Schweißverfahren zu einwandfreien und lückenlosen
Wurzelzuständen mit gleichmäßiger Durchschweißung führt.
Bild A.7 — Typische Einzelheiten der Nahtvorbereitung für mit Einseitennaht eingeschweißte Abzweige
31
EN 12953-4:2002 (D)
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Maße in Millimeter
Legende
1 Kontrollbohrung
2 Diese Ausführung ist zu berücksichtigen, wenn die erforderliche Nahtabmessung größer auszuführen ist.
3 Für die Mantel-Abzweig-Verbindung siehe Bild A.4
ANMERKUNG 1 Wenn E ≥ 6 min und L= erb/3 min, aber nicht weniger als 6
ANMERKUNG 2 Für die Einzelheiten B2 and J2, siehe Bild A.2
Bild A.8 — Typische Einzelheiten der Schweißnahtvorbereitung für aufgeschweißte Abzweige
mit Verstärkungsringen
32
EN 12953-4:2002 (D)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Maße in Millimeter
Legende
1 Kontrollbohrung
2 Diese Ausführung ist zu berücksichtigen, wenn die erforderliche Nahtabmessung größer auszuführen ist
ANMERKUNG 1
ANMERKUNG 2
Wenn E ≥ 6 min und L = erb/3 min, aber nicht weniger als 6
Für die Einzelheiten B2 and J2, siehe Bild A.2
Bild A.9 — Typische Einzelheiten der Nahtvorbereitung für eingeschweißte Abzweige
mit Verstärkungsringen
33
EN 12953-4:2002 (D)
Maße in Millimeter
a)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
b)
ANMERKUNG
Für die Einzelheiten B3, J3 und B2 siehe Bild A.2
Bild A.10 — Typische Einzelheiten der Nahtvorbereitung für Blockflanschverbindungen
34
EN 12953-4:2002 (D)
Maße in Millimeter
Legende
A = erb min nach dem Abarbeiten des Flansches auf Endmaß B = erb C = erb
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
a) beidseitig angeschweißter Flansch
Legende
A = erb min, nach dem Abarbeiten des Flansches auf Endmaß C = erb
1 Muss überstehen beim Zusammenbau für das Schweißen
2 Im allgemeinen nach dem Schweißen spanend bearbeitet
3 Siehe A.5.4
b) Mit Kehlnähten angeschweißter Flansch
ANMERKUNG 1 Der Abstand zwischen der lichten Weite des Flansches und dem Außendurchmesser des Rohres sollte 3 mm
an jedem beliebigen Punkt nicht überschreiten, wobei die Summe der diagonal gegenüberstehenden Abstände zwischen
Flansch und Rohr nicht mehr als 5 mm betragen sollte.
ANMERKUNG 2 Zu Einzelheit J2, siehe Bild A.2
Bild A.11 — Typische Einzelheit der Schweißnahtvorbereitung für Flansche
35
EN 12953-4:2002 (D)
ANMERKUNG
Siehe A.5.2
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Bild A.12 — Typische Einzelheit für die Nahtvorbereitung von Vorschweißflanschen
36
EN 12953-4:2002 (D)
Maße in Millimeter
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
a) Ausführung für eingesetzte Böden
b) Alternative Ausführung für eingesetzte Böden
Legende
1 Die innere Kehlnaht sollte konkav sein und die minimale Kehlnahtdicke abhängig von der Wanddicke sollte wie
folgt sein:
Manteldicke ers
ers < 12
12 ≤ ers ≤ 16
16 < ers
Mindestkehlnahtdicke
4
5
6
g1 = 1,5 bis 3
Die innere Kehlnaht kann entfallen (siehe 5.12.4.2)
Bild A.13 — Typische Einzelheiten der Nahtvorbereitung für ebene Böden
oder Rohrböden am Kesselmantel
37
EN 12953-4:2002 (D)
Maße in Millimeter
Legende
1 Siehe Bild A.1
c) Ausführung für gekrempte Böden
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Bild A.13 — Typische Einzelheiten der Nahtvorbereitung für ebene Böden
oder Rohrböden am Kesselmantel
(abgeschlossen)
38
EN 12953-4:2002 (D)
Maße in Millimeter
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
a)
b)
Legende
1 Dicke innere Kehlnaht sollte konkav sein und die minimale Kehlnahtdicke abhängig von der Wanddicke sollte
wie folgt sein:
Manteldicke, ers
ers < 12
12 ≤ ers ≤ 16
16 < ers
Mindestkehlnahtdicke
4
5
6
g1 = 1,5 bis 3
Bild A.14 — Typische Einzelheiten für die Nahtvorbereitung von Verbindungen zwischen
ebenen Böden oder Rohrböden mit Wendekammerumfangsblechen
39
EN 12953-4:2002 (D)
Maße in Millimeter
c)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Legende
1 Die innere Kehlnaht sollte konkav sein und die minimale Kehlnahtdicke abhängig von der Wanddicke sollte wie
folgt sein:
Manteldicke, ers
ers < 12
12 ≤ ers ≤ 16
16 < ers
Mindestkehlnahtdicke
4
5
6
g1 = 1,5 bis 3
Bild A.14 — Typische Einzelheiten für die Nahtvorbereitung von Verbindungen zwischen
ebenen Böden oder Rohrböden mit Wendekammerumfangsblechen
(abgeschlossen)
40
EN 12953-4:2002 (D)
Maße in Millimeter
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Legende
1 Die innere Kehlnaht sollte konkav sein und die minimale Kehlnahtdicke abhängig von der Wanddicke sollte wie
folgt sein:
Flammrohrdicke, ers
ers < 12
12 ≤ ers ≤ 16
16 < ers
Mindestkehlnahtdicke
4
5
6
2 Die Abrundung der Blechkante auf einen Radius von erf/2 ist nur erforderlich, wenn das Flammrohrende der
Flamme oder vergleichsweise hohen Temperaturen ausgesetzt wird.
g1 = 1,5 bis 3
Bild A.15 — Typische Einzelheiten der Nahtvorbereitung für die Befestigung von Flamm-Rohren
an Rohrböden oder flachen Böden
41
EN 12953-4:2002 (D)
Maße in Millimeter
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
a)
b)
Legende
1 Kesselboden
2 Einsteigerohr/Befahrstutzen
3 Die Stegdicke und der Spalt sollte so gewählt werden, dass eine volle Durchschweißung erreicht wird.
Bild A.16 — Typische Details der Nahtvorbereitung für die Verbindung von Befahrstutzen
mit Bodenblech
42
EN 12953-4:2002 (D)
Anhang ZA
(informativ)
Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende Anforderungen
oder andere Vorgaben der EU-Richtlinie betreffen
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission
und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Anforderungen der
Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG im Hinblick auf Verarbeitung und Bauausführung.
WARNHINWEIS Für Produkte, die in den Anwendungsbereich dieser Norm fallen, können weitere Anforderungen
und weitere EU-Richtlinien anwendbar sein.
Die in Tabelle ZA.1 angegebenen Abschnitte dieser Europäischen Norm sind geeignet, grundlegende
Sicherheitsanforderungen der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG zu unterstützen.
Tabelle ZA.1 — Gegenüberstellung zwischen EN 12953-4 und der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG
im Hinblick auf Verarbeitung und Bauausführung an Großwasserraumkessel
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
EN 12953-4
harmonisierte
Abschnitte
Inhalt
DruckgeräteRichtlinie 97/23/EG
Anhang I
5
Fertigungsverfahren
3.1
5.15
Vorbereitung der Bauteile
3.1.1
5.12
Werkstoffverbindungen — Keine Mängel an der Oberfläche
und im Innern
3.1.2 1. Absatz
5.12
Werkstoffverbindungen — Eigenschaften der Verbindungen
3.1.2 2. Absatz
5.16
Wärmebehandlung
3.1.4
5.2
Rückverfolgbarkeit-Verfahren
3.1.5
Die Übereinstimmung mit den Abschnitten dieser Europäischen Norm ist eine Möglichkeit, die relevanten grundlegenden Anforderungen der betreffenden Richtlinie und der zugehörigen EFTA-Vorschriften zu erfüllen.
43
EN 12953-4:2002 (D)
Literaturhinweise
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
EN 473, Zerstörungsfreie Prüfung — Qualifizierung und Zertifizierung von Personal der zerstörungsfreien Prüfung
— Allgemeine Grundlagen.
44
DEUTSCHE NORM
August 2002
Großwasserraumkessel
Teil 5: Prüfung während der Herstellung, Dokumentation
und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile
Deutsche Fassung EN 12953-5:2002
EN 12953-5
ICS 27.060.30; 27.100
Shell boilers — Part 5: Inspection during construction, documentation
and marking of pressure parts of the boiler;
German version EN 12953-5:2002
Chaudières à tubes de fumée — Partie 5: Contrôles en cours
de construction, documentation et marquage des parties
sous pression de la chaudières;
Version allemande EN 12953-5:2002
Die Europäische Norm EN 12953-5:2002 hat den Status einer Deutschen Norm.
Nationales Vorwort
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Deutsche Norm enthält die Deutsche Fassung der Europäischen Norm EN 12953-5:2002 „Großwasserraumkessel — Teil 5: Prüfung während der Herstellung, Dokumentation und Kennzeichnung für
drucktragende Kesselteile“.
Die Europäische Norm wurde vom CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut für Normung e. V. ist
der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss GA 269 „Dampfkessel“ des Normenausschusses
Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Für den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des
Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die
Verweisung auf die jeweils neueste gültige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.
Für den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in
Bezug genommene Ausgabe der Norm.
Fortsetzung 20 Seiten EN
Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD) im DIN Deutsches Institut für Normung e.V.
© DIN Deutsches Institut für Normung e.V. . Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise,
nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet.
Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
Ref. Nr. DIN EN 12953-5:2002-08
Preisgr. 11
Vertr.-Nr. 2311
EN 12953-5
EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
Mai 2002
ICS 27.060.30; 27.100
Deutsche Fassung
Großwasserraumkessel
Teil 5: Prüfung während der Herstellung, Dokumentation und
Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile
Shell boilers — Part 5: Inspection during construction,
documentation and marking of pressure parts of the boiler
Chaudières à tubes de fumée — Partie 5: Contrôles en
cours de construction, documentation et marquage des
parties sous pression des chaudières
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 15. Mai 2002 angenommen.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen
dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen
dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage
erhältlich.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,
die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem ManagementZentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,
Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, der Tschechischen
Republik und dem Vereinigten Königreich.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
Management-Zentrum: rue de Stassart, 36
© 2002 CEN
B-1050 Brüssel
Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 12953-5:2002 D
EN 12953-5:2002 (D)
Inhalt
Seite
1
Anwendungsbereich..................................................................................................................................... 4
2
Normative Verweisungen ............................................................................................................................. 4
3
Begriffe........................................................................................................................................................... 4
4
Symbole ......................................................................................................................................................... 5
5
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
Prüfungen ...................................................................................................................................................... 5
Allgemeines ................................................................................................................................................... 5
Zulassung von Personal............................................................................................................................... 5
Kalibrierung von Prüfmitteln........................................................................................................................ 5
Tätigkeiten bei der Prüfung.......................................................................................................................... 6
Zerstörungsfreie Prüfung............................................................................................................................. 8
Arbeitsprüfung ............................................................................................................................................ 15
Endabnahme................................................................................................................................................ 17
6
6.1
6.2
6.3
6.4
Dokumentation, Bescheinigungen und Kennzeichnung ........................................................................ 19
Allgemeines ................................................................................................................................................. 19
Dokumentation ............................................................................................................................................ 19
Bescheinigung............................................................................................................................................. 19
Kennzeichnung (Stempelung) ................................................................................................................... 19
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Anhang ZA (informativ) Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende Anforderungen
oder andere Vorgaben der Druckgeräte-Richtlinie betreffen ................................................................. 20
2
EN 12953-5:2002 (D)
Vorwort
Dieses Dokument (EN 12953-5:2002) wurde vom Technischen Komitee CEN /TC 269 "Großwasserraum- und
Wasserrohrkessel“, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird, erarbeitet.
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission
und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Anforderungen der
EU-Richtlinie(n).
Für den Zusammenhang mit der Druckgeräte-Richtlinie siehe informativen Anhang ZA, der Bestandteil dieser
Europäischen Norm ist.
Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung eines
identischen Textes oder durch Anerkennung bis November 2002, und etwaige entgegenstehende nationale
Normen müssen bis November 2002 zurückgezogen werden.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die Europäische Norm EN 12953 über „Großwasserraumkessel“ besteht aus folgenden Teilen:
Teil 1:
Allgemeines.
Teil 2:
Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör.
Teil 3:
Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile.
Teil 4:
Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile.
Teil 5:
Prüfung während der Herstellung; Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile.
Teil 6:
Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel.
Teil 7:
Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel.
Teil 8:
Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung
Teil 9:
Anforderungen an Begrenzungseinrichtungen an Kessel und Zubehör.
Teil 10: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität.
Teil 11: Abnahmeversuche.
Teil 12: Anforderungen an Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel.
Teil 13: Betriebsanleitungen.
CR 12953-14: Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation.
Obwohl alle Teile der Norm einzeln erworben werden können, sollte bedacht werden, dass die Teile voneinander
abhängig sind. Deshalb werden für Konstruktion und Herstellung der Kessel mehrere Teile benötigt, um die
Anforderungen der Norm zu erfüllen.
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Länder
gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich,
Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden,
Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik und das Vereinigte Königreich.
3
EN 12953-5:2002 (D)
1
Anwendungsbereich
Dieser Teil der Europäischen Norm legt Anforderungen für die Prüfung während der Herstellung, Dokumentation
und Kennzeichnung von in EN 12953-1 definierten Großwasserraumkesseln fest.
2
Normative Verweisungen
Diese Europäische Norm enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen
Publikationen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen
sind nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen
dieser Publikationen nur zu dieser Europäischen Norm, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung eingearbeitet
sind. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschließlich
Änderungen).
EN 288-3:1992, Anforderung und Anerkennung von Schweißverfahren für metallische Werkstoffe — Teil 3:
Schweißverfahrensprüfungen für das Lichtbogenschweißen von Stählen.
EN 473, Zerstörungsfreie Prüfung — Qualifizierung und Zertifizierung von Personal der zerstörungsfreien Prüfung
— Allgemeine Grundlagen.
EN 571-1, Zerstörungsfreie Prüfung — Eindringprüfung — Teil 1: Allgemeine Grundlagen.
EN 764, Druckgeräte — Terminologie und Symbole — Druck, Temperatur, Volumen.
EN 875, Zerstörende Prüfung von Schweißverbindungen an metallischen Werkstoffen — Kerbschlagbiegeversuch — Probenlage, Kerbrichtung und Beurteilung.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
EN 876, Zerstörende Prüfung von Schweißverbindungen an metallischen Werkstoffen — Längszugversuch an
Schweißgut in Schmelzschweißverbindungen.
EN 895, Zerstörende Prüfung von Schweißverbindungen an metallischen Werkstoffen — Querzugversuch.
EN 910, Zerstörende Prüfung von Schweißnähten an metallischen Werkstoffen — Biegeprüfungen.
EN 970, Zerstörungsfreie Prüfung von Schmelzschweißnähten — Sichtprüfung.
EN 1290, Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißverbindungen — Magnetpulverprüfung von Schweißverbindungen.
EN 1321, Zerstörende Prüfung von Schweißverbindungen an metallischen Werkstoffen — Makroskopische und
mikroskopische Untersuchungen von Schweißnähten.
EN 1435, Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißverbindungen — Durchstrahlungsprüfung von Schmelzschweißverbindungen.
EN 1712, Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißverbindungen — Ultraschallprüfung von Schweißverbindungen —
Zulässigkeitsgrenzen.
EN 1713, Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißverbindungen — Ultraschallprüfung — Charakterisierung von
Anzeigen in Schweißnähten.
EN 1714, Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißverbindungen — Ultraschallprüfung von Schweißverbindungen.
EN 12953-1:2002, Großwasserraumkessel — Teil 1: Allgemeines.
EN 12953-3:2002, Großwasserraumkessel — Teil 3: Konstruktion und Berechnung für drucktragende Kesselteile.
EN 12953-4:2002, Großwasserraumkessel — Teil 4: Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende
Kesselteile.
EN 25817, Lichtbogenschweißverbindungen an Stahl — Richtlinie für Bewertungsgruppen für Unregelmäßigkeiten
(ISO 5817:1992).
EN ISO 6520-1, Schweißen und verwandte Prozesse — Einteilung von geometrischen Unregelmäßigkeiten an
Metallen — Teil 1: Schmelzschweißen (ISO 6520-1:1998).
3
Begriffe
Für die Anwendung dieser Europäischen Norm gelten die Begriffe in EN 12953-1 und EN 764.
4
EN 12953-5:2002 (D)
4
Symbole
Für die Anwendung dieser Europäischen Norm gelten die Symbole wie in EN 12953-1:2002, Tabelle 4-1
angegeben.
5
Prüfungen
5.1
Allgemeines
Der Hersteller ist dafür verantwortlich, sicherzustellen, dass der Kessel den Anforderungen dieser Norm entspricht.
Die Übereinstimmung muss durch eine Reihe von Konformitätsbewertungstätigkeiten bestätigt werden, die in
Tabelle 5.4-1aufgeführt sind.
Abhängig von dem Übereinstimmungsermittlungsmodul, das vom Hersteller für die Konstruktion und Fertigung für
jeden Kessel gewählt wird (siehe EN 12953-1:2002, Anhang B) müssen in die Prüftätigkeiten in einem größeren
oder geringerem Umfang vom Hersteller unabhängige Organisationen mit einbezogen werden.
ANMERKUNG
Zur Orientierung der Hersteller ist die festgelegte Einbindung solcher Organisationen als verantwortliche
Prüfstelle (VP) in CR 12953-14 beschrieben.
Der Hersteller muss den notwendigen Zugang gewähren, der es der verantwortlichen Prüfstelle ermöglicht, solche
Aktivitäten, für die es gefordert ist, diese mit einzubeziehen, durchzuführen.
5.2
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
5.2.1
Zulassung von Personal
Zulassung von Hand- und Maschinenschweißern
Der Hersteller muss bestätigen, dass das Schweißen des Kesseln nur von Hand- und Maschinenschweißern
ausgeführt wird, die nach den Anforderungen von EN 12953-4:2002, 5.15.3.2 zugelassen worden sind. Ein
entsprechendes Zertifikat muss auf Nachfrage zur Verfügung gestellt werden.
5.2.2
Zulassung von Personal für die zerstörungsfreie Prüfung
Für die Anwendung dieser Norm beinhaltet der Begriff „zerstörungsfreie Prüfung“ die konventionellen Techniken
wie Besichtigung, Röntgenprüfung, Ultraschallprüfung, Magnetpulverprüfung und/oder Farbeindringprüfung nach
5.5.2 bis 5.5.4.
Verantwortliches Personal für die zerstörungsfreie Prüfung einschließlich Interpretation, Entwicklung und
Protokollierung in Übereinstimmung mit EN 473 zertifiziert sein.
Eine Ausnahme von dieser Anforderung muss bei der Sichtprüfung der Schweißnähte und der Endprüfung der
Kessel gemacht werden, für die EN 473 nicht anwendbar ist. Sichtprüfungen müssen nach EN 970 erfolgen.
Sichtprüfungen müssen von erfahrenem Personal durchgeführt werden, das ausreichende Erfahrung in
Schweißtechniken besitzt verbunden mit vollem Textverständnis für diese Norm, um in der Lage zu sein, Mängel
zu erkennen und zu interpretieren, die an der Oberfläche der Schweißnaht und den der Hitze ausgesetzten
Bereichen auftreten können.
Röntgenprüfungen müssen von Personal mit mindestens nach Prüfklasse 2 nach EN 473 überwacht werden.
Magnetpulverprüfungen, Farbeindringprüfungen und Ultraschallprüfungen müssen unter der direkten Überwachung
von Personal durchgeführt werden, das eine Mindestqualifikation nach Prüfklasse 2 nach EN 473 besitzt.
5.3
Kalibrierung von Prüfmitteln
Der Hersteller muss Verfahren festlegen, durch die sichergestellt wird, dass Werkzeuge, Lehren, Instrumente sowie
andere Mess- und Prüfgeräte, die in der Fertigung bzw. bei der Prüfung der Kesselteile eingesetzt werden, ordnungsgemäß und regelmäßig überprüft, kalibriert und justiert werden, um ihre Genauigkeit in den festgelegten Grenzen zu
erhalten.
5
EN 12953-5:2002 (D)
5.4
Tätigkeiten bei der Prüfung
Der Hersteller muss bestätigen, dass die Kesselteile mindestens den Anforderungen dieser Norm entsprechen, indem
er die in Tabelle 5.4-1 angegebenen Prüftätigkeiten durchführt und nachweist.
Tabelle 5.4-1 — Liste der vom Hersteller durchzuführenden Prüftätigkeiten
Nummer
Tätigkeitsbereich
Prüfungsdurchführung
1
Konstruktion und allgemeine Dokumentation
1.1
Konstruktionsdaten und
Berechnungen
Prüfung der Auslegungsdaten/Berechnungen auf Übereinstimmung mit:
— den technischen Spezifikationen (wenn zutreffend)
— den Anforderungen dieser Europäischen Norm
1.2
Herstellungszeichnungen
Prüfung der Zeichnungsangaben auf Übereinstimmung mit:
— Konstruktionsdaten und Berechnung
— den technischen Spezifikationen (wenn zutreffend)
— den Anforderungen dieser Europäischen Norm
1.3
Beschaffungsspezifikationen
Prüfung der Werkstoff- und Komponentenspezifikationen auf
Übereinstimmung mit
— den technischen Spezifikationen (wenn zutreffend)
— Herstellungszeichnungen
— den Anforderungen dieser Europäischen Norm
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
1.4
Spezifikationen für
Unteraufträge
Prüfung der Spezifikationen für Unteraufträge auf Übereinstimmung mit:
— den technischen Spezifikationen (wenn zutreffend)
— Herstellungszeichnungen
— den Anforderungen dieser Europäischen Norm
6
2
Werkstoff
2.1
Werkstoffprüfbescheinigungen
Überprüfung, dass die Angaben in den Bescheinigungen und die
Ergebnisse der Auslegungsspezifikation entsprechen
2.2
Schweißzusätze
Überprüfung, dass die verwendeten Schweißzusätze der Auslegungsspezifikation entsprechen
2.3
Werkstoffkennzeichnung
Identifizierung des Werkstoffes anhand der Materialprüfbescheinigungen und Prüfung der Kennzeichnung
2.4
Umstempelung von
Werkstoffen
Prüfung, ob die Übertragung der Kennzeichnung dem anerkannten Verfahren entspricht
2.5
Abnahme von Unteraufträgen
Überprüfung, dass die Unteraufträge der Herstellerspezifikation
entsprechen
3
Fertigung und Schweißen
3.1
Schweißanweisungen
Überprüfung, dass geeignete Schweißanweisungen vorliegen und
ihr Inhalt durch die Verfahrensprüfungen abgedeckt ist
3.2
Anerkennung von
Schweißverfahren
Überprüfung, dass die Schweißverfahren die Werkstoffe und die
Schweißaufgaben abdecken und durch eine verantwortliche
Prüfstelle anerkannt wurden
3.3
Schweißerzulassung
Überprüfung, dass die Schweißerzulassungen von einer
verantwortlichen Prüfstelle anerkannt wurden und verfügbar und
gültig sind
3.4
Umformverfahren
Überprüfung, dass die erforderlichen Anweisungen für Umformverfahren (wenn zutreffend) vorliegen, und ihr Inhalt die umzuformenden Teile abdeckt
EN 12953-5:2002 (D)
Tabelle 5.4-1 (fortgesetzt)
Nummer
Tätigkeitsbereich
Prüfungsdurchführung
3.5
Umgeformte Teile
Prüfung, dass die umgeformten Teile den Anforderungen nach
EN 12953-4:2002, Abschnitt 5 entsprechen
3.6
Schweißvorbereitungen
Prüfung der Werkstoff-Schneidkanten nach thermischem
Schneiden und Nachweis, dass die Profilbearbeitung korrekt ist
3.7
Schweißnaht in
geheftetem Zustand
Prüfung der Schweißnaht in geheftetem Zustand einschließlich
Maßkontrolle
3.8
Schweißen
Überprüfung, dass das Schweißen in Übereinstimmung mit den
Anforderungen der Spezifikation für das Schweißverfahren
durchgeführt wird
3.9
Arbeitsproben, sofern
vorhanden
Identifizierung und Kennzeichnung der Arbeitsproben
Überprüfung, dass die Wärmebehandlung nach dem Schweißen
an einer Arbeitsprobe aus irgendeinem Kesselteil mit der speziellen Wärmebehandlung des jeweiligen Kesselteils übereinstimmt
Prüfung der ZfP-Berichte für die Arbeitsproben
Identifizierung und Kennzeichnung der aus Arbeitsproben für die
mechanischen Prüfungen entnommenen Proben
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Überprüfung, dass die Prüfangaben und die Ergebnisse der
mechanischen Prüfungen den Anforderungen dieser
Europäischen Norm entsprechen
4
Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißnähten
4.1
Verfahren für die zerstörungsfreie Prüfung
Überprüfung, dass geeignete Verfahren für die Zf-Prüfung vorgegeben sind und Prüfung der angemessenen Qualifikation des
Prüfers
4.2
Zulassung des Prüfers
für die zerstörungsfreie
Prüfung
Überprüfung der Zulassungen des Prüfers für die ZfP
4.3
Durchführung der zerstörungsfreien Prüfung
Kontrolle aller Durchstrahlungsfilme und Prüfung auf Übereinstimmung mit den Abnahmekriterien
Kontrolle, ob die Ergebnisse aller Ultraschalluntersuchungen den
Abnahmekriterien entsprechen
4.4
Prüfprotokolle der zerstörungsfreien Prüfung
Überprüfung, dass die Angaben und Ergebnisse mit den Abnahmekriterien übereinstimmen
5
Wärmebehandlung nach dem Schweißen
5.1
Verfahren für die
Wärmebehandlung
nach dem Schweißen
Überprüfung, dass die Verfahren für die Wärmebehandlung nach
dem Schweißen den Anforderungen dieser Europäischen Norm
entsprechen
5.2
Aufzeichnungen bei der
Wärmebehandlung
nach dem Schweißen
Überprüfung, dass die Temperatur-/Zeit-Aufzeichnungen den
Anforderungen dieser Europäischen Norm entsprechen
7
EN 12953-5:2002 (D)
Tabelle 5.4-1 (fortgesetzt)
Nummer
Tätigkeitsbereich
Prüfungsdurchführung
6
Bauprüfung und Kennzeichnung
6.1
Prüfung vor der
Wasserdruckprüfung
Prüfung der Abmessungen, Sichtprüfung und Identifizierung der
zugänglichen Teile nach dem Zusammenbau und vor der
Wasserdruckprüfung
6.2
Wasserdruckprüfung
Überprüfung, dass die abschließende Wasserdruckprüfung nach
den Anforderungen dieser Europäischen Norm durchgeführt wird
6.3
Prüfung nach der
Wasserdruckprüfung
Sichtprüfung nach Abschluss der Wasserdruckprüfung
Sicherheits-
Überprüfung der Vorkehrungen für Sicherheitseinrichtungen
6.4
Prüfung der Kennzeichnung auf dem Kesselschild
einrichtungen
6.5
5.5
5.5.1
Herstellerdokumentation
Prüfung der Herstellerdokumentation auf Vollständigkeit (siehe 6.2)
Zerstörungsfreie Prüfung
Allgemeines
Die zerstörungsfreie Prüfung ist nach jeder Wärmebehandlung durchzuführen.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
5.5.2
Umfang der zerstörungsfreien Prüfung
Alle Schweißnähte sind per Sichtprüfung und in Zusammenhang mit der zerstörungsfreien Prüfung nach
Tabelle 5.5-1 zu prüfen.
8
EN 12953-5:2002 (D)
Tabelle 5.5-1 — Umfang der zerstörungsfreien Prüfung bei Schweißnähten
Bauteil
Alle Nähte
Stutzen- und
Blockflanschnähte
Mantel
Nahtart
—
an Mantelschüssen
—
A.5 bis A.7
Visuell
MP & FE
Längsnaht
an Mantelschüssen
A.1
Rundnaht
Zwischen
Mantelschüssen
zwischen Mantelschüssen
und gekrempten Böden
zwischen Mantelschüssen
und aufgeschweißten
Böden
an der Verbindung des
Mantels mit eingeschweißten Böden
zwischen den beiden
Schüssen bei Böden mit
großen Durchmessern
an Flammrohrschüssen
A.1
Durchstrahlung
oder US
Durchstrahlung
oder US
Durchstrahlung
oder US
Durchstrahlung
oder US
Rundnaht
T-Stoß
Ebene Böden
Stumpfnaht
Flammrohre
Längsnaht
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Rundnaht
Rundnaht
T-Stoß
T-Stoß
Längsnaht
Rundnaht
T-Stoß
Wendekammerfahrstutzen
Längsnaht
T-Stoß
Blechanker
Versteifungsblech
a
b
c
d
e
f
g
Prüftechnik
—
—
Rundnaht
Wendekammern
Lage der Naht
Bild Nr.
EN 12953-4:
2002
T-Stoß
zwischen Flammrohrschüssen und Fairnbirnringen
zwischen Flammrohrschüssen und gekrempten Böden
zwischen Flammrohrschüssen und eingeschweißten Böden
zwischen Flammrohr und
Wendekammerböden
am Mantel
zwischen Mantel und
gekremptem Boden
zwischen Mantel und
eingeschweißtem Boden
an Fahrstutzen
zwischen Fahrstutzen und
Kessel- und Wendekammermantel
zwischen Anker/Blech und
Mantel
A.1
A.13c)
und
A.13d)
A.13a)
und
A.13b)
A.1
Fußnoten
Schweißnahtwertigkeit
1
0,85
100
100
25
10
a
b
Prozentsatz der
Gesamtlänge der zu
prüfenden Naht
und c
100
10
b c
25
10
b c d
25
10
100
100
10
10
, und d
, , und e
f
Durchstrahlung
oder US
c
Durchstrahlung
oder US
c
100
10
Durchstrahlung
oder US
Durchstrahlung
oder US
c
10
10
b
und c
10
10
A.17c)
Durchstrahlung
oder US
b
und c
10
10
A.15
Durchstrahlung
oder US
c f
25
25
A.15
Durchstrahlung
oder US
Durchstrahlung
oder US
Durchstrahlung
oder US
Durchstrahlung
oder US
Durchstrahlung
oder US
c
10
10
c f
25
25
b
10
10
c f
10
10
c
10
10
A.16a)
A.16b)
Durchstrahlung
oder US
c f
10
10
EN 12953-3:
2002, Bilder
10.2-11 und
10.2-14
Durchstrahlung
oder US
f
10
10
A.1
A.1
A.1
A.13d)
A.14a) bis
A.14c)
A.1
und g
, und g
, und g
und c
, und g
, und g
Nur Stahl Typ P355GH.
Die Prüfungen müssen jede Stoßstelle von Längs- und Rundnähten mit einbeziehen. Für jede Längs- und Rundnaht muss zumindest eine
Durchstrahlungsaufnahme gemacht werden oder, falls US-Prüfung vorgeschrieben ist, müssen mindestens 200 mm Länge geprüft werden.
Auf jeden Fall ist der zu prüfende Nahtquerschnitt willkürlich zu wählen.
Wenn die Kesselböden durch Rundanker, Wendekammeranker und Rohranker miteinander verankert sind, sind 10 % der Rundnähte zu
prüfen. Alle Stoßstellen sind zerstörungsfrei zu prüfen.
Wenn die Krempe dicker als der Boden ist, ist die Krempe auf einen kegeligen Ansatz spanend abzuarbeiten und wie in EN 12953-4:2002,
Bild A.1a) ange zeigt, zu schweißen.
Wenn T-Stumpfstöße auf Grund physikalischer Grenzen nicht Durchstrahlung- oder US-geprüft werden können, sind sie visuell zu folgen
den Zeitpunkten zu prüfen: Nahtvorbereitung, Heftschweißung, Wurzelschweißung, fertige Naht.
Die Lage des geprüften Nahtquerschnitts muss am Kessel gekennzeichnet und schriftlich festgehalten werden.
9
EN 12953-5:2002 (D)
Falls während der Prüfung der Nähte eine Unregelmäßigkeit festgestellt wird, ist vor der Reparatur folgende
Zusatzprüfung durchzuführen (siehe Bild 5.5-1)
a)
Nahtstöße
Falls eine Unregelmäßigkeit im Bereich eines Nahtstoßes festgestellt wird, ist eine Prüfung der Längs- und
Rundnaht zu beiden Seiten des Stoßes durchzuführen.
b)
Rund- und Längsnähte
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Bei Unregelmäßigkeiten in Rund- und Längsnähten ist eine Prüfung an beiden Seiten der Unregelmäßigkeit
durchzuführen.
Legende
Schweißnahtprüfung
zusätzliche Prüfung ≥ 200 mm
1
2
x1 ... x7
N
L
C
Längsnaht
Rundnaht
Prüfstellen
Kreuznahtfehler
Längsnahtfehler
Rundnahtfehler
Bild 5.5-1 — Zusatzprüfungen bei fehlerhaften Nähten
Falls die Ergebnisse zufriedenstellend sind, ist keine weitere Maßnahme erforderlich und die Schweißnaht wird
repariert.
Falls zusätzliche Unregelmäßigkeiten gefunden werden, ist die besondere Naht 100 % zu prüfen zusammen mit allen
anderen Nähten, die der gleiche Schweißer nach der gleichen Anweisung geschweißt hat.
Jede Reparatur einer Schweißnaht, die durch den Hersteller erfolgt muss aufgezeichnet werden. Falls die Reparatur
als Ergebnis einer Röntgenprüfung durchgeführt wird, müssen die Filme des Originalfehlers verfügbar gemacht
werden.
5.5.3
Zerstörungsfreie Prüfung von Reparaturen
Nach der Reparatur ist der reparierte Bereich mit all den Verfahren gemäß der Originalnaht zu prüfen.
10
EN 12953-5:2002 (D)
5.5.4 Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißnähten – Techniken und Anforderungen an
Unzulässigkeitsgrenzen
5.5.4.1
Allgemeines
Alle zerstörungsfrei zu prüfenden Nähte sind so zu bearbeiten, dass sie geeignet sind für das einzusetzende
Verfahren.
ANMERKUNG
Zulässigkeitsgrenzen für Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche von Schweißnähten wurden geändert, um
die Europäische Praxis bei der Kesselherstellung wiederzuspiegeln. Falls dies zutrifft, wurde der Buchstabe „S“ in der Spalte
„EN 25817-Gruppe“ benutzt.
5.5.4.2
5.5.4.2.1
Besichtigung
Prüfung
Alle Schweißnähte sind per Sichtprüfung auf Oberflächenfehler nach EN 970 zu prüfen. Dies muss in
Zusammenhang mit der zerstörungsfreien Prüfung anderer Schweißnähte geschehen.
5.5.4.2.2
Anforderungen an Unregelmäßigkeiten in Nähten
Für die Anforderungen an Unregelmäßigkeiten gilt Tabelle 5.5-2.
5.5.4.3
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5.5.4.3.1
Röntgenprüfung
Prüfung
Die Röntgenprüfung ist nach Klasse A nach EN 1435 durchzuführen.
5.5.4.3.2
Anforderungen an Unregelmäßigkeiten in Nähten
Für die Anforderungen an Unregelmäßigkeiten in Nähten gilt Tabelle 5.5-3.
5.5.4.3.3
Röntgenfilme
Ein kompletter Satz Röntgenfilme ist für jeden Auftrag vom Hersteller für eine Zeit von mindestens 10 Jahren
aufzubewahren.
11
EN 12953-5:2002 (D)
Tabelle 5.5-2 — Zulässigkeitsgrenzen für Unregelmäßigkeiten bei der Besichtigung
Bezeichnung der Unregelmäßigkeit
EN ISO 6520-1 EN ISO 6520-1
Typ der
Gruppe
Ref.
Unregelmäßigkeit
Nr.
Nr.
1
100X
Risse (alle)
201X
Gaseinschluss (alle)
202X
Lunker (alle)
EN 25817
Gruppe
B
„S“
2
3
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4
5
6
12
301X
302X
303X
304X
401X
402
„S“
5011
5012
502
Schlackeneinschluss (alle)
Flußmitteleinschluss (alle)
Oxideinschluss
Fremdmetalleinschluss (alle)
Bindefehler (alle)
ungenügende
Durchschweißung
Kerbe
Kerbe
zu große Nahtüberhöhung
504
zu große Wurzelüberhöhung
C
506
507
508
511
Schweißgutüberlauf
Kantenversatz
Winkelversatz
Decklagenunterwölbung
515
Wurzelrückfall
516
600
Wurzelporösität
Sonstige Unregelmäßigkeiten
„S“
„S“
606
Unterschleifung
„S“
B
B
B
C
B
„S“
„S“
C
C
Grenzwert der Unregelmäßigkeit
Unzulässig.
An der Oberfläche erkennbar:
— Durchmesser ≤ 2 mm, oder
— Tiefe ≤ 1 mm
mit der zusätzlichen Bedingung:
— nicht zulässig an Ansatz- und Auslaufstellen
— kein systematischer Fehler in der
Naht (gilt für drucktragende und
lasttragende Anschweißnähte).
An der Oberfläche nicht zulässig
(Beseitigung, z. B. durch Schleifen).
Nicht zulässig.
Nicht zulässig, wenn Durchschweißung
spezifiziert.
Tiefe ≤ 0,5 mm. Ein sanfter Übergang muss
vorliegen.
h ≤ 1 mm + 0,15 × b; maximal 7 mm;
h = zu große Nahtüberhöhung in mm,
wobeib = Breite der Naht in mm ist. Ein
sanfter Übergang muss vorliegen.
h ≤ 1 mm+0,6 × b, maximal 4 mm
h = Wurzelüberhöhung in mm
b = Breite der Wurzel in mm.
Nicht zulässig.
Siehe 5.3 und 5.15 von prEN 12953-4:2002.
Siehe 5.3 und 5.15 von prEN 12953-4:2002.
Lange Unregelmäßigkeiten (> 25 mm) sind
unzulässig. Kurze Unregelmäßigkeiten
(≤ 25 mm) sind unzulässig, wenn:
h ≥ 0,1 × e, maximal 1,0 mm; wobei
h = Tiefe des Rückfalls in mm
e = Dicke des Grundwerkstoffes in mm
Ein sanfter Übergang muss vorliegen.
h ≤ 1,0 mm; wobei
h = Wurzelrückfall in mm
Ein sanfter Übergang muss vorliegen.
Nicht zulässig
Oberflächen ergänzen auf Grund von
Streulicht oder Zündstellen, Spritzer,
Schleif- oder Meißelkerben sind zu
entfernen (üblicherweise durch Schleifen),
um
eine glatte Oberfläche zu erhalten.
Nicht zulässig; örtliche
Wanddickenunterschreitungen sind anhand
der Auslegungsdaten zu bewerten
(rechnerische Wand +
Korrosionszuschlag = minimal erforderliche Wand).
(Im Zweifelsfall ist die Wanddicke mittels
Ultraschall zu prüfen.)
EN 12953-5:2002 (D)
Tabelle 5.5-3 — Zulässigkeitsgrenzen für Unregelmäßigkeiten bei der Röntgenprüfung
Bezeichnung der Unregelmäßigkeit
EN ISO 6520-1
Gruppe
Nr.
EN ISO 6520-1
Ref.
Nr.
1
100
Risse (alle)
2011
Gasporen (vereinzelt oder
einzeln in der Gruppe)
2012
Porosität — gleichmäßig
verteilt
2013
Typ der
Unregelmäßigkeit
Porennest
EN 25817
Gruppe
B
„S“
Nicht zulässig.
d ≤ 0,3e, maximal 4 mm
d = Durchmesser der Einzelpore in mm
e = Dicke des Grundwerkstoffs in mm.
„S“
Für jede Einzelpore wie Nr. 2011
„S“
Nicht zulässig, wenn die projizierte Porenfläche 2 % der bewerteten Schweißnahtoberfläche überschreitet.
„S“
Für jede Einzelpore wie Nr. 2011
B
Nicht zulässig, wenn die projizierte Porenfläche 4 % der bewerteten Schweißnahtoberfläche überschreitet, wobei die
Schweißnahtoberfläche durch den größeren
beider Beträge beschrieben ist:
— Fläche 1: Umhüllung aller Poren
— Fläche 2: Kreis mit Durchmesser =
Nahtbreite.
2
2014
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Grenzwert der Unregelmäßigkeit
Porenzeile
„S“
Wie gleichmäßig verteilte Poren Nr. 2012,
jedoch muss der Abstand zwischen zwei
Poren stets größer als der doppelte Durchmesser der größeren Pore betragen und
darf nicht kleiner als 4 mm sein. (Um
sicherzustellen, dass kein Bindefehler
vorliegt).
2015
Gaskanal
„S“
l ≤ 0,3e, maximal 5 mm undw = 2 mm
l = Länge der projizierten Anzeige in mm
e = Dicke des Grundwerkstoffs in mm
w = Breite der projizierten Anzeigen in mm.
2016
Schlauchpore
„S“
Wie für Gaskanal Nr. 2015
„S“
l ≤ 0,3 e, maximal 5 mm undw = 2 mm
l = Länge des projizierten Anzeige in mm
e = Dicke des Grundwerkstoffs in mm
w = Breite der projizierten Anzeigen in mm.
202
Lunker
„S“
w ≤ 0,3e, maximal 3 mm
w = Breite der projizierten Anzeige in mm
l = Länge der projizierten Anzeige in mm
e = Dicke des Grundwerkstoffs in mm
301
Schlackeneinschluss
302
Flußmitteleinschluss
„S“
Wie bei Schlackeneinschlüssen Nr. 301
303
Oxideinschluss
„S“
Wie bei Schlackeneinschlüssen Nr. 301
304
Fremdmetalleinschluss
„S“
— Kupfereinschlüsse sind unzulässig
— Wolframeinschlüsse wie bei Gasporen
Nr. 2011, 2012, 2013.
4
400
Bindefehler und ungenügende
Durchschweißung
B
5
500
Formfehler
—
3
Bei mehren linearen Einschlüssen werden
solche mit einem Abstand kleiner 2 × der
Länge des größeren Einschlusses als ein
Einschluss behandelt.
Nicht zulässig.
Diese Unregelmäßigkeiten werden üblicherweise aufgrund einer Sichtprüfung akzeptiert
oder zurückgewiesen.
13
EN 12953-5:2002 (D)
5.5.4.4
5.5.4.4.1
Ultraschallprüfung
Prüfung
Die Ultraschallprüfung von Schweißnähten wird nach Prüfklasse A von EN 1714 durchgeführt.
5.5.4.4.2
Klassifizierung von Unregelmäßigkeiten
Die Klassifizierung von Unregelmäßigkeiten erfolgt nach EN 1713.
5.5.4.4.3
Grenzwert für Unregelmäßigkeiten
Der Grenzwert für Unregelmäßigkeiten in Schweißnähten muss mit Ausnahme von T-Stumpfstößen die 5.5.4.4.4
entsprechen müssen, Prüfklasse 2 der EN 1712 entsprechen.
5.5.4.4.4
Grenzwert für Unregelmäßigkeiten in T-Stumpfstößen
Der Grenzwert für T-Stumpfstößen gilt für Nähte zwischen Flammrohr und Boden nach EN 12953-4:2002,
Bilder A.13a) bis A.13c), Flammrohr, Boden und Wendekammer nach EN 12953-4:2002, Bild A.15,
Wendekammerboden und Mantel nach EN 12953-4:2002, Bilder A.14a) bis A.14c) und Befahrstutzen mit Boden
nach EN 12953-4:2002, Bild A.16a) und Bild A.16b).
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Es gelten die Anforderungen in 5.5.4.4.3 für Grenzwerte von Unregelmäßigkeiten bei der US-Prüfung mit Ausnahme von Schweißnähten mit gegengeschweißten Kehlnähten (siehe EN 12953-4:2002, Bilder A.13, A.14 und
A.15) ist eine volle Durchschweißung anzustreben wobei eine mangelnde Durchschweißung der Wurzel innerhalb
folgender Grenzen statthaft ist:
l = 200 mm max.
h=
3 mm max.
dabei ist
l die Länge der Ungänze;
h die Höhe der Ungänze.
Dies gilt für ein Verhältnis ers/erh < 1,25
Oberflächen-Ungänzen auf Grund unvollständiger Durchschweißung, die bei der Besichtigung oder Oberflächen-Rißprüfung (bevorzugt bei der Magnetpulverprüfung) gefunden werden, sind nicht akzeptabel, sie sind
auszuschleifen und zu reparieren.
5.5.4.5
5.5.4.5.1
Magnetpulver- und Farbeindringprüfung
Prüfung
Die Magnetpulverprüfung (MP-Prüfung) an Schweißnähten ist nach EN 1290 und die Farbeindringprüfung (FEPrüfung) nach EN 571-1 auszuführen.
5.5.4.5.2
Anforderungen
Bei der MP- und FE-Prüfung sind folgende Unregelmäßigkeiten nicht akzeptabel:
a)
Unregelmäßigkeiten unabhängig von
Durchschweißung interpretiert wurden;
b)
Jeder Fehler größer als die Grenzwerte in Tabelle 5.5-2.
14
ihrer
Länge,
die
als
Riss,
Bindefehler
oder
ungenügende
EN 12953-5:2002 (D)
5.6
Arbeitsprüfung
5.6.1
Allgemeines
Um die kontinuierliche Fertigungsqualität und die Übereinstimmung der mechanischen Eigenschaften der Nähte
mit der Spezifikation zu überprüfen, ist ein Prüfstück zu schweißen und mit dem nachfolgenden Anforderungen zu
prüfen.
5.6.2
Umfang der Prüfstücke
Folgende Prüfstücke sind zu schweißen:
a)
ein Prüfstück je Kessel bei v = 1.0;
b)
ein Prüfstück je 100 m Längsnaht bei v = 0,85;
c)
sind Rundnähte nach einem anderen Verfahren als die Längsnähte geschweißt eine Prüfstück je Jahr. Sind
die Rundnähte nach dem gleichen Verfahren wie die Längsnähte geschweißt, so brauchen für die Rundnähte
keine Prüfstücke vorgesehen werden;
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ANMERKUNG Nach 10 erfolgreichen Prüfstücken kann der Prüfumfang wie folgt reduziert werden.
1
ein Prüfstück je 100 m Längsnaht bei v = 1.0;
2
ein Prüfstück je 1 000 m Längsnaht bei v = 0,85;
3
sind Rundnähte nach einem anderen Verfahren als die Längsnähte geschweißt ein Prüfstück je Jahr. Sind die
Rundnähte nach dem gleichen Verfahren wie die Längsnähte geschweißt, so brauchen für die Rundnähte keine
Prüfstücke vorgesehen werden.
Falls ein Prüfstück versagt, gehen die Prüfvorgänge zurück zu a), b) und c).
Prüfstücke sind nur für Haupt-, Längs- und Rundnähte der Mäntel erforderlich.
Arbeitsprüfstücke für Längsnähte sind als Verlängerung einer Längsnaht zu schweißen. Bei einem Nahtfaktor
v = 1,0 muss der Werkstoff der Arbeitsprüfstücke aus dem gleichen Los wie der Mantel stammen, und bei einem
Nahtfaktor v = 0,85 muss der Werkstoff für die Arbeitsprüfstücke der gleichen Spezifikation entsprechen wie die
Bleche an der repräsentierten Naht stammen.
Werden Kessel mit einem Schweißnahtfaktor v = 0,85 zusammen mit Kesseln mit einem Schweißnahtfaktor v = 1,0
hergestellt und nach dem gleichen Verfahren geschweißt, so sind für Kessel mit einem Schweißnahtfaktor v = 0,85
keine zerstörende Prüfungen erforderlich, vorausgesetzt, es werden Prüfstücke in ausreichender Anzahl
hergestellt, um die gesamte einbezogene Nahtlänge abzudecken.
5.6.3
Zerstörungsfreie Prüfung von Prüfnähten
Die Prüfnähte sind entweder einer Röntgen- oder Ultraschall-Prüfung zu unterziehen.
Werden irgendwelche Fehler in der Schweißnaht durch zerstörungsfreie Prüfung festgestellt, so ist ihre Lage auf
dem Prüfstück deutlich zu kennzeichnen, und die Proben aus anderen Teilen dem Prüfstück zu entnehmen.
Die Ursache für solche Fehler im Prüfstück ist nachzuweisen.
5.6.4
Zerstörende Prüfung von Prüfnähten
Anzahl und Art der Proben der Prüfnähte hängen ab von der Blechdicke und müssen mit Tabelle 5.6-1
übereinstimmen. Die benutzten Symbole müssen mit Tabelle 5.6-2 übereinstimmen.
15
EN 12953-5:2002 (D)
Tabelle 5.6-1 — Anzahl und Art der Proben von Prüfnähten
Blechdicke
Probe
mm
e ≤ 12
1-FB, 1-RB, 1-MA
12 < e ≤ 35
3-IW, 1-MA
35 < e
3-IW, 1-TT, 1-LT, 1-MA
Tabelle 5.6-2 — Bezeichnung der Proben
Proben
Symbol
Biegeversuch mit der Raupe im Zug nach EN 910
FB
Biegeversuch mit der Wurzel im Zug nach EN 910
RB
Querzugversuch nach EN 895
TT
Zugversuch an Schweißgut nach EN 876
LT
Kerbschlagversuch an Schweißgut nach EN 875
IW
Makroschliff nach EN 1321
MA
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Die Prüfbleche müssen eine ausreichende Größe aufweisen, um die erforderlichen Proben zuzüglich eventueller
Wiederholungsproben zu entnehmen.
Falls gewünscht, können geschweißte Prüfstücke an beiden Enden einer Längsnaht vorgesehen werden. In
diesem Fall müssen die Maße der Prüfstücke ausreichend, um die erforderliche Anzahl von Proben aus dem einen
sowie die Proben für mögliche Wiederholungsprüfungen aus dem anderen Prüfstück zu entnehmen.
Die Prüfstücke sind der gleichen Wärmebehandlung zu unterziehen wie das Werkstück, zu dem sie gehören.
Während des Schweißens verzogene Prüfstücke können bei einer Temperatur unterhalb der
Wärmebehandlungstemperatur des Mantels, zu dem sie gehören, gerichtet werden. Das richten ist vor der letzten
Wärmebehandlung durchzuführen.
5.6.5
Proben und Prüfanforderungen
Die Prüfstücke und Prüfverfahren müssen in Übereinstimmung mit den Anforderungen der EN 288-3
(Schweißverfahrenprüfungen) sein.
Die einzelnen Prüfstücke sind nach 5.6.2 herzustellen und zu prüfen und müssen die nachfolgenden
Anforderungen erfüllen.
a)
Biegeversuch
Die Prüfung und die Prüfanforderungen müssen die Anforderungen von EN 288-3, 7.4.2 erfüllen;
b)
Querzugversuch
Die Zugfestigkeit der Proben darf nicht unterhalb dem Mindestwert des entsprechenden Grundwerkstoffes
liegen;
c)
Zugversuch am Schweißgut
Rp 0,2, Rm und A5 der Proben darf nicht kleiner als die korrespondierenden Mindestwerte des Grundwerkstoffes;
16
EN 12953-5:2002 (D)
d)
Kerbschlagbiegeversuch am Schweißgut
Der Versuch ist nach EN 288-3, 7.4.4 durchzuführen. Der Mittelwert der Zähigkeit der Proben darf nicht
unterhalb der Gewährleistungswerte des Grundwerkstoffes in Querrichtung liegen;
e)
Prüfberichte
Es ist ein Prüfbericht zu erstellen, aus dem die Übereinstimmung der Messergebnisse mit den spezifizierten
Anforderungen hervorgeht;
f)
Wiederholungsprüfungen
Produktionsbedingungen können eine Streuung der Ergebnisse der mechanischen Prüfungen nach sich
ziehen. Die Ergebnisse können gelegentlich unter die vereinbarten Mindestanforderungen fallen. Wenn
einzelne Prüfungen die oben genannten Anforderungen nicht erfüllen, sind die Gründe hierfür zu ermitteln und
falls keine nicht akzeptierbaren Fehler gefunden wurden, folgende Wiederholungsprüfungen durchzuführen:
1)
2)
3)
Zugversuch — 2 Wiederholungsprüfungen;
Biegeversuch — 2 Wiederholungsprüfungen;
Kerbschlagbiegeversuch — 3 zusätzliche Kerbschlagbiegeproben.
Sollte eine der Wiederholungsprüfungen die Anforderungen nicht erfüllen, wird davon ausgegangen, dass die
Nähte/Kessel, die sie repräsentieren, nicht die Anforderung dieser Europäischen Norm erfüllen.
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5.7
Endabnahme
5.7.1
Allgemeines
Jeder vollständige Kessel, der entsprechend dieser Norm ausgelegt und gefertigt ist, muss einer Endabnahme
unterzogen werden, um den Übereinstimmungen mit den Anforderungen der genehmigten Konstruktionszeichnung
und diese Norm festzustellen.
Die Endabnahme muss bestehen aus:
einer Sichtprüfung und Vermessung des Kessels;
einer Prüfung der Dokumentation;
einer Druckprüfung;
einer Sichtprüfung nach Abschluss der Druckprüfung;
einer Überprüfung der Sicherheitseinrichtungen.
Den die Endabnahme durchführenden Personen ist der Zugang zu allen Dokumenten und Daten, die für die
Kesselendabnahme von Bedeutung sind, zu gewähren.
5.7.2
5.7.2.1
Durchführung der Endabnahme
Sichtprüfung und Vermessung
Die Sichtprüfung und Vermessung muss mindestens bestehen aus:
einer Kontrolle der Übereinstimmung mit den genehmigten Konstruktionszeichnungen einschließlich der
Einhaltung der Toleranzmaße mit den Anforderungen der Zeichnungen und dieser Norm. Das Ergebnis der
Vermessung ist aufzuzeichnen;
17
EN 12953-5:2002 (D)
einer Kontrolle des Zustands des vollständigen Kessels unter besonderer Berücksichtigung der bearbeiteten
Schweißnähte, der Anschlüsse und Anbauten im Hinblick auf Übereinstimmung der Schweißnahtprofile und
-geometrien mit den Anforderungen der genehmigten Konstruktionszeichnungen und dieser Norm;
einer Kontrolle der Werkstoffkennzeichnung im Hinblick auf die Rückverfolgbarkeit der Werkstoffe sowie
gegenüber den Fertigungsdokumenten;
einer Kontrolle der Kennzeichnung der Schweißer und der für die zerstörungsfreie Prüfung Verantwortlichen
gegenüber den Fertigungsdokumenten, falls zutreffend.
Jede sich aus diesen Prüfungen ergebende Nachbesserung muss vor der Druckprüfung ausgeführt, nachgeprüft
und abgeschlossen sein.
5.7.2.2
Prüfung der Dokumentation
Die Prüfung der Dokumentation muss mindestens bestehen aus einer Kontrolle der Dokumente (z. B.
Prüfzertifikate für Schweißmaschinen, Zertifikate für Schweißer, Zertifikate für die Verantwortliche für die
zerstörungsfreie Prüfung, Berichte über Entwurfsprüfungen, Berichte über die zerstörungsfreie Prüfung, Berichte
über die Wärmebehandlung nach dem Schweißen, Berichte über die Überprüfung der Maßhaltigkeit)
Das Ergebnis dieser Prüfung sowie alle Abweichungen sind aufzuzeichnen. Jede sich aus dieser Prüfungen
ergebene Nachbesserung muss vor der Druckprüfung ausgeführt, nachgeprüft und abgeschossen sein.
5.7.2.3
Druckprüfung
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Um die Festigkeit und Tauglichkeit eines vollständigen Kesseln aufzuzeigen und nachzuweisen, das dieser keine
größeren Fehler oder Unzulänglichkeiten aufweist, muss der Kessel hydrostatisch mit dem in EN 12953-3
angegebenen Druck geprüft werden.
Falls es wegen der Vermeidung von Gegenschweißungen notwendig ist, den Kessel hydrostatisch mit einem
höheren Druck als in EN 12953-3 angegeben zu prüfen (siehe EN 12953-4:2002, 5.12.4.2), ist die Konstruktion
dahingehend zu prüfen, dass die Spannungen in keinem Teil des Kessels 90 % der 0,2%-Dehngrenze des
Werkstoffs bei Raumtemperatur überschreiten.
In Fällen, in denen 90 % der 0,2 % Dehngrenze bei Raumtemperatur überschritten würden, muss die Auslegung
des Kessels geändert werden, um sicherzustellen, dass dies verhindert wird.
Der Prüfdruck muss aufgebracht und für eine Zeit, die ausreicht, alle Oberflächen und Verbindungen visuell zu
überprüfen, mindestens jedoch 30 min aufrecht erhalten werden. Der Kessel darf hierbei weder allgemeine
dauerhafte Verformungen noch Leckagen zeigen.
Um die Bildung von Lufttaschen vor Aufbringen des Prüfdruckes zu vermeiden, muss der Kessel bei der Befüllung
ausreichend entlüftet sein. Die Prüftemperatur des Wassers muss so gewählt werden, dass Brüche durch
Versprödung vermieden werden.
ANMERKUNG
Empfehlenswert ist, den Druck auf nicht weniger als das 1,1fache des zulässigen Drucks, jedoch nicht mehr
als das 0,9fache des Prüfdrucks zu verringern, bevor der Kessel der näheren Untersuchung unterzogen wird.
5.7.2.4
Sichtprüfung nach Abschluss der Druckprüfung
Diese Sichtprüfung muss ausgeführt werden nachdem die Druckprüfung abgeschlossen, der Kessel entleert und
gereinigt wurde, Die Prüfung muss nachweisen, dass die Druckprüfung keine Beeinträchtigungen am Kessel
bewirkt hat.
Die Prüfung muss außerdem die Anbringung und Richtigkeit die Kennzeichnung feststellen, die von dieser Norm
und den genehmigten Konstruktionszeichnungen gefordert werden.
Das Ergebnis dieser Prüfung sowie alle Abweichungen sind aufzuzeichnen.
18
EN 12953-5:2002 (D)
5.7.2.5
Überprüfung der Sicherheitseinrichtungen
Der Kessel muss hinsichtlich der Sicherheitseinrichtungen überprüft werden.
6
6.1
Dokumentation, Bescheinigungen und Kennzeichnung
Allgemeines
Der Hersteller muss der verantwortlichen Prüfstelle volle Einsicht in alle Zeichnungen und Berechnungen gewähren,
die für die Entwurfs- und Maßprüfung der Teile während der Herstellung notwendig sind. Erfolgt die Aufstellung vor
Ort nicht durch den Hersteller, muss der Hersteller vollständige Angaben über die Aufstellung des Kessels mitliefern.
6.2
Dokumentation
Der Hersteller muss die Konstruktions- und Herstellungsunterlagen zusammenstellen und mindestens 10 Jahre
aufbewahren.
Röntgenfilme sind mindestens 10 Jahre nach Fertigstellung des Kessels beim Hersteller aufzubewahren.
6.3
Bescheinigung
Der Hersteller muss eine Bescheinigung ausstellen, die nachweist, dass der Kessel entsprechend den
Anforderungen dieser Norm konstruiert und gefertigt wurde.
ANMERKUNG
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
6.4
Eine typische Bescheinigung ist in CR 12953-14 angegeben.
Kennzeichnung (Stempelung)
Alle Großwasserraumkessel sind dauerhaft und leserlich auf dem Kessel selbst oder auf einem dauerhaft befestigtem
Kesselschild zu kennzeichnen (stempeln).
Die Kennzeichnung muss folgendes beinhalten:
a)
Nummer dieser Europäischen Norm;
b)
Name und Anschrift des Herstellers;
c)
Jahr der Herstellung;
d)
Hersteller-Typ und Serien-Nr. des Kessels;
e)
maximal zulässiger Druck, in bar;
f)
die folgenden Informationen, soweit zutreffend;
Heißwasserkessel
Überhitzer
Maximale Wasseraustrittstemperatur
Maximale Dampftemperatur
g)
Maximale Wärmeleistung, in kW;
h)
Prüfdruck bei der Nenndruckprüfung, in bar;
i)
Datum der Nenndruckprüfung;
j)
Einstelldruck des Sicherheitsventils, in bar
k)
Kennnummer der verantwortlichen Stelle, soweit zutreffend;
l)
CE-Kennzeichen, soweit zutreffend.
19
EN 12953-5:2002 (D)
Anhang ZA
(informativ)
Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende Anforderungen
oder andere Vorgaben der Druckgeräte-Richtlinie betreffen
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission
und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Sicherheitsanforderungen der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/ EG im Hinblick auf Prüfung während der Herstellung,
Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile.
WARNHINWEIS: Für Produkte, die in den Anwendungsbereich dieser Norm fallen, können weitere Anforderungen
und weitere EU-Richtlinien anwendbar sein.
Die in Tabelle ZA.1 angegebenen Abschnitte dieser Norm sind geeignet, Anforderungen der Druckgeräte-Richtlinie
97/23/EG zu unterstützen:
Tabelle ZA.1 — Gegenüberstellung zwischen EN 12953-5 und der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG im
Hinblick auf Prüfung während der Herstellung, Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende
Kesselteile
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EN 12953-5
harmonisierte
Abschnitte
Inhalt
DruckgeräteRichtlinie
97/23/EG
Anhang I
5.2.2
Zulassung von Personal für die zerstörungsfreie Prüfung
3.1.3
5.4
Herstellungsverfahren
3.1
5.5
Dauerhafte Verbindungen/ZfP
3.1.2/3.1.3
5.6
Vorbereitung der Bauteile
3.1.1/3.1.2
5.7.2
Abnahme
3.2.2
6.4
Kennzeichnung und Etikettierung
3.3
Die Übereinstimmung mit den Abschnitten dieser Europäischen Norm ist eine Möglichkeit, die relevanten
grundlegenden Sicherheitsanforderungen der betreffenden Richtlinie und der zugehörigen EFTA-Vorschriften zu
erfüllen.
20
DEUTSCHE NORM
August 2002
Großwasserraumkessel
Teil 6: Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel
Deutsche Fassung EN 12953-6:2002
ICS 27.060.30; 27.100
EN 12953-6
Ersatz für
DIN 4752:1967-01
Shell boilers —
Part 6: Requirements for equipment for the boiler;
German version EN 12953-6:2002
Chaudières à tubes de fumée —
Partie 6: Exigences pour l’équipement de la chaudière;
Version allemande EN 12953-6:2002
Die Europäische Norm EN 12953-6:2002 hat den Status einer Deutschen Norm.
Nationales Vorwort
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Deutsche Norm enthält die Deutsche Fassung der Europäischen Norm EN 12953-6:2002 „Großwasserraumkessel — Teil 6: Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel“.
Die Europäische Norm wurde vom CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut für Normung e. V. ist
der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss GA 269 „Dampfkessel“ des Normenausschusses
Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Fortsetzung 32 Seiten EN
Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD) im DIN Deutsches Institut für Normung e.V.
Normenausschuss Heiz- und Raumlufttechnik (NHRS) im DIN
© DIN Deutsches Institut für Normung e.V. . Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise,
nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet.
Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
Ref. Nr. DIN EN 12953-6:2002-08
Preisgr. 14
Vertr.-Nr. 2314
EN 12953-6
EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
Mai 2002
ICS 27.060.30; 27.100
Deutsche Fassung
Großwasserraumkessel
Teil 6: Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel
Shell boilers — Part 6: Requirements for equipment
for the boiler
Chaudières à tubes de fumée — Partie 6: Exigences pour
l'équipement de la chaudière
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 15. Mai 2002 angenommen.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen
dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen
dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage
erhältlich.
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Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,
die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem ManagementZentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,
Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, der Tschechischen
Republik und dem Vereinigten Königreich.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
Management-Zentrum: rue de Stassart, 36
© 2002 CEN
B-1050 Brüssel
Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 12953-6:2002 D
EN 12953-6:2002 (D)
Inhalt
Seite
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Vorwort........................................................................................................................................................................ 3
1
Anwendungsbereich..................................................................................................................................... 4
2
Normative Verweisungen ............................................................................................................................. 4
3
Begriffe........................................................................................................................................................... 4
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
Allgemeine Anforderungen für Dampfkessel und Heißwassererzeuger ................................................. 5
Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung............................................................................ 5
Werkstoffe für Ventile, Formstücke, Flansche und Verschraubungen ................................................... 5
Begrenzungseinrichtungen und Sicherheitsstromkreise......................................................................... 5
Temperaturmessung der Flammrohrwand................................................................................................. 5
Beheizung ...................................................................................................................................................... 6
Rauchgasbeheizte Wasservorwärmer (Economiser) ................................................................................ 6
5
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
Besondere Anforderungen für Dampfkessel ............................................................................................. 6
Wasserstandsanzeige................................................................................................................................... 6
Dampfdruck- und Temperaturanzeigeeinrichtungen ................................................................................ 7
Abschlämm- und Entleerungseinrichtungen ............................................................................................. 8
Anschlussventile........................................................................................................................................... 8
Speisewasserzufuhr ..................................................................................................................................... 9
Regelung der Wasserzufuhr ........................................................................................................................ 9
Begrenzungseinrichtungen.......................................................................................................................... 9
Beheizung ...................................................................................................................................................... 9
Elektrisch beheizte Kessel ........................................................................................................................... 9
6
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
6.10
6.11
6.12
6.13
6.14
6.15
6.16
Besondere Anforderungen an Heißwassererzeuger ............................................................................... 10
Heißwassererzeugungsanlagen (Beispiel siehe Anhang A)...................................................................... 10
Sicherheits-Vor- und Rücklaufleitungen für offene Anlagen ................................................................. 10
Wasserzufuhr............................................................................................................................................... 11
Umwälzpumpen........................................................................................................................................... 11
Entleerungseinrichtungen.......................................................................................................................... 12
Wasserstandanzeiger ................................................................................................................................. 12
Regelung der Wasserzufuhr ...................................................................................................................... 12
Begrenzungseinrichtungen........................................................................................................................ 12
Füllprobiereinrichtung................................................................................................................................ 13
Druck- und Temperaturanzeige ................................................................................................................. 13
Druckregler .................................................................................................................................................. 13
Abblasen von Sicherheitsventilen............................................................................................................. 14
Beheizung .................................................................................................................................................... 14
Elektrisch beheizte Heißwassererzeuger ................................................................................................. 14
Parallelbetrieb von Heißwassererzeugern................................................................................................ 14
Sicherheitsausrüstung für Heißwassererzeuger ..................................................................................... 14
7
7.1
7.2
Kleine Großwasserraumkessel.................................................................................................................. 17
Dampfkessel ................................................................................................................................................ 17
Heißwassererzeuger ................................................................................................................................... 17
8
Betriebliche Aspekte................................................................................................................................... 17
Anhang A (informativ) Beispiele für Heißwassererzeugungsanlagen ................................................................ 18
Anhang B (normativ) Größenbestimmung des Ausdehnungsraums ................................................................. 28
Anhang C (informativ) Betriebliche Aspekte ......................................................................................................... 31
Anhang ZA (informativ) Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende Anforderungen
oder andere Vorgaben der EU-Richtlinie betreffen ................................................................................. 32
2
EN 12953-6:2002 (D)
Vorwort
Dieses Dokument (EN 12953-6:2002) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 269 „Großwasserraum- und
Wasserrohrkessel“, dessen Sekretariat vom DIN geführt wird, erarbeitet.
Dieses Dokument ist derzeit zur formellen Abstimmung vorgelegt.
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission
und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Anforderungen der
Druckgeräte-Richtlinie.
Für den Zusammenhang mit EU-Richtlinie(n) siehe informativen Anhang ZA, der Bestandteil dieser Europäischen
Norm ist.
Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung eines
identischen Textes oder durch Anerkennung bis November 2002, und etwaige entgegenstehende nationale
Normen müssen bis November 2002 zurückgezogen werden.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die Europäische Norm EN 12953 über „Großwasserraumkessel“ besteht aus den folgenden Teilen:
Teil 1:
Allgemeines.
Teil 2:
Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör.
Teil 3:
Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile.
Teil 4:
Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile.
Teil 5:
Prüfung während der Herstellung, Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile.
Teil 6:
Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel.
Teil 7:
Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel.
Teil 8:
Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung.
Teil 9:
Anforderungen an Begrenzungseinrichtungen an Kessel und Zubehör.
Teil 10: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität.
Teil 11: Abnahmeversuche.
Teil 12: Anforderungen an Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel.
Teil 13: Betriebsanleitungen.
CR 12953-14: Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation.
Obwohl alle Teile der Norm einzeln erworben werden können, sollte bedacht werden, dass die Teile voneinander
abhängig sind. Deshalb werden für Konstruktion und Herstellung der Großwasserraumkessel mehrere Teile benötigt,
um die Anforderungen der Norm zu erfüllen.
Anhang A dieser Europäischen Norm ist normativ, Anhang B und C sind informativ,.
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Länder
gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich,
Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden,
Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik und das Vereinigte Königreich.
3
EN 12953-6:2002 (D)
1
Anwendungsbereich
Dieser Teil dieser Europäischen Norm legt Anforderungen für die sicherheitstechnische Ausrüstung von in EN 129531 definierten Großwasserraumkesseln fest, unabhängig vom Grad der Beaufsichtigung.
2
Normative Verweisungen
Diese Europäische Norm enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind
nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen dieser
Publikationen nur zu dieser Europäischen Norm, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung eingearbeitet sind. Bei
undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschließlich Änderungen).
EN 12953-1, Großwasserraumkessel — Teil 1: Allgemeines.
EN 12953-2, Großwasserraumkessel — Teil 2: Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör.
EN 12953-3:2002, Großwasserraumkessel — Teil 3: Konstruktion und Berechnung für drucktragende Kesselteile.
EN 12953-8:2001, Großwasserraumkessel — Teil 8: Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen
Drucküberschreitung.
prEN 12953-9, Großwasserraumkessel — Teil 9: Anforderungen an Begrenzungseinrichtungen an Kessel und
Zubehör.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
prEN 50156-1, Elektrische Ausrüstung
Anwendungsplanung und Errichtung.
3
von
Feuerungsanlagen
—
Teil 1:
Bestimmungen
für
die
Begriffe
Für die Anwendung dieser Europäischen Norm gelten die Begriffe in EN 12953-1 und die folgenden:
3.1
Regler
Einrichtungen, die die Regelgröße (z. B. Wasserstand, Druck, Temperatur) auf einem bestimmten Wert (Sollwert)
halten
3.2
Begrenzer
Begrenzer ist ein Messwertaufnehmer, der beim Erreichen eines eingestellten Wertes (z. B. Druck, Temperatur,
Durchfluss, Wasserstand) die Energiezufuhr unterbricht und verriegelt und vor dem erneuten Start manuell entriegelt
werden muss
3.3
Unabhängig
Fähigkeit ohne das Dazwischenschalten anderer Ausrüstungsteile auf die erforderliche Weise zu funktionieren
3.4
Verriegelung
Unterbrechen der Energiezufuhr, dass ein manuelles Eingreifen zur Wiederherstellung des Betriebszustandes
erforderlich macht
3.5
Funktionsprüfung
Prüfung der Sicherheitseinrichtung um sicherzustellen, dass die vorgesehene Funktion ausgeführt wird
4
EN 12953-6:2002 (D)
3.6
elektrisch beheizte Kessel
Kessel, in denen das Wasser durch das Fließen von elektrischem Strom zwischen Elektroden oder durch eine
elektrische Widerstandsheizung erhitzt wird
3.7
Ausdehnungsgefäße und Auffangbehälter
Behälter, welche die temperaturbedingten Volumenänderungen des Wassers aufnehmen
Ausdehnungsgefäße sind druckbeaufschlagt
Auffangbehälter sind nicht druckbeaufschlagt
3.8
zulässige Wärmeleistung eines Heißwassererzeugers
zulässige Wärmeleistung ist die höchste im Dauerbetrieb erzeugbare Wärmeleistung (Wassermassenstrom
multipliziert mit der Differenz zwischen Austritts- und Eintrittsenthalpie), mit der der Heißwassererzeuger betrieben
werden kann
3.9
zulässige Vorlauftemperatur
höchste Temperatur, gemessen am Vorlaufabgang, mit der der Heißwassererzeuger betrieben werden kann (siehe
6.8.2.3)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
3.10
zulässige Dampferzeugung
zulässige Dampferzeugung ist der höchste im Dauerbetrieb erzeugbare Dampfmassenstrom, mit dem der
Dampferzeuger bei vorgesehenem Dampfzustand betrieben werden kann
4
4.1
Allgemeine Anforderungen für Dampfkessel und Heißwassererzeuger
Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung
Jeder Dampfkessel und Heißwassererzeuger muss, mit Ausnahme von offenen Heißwassererzeugern, mit
Sicherheitseinrichtungen gegen Überdruck in Übereinstimmung mit EN 12953-8 ausgerüstet sein.
4.2
Werkstoffe für Ventile, Formstücke, Flansche und Verschraubungen
Die Eigenschaften und Anforderungen zur Auswahl der Werkstoffe müssen nach EN 12953-2 sein.
4.3
Begrenzungseinrichtungen und Sicherheitsstromkreise
4.3.1 Alle Begrenzer und deren Anschlussleitungen müssen nach prEN 12953-9 ausgelegt sein. Die elektrischen
Schaltkreise müssen prEN 50156-1:1999, Tabelle 1 und Anhang B, entsprechen.
4.3.2 Eine Funktionsprüfung aller Begrenzer muss jederzeit während des Betriebs durchführbar sein, z. B. durch
Simulation, wo angebracht.
4.3.3 Spricht ein Begrenzer an, ist ein Signal auszulösen, das die Gründe für die Kesselbetriebsstörung/
Erzeugerbetriebsstörung anzeigt.
4.3.4 Nach einer Verriegelung darf der Kessel/Erzeuger nur manuell vom Kesselhaus aus wieder angefahren
werden.
4.4
Temperaturmessung der Flammrohrwand
Wenn nach EN 12953-3:2002,5.4 festgelegt wird, dass eine Temperaturmessung erforderlich ist, sind die
Temperaturwerte auf einen Temperaturbegrenzer zu übertragen. Die Grenztemperatur ist vom Hersteller festzulegen.
5
EN 12953-6:2002 (D)
4.5
Beheizung
4.5.1 Die Wärmezufuhr muss in Anpassung an den Wärmebedarf automatisch geregelt werden. Der
Verbrennungsprozess muss innerhalb des Feuerraums stattfinden. Im Falle einer Abschaltung darf die Restwärme
nicht zu einer unzulässigen Wandtemperatur (z. B. durch Ausdampfen des Wassers) führen.
4.5.2 Die Bauart der Beheizung und des Kessels/Erzeugers müssen sicherstellen, dass nach dem Abstellen der
Beheizung durch die im Feuerraum und in den Kessel/Erzeuger zügen gespeicherte Wärme es nicht zu einem
unzulässigen Ausdampfen des Kessels/Erzeugers kommt.
ANMERKUNG
—
—
Diese Anforderung gilt z. B. für Öl- und Gasfeuerung als erfüllt:
wenn nachgewiesen wird, dass nach dem Abschalten der Feuerung aus Vollastbeharrung die Rauchgastemperatur in der
Höhe des höchsten Feuerzuges (HHS) 400 °C unterschreitet, bevor der Wasserstand von der Marke des niedrigsten
Wasserstandes (LWL) auf 50 mm über dem höchsten Feuerzug (HHS) abgesunken ist oder
wenn eine ausreichende Speisewasserzufuhr sichergestellt ist (siehe 5.5).
4.5.3 Das automatische Anfahren des Kessels/Erzeugers und der Anlage ist zulässig, vorausgesetzt, es sind
Einrichtungen installiert, die ein sicheres Anfahren sicherstellen. Ein selbsttätiger Wiederanlauf nach
Regelabschaltung gilt nicht als Anfahren.
4.6
Rauchgasbeheizte Wasservorwärmer (Economiser)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Economiser sind mit einer Temperaturanzeigevorrichtung am Wasseraustritt zu versehen, und jeder absperrbare
Economiser ist mit einem Druckmessgerät, in Ergänzung zur Sicherheitseinrichtung gegen Drucküberschreitung,
auszurüsten (siehe EN 12953-8:2001, 4.1.4).
5
5.1
Besondere Anforderungen für Dampfkessel
Wasserstandsanzeige
5.1.1 Mit Ausnahme von Niederdruckkesseln ist jeder Dampfkessel mit mindestens zwei unabhängigen
Wasserstandsanzeigen zu versehen, von denen einer ein durchsichtiges, direkt am Kessel befestigtes
Wasserstandsglas sein muss. Die zweite Wasserstandanzeigeeinrichtung kann ein Fernwasserstandsanzeiger
oder eine alternative Einrichtung sein.
Für Niederdruckkessel ist nur ein direkt anzeigender Wasserstandanzeiger erforderlich.
5.1.2 Wasserstandanzeiger aus durchsichtigem Material sind so anzubringen, dass der Wasserstand beim
niedrigsten Warnwasserstand, d. h. dem niedrigsten zulässigen Wasserstand (LWL), der am Wasserstandsglas
markiert werden muss, und auch beim höchsten vom Kesselhersteller zu spezifizierenden Wasserstand sichtbar
ist. Die Wasserstandanzeigeeinrichtung ist so anzuordnen, dass das Maß „50 mm unter LWL“ zu erkennen ist
sofern in 4.5.2 nicht etwas anderes vorgeschrieben ist.
5.1.3 Der LWL im Kessel (siehe Bild 5.1-1), der dauerhaft und leserlich am Kessel zu markieren, jederzeit
sichtbar und durch die Buchstaben „LWL“ gekennzeichnet, muss der größere der beiden Werte sein
a) 100 mm über dem höchsten Feuerzug (HHS), oder
b) Wenn die Rauchgastemperatur 400 °C überschreitet und der Dampf mit einer langsam wirkenden Verbrennungseinrichtung ausgerüstet ist, muss die Höhe über HHS so festgelegt werden, dass die Absinkdauer
mindestens 7 min. beträgt.
Die Absinkdauer t ist die Zeit, in welcher ein Wasserspiegel bei unterbrochener Speisung sowie bei der zulässigen
Dampferzeugung vom niedrigsten Wasserstand auf den höchsten Feuerzug absinkt, d. h.
t = V/(Qst v)
Dabei ist
6
(5.1-1)
EN 12953-6:2002 (D)
QSt die zulässige Dampferzeugung, in kg/min;
V
der Wasserinhalt des Kessels zwischen HHS bis LWL, in m
v
das spezifische Volumen des Wassers, in m /kg.
3;
3
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Legende
1 Geregelter Wasserstand
2 LWL
3 HHS
Bild 5.1-1 — Wasserstandsanzeige
5.1.4 Rohre und Formstücke, die einen Wasserstandanzeiger an den Kessel anschließen, sollten möglichst kurz
und so konstruiert sein, dass kein Wassersack zwischen dem Kessel und dem Wasserstandsglas entsteht. Es
sollten keine Auslässe davon ausgehen mit Ausnahme von Reglern, Dampfdruckmessgeräten, Abflüssen oder
einer anderen ähnlichen Einrichtung, die kein Entweichen einer wesentlichen Dampfmenge zulassen.
Rohre, die ein Wasserstandsglas mit dem Kessel verbinden, müssen einen Innendurchmesser von mindestens
25 mm aufweisen. Diese darf jedoch an der Verbindungsstelle zum Wasserstandsglas auf 20 mm reduziert werden.
Ist am Gehäuse einer Sicherheits- oder Warneinrichtung ein Wasserstandsglas angebracht, müssen die
Verbindungsrohre zum Kessel einen Innendurchmesser von mindestens 40 mm aufweisen.
5.1.5
Zylindrische Wasserstandsgläser sind mit Schutzeinrichtungen zu versehen.
5.1.6 Wasserstandsgläser müssen vom Kessel und der Ausblaseausrüstung absperrbar sein. Bei Verwendung
von Hähnen muss die Durchgangsrichtung zu erkennen sein.
Die Ausblaseleitungen an Wasserstandanzeigern, Wasserstandreglern und Wasserstandbegrenzern müssen unfallsicher ausmünden.
5.2
Dampfdruck- und Temperaturanzeigeeinrichtungen
5.2.1 Jeder Kessel muss mit einem Druckmessgerät von mindestens 100 mm Skalendurchmesser ausgerüstet
sein, das entweder direkt mit dem Dampfraum über die Wasserstandssäule oder ihre Dampfanschlüsse verbunden
ist.
7
EN 12953-6:2002 (D)
5.2.2 Das Druckmessgerät ist mit einem Wasservorlage oder einer ähnlichen Einrichtung ausreichender Größe
zu versehen, die das Messrohr dauernd mit Wasser gefüllt hält. Das Rohr muss ausreichend groß und, falls
möglich, mit einer Ablassvorrichtung versehen sein.
5.2.3
Druckmessgeräteanschlüsse müssen für den zulässigen Betriebsüberdruck des Kessels geeignet sein.
5.2.4 Druckmessgeräte müssen den Überdruck in bar anzeigen. Der zulässige Betriebsüberdruck ist am
Druckmessgerät durch eine unveränderliche, gut sichtbare rote Strichmarke zu kennzeichnen.
ANMERKUNG
werden.
Zusätzlich kann ebenfalls der Betriebsdruck sowie der Einstelldruck des Sicherheitsventils angegeben
5.2.5 Jeder Kessel ist mit einem Ventilanschluss für die Anbringung eines Prüfdruckmessgeräts während des
Kesselbetriebs zu versehen, so dass die Genauigkeit des Kesseldruckmessgeräts nachgeprüft werden kann.
5.2.6
5.3
Am Austritt jeder Überhitzerstufe sind Temperaturanzeiger vorzusehen.
Abschlämm- und Entleerungseinrichtungen
5.3.1 Jeder Kessel muss mit einem Entleerungsventil oder -hahn versehen sein, der möglichst nahe an der
untersten Stelle des Kessels anzubringen ist.
ANMERKUNG
Bei einigen Kesseln können Entleerungsventile zum Abschlämmen genutzt werden.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
5.3.2 Werden Entleerungsvorrichtungen von zwei oder mehr Kesseln zu einer gemeinsamen Ablassleitung
verbunden, so sind an jeder Ablassleitung zwei Ventile vorzusehen, von denen eins ein Rückschlagventil sein
muss, um zu verhindern, dass der Inhalt eines Kessels in den anderen gelangt.
5.3.3 Das Entleerungsrohr zwischen dem Kessel und dem Entleerungsventil oder -hahn muss, sofern es der
Feuerraumwärme ausgesetzt ist, durch Mauerwerk oder andere hitzebeständige Werkstoffe geschützt werden.
Diese sind so anzuordnen, dass das Rohr besichtigt werden kann und in seiner Ausdehnung nicht behindert wird.
5.3.4 Entleerungshähne mit konischen Stopfen sind mit verschraubten Deckeln und separat gepackten
Stopfbüchsen zu versehen und dürfen bei zulässigen Betriebsüberdrücken über 13 bar nicht verwendet werden.
5.3.5 Wenn Entleerungsventile oder -hähne nicht selbstschließend sind oder in der geschlossenen Stellung nicht
verriegelt werden können, ist eine weitere Absperreinrichtung in die Leitung einzubauen.
5.4
5.4.1
Anschlussventile
Dampfaustritte
Das den Kessel und die Dampfleitung verbindende Absperrventil muss direkt am Kessel angebracht werden. Im Fall
eines Kessels mit Überhitzer muss das Absperrventil am Austritt vom Überhitzersammler angebracht werden. Das
Ventil sollte vorzugsweise von einer Bauart sein, die einwandfrei erkennen lässt, ob das Ventil offen oder geschlossen
ist.
Werden mehr als ein Kessel an einem gemeinsamen Sammler oder Dampfverteiler angeschlossen, so müssen die
Dampfleitungen jedes Kessels mit zwei Absperrventilen und dazwischenliegender Entlastungseinrichtung versehen
werden. Eines der beiden Absperrventile ist als Rückschlagventil auszubilden.
ANMERKUNG
5.4.2
Es ist vorzugsweise das am nächsten zum Kessel liegende Ventil als Rückschlagventil auszulegen.
Speiseanschlüsse
Jede Speiseleitung zu einem Kessel ist mit einer Rückschlagarmatur und einem separaten Absperrventil in der Nähe
des Kessels zu versehen. Bei einem integrierten Speisewasservorwärmer sind die vorgenannten Armaturen am
Vorwärmeeintritt anzuordnen.
Werden die Absperreinrichtung und die Rückschlagarmatur nicht in unmittelbarer Verbindung eingebaut, so muss für
das dazwischenliegende Rohrleitungsstück die Möglichkeit einer Druckentlastung gegeben sein.
8
EN 12953-6:2002 (D)
Der Anschluss der Speiseleitung und die Verlegung im Kessel müssen so angeordnet sein, dass sich der Kessel bei
undichtem Rückschlagventil nicht tiefer als 50 mm über dem höchsten Punkt der Feuerzüge entleeren kann, in denen
Rauchgastemperaturen über 400 °C herrschen.
Im Falle des Rückströmens durch eine Speisepumpe, bei der die Saugleitung eine niedrigere Druckstufe als die
Ausströmleitung hat, müssen Druckmessgeräte so installiert werden, dass die Druckhöhe eindeutig angezeigt wird.
Ebenfalls muss ein Warnhinweisschild vorgesehen werden, das auf die möglichen Gefahren beim Schließen des
Absperrventils (falls vorhanden) in der Saugleitung hinweist.
5.5
Speisewasserzufuhr
Dem Kessel muss ausreichend Speisewasser zugeführt werden. Sofern die Speisewasserzufuhr nach 4.5.2
sichergestellt werden muss, sind zwei Zuführungen vorzusehen.
5.6
5.6.1
Regelung der Wasserzufuhr
Der Wasserstand muss automatisch geregelt werden.
5.6.2 Es ist eine selbsttätig wirkende Einrichtung vorzusehen, die das Überschreiten des höchsten Wasserstandes verhindert. Die genannte Einrichtung braucht kein zusätzliches Gerät zu sein. Wird hierzu die Speisewasserzufuhr unterbrochen, muss gleichzeitig die Beheizung abgeschaltet werden, wenn durch die unterbrochene
Speisewasserzufuhr Heizflächen des Speisewasservorwärmers gefährdet sind.
5.6.3 Es ist sicherzustellen, dass keinerlei schädliche Stoffe (Öl, Fett, Seewasser etc.) in das Speisewassersystem oder die Kesselanlage eindringen.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
5.7
5.7.1
Begrenzungseinrichtungen
Wassermangelsicherung
Zwei unabhängige (sowohl mechanisch als auch elektrisch) Wasserstandbegrenzer sind vorzusehen, die die Beheizung unterbrechen und verriegeln, wenn der Wasserstand auf „LWL“ absinkt.
ANMERKUNG
5.7.2
Es ist nicht erforderlich, dass die Begrenzer simultan ansprechen.
Druck- und Temperaturbegrenzer
Jeder Kessel muss mit einem Druckbegrenzer versehen sein, der die Beheizung abschaltet und verriegelt um
sicherzustellen, dass der zulässige Betriebsüberdruck nicht überschritten wird.
Wenn ein Regler nach 5.8.2 erforderlich ist, muss zusätzlich ein Temperaturbegrenzer vorhanden sein, der die
Beheizung abschaltet und verriegelt, um sicherzustellen, dass die zulässige Wandtemperatur nicht überschritten wird.
5.8
5.8.1
Beheizung
Der Dampfdruck jedes Kessels muss selbsttätig durch Beeinflussung der Wärmezufuhr geregelt werden.
5.8.2 Die Heißdampftemperatur muss selbsttätig geregelt werden, es sei denn, die berechnete Wandtemperatur
liegt höher als die maximal erreichbare Wandtemperatur.
5.9
5.9.1
Elektrisch beheizte Kessel
Dampfkessel mit Elektroden
Alle Anforderungen des Abschnittes 5 müssen gelten, ausgenommen nicht 5.4.2, Absatz 3, 5.5, 5.7.1 und 5.8.2.
Im Gegensatz zu 5.1.1 genügt eine Wasserstandanzeigeeinrichtung.
9
EN 12953-6:2002 (D)
5.9.2
Dampfkessel mit elektrischer Widerstandsheizung
Alle Anforderungen des Abschnittes 5 müssen gelten, ausgenommen von 5.4.2, Absatz 3 und 5.1.3, in
5.9.2.1
dem der Wasserstand nicht unter die höchste Oberfläche der Heizstäbe/Heizschlangen fallen darf.
Im Gegensatz zu 5.1.1 genügt eine Wasserstandanzeigeeinrichtung.
Der in 5.1.3 festgelegte niedrigste Wasserstand (LWL) muss 30 mm über der höchsten Oberfläche der
5.9.2.2
Heizstäbe/Heizschlangen liegen.
Im Gegensatz zu 5.7.1 genügt eine Sicherheitseinrichtung.
6
Besondere Anforderungen an Heißwassererzeuger
Heißwassererzeugungsanlagen (Beispiel siehe Anhang A)
6.1
6.1.1
Offene Anlagen sind unmittelbar mit der Atmosphäre verbunden (siehe Bilder A.3-1 und A.3-2).
6.1.2
Geschlossene Anlagen sind nicht mit der Atmosphäre verbunden. Sie gliedern sich in:
a) Anlagen mit Eigendruckhaltung, bei denen der Druck durch den der Vorlauftemperatur entsprechenden
Sättigungsdruck erzeugt wird (siehe Bilder A.3-3 und A.3-4);
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
und
b) Anlagen mit Fremddruckhaltung bei denen der Druck durch Druckhaltesysteme, z. B. durch Gaspolster,
Druckhaltepumpen oder Fremddampf erzeugt wird (siehe Bilder A.4-1 bis A.4-5).
6.1.3 Das erhitzte Wasser wird normalerweise in einem geschlossenen Kreislauf verwendet. Falls eine
Dampfentnahme vorgesehen ist, ist außerdem der Abschnitt 5 zu beachten.
Auch im Falle einer Dampfentnahme muss die Druckhaltung bei jedem Betriebszustand gewährleistet sein.
6.1.4 Falls erforderlich ist dafür zu sorgen, dass die Temperatur des dem Heißwassererzeuger zugeführten
Rücklaufwassers einen vom Hersteller festzulegenden Wert, außer beim An- und Abfahren nicht unterschreitet.
6.1.5 Jede Heißwassererzeugeranlage muss mit einem Ausdehnungsraum versehen sein, der nach Anhang B
ausgelegt und in der Lage sein muss, die temperaturbedingten Änderungen im Wasservolumen der
Heißwassererzeugungsanlage und der Wärmeverbraucheranlage aufnehmen zu können. Sofern nicht der
Dampfraum im Heißwassererzeuger als Ausdehnungsraum dient, muss ein besonderes Druckausdehnungsgefäß
oder ein besonderer Auffangbehälter verwendet werden. Die Anlage und insbesondere die Ausdehnungsgefäße
und Auffangbehälter einschließlich deren Anschlussleitungen müssen gegen Einfrieren geschützt sein.
6.1.6 Das System muss mit einer Sicherung gegen Rückströmen (Rückschlagarmaturen) ausgerüstet sein. Dies
gilt ebenfalls für die Ergänzungswasserleitung.
Falls zwischen dem Heißwassererzeuger und dem Ausdehnungsgefäß eine Absperrung eingebaut ist, muss diese in
Offenstellung gesichert sein.
6.2
Sicherheits-Vor- und Rücklaufleitungen für offene Anlagen
Zur Gewährleistung eines sicheren Betriebes des Erzeugers ist der Innendurchmesser der Sicherheits-Vor- und
Rücklaufleitungen wie folgt zu bestimmen (siehe auch Bild 6.2-1):
Eine ausreichende Dimensionierung ist gegeben, wenn der Innendurchmesser der Sicherheits- Vor- und Rücklaufleitungen di durch folgende Formeln bestimmt wird:
Sicherheits-Vorlauf:
10
d i = 15 + 1,397 Q h
(6.2-1)
EN 12953-6:2002 (D)
Sicherheits-Rücklauf: di = 15 + 0,9273 Qh
(6.2-2)
Dabei ist:
Qh der zulässige Wärmeleistung, in kW
Im Falle einer kombinierten Sicherheits-Vor- und Rücklaufleitung ist die folgende Formel anzuwenden:
kombiniert: d i = 1,25 (15 + 1,397 Q h )
(6.2-3)
Auf keinen Fall darf der Innendurchmesser di < 25 mm ausgeführt sein.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Entlüftungsleitungen müssen gegen Verstopfen und Einfrieren geschützt werden.
Legende
1
2
3
4
5
6
Sicherheits-Vorlaufleitung
Ergänzungswasserleitung
Kombinierte Sicherheits-Vor- und Rücklaufleitung
Vorlaufleitung
Rücklaufleitung
Sicherheits-Rücklaufleitung
Bild 6.2-1 — Offene Anlage
6.3
6.3.1
Wasserzufuhr
Dem Heißwassererzeuger muss ausreichend Wasser zugeführt werden.
6.3.2 Besteht die Möglichkeit, dass schädliche Stoffe (Öl, Fett, Seewasser etc.) in das Wasserkreislaufsystem
eindringen und somit den Heißwassererzeuger gefährden, ist die Qualität des dem Heißwassererzeuger
zugeführten Wassers zu überwachen.
6.4
6.4.1
Umwälzpumpen
Zur Aufrechterhaltung des Wasserumlaufs sind Umwälzpumpen vorzusehen.
6.4.2 Für Heißwassererzeuger, die mit handbedienten Festbrennstoff-Feuerungen ausgerüstet sind, müssen
zwei Umwälzpumpen vorgesehen werden.
11
EN 12953-6:2002 (D)
6.4.3
Bei Versagen der Umwälzpumpe(n) muss die Beheizung automatisch abgeschaltet und verriegelt werden.
ANMERKUNG
6.5
Dies gilt nicht für handbediente Systeme.
Entleerungseinrichtungen
Wenn die Entleerungseinrichtung nicht selbstabschließend ist oder in der geschlossenen Stellung nicht verriegelt
werden kann, ist eine weitere Absperreinrichtung in die Leitung einzubauen. Es gelten die Anforderungen nach 5.3.
6.6
Wasserstandanzeiger
6.6.1 “LWL“ muss an jedem Heißwassererzeuger mit Dampfpolster im Kessel, an geschlossenen
Ausdehnungsgefäßen mit Dampfpolster (siehe Bilder A.3-4 und A.4-5), oder Gaspolster (siehe Bild A.4-3) und an
Auffangbehältern mit Druckhaltepumpen (siehe Bild A.4-4) markiert werden.
Für Heißwassererzeuger mit Dampfpolster im Kessel gelten die gleichen Anforderungen an LWL wie für
6.6.2
Dampfkessel, und die Anforderungen aus Abschnitt 5 sind anzuwenden mit der Ausnahme, dass die Absinkdauer
die Zeit ist, in welcher der Wasserspiegel bei unterbrochener Speisung und Umwälzung sowie bei der zulässigen
Wärmeleistung vom LWL auf den HHS absinkt, d. h.
t = V /(Qst, equiv v)
(6.6-1)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Dabei ist:
Qst, equiv
die äquivalente Dampferzeugung errechnete aus der zulässigen Wärmeleistung, in kg/min;
t
die Absinkdauer, in min;
V
der Wasserinhalt zwischen HHS bis LWL, in m ;
v
das spezifisches Volumen des Wassers, in m /kg.
3
3
6.6.3 Für Heißwassererzeuger mit Dampfpolster muss die Vor- und Rücklaufleitung mindestens 50 mm unter
LWL einmünden.
6.6.4 Für Heißwassererzeuger ohne Dampfpolster muss die Vorlaufleitung von der höchsten Stelle des
Heißwassererzeugers abgehen.
6.6.5 Für Heißwassererzeuger mit Dampfpolster im Kessel gelten die gleichen Anforderungen an Wasserstandanzeiger wie für Dampfkessel, und die Anforderungen von Abschnitt 5 sind anzuwenden.
6.6.6 Wasserstandanzeiger sind anzubringen an geschlossenen Ausdehnungsgefäßen mit Dampfpolster (siehe
Bilder A.3-4 und A.4-5), mit Gaspolster (siehe Bild A.4-3) und offenen Auffangbehältern mit Druckhaltepumpen
(siehe Bild A.4-4 und auch Tabelle 6.16-1).
6.7
Regelung der Wasserzufuhr
Der Wasserstand muss automatisch geregelt werden, wenn dies aufgrund des Betriebs oder der Anlagenauslegung
erforderlich ist.
6.8
6.8.1
Begrenzungseinrichtungen
Wassermangelsicherung
Jede Heißwassererzeugungsanlage ist mit Wasserstandbegrenzern auszurüsten, die die Beheizung
6.8.1.1
bei Wasserverlust unterbrechen und verriegeln.
Für Heißwassererzeuger mit internem Dampfpolster gelten die gleichen Anforderungen an Wasser6.8.1.2
standbegrenzer wie für Dampfkessel, und die Anforderungen von Abschnitt 5 sind anzuwenden.
12
EN 12953-6:2002 (D)
Für
Heißwassererzeuger
mit
Fremddampfpolster
im
Ausdehnungsgefäß
6.8.1.3
Wasserstandbegrenzer an den Ausdehnungsgefäßen anzubringen (siehe Bilder A.4-3 und A.4-5).
sind
die
In allen anderen Fällen ist der Wasserstandbegrenzer entweder am oder in unmittelbarer Nähe des
6.8.1.4
höchsten Punktes des Heißwassererzeugers anzubringen.
6.8.2
Druck und Temperaturbegrenzung
Mit Ausnahme von offenen Anlagen sind alle Heißwassererzeuger mit einem Max-Druckbegrenzer
6.8.2.1
auszurüsten, der die Beheizung abschaltet und verriegelt, um zu gewährleisten, dass der zulässige Betriebsdruck
nicht überschritten wird.
Zur Vermeidung unbeabsichtigter Dampferzeugung ist jede Anlage mit Fremddruckhaltung ist mit
6.8.2.2
einem Mindestdruckbegrenzer auszurüsten, der gewährleistet, dass bei Unterschreiten eines anlagenbezogenen
festgelegten Mindestüberdruckes die Beheizung und die Umwälzpumpen abgeschaltet und verriegelt werden.
In Anlagen mit Membranausdehnungsgefäß ist eine Prüfmöglichkeit vorzusehen, mit der die bestimmungsgemäße
Gasfüllung im Membranausdehnungsgefäß überprüft werden kann.
In Anlagen mit Fremddruckhaltung durch Druckhaltepumpen muss beim Ansprechen eines Mindestdruckbegrenzers
die Überströmleitung selbsttätig geschlossen werden (mittels Absperrventil in der Rücklaufleitung zur Saugseite der
Druckhaltepumpe).
Für Anlagen mit Fremddruckhaltung und offene Anlagen muss ein Temperaturbegrenzer vorhanden
6.8.2.3
sein, der bei Überschreiten der zulässigen Vorlauftemperatur die Beheizung abschaltet und verriegelt.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
6.9
Füllprobiereinrichtung
Für Heißwassererzeuger mit Ausnahme von offenen Anlagen und Heißwassererzeuger mit Dampfpolster im Kessel
ist am oder über dem höchsten Punkt des Kessels eine Füllprobiereinrichtung vorzusehen.
ANMERKUNG
Dieses Ventil wird beim Füllen und Leeren des Heißwassererzeugers verwendet, sowie zur Prüfung des
Niedrigwasserstandbegrenzers nach 6.8.1.4.
6.10 Druck- und Temperaturanzeige
6.10.1 In die Vor- und in die Rücklaufleitung eines jeden Heißwassererzeugers ist je eine Temperaturanzeigeeinrichtung einzubauen. Die zulässige Vorlauftemperatur ist auf dem Anzeigegerät zu kennzeichnen.
6.10.2 Es ist eine Prüfmöglichkeit für die Vorlauftemperaturanzeige und den Schaltpunkt des Temperaturbegrenzers vorzusehen.
6.10.3 Zusätzlich zu dem Druckmessgerät auf Heißwassererzeugern ist ein Druckmessgerät an
Ausdehnungsgefäßen mit Dampfpolster (siehe Bilder A.3-4 und A.4-5) und mit Gaspolster (siehe Bilder A.4-2 und
A.4-3) anzubringen.
6.11 Druckregler
Jede geschlossene Anlage ist mit einem Druckregler auszurüsten. Hiervon ausgenommen sind Anlagen mit
Fremddruckhaltung durch nichtnachfüllbares Gaspolster im geschlossenem Membranausdehnungsgefäß (siehe
Bild A.4-1).
Der Druckregler ist wie folgt anzubringen:
Bei Anlagen mit Eigendruckhaltung (siehe Bilder A.3-3 und A.3-4) ist der Druckregler am Heißwassererzeuger
oder am Ausdehnungsgefäß anzubringen;
13
EN 12953-6:2002 (D)
Bei Anlagen mit Fremddruckhaltung mit nachfüllbarem Gaspolster (siehe Bilder A.4-2 und A.4-3) oder
Fremddampfpolster (siehe Bild A.4-5) ist der Druckregler am Ausdehnungsgefäß anzubringen;
Bei Anlagen mit Fremddruckhaltung durch Druckhaltepumpen (siehe Bild A.4-4) ist der Druckregler hinter der
Pumpe anzubringen.
6.12 Abblasen von Sicherheitsventilen
Aus Sicherheitsventilen austretendes Heißwasser muss gefahrlos abgeleitet werden (siehe auch EN 12953-8:2001,
4.5). Gegebenenfalls muss ein ausreichend dimensionierter Entspannungstopf installiert werden.
6.13 Beheizung
6.13.1 Die Vorlauftemperatur des Heißwassererzeugers muss selbsttätig durch Beeinflussung der Wärmezufuhr
geregelt werden (Temperaturregler).
6.13.2 Für Heißwassererzeuger mit internem Dampfpolster darf der Dampfdruck automatisch anstelle der
Vorlauftemperatur geregelt werden. In diesem Fall darf der Temperaturregler durch einen Druckregler ersetzt
werden, und die Temperaturbegrenzer dürfen durch einen Druckbegrenzer ersetzt werden.
6.14 Elektrisch beheizte Heißwassererzeuger
Für elektrisch beheizte Heißwassererzeuger mit Dampfpolster im Kessel gelten die gleichen Anforderungen wie für
Dampfkessel, und die Anforderungen von Abschnitt 5 sind anzuwenden.
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6.15 Parallelbetrieb von Heißwassererzeugern
Parallelbetrieb von Heißwassererzeuger mit Dampfpolster ist nur zulässig für:
Heißwassererzeuger mit internem Dampfpolster, wenn sie einer speziellen rechnerischen Beurteilung
unterzogen werden;
Heißwassererzeuger mit einem gemeinsamen Ausdehnungsgefäß.
6.16 Sicherheitsausrüstung für Heißwassererzeuger
Die Anzahl der zu installierenden Sicherheitseinrichtungen ist in Tabelle 6.16-1 angegeben.
14
EN 12953-6:2002 (D)
Tabelle 6.16-1 — Sicherheitseinrichtungen für Heißwassererzeuger
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Ausrüstung
(Legenden Nr in Abschnitt
A.2)
Druckanzeigeeinrichtung (3)
Druckregler (23)
Max. Druckbegrenzer (2)
Min. Druckbegrenzer (14)
Sicherheitsventil (6)
Wasserstandanzeige (25)
Wasserstandregler (4)
Min. Wasserstandbegrenzer (7)
Max. Wasserstandregler
(16)
Füllprobiereinrichtung (11)
Temperaturanzeigeeinrichtung (10)
Temperaturregler (9)
Min. Temperaturregler (30)
Anlagen mit Eigendruckhaltung
Offene
Geschlossene Anlagen
unter Dampfdruck
Anlagen a
Standort
Heißwassererzeuger
Ausdehnungsgefäß
Heißwassererzeuger
Ausdehnungsgefäß
Heißwassererzeuger
Ausdehnungsgefäß
Heißwassererzeuger
Rücklaufleitung
Heißwassererzeuger
Ausdehnungsgefäß
Heißwassererzeuger
Ausdehnungsgefäß
Heißwassererzeuger
Ausdehnungsgefäß
Heißwassererzeuger
Ausdehnungsgefäß
Heißwassererzeuger
Ausdehnungsgefäß
Heißwassererzeuger
Heißwassererzeuger
Rücklaufleitung
Heißwassererzeuger
Rücklaufleitung
Dampf- Dampfpolster im
polster im AusdehnungsKessel b
gefäß c
1
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
1
—
1
1
—
—
—
—
1
1
1
i
1
1
—
1
—
1
—
—
—
1
—
2
—
1
—
2
—
1
—
—
1
1
—
i
1
1
1
1 oder
1
1 oder
1
—
—
1
1
—
2
—
1
—
2
—
1
1
1
1
—
i
1
Anlagen mit Fremddruckhaltung
mit Gaspolster
(geschlossenes
Ausdehnungsgefäß d
1
—
—
—
1
—
1 oder
1
1
—
—
—
—
—
1
—
—
—
1
1
1
1
i
1
mit
Gaspolster
(Luft oder
N2) e
1
1
—
1
1
—
1 oder
1
1
1
—
—
—
—
1
—
—
—
1
1
1
1
i
1
mit
mit
Gaspolster
g
Druckpumpe
(N2) f
1
1
—
1
1
—
1 oder
1
1
1
—
1
—
1
1
1
—
1
1
1
1
1
i
1
1
—
1 an der
Rücklaufleitung
1
—
1 oder
1
1
—
—
1
—
1
1
1
—
—
1
1
1
1
i
1
mit
Fremd
dampfpolster h
1
1
1
1
—
1 oder
1
1
1
—
1
—
1
1
1
—
1
1
1
1
1
i
1
15
EN 12953-6:2002 (D)
Tabelle 6.16-1 (fortgesetzt)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Ausrüstung
(Legenden Nr in A.2)
Temperaturbegrenzer (8)
Druckhaltepumpe (22)
Druckhaltventil (27)
Automatisches Absperrventil (24)
a Siehe Bild A.3-1 und A.3-2
b Siehe Bild A.3-3
c Siehe Bild A.3-4
d Siehe Bild A.4-1
16
Anlagen mit Eigendruckhaltung
Offene
Geschlossene Anlagen
unter Dampfdruck
Anlagen a
Standort
Heißwassererzeuger
Auffangbehälter
Leitung zum
Auffangbehälter
Leitung zum
Auffangbehälter
Anlagen mit Fremddruckhaltung
1
—
—
—
—
—
—
—
—
mit Gaspolster
(geschlossenes
Ausdehnungsgefäß d
1
—
—
—
—
—
—
Dampf- Dampfpolster im
polster im Ausdehnungsgefäß c
Kessel b
e
f
g
h
i
Siehe Bild A.4-2
Siehe Bild A.4-3
Siehe Bild A.4-4
Siehe Bild A.4-5
Wenn gefordert nach 6.1.4
mit
Gaspolster
(Luft oder
N2) e
1
—
—
—
1
—
—
1
1
1
mit
Fremd
dampfpolster h
1
—
—
—
1
—
mit
mit
Gaspolster
g
Druckpumpe
(N2) f
EN 12953-6:2002 (D)
7
7.1
Kleine Großwasserraumkessel
Dampfkessel
Für die Ausrüstung für Dampfkessel mit einem Druck von weniger als 32 bar und einem Druck-Volumen-Produkt von
weniger als 200 bar l müssen die Anforderungen der Abschnitte 4 und 5 angewendet werden, bis auf die Anzahl der
in Tabelle 7.1-1 aufgeführten Geräte.
Tabelle 7.1-1 — Ausrüstung für kleine Dampfkessel
Ausrüstung
Anzahl
Sicherheitsventil
1
Niedrigwasserstandbegrenzer
1
Hochwasserstandbegrenzer
—
Wasserstandanzeiger
1a
Temperaturanzeiger (Überhitzer)
—
a Direkt oder indirekt
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7.2
Heißwassererzeuger
Für die Ausrüstung von Heißwassererzeuger mit einem Druck von weniger als 32 bar und einem Druck-VolumenProdukt von weniger als 200 bar l müssen die Anforderungen der Abschnitte 4 und 6 angewendet werden, bis auf die
Anzahl der in Tabelle 7.2-1 aufgeführten Geräte.
Tabelle 7.2-1 — Ausrüstung für kleine Heißwassererzeuger
Ausrüstung
Anzahl
Sicherheitsventil
1
Druckregler
—
Niedrigwasserstandbegrenzer
1
Wasserstandregler
—
Wasserstandanzeiger
1a
Temperaturbegrenzer
1
Temperaturanzeiger
1
Umwälzpumpe
1b
a Nur erforderlich für Heißwassererzeuger mit Dampfraum
b Falls erforderlich
8
Betriebliche Aspekte
Informationen über betriebliche Aspekte sind in Anhang C aufgeführt.
17
EN 12953-6:2002 (D)
Anhang A
(informativ)
Beispiele für Heißwassererzeugungsanlagen
A.1 Allgemeines
Dieser Anhang gibt Beispiele für Heißwassererzeugungsanlagen.
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A.2 Legende zu den Abbildungen
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
18
Heißwassererzeuger
Maximaldruckbegrenzer [PSZ+A+]
Druckanzeigeeinrichtung [PI]
Wasserstandregler [LC]
Entspannungstopf (siehe 6.12)
Sicherheitsventil [PSV]
Minimalwasserstandbegrenzer [LSZ-A-]
Temperaturbegrenzer [TSZ+A+]
Temperaturregler [TC]
Temperaturanzeigeeinrichtung [TI]
Füllprobiereinrichtung für Wasserstandprüfung
Absperrventil (gegen unbeabsichtigtes Schließen gesichert) [V]
geschlossenes Ausdehnungsgefäß
Min. Druckbegrenzer [PSZ-A-]
Rückflussverhinderer
Maximalwasserstandregler (kann in Wasserstandregler (4) integriert sein) [LS+A+]
Absperrventil [V]
Leitung zum geschlossenen Ausdehnungsgefäß
Speisepumpe
Beheizungseinrichtung [B]
Druckminderer [PVC]
Druckhaltepumpe
Druckregler [PC]
Automatisches Absperrventil (stromlos geschlossen)
Wasserstandanzeige [LIG]
Offenes Ausdehnungsgefäß
Druckhalteventil (wenn stromlos geschlossen oder wenn der Ist-Druck kleiner ist als der Mindestdruck, dann
kann 24 entfallen)
Absperrventil mit Anschlussmöglichkeit für Prüfmonometer [V]
Dreiwegeventil [V]
Minimaltemperaturregler [TC] (falls nach 6.1.4 erforderlich)
Entwässerungseinrichtung [V]
Wasserstandregelventil [LCV]
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EN 12953-6:2002 (D)
A.3 Anlagen mit Eigendruckhaltung
Bild A.3-1 — Offene Anlage
Beispiel A
19
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Bild A.3-2 — Offene Anlage
Beispiel B
20
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EN 12953-6:2002 (D)
Bild A.3-3 — Geschlossene Anlage mit Dampfdruck
Dampfpolster im Kessel
21
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EN 12953-6:2002 (D)
Legende
1 Falls nach 6.12 erforderlich
Bild A.3-4 — Geschlossene Anlage mit Dampfdruck
Dampfpolster im Ausdehnungsgefäß
22
EN 12953-6:2002 (D)
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A.4 Anlagen mit Fremddruckhaltung
Legende
1 Falls nach 6.12 erforderlich
Bild A.4-1 — Anlage mit Gaspolster (geschlossenes Ausdehnungsgefäß)
23
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EN 12953-6:2002 (D)
Legende
1 Falls nach 6.12 erforderlich
2 Luft oder N2
Bild A.4-2 — Anlage mit Gaspolster (Luft- oder N2-Beaufschlagung)
24
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EN 12953-6:2002 (D)
Legende
1 Falls nach 6.12 erforderlich
2 N2
Bild A.4-3 — Anlage mit Gaspolster (N2-Beaufschlagung)
25
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EN 12953-6:2002 (D)
Legende
1 Falls nach 6.12 erforderlich
Bild A.4-4 — Anlage mit Druckhaltepumpe
26
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EN 12953-6:2002 (D)
Legende
1 Falls nach 6.12 erforderlich
2 Fremddampf
Bild A.4-5 — Anlage mit Fremddampfpolster
27
EN 12953-6:2002 (D)
Anhang B
(normativ)
Größenbestimmung des Ausdehnungsraums
B.1 Allgemeines
Dieser Anhang ergänzt die Anforderungen für die Ausrüstung nach dieser Norm und ist nur in Zusammenhang mit
diesen Anforderungen anzuwenden.
B.2 Erforderliche Daten
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B.2.1 Für die Größenbestimmung des Ausdehnungsgefäßes oder des Auffangbehälters werden je nach Bauart
und der Anlage folgende Anlagendaten benötigt
Wasserinhalt der gesamten Anlage VA in l;
Ausdehnungsvolumen Ve in l;
Nennvolumen Vn in l;
tatsächliches Volumen der Anlage und des Ausdehnungsgefäßes oder Auffangbehälters Vo in l;
Wasservorlage Vv in l;
maximal zulässige Vorlauftemperatur t in °C;
Vordruck po in bar;
Fülldruck pa in bar;
statischer Druck pst in bar;
Dampfdruck pD in bar;
Enddruck pe in bar;
Einstelldruck des Sicherheitsventils in bar;
Differenz zum Schließüberdruck in bar.
Bei Verwendung der angegebenen Einheiten ergeben sich in den Zahlenwertgleichungen dieses Abschnittes alle
Volumina in Liter und alle Drücke in bar Überdruck.
B.2.2 Grundsätzlich ist der Wasserinhalt der gesamten Anlage VA zu berechnen, und zwar aus den
Wasserinhalten von
Wärmeerzeugern;
Rohrleitungen;
Wärmeverbraucher.
28
EN 12953-6:2002 (D)
B.2.3 Die Wasserausdehnung n in % bei maximaler Vorlauftemperatur t ist anhand der folgenden Beziehung zu
bestimmen:
-4
n = 3,9 x 10
2
t + 0,31
(B.2-1)
Hieraus ist das Ausdehnungsvolumen(Volumenänderung aufgrund einer Temperaturänderung) Ve bei einer
Einfülltemperatur von 10 °C wie folgt zu berechnen:
Ve = n (VA/100)
(B.2-2)
B.2.4 Ausdehnungsgefäße bis 15 l Nennvolumen Vn müssen mindestens 20 % ihres Nennvolumens als
Wasservorlage (im Ausdehnungsgefäß bei niedrigster Anlagentemperatur gespeicherte Flüssigkeit) Vv aufnehmen.
Ausdehnungsgefäße mit einem größeren Nennvolumen müssen mindestens 0,5 % des Wasserinhaltes VA,
mindestens jedoch 3 l als Wasservorlage aufnehmen.
Bei ausrüstungsbedingten Wasserverlusten sind größere Wasservorlagen zu berücksichtigen.
B.2.5 Der Vordruck po (Gasdruck im Ausdehnungsgefäß vor Druckaufgabe auf das System) muss mindestens
gleich der Summe aus dem statischen Druck pst und dem Dampfdruck pD (Druck, der der maximal zulässigen
Vorlauftemperatur entspricht) sein:
po ≥ pst + pD
(B.2-3)
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B.2.6 Der Enddruck pe darf nicht höher gewählt werden als der Einstellüberdruck des Sicherheitsventils abzüglich
der Differenz zum Schließüberdruck. Gegebenenfalls muss der statische Druckunterschied zwischen dem
Einbauort des Ausdehnungsgefäßes und dem Sicherheitsventil berücksichtigt werden.
B.3 Formeln zur Größenbestimmung
B.3.1 Offene Ausdehnungsgefäße
Das Nennvolumen des offenen Auffangbehälters beträgt mindestens
Vn min = 2 Ve 1)
(B.3-1)
B.3.2 Geschlossene Ausdehnungsgefäße ohne Membrane
Das Nennvolumen beträgt mindestens
Vn min = 3 Ve 2)
(B.3-2)
B.3.3 Geschlossene Ausdehnungsgefäße mit Membrane und Eigendruckhaltung
Das Nennvolumen beträgt mindestens
Vn min = 1,5 (Ve + Vv)
(B.3-3)
B.3.4 Membran-Ausdehnungsgefäße
Das Nennvolumen beträgt mindestens
Vn min = (Ve + Vv) [(pe + 1) / (pe - po)]
(B.3-4)
Für das tatsächliche Volumen Vo ist folgende Berechnung einzuhalten:
1)
Der Faktor 2 berücksichtigt die zweckmäßige Wasservorlage für offene Ausdehnungsgefäße.
2) Der Faktor 3 berücksichtigt auch die Wasservorlage für physikalisch abgesicherte Anlagen mit einem ausreichenden
Dampfpolster.
29
EN 12953-6:2002 (D)
Vo ≥ Ve + V v
(B.3-5)
Damit das Membran-Druckausdehnungsgefäß in kaltem Zustand der Anlage die Wasservorlage aufnehmen kann,
muss der Anfangsdruck (Anlagenfülldruck) mindestens folgenden Wert erreichen:
pa min = [Vn (po + 1) / (Vn - Vv)] - 1
(B.3-6)
Dabei ist
Vn das Nennvolumen der gewählten Gefäßgröße.
Damit bei maximaler Vorlauftemperatur der Enddruck pe (siehe B.2.6) nicht überschritten wird, muss der
Anlagenfülldruck folgenden Wert nicht überschreiten
p a max =
pe + 1
− 14
Ve ( p e + 1)
1+
V n ( p o + 1)
(B.3-7)
Um die praktische Einregulierung des Anlagenfülldrucks sicherzustellen, sollte pa max mindestens 0,2 bar höher sein
als pa min. Gegebenenfalls ist ein größeres Membran-Druckausdehnungsgefäß zu wählen.
B.3.5 Geschlossene Ausdehnungsgefäße mit Membrane und Fremddruckerzeugung (z. B. durch
Druckhaltepumpe oder Druckgasanlage)
Das Nennvolumen beträgt mindestens
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Vn min = Vv + Ve
(B.3-8)
Zusätzlich ist folgende Bedingung einzuhalten:
Vo ≥ Vv + Ve
(B.3-9)
B.3.6 Anforderungen an geschlossene und offene Ausdehnungsgefäße
Geschlossene und offene Ausdehnungsgefäße und Auffangbehälter sind so zu bemessen, dass sie den mechanischen und thermischen Beanspruchungen sicher widerstehen. Ihre Mindestwanddicke muss 2 mm betragen.
30
EN 12953-6:2002 (D)
Anhang C
(informativ)
Betriebliche Aspekte
C.1 Betriebliche Aspekte von Dampfkesseln
C.1.1 Alle Regel- und Begrenzungseinrichtungen sind zwecks Gewährleistung der Zuverlässigkeit sorgfältig zu
warten. Darüber hinaus ist regelmäßig, mindestens ½-jährlich und bei Störungen noch häufiger, eine Prüforganisation oder der Pflegedienst der Lieferfirma mit der Überprüfung dieser Einrichtungen zu beauftragen. Alle
Regel- und Begrenzungseinrichtungen sind hierbei einer Funktionsprüfung zu unterziehen.
C.1.2 Der Betrieb und die Wartung von Kesselanlagen darf nur entsprechend ausgebildeten und nach der
nationalen Gesetzgebung — sofern zutreffend — qualifizierten Personen übertragen werden, die mit den
besonderen Betriebsverhältnissen der Anlage vertraut sind.
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C.1.3 Während des Betriebs sollte sich der Kesselwärter vom ordnungsgemäßen Zustand der Kesselanlage
persönlich überzeugen. Dies sollte gemacht werden innerhalb einer Stunde nach jedem Anfahren und längstens
alle 24 h. Im Falle des Versagens der automatischen Regel- oder Begrenzungseinrichtungen und sofern der
Kessel sicher manuell weiter betrieben werden kann, sollte der Weiterbetrieb durch den Kesselwärter von Hand
nach einem festgelegten Notprogramm erfolgen. Ein Betrieb des Kessels ohne Flammenüberwachung ist bei Ölund Gasfeuerungen nicht erlaubt.
Ständige Beaufsichtigung sollte erfolgen, bis der Fehler beseitigt ist. Durch eine Prüfung ist sicherzustellen, dass der
Kessel und seine Regeleinrichtungen normal funktionieren. Jede Schnellschluss-Brennstoffabsperreinrichtung ist
einmal die Woche einer Funktionsprüfung zu unterziehen.
C.1.4 Wenn die Anforderungen nach 4.5.3 nicht erfüllt sind, sollte während des Anfahrens aus dem kalten
Zustand sollte der Kesselwärter im Aufstellungsraum anwesend sein. Als Anfahren gilt der Zeitraum bis zum Erreichen des Betriebszustandes, bei dem das ordnungsgemäße Arbeiten aller Regel- und Überwachungsgeräte
überprüft bzw. beobachtet werden kann.
Spricht eine Warneinrichtung während dem Anfahren an, sollte eine verantwortliche Person verfügbar sein, um
geeignete Maßnahmen zu ergreifen.
C.1.5
Das Ergebnis jeder Begrenzungsprüfung sollte für den Kesselwärter eindeutig erkennbar sein.
C.1.6 Betriebshandbücher, die den Betrieb, die Wartung und Prüfung aller Geräte einschließlich der Regel- und
Sicherheitseinrichtungen enthalten, sind im Kesselaufstellungsraum bereitzustellen.
C.1.7
sein.
Während des Betriebs ohne Beaufsichtigung sollten die in 5.1 festgelegten Wasserstandgläser abgesperrt
C.1.8 Dampfkessel sollten mit geeignetem, entsprechend aufbereitetem Speise- und Kesselwasser betrieben
werden, siehe prEN 12953-10. Um dies zu erreichen, sind betrieblicherseits die wesentlichen Werte täglich vom
Betriebspersonal zu prüfen und zu beurteilen.
C.1.9
Ein Betriebsbuch ist im Kesselhaus zu führen.
C.2 Betriebliche Aspekte von Heißwassererzeugern
Die Anforderungen an Betrieb und Wartung von Heißwassererzeugern sind die gleichen wie für Dampfkessel mit den
folgenden Ausnahmen.
Heißwasseranlagen sind mit sachgemäß aufbereitetem Wasser zu betreiben. Zu diesem Zweck sind die wesentlichen
Werte anlagenabhängig spätestens in monatlichen Intervallen oder häufiger zu überprüfen.
31
EN 12953-6:2002 (D)
Anhang ZA
(informativ)
Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende Anforderungen
oder andere Vorgaben der EU-Richtlinie betreffen
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission
und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Anforderungen der
EU-Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG.
WARNHINWEIS Für Produkte, die in den Anwendungsbereich dieser Norm fallen, können weitere Anforderungen
und weitere EU-Richtlinien anwendbar sein.
Die folgenden Abschnitte in Tabelle ZA.1 dieser Norm sind geeignet, grundlegende Sicherheitsanforderungen der
Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG zu unterstützen:
Tabelle ZA.1 — Gegenüberstellung zwischen EN 12953-6 und der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG
im Hinblick auf Anforderungen an die Ausrüstung an Großwasserraumkessel
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EN 12953-6
harmonisierte
Abschnitte
Inhalt
Druckgeräte-Richtlinie
97/23/EG
Anhang I
4
5.1, 5.2, 5.7, 5.8
6.1, 6.2, 6.10, 6.11
Schutz über Überschreiten der zulässigen Grenzen
2.10
5.3, 6.5, 6.9
Entleerungs- und Entlüftungsmöglichkeiten
2.5
5.4 bis 5.6
6.6 bis 6.8
Schutz zur Begrenzung von Betriebsparameter
5a
6.16
Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion
2.11
Die Übereinstimmung mit den Abschnitten dieser Norm ist eine Möglichkeit, die relevanten grundlegenden
Anforderungen der betreffenden Richtlinie und der zugehörigen EFTA-Vorschriften zu erfüllen.
32
DEUTSCHE NORM
August 2002
Großwasserraumkessel
Teil 7: Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und
gasförmige Brennstoffe für den Kessel
Deutsche Fassung EN 12953-7:2002
EN 12953-7
ICS 27.060.30; 27.100
Shell boilers — Part 7: Requirements for firing systems for liquid
and gaseous fuels for the boiler;
German version EN 12953-7:2002
Chaudières à tubes de fumée — Partie 7: Exigences pour les équipements de chauffe pour combustibles gazeux et liquides;
Version allemande EN 12953-7:2002
Die Europäische Norm EN 12953-7:2002 hat den Status einer Deutschen Norm.
Nationales Vorwort
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Deutsche Norm enthält die Deutsche Fassung der Europäischen Norm EN 12953-7:2002 „Großwasserraumkessel — Teil 7: Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für
den Kessel“.
Die Europäische Norm wurde vom CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut für Normung e. V. ist
der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss GA 269 „Dampfkessel“ des Normenausschusses
Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Für den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des
Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die
Verweisung auf die jeweils neueste gültige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.
Für den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in
Bezug genommene Ausgabe der Norm.
Fortsetzung 10 Seiten EN
Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD) im DIN Deutsches Institut für Normung e. V.
© DIN Deutsches Institut für Normung e.V. . Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise,
nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet.
Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
Ref. Nr. DIN EN 12953-7:2002-08
Preisgr. 07
Vertr.-Nr. 2307
EN 12953-7
EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
Mai 2002
ICS 27.060.30; 27.100
Deutsche Fassung
Großwasserraumkessel
Teil 7 : Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und
gasförmige Brennstoffe für den Kessel
Shell boilers — Part 7 : Requirements for firing systems for
liquid and gaseous fuels for the boilers
Chaudières à tubes de fumée — Partie 7 : Exigences pour
les équipements de chauffe pour combustibles gazeux et
liquides de la chaudière
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 15. Mai 2002 angenommen.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen
dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen
dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage
erhältlich.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,
die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem ManagementZentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,
Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, der Tschechischen
Republik und dem Vereinigten Königreich.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
Management-Zentrum: rue de Stassart, 36
© 2002 CEN
B-1050 Brüssel
Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 12953-7:2002 D
EN 12953-7:2002 (D)
Inhalt
Seite
1
Anwendungsbereich..................................................................................................................................... 4
2
Normative Verweisungen ............................................................................................................................. 4
3
Begriffe........................................................................................................................................................... 4
4
4.1
4.2
4.3
Brennstoffversorgung .................................................................................................................................. 6
Brennstoffübergabe und –vorbereitung ..................................................................................................... 6
Brennstoffleitungen ...................................................................................................................................... 6
Sicherheits-Absperreinrichtungen (Sicherheits-Schnellschlußventile).................................................. 7
5
Luftzufuhr, Luft-/Brennstoffverhältnis ........................................................................................................ 7
6
6.1
6.2
6.3
6.4
Feuerungsanlage........................................................................................................................................... 8
Brenner........................................................................................................................................................... 8
Inspektionsöffnungen................................................................................................................................... 8
Durchlüftung, An- und Abschalten.............................................................................................................. 8
Gemeinsamer Schornstein für mehrere Feuerungen................................................................................ 8
Anhang ZA (informativ) Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende Anforderungen
oder andere Vorgaben der EU-Richtlinie betreffen ................................................................................... 9
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Literaturhinweise...................................................................................................................................................... 10
2
EN 12953-7:2002 (D)
Vorwort
Dieses Dokument (EN 12953-7:2002) wurde vom Technischen Komitee CEN /TC 269 "Großwasserraum- und
Wasserrohrkessel" dessen Sekretariat vom DIN geführt wird, erarbeitet.
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN der Europäischen Kommission und
der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Anforderungen der
EU-Richtlinie.
Für den Zusammenhang mit EU-Richtlinie(n) siehe informativen Anhang ZA, der Bestandteil dieser Norm ist.
Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung eines
identischen Textes oder durch Anerkennung bis November 2002, und etwaige entgegenstehende nationale
Normen müssen bis November 2002 zurückgezogen werden.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die Europäische Norm EN 12953 über Großwasserraumkessel besteht aus den folgenden Teilen:
Teil 1:
Allgemeines
Teil 2:
Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör
Teil 3:
Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile
Teil 4:
Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile
Teil 5:
Prüfung während der Herstellung, Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile
Teil 6:
Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel
Teil 7:
Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel
Teil 8:
Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung
Teil 9:
Anforderungen an Regel- und Begrenzungseinrichtungen an Kessel und Zubehör
Teil 10: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität
Teil 11: Abnahmeversuche
Teil 12: Anforderungen an Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel
Teil 13: Betriebsanleitungen
CR 12953-14: Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation.
Obwohl alle Teile der Norm einzeln erworben werden können, sollte bedacht werden, dass die Teile voneinander
abhängig sind. Deshalb werden für Konstruktion und Herstellung der Großwasserraumkessel mehrere Teile
benötigt, um die Anforderungen der Norm zu erfüllen.
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Länder
gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich,
Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden,
Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik und das Vereinigte Königreich.
3
EN 12953-7:2002 (D)
1
Anwendungsbereich
Dieser Teil der Europäische Norm legt die Anforderungen an Öl- und Gasfeuerungsanlagen von in EN 12953-1
definierten Großwasserraumkesseln fest. Für kombinierte Feuerungsanlagen mit getrennten oder kombinierten
Brennern gelten diese Anforderungen für den Öl- und/oder Gasfeuerungsteil.
Dieser Teil legt die erhöhte Sicherheitsmaßnahmen fest, wenn verschiedene Brennstoffe gleichzeitig verbrannt
werden.
2
Normative Verweisungen
Diese Europäische Norm enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen
Publikationen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen
sind nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen
dieser Publikationen nur zu dieser Europäischen Norm, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung eingearbeitet
sind. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschließlich
Änderungen).
EN 267, Ölbrenner mit Gebläse — Begriffe, Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung.
EN 676, Automatische Brenner mit Gebläse für gasförmige Brennstoffe.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
EN 12953-1, Großwasserraumkessel — Teil 1: Allgemeines.
3
Begriffe
Für die Anwendung dieser Europäischen Norm gelten die folgenden Begriffe:
3.1
flüssige Brennstoffe
flüssige Ölbrennstoffe und Schweröl, die für eine geeignete Zerstäubung eine Aufheizung benötigen
3.2
gasförmige Brennstoffe
standardisierte Qualität, die hauptsächlich über ihre relative Dichte unterschieden wird
3.2.1
leichtes Gas
3
mit einer relativen Dichte kleiner 1,3 g/cm , z. B. Erdgas, Kohleofengas, Hochofengas
ANMERKUNG
Natural gas in accordance with ISO 6976.
3.2.2
schweres Gas
3
mit einer Dichte größer 1,3 g/cm , z. B. flüssiges Erdölgas mit den Hauptkomponenten Propan und Butan
3.3
Brenner
Geräte für die Zufuhr von Brennstoff und Luft zur Brennkammer mit den erforderlichen Geschwindigkeiten,
Turbulenzen und örtlichen Brennstoffkonzentration, um eine sichere Zündung einzuleiten und aufrechtzuerhalten,
und zur stabilen Verbrennung des Brennstoffs
3.4
Brennerleitsystem
führt eine vorher festgelegte Reihenfolge von Schaltungen durch und wird stets in Zusammenhang mit dem
Flammenwächter betrieben, dass auf Signale der Steuer- und Sicherheitsvorrichtungen reagiert, gibt
Steuerkommandos, regelt die Anfahrreihenfolge, überwacht den Brennerbetrieb und löst das Abfahren sowie die
Verriegelung aus
4
EN 12953-7:2002 (D)
3.5
Feuerungsanlage
gesamte Einrichtung für die Verbrennung des Brennstoffes einschließlich der Einrichtungen für die Lagerung,
Aufbereitung und die Zuführung der Brennstoffe, die Verbrennungsluftversorgung, den Brenner(n), der
Rauchgasabführung und allen zugehörigen Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen
ANMERKUNG
sein.
Vorrichtungen zur Rezirkulation der Rauchgase können als integrale Komponente der Feuerung installiert
3.6
Feuerungswärmeleistung
dem Feuerraum zugeführte Wärmeleistung einschließlich der benötigten Regelreserve, mit der der Dampferzeuger
sicher betrieben werden kann
ANMERKUNG
Massenfluß des zugeführten Brennstoffes multipliziert mit dem Heizwert
3.7
Flammenwächter
Einrichtung, die dem Steuergerät das Vorhandensein, Nichtvorhandensein oder das Erlöschen der Flamme meldet
and im allgemeinen aus Fühler (gegebenenfalls mit Verstärker) und Schaltgerät besteht
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
3.8
Rauchgasrezirkulation
Entnahme von Rauchgas hinter der Verbrennungszone oder vom Rauchgasaustritt infolge Druckdifferenz oder
durch eigenes Gebläse, und Zufuhr in das Luftregister des Brenners oder direkt in die Brennkammer
3.9
Begrenzer
Meßumformer, der bei Erreichen eines fest eingestellten Grenzwertes (z. B. Druck, Temperatur, Durchfluß,
Wasserstand) die Energiezufuhr unterbricht und verriegelt und vor dem Wiederanfahren eine Entriegelung von
Hand erfordert
3.10
Verriegelung
Absperren der Energiezufuhr, dass ein manuelles Eingreifen zur Wiederherstellung des Betriebszustandes
erfordert
ANMERKUNG
siehe EN 676 für die Definition von Verriegelung nicht veränderbare Störabschaltung
3.11
Zentralbrennstoffschnellschluss
Gerät für die schnelle automatische Absperrung aller Brennstoffzufuhren in den Kesselbereich und
Zündeinrichtungen bei Gefahr, dass selbst im Falle eines möglichen elektrischen oder mechanischen Fehlers
wirksam sein kann, wenn eine automatische, manuelle oder Notschaltfunktion erfolgt
3.12
Feuerungsleistung des Brenners
Feuerungsleistung, mit der der Brenner betrieben werden darf
3.13
Mehrstoff-Brenner
Brenner, in denen mehr als ein Brennstoff gleichzeitig oder wechselweise verfeuert werden kann
3.14
Durchlüftung der Rauchgaszüge
Luftstrom durch die Brennkammer, die Rauchgaszüge und nachgeschalteten Kanäle, um sämtliche brennbare
Gase zu entfernen und durch Luft zu ersetzen
3.15
Relative Dichte
Quotient aus der Dichte des Gases und der Dichte der trockenen Luft unter gleichen atmosphärischen Druck- und
Temperaturbedingungen
5
EN 12953-7:2002 (D)
3.16
Rücklaufzerstäuber
Ölbrenner, bei dem ein Teil der über die Vorlaufleitung dem Brenner zugeführten Ölmenge aus einer
Wirbelkammer der Brennerlanze nicht in den Feuerraum, sondern über eine gesonderte Rücklaufleitung wieder
zum Lagerbehälter oder auf die Saugseite der Pumpe geführt wird, deren Leistungsverstellung durch ein
Steuerorgan in der Rücklaufleitung erfolgt
4
4.1
Brennstoffversorgung
Brennstoffübergabe und –vorbereitung
Die Brennstoffzuführungsleitung soll an einem sicheren Ort mit einem Zentralbrennstoffschnellschluss
4.1.1
ausgerüstet sein. Sie soll zuverlässig die Brennstoffzufuhr in das Kesselhaus, bzw. in den Dampferzeugerbereich
absperren und soll von Hand, durch Fernbedienung oder durch den Notschalter betätigt werden können.
4.1.2 Einige flüssige Brennstoffe, z. B. schweres Heizöl, benötigen eine Vorwärmung, um die für eine gute
Zerstäubung erforderliche Viskosität zu erzielen.
Für die Ölvorwärmung kann jegliche Wärmequelle, die bei Bedarf direkt abgeschaltet werden kann und deren
Leistung automatisch geregelt werden kann, verwendet werden. Offene Flammen sind zu vermeiden. Die
Öltemperatur bei Atmosphärendruck darf nicht den Flammpunkt erreichen.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Jedes Ölvorwärmsystem muss automatisch temperaturgeregelt sein. Am Vorwärmeraustritt muss eine
Temperaturanzeige angeordnet sein. Eine geeignete Abschalteinrichtung für die Wärmequelle ist vorzusehen, um
eine Überhitzung des Öles zu verhindern. Zusätzlich muss eine untere Temperaturbegrenzung vorgesehen sein,
um erforderliche Zerstäubung sicherzustellen.
Für Druckvorwärmer müssen die Vorschriften für Druckbehälter beachtet werden einschließlich Überdruckschutz.
Die gefahrlose Abfuhr von austretendem Öl ist sicherzustellen.
4.2
Brennstoffleitungen
4.2.1 Die Brennstoffleitungen einschließlich ihrer Dichtungen und Ventile müssen so verlegt und ausgeführt sein,
dass sie den mechanischen, chemischen und thermischen Belastungen, denen sie während des Betriebes des
Dampferzeugers ausgesetzt sind, standhalten. Nur feuerbeständiges Rohrleitungsmaterial soll zugelassen werden.
Absperrventile müssen zwischen Brenner und Brennstoffleitung vorgesehen werden.
Die Brennstoffleitungen müssen dicht und fest verlegt sein. In schwingungsbelasteten Anlagen sind die
4.2.2
resultierenden Belastung zur Vermeidung von Leckagen zu minimieren.
4.2.3 Flexible Leitungen dürfen unmittelbar am Brenner als Verbindungen zwischen ihm und der festen Leitung
verwendet werden. Bei Heizöl in vorgewärmten Zustand sind nur Metallschläuche mit Ummantelungen zulässig.
Absperrventile müssen installiert werden.
Flexible Leitungen dürfen an geschützter Stelle als Kompensatoren benutzt werden. Für Öl müssen dies
Metallschläuche mit Ummantelungen sein, oder sie benötigen eine Schutzeinrichtung, z. B. aus einem Doppelrohr
mit Ölmeldeeinrichtung, die im Falle eines Ölaustrittes die Förderpumpe abschaltet. Für Gas müssen dies
Stahlwellrohre sein.
Alle flexiblen Leitungen müssen so kurz wie möglich, gut sichtbar und mit ausreichenden Biegeradien versehen
sein. Auf allen flexiblen Leitungen und ihren Anschlüssen müssen das Zeichen des Herstellers und der Nenndruck
angegeben sein. Der Auslegungsdruck muss mindestens das 1,5fache des maximal zulässigen Betriebsdruckes
sein. Die Leitungen müssen gegen unzulässige Erwärmung von außen geschützt sein.
4.2.4 Zum Schutz von Brennstoffleitungen gegen unzulässig hohen Druck müssen automatische Regel- und
Sicherheitsgeräte vorgesehen werden. Für Öl müssen Druckentlastungsventile installiert werden. Der Schutz von
Ölpumpen und der Druckanstieg in Rohrleitungen zwischen geschlossenen Absperreinrichtungen infolge von
Beheizung müssen ebenfalls in Betracht gezogen werden. Für Gasleitungen kann die notwendige Absicherung
gegen Überdruck durch ein Sicherheitsabsperrventil und ein Druckentlastungsventil erfolgen.
6
EN 12953-7:2002 (D)
Nach Fertigstellung der Verlegung müssen alle Brennstoffleitungen einschließlich der Armaturen und
4.2.5
andere Einrichtungen innerhalb der Brennstoffleitungen bis zu den Brennerdüsen gereinigt werden, um
Schweißrückstände, Korrosionsprodukte und Fremdmaterialien zu entfernen. Das Verfahren und der Erfolg der
Reinigung und der Dichtheitsprüfung sind ebenfalls zu dokumentieren. Als Alternative müssen Auslieferungsfilter
eingesetzt und nach einer Dauer ersetzt werden.
4.2.6 Für Gasleitungen muss die Dichtheitsprüfung unter Anwendung von Luft oder Inertgas mit dem 1,5 fachen
des maximalen zulässigen Druckes erfolgen.
Im Anschluss an die Dichtheitsprüfung müssen die Ölleitungen einer Festigkeitsprüfung durch Anwendung des
1,3fachen maximal zulässigen Betriebsdruckes, mindestens jedoch 5 bar, unterzogen werden.
4.2.7 Leckgasleitungen für Zwischenentlüftungen und für das Ausblasen oder das Füllen müssen so verlegt sein,
dass austretendes Gas gefahrlos abgeleitet wird. Eine Zusammenfassung dieser Leitungen ist nur dann zulässig,
wenn dadurch keine gefährlichen Betriebszustände zu erwarten sind. Gasleitungen müssen mit den notwendigen
Entwässerungseinrichtungen und Anschlüsse für Prüfeinrichtungen.
4.3
Sicherheits-Absperreinrichtungen (Sicherheits-Schnellschlußventile)
Zusätzlich zu den Anforderungen in EN 676 oder EN 267 darf die Brennstoffzufuhr beim Anfahren erst
4.3.1
freigegeben werden, wenn die erforderliche Mindestvorwärmung für Öl erreicht ist;
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
zu
den
Anforderungen
in
EN 676
oder
EN 267
sind
die
selbsttätigen
4.3.2 Zusätzlich
Schnellschlußabsperreinrichtungen so anzusteuern, dass sie die Ölzufuhr zu den Brennern beim Anfahren nicht
freigeben und während des Betriebes unterbrechen, wenn:
1)
die Abgasung nicht hinreichend frei ist;
2)
das Verhältnis zwischen dem Volumen der rückgeführten Rauchgase und der Feuerungsleistung der Brenner
unzulässigerweise abweicht;
3)
das Gebläse für die Rauchgasrezirkulation, falls vorhanden, ausfällt;
4)
Notschalter betätigt werden;
5)
einer der Begrenzer (z. B. für Wasserstand, Temperatur) anspricht.
4.3.3 Die Brenner dürfen, sobald die Ursachen in 4.3.1 sowie nach 1) bis 3) in 4.3.2 nicht mehr vorhanden sind,
unter Einhaltung des normalen Anfahrprogramms selbsttätig wieder anlaufen, wenn dies für die Anlage zulässig ist.
Bei Ursachen nach 4) und 5) in 4.3.2 darf ein Wiederanlaufen nur nach Eingreifen von Hand möglich sein
(Entriegelung).
5
5.1
Luftzufuhr, Luft-/Brennstoffverhältnis
Die uneingeschränkte Luftzufuhr zum Eintritt des Frischlüfters ist sicherzustellen.
5.2 Mehrere Brenner mit gemeinsamen Gebläse müssen mit je einem Meßgerät für Druck oder Menge in der
Luftzuleitung ausgerüstet sein. Das gilt jedoch nicht für Brenner mit einem gemeinsamen Luftkasten.
5.3 Bei Feuerungen mit mehreren Brennern, denen die Verbrennungsluft durch ein gemeinsames Stellorgan
zugeführt wird, muss jeder Brenner mit einer Absperrvorrichtung (z. B. Klappe), die in der Luftleitung zum Brenner
liegt, ausgerüstet sein. Diese Forderung gilt nicht, wenn alle Brenner zwangsläufig gleichzeitig betrieben werden.
Absperrvorrichtungen, die in der Luftleitung zum Brenner liegen, müssen gegen unbeabsichtigtes Verstellen
gesichert sein. Die Anfahrstellung und der geöffnete Zustand sind zu überprüfen.
Im Falle der Unterbrechung der Brennstoffzufuhr zu dem Brenner muss diese Absperrvorrichtung auch die
Luftzufuhr (gegebenenfalls bis auf eine Mindestöffnung) selbsttätig absperren. Damit soll sichergestellt werden,
dass auch bei Ausfall und Abschaltung eines Brenner oder einer Brennergruppe die ausreichende Luftversorgung
7
EN 12953-7:2002 (D)
für die noch in Betrieb befindlichen Brenner gesichert ist. Die Stellung der Absperrvorrichtung muss erkennbar
sein.
6
Feuerungsanlage
6.1
Brenner
6.1.1 Die Anforderungen von EN 267 oder EN 676 gelten. Die Feuerungsanlage muss für den zugehörigen
Dampferzeuger geeignet sein. Sie kann aus einem Einzelbrenner oder einer Mehrfachbrenneranordnung
bestehen.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
6.1.2 Die Brenner sind einzeln spätestens während der Inbetriebnahme oder nach jeglichen Änderungen der
Feuerungsanlage wie folgt zu überprüfen:
a)
Feststellung der Vollständigkeit der Einrichtungen entsprechend diesen Anforderungen dieser Norm;
b)
Funktionsprüfung aller sicherheitstechnisch erforderlichen Einrichtungsteile;
c)
Feststellung der größten und kleinsten Leistung des Brenners einschließlich Eindüsung von Additiven, falls
solche eingesetzt werden;
d)
Feststellung der Flammenstabilität beim Start des Brenners unter den in c) genannten Bedingungen, mit
gegebenenfalls Rauchgasrezirkulation und bei Änderung der Leistung unter Berücksichtigung des
zugehörigen Feuerraumdruckes. In all diesen Fällen muss die Flamme stabil sein, ohne wesentliche
Druckschwankungen.
e)
gegebenenfalls Nachweis der verbrennungstechnischen Kennwerte, wie CO2 - oder O2 - oder CO Volumengehalt unter den in c) genannten Bedingungen und bei mittlerer Leistung. Bei Ölbrennern muss
zusätzlich der Gehalt an Unverbranntem (Rauchdichte) überprüft werden.
Brenner sind mit automatischen Zündeinrichtungen, Flammüberwachungen und Sicherheits6.1.3
Steuereinrichtungen ausgerüstet. Zündung, Flammenüberwachung sowie das Ein- und Ausschalten erfolgen ohne
Einwirkung durch das Bedienungspersonal.
6.1.4
6.2
Die Feuerungswärmeleistung der Brenner muss automatisch geregelt werden.
Inspektionsöffnungen
Um eine visuelle Beobachtung der Zündeinrichtungen und der Hauptbrennerflammen zu ermöglichen, müssen
Stellen des Feuerraumes und der Brenner Inspektionsöffnungen vorgesehen werden. Wenn Austritt von heißen
Gasen möglich ist, sind Vorkehrungen zum Schutz von Personen vorzusehen.
6.3
Durchlüftung, An- und Abschalten
Vor jeder Inbetriebnahme der Feuerungsanlage müssen die Rauchgaszüge ausreichend durchlüftet werden. Der
Feuerraum und die Rauchgaswege müssen konstruktiv so gestaltet sein, dass eine wirksame Durchlüftung
sichergestellt ist. Die Betriebsanleitung des Feuerungsherstellers ist zu beachten.
6.4
Gemeinsamer Schornstein für mehrere Feuerungen
Rauchgasströme aus mehreren Feuerungen dürfen in gemeinsamen Kanälen oder Schornsteinen nur gemischt
werden, wenn die Möglichkeit der Zündung explosiver Mischungen ausgeschlossen ist.
6.5
Brennstoffe
Wenn verschiedene Brennstoffe gleichzeitig verbrannt werden, können erhöhte Sicherheitsmaßnahmen nötig
werden, vorzugsweise im Hinblick auf die Begrenzung der Wärmeleistung der Feuerungsanlage und richtige
Luftzuführung zu den einzelnen Brennstoffen.
Für nicht normgerechte handelsübliche flüssige oder gasförmige Brennstoffe können besondere Sicherheitsmaßnahmen notwendig werden.
8
EN 12953-7:2002 (D)
Anhang ZA
(informativ)
Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende Anforderungen
oder andere Vorgaben der EU-Richtlinie betreffen
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission
und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Anforderungen der
Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG.
WARNHINWEIS: Für Produkte, die in den Anwendungsbereich dieser Norm fallen, können weitere Anforderungen
und weitere EU-Richtlinien anwendbar sein.
Die folgenden Abschnitte in Tabelle ZA.1 dieser Norm sind geeignet, grundlegenden Sicherheitsanforderungen der
Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG zu unterstützen:
Tabelle ZA.1 — Gegenüberstellung zwischen EN 12953-7 und der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG im
Hinblick auf Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
EN 12953-7
harmonisierte
Abschnitte
Inhalt
Druckgeräte-Richtlinie
97/23/EG,
Anhang I
4.2.1, 4.2.2, 4.2.3, 4.2.6
entsprechende Festigkeit der Leitung
6
4.2.7
Abblasen aus Überdruckventil
2.3
4.2.4
Sicherheitsausrüstungen
2.10 (a)
4.1.1, 4.1.2, 4.3, 5, 6.1
begrenzte Betriebsparameter wie Wärmezufuhr,
Gefahr von Schäden durch Ablagerung
5 (a), (c)
6.3
gefährliche Ansammlungen
5 (e)
Die Übereinstimmung mit den Abschnitten dieser Norm ist eine Möglichkeit, die relevanten grundlegenden
Anforderungen der betreffenden Richtlinien und der zugehörigen EFTA-Vorschriften zu erfüllen.
9
EN 12953-7:2002 (D)
Literaturhinweise
EN 88, Druckregler für Gasgeräte für einen Eingangsdruck bis zu 200 mbar.
EN 161, Automatische Absperrventile für Gasbrenner und Gasgeräte.
EN 225, Ölzerstäubungsbrenner — Pumpen mit rotierender Welle und Außenantrieb — Abmessungen.
EN 226, Ölzerstäubungsbrenner — Anschlußmaße zwischen Brenner und Wärmeerzeuger.
EN 230, Ölzerstäubungsbrenner in Monoblockausführung — Einrichtungen für die Sicherheit, die Überwachung
und die Regelung sowie Sicherheitszeiten.
EN 264, Sicherheitsabsperreinrichtungen für Feuerungsanlagen mit flüssigen Brennstoffen — Sicherheitstechnische Anforderungen und Prüfung.
EN 287-1, Prüfung von Schweißern — Schmelzschweißen — Teil 1: Stahl.
EN 293, Öldruckzerstäuberdüsen — Mindestanforderungen, Prüfungen.
prEN 298, Feuerungsautomaten für Gasbrenner und Gasgeräte mit und ohne Gebläse.
EN 299, Öldruckzerstäuberdüsen — Prüfung der Sprühcharakteristik und des Winkels.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
EN 521, Festlegungen für Flüssiggasgeräte — Tragbare, mit Dampfdruck betriebene Flüssiggasgeräte.
EN 751-1, Dichtmittel für metallene Gewindeverbindungen in Kontakt mit Gasen der 1., 2. und 3. Familie und
Heißwasser — Teil 1: Anaerobe Dichtmittel.
EN 751-2, Dichtmittel für metallene Gewindeverbindungen in Kontakt mit Gasen der 1., 2. und 3. Familie und
Heißwasser — Teil 2: Nichtaushärtende Dichtmittel.
EN 751-3, Dichtmittel für metallene Gewindeverbindungen in Kontakt mit Gasen der 1., 2. und 3. Familie und
Heißwasser — Teil 3: Ungesinterte PTFE-Bänder.
EN 1044, Hartlöten — Lötzusätze.
prEN 50156-1:1997, Elektrische Ausrüstung
Anwendungsplanung und Errichtung.
von
Feuerungsanlagen
—
Teil 1: Bestimmung
für
die
ISO 7-1, Pipe threads where pressure-tight joints are made on the threads — Part 1: Dimensions, tolerances and
designation.
ISO 7-2, Pipe threads where pressure-tight joints are made on the threads — Part 2: Verification by means of limit
gauges.
ISO 228-1, Pipe threads where pressure-tight joints are not made on the threads — Part 1: Dimensions, tolerances
and designation.
ISO 228-2, Pipe threads where pressure-tight joints are not made on the threads — Part 2: Verification by means
of limit gauges.
ISO 3677, Filler metal for soft soldering, brazing and braze welding — Designation.
ISO 6976, Natural gas — Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe index from composition.
IEC 60529, Degrees of protection provided by enclosure (IP Code).
IEC 60730-2-5, Automatic electrical controls for household and similar use — Part 2-5: Particular requirements for
automatic electrical burner control systems.
10
April 2002
DEUTSCHE NORM
Großwasserraumkessel
Teil 8: Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen
Drucküberschreitung
Deutsche Fassung EN 12953-8:2001
EN 12953-8
ICS 27.060.30; 27.100
Shell boilers — Part 8: Requirements for safeguards against excessive
pressure;
German version EN 12953-8:2001
Chaudières à tubes de fumée — Partie 8: Exigences pour la protection
vis-à-vis des excès de pression;
Version allemande EN 12953-8:2001
Die Europäische Norm EN 12953-8:2001 hat den Status einer Deutschen Norm.
Nationales Vorwort
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Deutsche Norm enthält die Deutsche Fassung der Europäischen Norm EN 12953-8:2001 „Großwasserraumkessel — Teil 8: Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung“.
Die Europäische Norm wurde vom CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut für Normung e. V. ist
der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss GA 269 „Dampfkessel“ des Normenausschusses
Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Für den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des
Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die
Verweisung auf die jeweils neueste gültige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.
Für den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in
Bezug genommene Ausgabe der Norm.
Fortsetzung 7 Seiten EN
Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD) im DIN Deutsches Institut für Normung e. V.
© DIN Deutsches Institut für Normung e.V. . Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise,
nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet.
Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
Ref. Nr. DIN EN 12953-8:2002-04
Preisgr. 07
Vertr.-Nr. 2307
EN 12953-8
EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
November 2001
ICS 27.060.30; 27.100
Deutsche Fassung
Großwasserraumkessel
Teil 8: Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung
Shell boilers —
Part 8: Requirements for safeguards against excessive
pressure
Chaudières à tubes de fumée —
Partie 8: Exigences pour la protection vis-à-vis des excès
de pression
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 7. September 2001 angenommen.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen
dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen
dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage
erhältlich.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,
die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem ManagementZentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,
Island, Italien, Luxemburg, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, der Tschechischen Republik und
dem Vereinigten Königreich.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
Management-Zentrum: rue de Stassart, 36
© 2001 CEN
B-1050 Brüssel
Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 12953-8:2001 D
EN 12953-8:2001 (D)
Inhalt
Seite
Vorwort........................................................................................................................................................................ 3
1
Anwendungsbereich ..................................................................................................................................... 4
2
Normative Verweisungen ............................................................................................................................. 4
3
Begriffe........................................................................................................................................................... 4
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
Anforderungen .............................................................................................................................................. 4
Allgemeine Anforderungen für Sicherheitseinrichtungen (Druckentlastungseinrichtungen).............. 4
Abblaseleistung............................................................................................................................................. 5
Einstelldrücke................................................................................................................................................ 5
Querschnitte, Druckverluste in der Zuleitung bei Sicherheitsventilen nach prEN ISO 4126-1............. 5
Abblaseleitungen .......................................................................................................................................... 6
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Anhang ZA (informativ) Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende
Sicherheitsanforderungen oder andere Vorgaben der Druckgeräte-Richtlinie betreffen ..................... 7
2
EN 12953-8:2001 (D)
Vorwort
Diese Europäische Norm wurde vom Technischen Komitee CEN /TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird, erarbeitet.
Dieser Europäischen Norm muss der Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung eines identischen Textes oder durch Anerkennung spätestens bis zum Mai 2002, und etwaige entgegenstehende
nationale Normen müssen spätestens bis zum Mai 2002 zurückgezogen werden.
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission
und der Europäische Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Anforderungen der
EU-Richtlinie(n).
Für den Zusammenhang mit der/den EU-Richtlinie(n) siehe informativen Anhang ZA, der Bestandteil dieser Norm
ist.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die Europäische Normenreihe EN 12953 über Großwasserraumkessel besteht aus den folgenden Teilen:
Teil 1:
Allgemeines
Teil 2:
Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör
Teil 3:
Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile
Teil 4:
Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile
Teil 5:
Prüfung während der Herstellung; Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile
Teil 6:
Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel
Teil 7:
Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel
Teil 8:
Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung
Teil 9:
Anforderungen an Begrenzungseinrichtungen sowie Sicherheitsstromkreise an Kessel und Zubehör
Teil 10: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität
Teil 11: Abnahmeversuche
Teil 12: Anforderungen an Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel
Teil 13: Betriebsanleitungen
Teil 14: Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation (TR)
Obwohl alle Teile der Norm einzeln erworben werden können, muss bedacht werden, dass die Teile voneinander
abhängig sind. Deshalb werden für Konstruktion und Herstellung der Großwasserraumkessel mehrere Teile benötigt, um die Anforderungen der Europäischen Norm zu erfüllen.
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Länder
gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich,
Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden,
Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik und das Vereinigte Königreich.
3
EN 12953-8:2001 (D)
1
Anwendungsbereich
Diese Norm legt die Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung für Großwasserraumkessel, wie in EN 12953-1 definiert, fest.
2
Normative Verweisungen
Diese Europäische Norm enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind
nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen nur zu
dieser Europäischen Norm, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung eingearbeitet sind. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschließlich Änderungen).
EN 12953-1, Großwasserraumkessel — Teil 1: Allgemeines.
EN 12953-6, Großwasserraumkessel — Teil 6: Anforderungen an die Ausrüstung.
prEN ISO 4126-1, Sicherheitseinrichtungen gegen unzulässigen Überdruck — Teil 1: Sicherheitsventile.
3
Begriffe
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Für die Anwendung dieser Europäischen Norm gelten die Begriffe in EN 12953-1 und EN 12953-6.
4
Anforderungen
4.1
Allgemeine Anforderungen für Sicherheitseinrichtungen (Druckentlastungseinrichtungen)
4.1.1 Jeder Kessel mit Ausnahme von Kesseln in offenen Heißwassererzeugungsanlagen muss mit mindestens
einer Sicherheitseinrichtung gegen unzulässigen Überdruck ausgerüstet sein (siehe 4.2), die für die zulässige
Dampfleistung bemessen ist. Die Sicherheitseinrichtung muss mit prEN ISO 4126-1 übereinstimmen. Bei Dampferzeugern ist ein Warmtest am Kessel durchzuführen.
Zusätzlich ist jeder Überhitzer mit mindestens einer Sicherheitseinrichtung am Austritt zu versehen. Die Abblaseleistung dieser Sicherheitseinrichtung muss mindestens 25 % der Kesselabblaseleistung betragen. Diese Anforderung darf im Fall von nicht isolierbaren Überhitzern entfallen, wenn die maximale zu erwartende Metalltemperatur
nicht über der Auslegungstemperatur liegt.
ANMERKUNG
Sicherheitsventile an Heißwassererzeugern ohne Dampfraum sollten proportional zum Druckanstieg öffnen.
4.1.2 Ist ein Kessel mit einem integrierten Überhitzer ohne dazwischenliegendem Absperrventil versehen, so
kann die Leistung der am Überhitzer angebrachten Sicherheitseinrichtungen als Teil der zum Dampferzeuger gehörenden Abblaseleistung betrachtet werden. Wird ein dazwischenliegendes Absperrventil vorgesehen, dürfen die
Sicherheitseinrichtungen nicht berücksichtigt werden.
4.1.3 Zwischen dem Kessel und den Sicherheitseinrichtungen oder zwischen den Sicherheitseinrichtungen und
der Abblasestelle dürfen keine Absperreinrichtungen vorhanden sein.
4.1.4 Wird ein Vorwärmer (Economiser) mit einem zwischen ihm und dem Kessel liegenden Absperrventil versehen, ist auf dem Vorwärmer eine Sicherheitseinrichtung erforderlich. Die Abblaseleistung dieser Sicherheitseinrichtung darf bei der Bemessung der Abblaseleistung des Kessel nicht berücksichtigt werden.
Ist eine Sicherheitseinrichtung für einen Vorwärmer (Economiser) erforderlich, ist sie auf der Basis der Wärmeleistung des Economisers zu berechnen.
4.1.5
4
Sicherheitsventilsitze mit Innendurchmesser unter 15 mm dürfen nicht verwendet werden.
EN 12953-8:2001 (D)
4.1.6 Sicherheitsventile müssen mit Anhebevorrichtungen bei einem Druck unterhalb des Schließdrucks geöffnet
werden können.
4.2
4.2.1
Abblaseleistung
Dampferzeuger
Die bescheinigte Abblaseleistung der zum Dampferzeuger gehörenden Sicherheitseinrichtung darf nicht kleiner
sein als die zulässige Dampferzeugung.
Die Berechnung der Abblaseleistung der Sicherheitseinrichtung in Bezug auf die Dampfzustände, für die keine bescheinigte Abblaseleistung verfügbar ist, muss mit prEN ISO 4126-1 übereinstimmen und darf nicht kleiner sein als
die zulässige Dampferzeugung.
Ungeachtet der hier festgelegten Anforderungen für Sicherheitseinrichtungen müssen die an jedem Kessel (einschließlich nicht absperrbarer Überhitzer und/oder Speisewasservorwärmer) angebrachten Sicherheitseinrichtungen in der Lage sein, den Dampf bei der zulässigen Dampfleistung abzublasen, ohne dass der Druck um mehr
als 10 % über den zulässigen Betriebsüberdruck des Kessels ansteigt.
4.2.2
Heißwassererzeuger
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Bei der Bemessung der Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung bei Heißwassererzeugern ist bei
unter Wasserdruck stehenden Ventilen Dampfausströmung bei dem Sattdampfzustand anzunehmen, der der Einstellung des Sicherheitsventils entspricht.
Die Sicherheitseinrichtungen müssen so bemessen sein, dass der der zulässigen Wärmeleistung entsprechende
Dampfstrom abgeführt werden kann, ohne dass dabei der zulässige Betriebsdruck des Heißwassererzeugers um
mehr als 10 % überschritten wird.
Alternativ hierzu können im Falle von Heißwassererzeugern, die mit Öl- oder Gasfeuerung ausgerüstet sind, die
Sicherheitsventile für die maximal mögliche Volumenausdehnung des Wassers und für den beim zulässigen Betriebsdruck von der Speiseeinrichtung zu fördernden Wasserstrom ausgelegt werden, wenn durch jeweils zwei
Druck- und Temperaturbegrenzer bei Überschreiten der entsprechenden Grenzwerte die Feuerung abgeschaltet
und verriegelt wird.
4.3
Einstelldrücke
Die Sicherheitseinrichtung muss auf einen Ansprechdruck eingestellt werden, der nicht höher als der zulässige Betriebsüberdruck des Kessels ist.
Werden mehrere Sicherheitseinrichtungen vorgesehen, können die Einstelldrücke so festgelegt werden, dass ein
aufeinander folgendes Öffnen möglich ist, wobei mindestens eine Sicherheitseinrichtung beim Erreichen des zulässigen Betriebsüberdrucks ansprechen muss. Die Anforderungen von 4 bleiben hiervon unberührt.
4.4
Querschnitte, Druckverluste in der Zuleitung bei Sicherheitsventilen nach prEN ISO 4126-1
Der Querschnitt der Zuleitung darf nicht kleiner sein als der Eintrittsquerschnitt des Sicherheitsventils.
Direkt wirkende Sicherheitsventile sind senkrecht einzubauen. Die Zuleitung sollte möglichst kurz und gerade sein.
Der Druckverlust in der Zuleitung darf beim größten abgeführten Massenstrom 3 % der Druckdifferenz zwischen
dem Ansprechdruck und dem Fremdgegendruck nicht überschreiten. Voraussetzung für eine ungestörte Funktion
bei diesem Druckverlust ist, dass die Schließdruckdifferenz (Differenz zwischen Ansprech- und Schließdruck) des
eingebauten Sicherheitsventils mindestens 5 % beträgt. Bei kleinerer Schließdruckdifferenz als 5 % muss der
Unterschied zwischen Druckverlust in der Zuleitung- und Schließdruckdifferenz mindestens 2 % der Druckdifferenz
zwischen Ansprechdruck und Fremdgegendruck betragen.
5
EN 12953-8:2001 (D)
4.5
Abblaseleitungen
Die Abblaseeinrichtung ist so auszulegen und zu installieren, dass der erforderliche Massenstrom durch die
Sicherheitseinrichtung nicht beeinträchtigt wird.
Der Querschnitt der Abblaseleitung darf nicht kleiner als der Austrittsquerschnitt des Sicherheitsventils sein.
Der Durchmesser und die Länge der Abblaseleitungen, der Krümmer, der Schalldämpfer etc. bestimmen die Höhe
des Eigengegendruckes. Diese Teile sind so zu bemessen und auszulegen, dass der vom Hersteller für das
Sicherheitsventil angegebene zulässige Gegendruck nicht überschritten wird.
Sicherheitseinrichtungen sind gegen schädliche äußere Einflüsse, z. B. Witterungseinflüsse, die funktionshemmend sein können, zu schützen. Übertragungen von Vibrationen auf die Sicherheitseinrichtung sind ebenfalls
zu vermeiden.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Abblaseleitungen von Sicherheitseinrichtungen müssen das austretende Medium gefahrlos ableiten. Im Abblassystem darf sich kein Wasser ansammeln können. Falls Gefahr des Einfrierens besteht, muss die Leitung entsprechend geschützt sein. Die Leitungen müssen unter Berücksichtigung der örtlichen Betriebsverhältnisse so
bemessen und ausgelegt sein, dass die statischen, dynamischen (Reaktionskräfte) und thermischen Beanspruchungen sicher aufgenommen werden können.
6
EN 12953-8:2001 (D)
Anhang ZA
(informativ)
Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende
Sicherheitsanforderungen oder andere Vorgaben
der Druckgeräte-Richtlinie betreffen
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission
und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Sicherheitsanforderungen der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG im Hinblick auf Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen
Drucküberschreitung.
WARNHINWEIS: Für Produkte, die in den Anwendungsbereich dieser Norm fallen, können weitere Anforderungen
und weitere EU-Richtlinien anwendbar sein.
Tabelle ZA.1 — Gegenüberstellung von Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG und EN 12953-8
im Hinblick auf die Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung
für Großwasserraumkessel
EN 12953-8
harmonisierte
Abschnitte
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
4
4.2
4.5,
5. Absatz
Inhalt
Einrichtungen zur Druckbegrenzung
Drucküberschreitung
Gefährliches Abblasen aus Überdruckventilen
DruckgeräteRichtlinie 97/23/EG
Anhang I
2.11.2
7.3
2.3,
2. Einrückung
Die Übereinstimmung mit den Abschnitten dieser Europäischen Norm ist eine Möglichkeit, die relevanten grundlegenden Sicherheitsanforderungen der betreffenden Richtlinie und der zugehörigen EFTA-Vorschriften zu erfüllen.
7
Dezember 2003
DEUTSCHE NORM
Großwasserraumkessel
Teil 10: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität
Deutsche Fassung EN 12953-10:2003
EN 12953-10
ICS 13.060.25; 27.060.30; 27.100
Shell boilers — Part 10: Requirements for feedwater and boiler water
quality; German version EN 12953-10:2003
Chaudières à tubes de fumée — Partie 10: Exigences relatives à
la qualité de l‘eau d‘alimentation et de l‘eau en chaudière;
Version allemande EN 12953-10:2003
Die Europäische Norm EN 12953-10:2003 hat den Status einer Deutschen Norm.
Nationales Vorwort
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Deutsche Norm enthält die Deutsche Fassung der Europäischen Norm EN 12953-10:2003 „Großwasserraumkessel — Teil 10: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität“.
Die Europäische Norm wurde vom CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut für Normung e. V. ist
der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss GA 269 „Dampfkessel“ des Normenausschusses
Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Für den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe
des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht
sich die Verweisung auf die jeweils neueste gültige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.
Für den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in
Bezug genommene Ausgabe der Norm.
Fortsetzung 13 Seiten EN
Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD)
im DIN Deutsches Institut für Normung e. V.
© DIN Deutsches Institut für Normung e.V. . Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise,
nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet.
Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
Ref. Nr. DIN EN 12953-10:2003-12
Preisgr. 09
Vertr.-Nr. 2309
EN 12953-10
EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
September 2003
ICS 13.060.25; 27.060.30; 27.100
Deutsche Fassung
Großwasserraumkessel – Teil 10: Anforderungen an die
Speisewasser- und Kesselwasserqualität
Shell boilers – Part 10: Requirements for feedwater and
boiler water quality
Chaudières à tubes à fumée – Partie 10: Exigences
relatives à la qualité de l'eau d'alimentation et de l'eau en
chaudière
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 4. August 2003 angenommen.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen
dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen
dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage
erhältlich.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,
die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem ManagementZentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,
Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, der Slowakei, Spanien, der
Tschechischen Republik, Ungarn und dem Vereinigten Königreich.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
Management-Zentrum: rue de Stassart, 36
© 2003 CEN
B-1050 Brüssel
Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 12953-10:2003 D
EN 12953-10:2003 (D)
Inhalt
Seite
Vorwort........................................................................................................................................................................ 3
1
Anwendungsbereich..................................................................................................................................... 4
2
Normative Verweisungen ............................................................................................................................. 4
3
Begriffe........................................................................................................................................................... 5
4
Konditionierung............................................................................................................................................. 5
5
Anforderungen .............................................................................................................................................. 6
6
6.1
6.2
6.3
Überprüfung der chemischen Zusammensetzung .................................................................................. 10
Allgemeines ................................................................................................................................................. 10
Probenahme................................................................................................................................................. 11
Probenahmestellen ..................................................................................................................................... 11
7
7.1
7.2
7.3
Analyse......................................................................................................................................................... 11
Allgemeines ................................................................................................................................................. 11
Sichtkriterien ............................................................................................................................................... 11
Analysenverfahren ...................................................................................................................................... 12
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Literaturhinweise...................................................................................................................................................... 13
2
EN 12953-10:2003 (D)
Vorwort
Dieses Dokument (EN 12953-10) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird.
Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung eines
identischen Textes oder durch Anerkennung bis März 2004, und etwaige entgegenstehende nationale Normen
müssen bis März 2004 zurückgezogen werden.
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Die Europäische Normenreihe EN 12953 über „Großwasserraumkessel“ besteht aus folgenden Teilen:
Teil 1:
Allgemeines.
Teil 2:
Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör.
Teil 3:
Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile.
Teil 4:
Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile.
Teil 5:
Prüfung während der Herstellung; Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile.
Teil 6:
Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel.
Teil 7:
Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel.
Teil 8:
Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung.
Teil 9:
Anforderungen an Begrenzungseinrichtungen an Kessel und Zubehör.
Teil 10: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität.
Teil 11: Abnahmeversuche.
Teil 12: Anforderungen an Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel.
Teil 13: Betriebsanleitungen.
CR 12953-14: Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation.
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Länder
gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich,
Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden,
Schweiz, Slowakei, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn und Vereinigtes Königreich.
3
EN 12953-10:2003 (D)
1
Anwendungsbereich
Dieser Teil von dieser Europäischen Norm gilt für alle Großwasserraumkessel wie in EN 12953-1 definiert, die
durch die Verbrennung einer oder mehrerer Brennstoffe oder durch heiße Gase zum Zwecke der Erzeugung von
Dampf und/oder Heißwasser beheizt werden.
Dieser Teil dieser Europäischen Norm gilt für den Bereich zwischen Speisewassereintritt und Dampfaustritt des
Dampferzeugers. Die Qualität des erzeugten Dampfes liegt außerhalb des Geltungsbereichs dieser Norm.
Dieser Teil dieser Europäischen Norm zielt darauf ab sicherzustellen, dass sich der Kessel mit einem geringen
Risiko für Personal, den Kessel selbst und die damit verbundenen Kesselanlagenteile betreiben lässt.
ANMERKUNG 1
Dieser Teil von dieser Europäischen Norm zielt nicht darauf ab, einen optimalen wirtschaftlichen Betrieb zu
erzielen. Aus bestimmten Gründen kann es zweckmäßiger sein, die chemischen Eigenschaften zu optimieren, um:
—
den Wärmewirkungsgrad zu verbessern;
—
die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Anlage zu erhöhen;
—
die Dampfreinheit zu erhöhen;
—
die Wartungskosten – Ausbesserung, chemische Reinigung usw. zu reduzieren.
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Dieser Teil dieser Europäischen Norm legt die Mindestanforderungen für die spezifischen Wasserarten zur Reduzierung des Korrosionsrisikos, der Schlammausscheidung oder Bildung von Ablagerungen fest, die zu Schäden, Aufreißen oder anderen Betriebsproblemen führen können.
ANMERKUNG 2
Dieser Teil dieser Europäischen Norm wurde auf der Annahme erstellt, dass der Anwender dieser Europäischen Norm ausreichende Kenntnisse über den Bau und Betrieb von Kesseln sowie über ein entsprechendes Verständnis
der Wasser- und Dampfchemie verfügt.
2
Normative Verweisungen
Diese Europäische Norm enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind
nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen dieser
Publikationen nur zu dieser Europäischen Norm, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung eingearbeitet sind.
Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschließlich
Änderungen).
EN 12953-1:2002, Großwasserraumkessel — Teil 1: Allgemeines.
EN ISO 9963-1, Water quality — Determination of alkalinity — Part 1: Determination of total and composite
alkalinity (ISO 9963-1:1994).
ISO 5667-1, Water quality — Sampling — Part 1: Guidance on the design of sampling programmes.
ISO 5667-3, Water quality — Sampling — Part 3: Guidance on the preservation and handling of samples.
ISO 5814, Water quality — Determination of dissolved oxygen — Electrochemical probe method.
ISO 6059, Water quality — Determination of the sum of calcium and magnesium — EDTA titrimetric method.
ISO 6332, Water quality — Determination of iron — Spectrometric method using 1,10-phenanthroline.
ISO 6878, Water quality — Spectrometric determination of phosphorus using ammonium molybdate.
ISO 7888, Water quality — Determination of electrical conductivity.
ISO 8245, Water quality — Guidelines for the determination of total organic carbon (TOC) and dissolved organic
carbon (DOC).
4
EN 12953-10:2003 (D)
ISO 8288, Water quality — Determination of cobalt, nickel, copper, zinc, cadmium and lead — Flame atomic
absorption spectrometric methods.
ISO 9964-1, Water quality — Determination of sodium and potassium — Part 1: Determination of sodium by atomic
absorption spectrometry.
ISO 9964-2, Water quality — Determination of sodium and potassium — Part 2: Determination of potassium by
atomic absorption spectrometry.
ISO 10523, Water quality — Determination of pH.
3
Begriffe
Für die Anwendung von diesem Teil von dieser Europäischen Norm gelten die in EN 12953-1:2002 angegebenen
und die folgenden Begriffe:
3.1
direkte Leitfähigkeit
die direkt gemessene Leitfähigkeit von Wasser
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3.2
Säureleitfähigkeit
die Leitfähigkeit von Wasser, gemessen in Form der Wasserstoffionenkonzentration bei kontinuierlichem Durchfluss hinter einem starksauren Kationenaustauscher
3.3
Zusatzwasser
Wasser zum Ausgleich von Wasser- und Dampfverlusten im System
3.4
Speisewasser
Mischung aus zurückgeführtem Kondensat und/oder Zusatzwasser, die in den Kessel eingespeist wird
3.5
entsalztes Speisewasser
Wasser mit einem Elektrolytgehalt, entsprechend einer Leitfähigkeit von 0,2 µS/cm und einem Kieselsäuregehalt
(SiO2) < 0,02 mg/l
3.6
Kesselwasser
Wasser innerhalb eines Kessels mit Natur- oder Zwangsumlauf
3.7
Einspritzkühlerwasser
Wasser zum Einspritzen zwecks Dampftemperaturregelung
4
Konditionierung
Bestimmte Speise- und Kesselwassereigenschaften müssen durch Behandlung mit Chemikalien verbessert werden.
Diese Konditionierung kann beitragen:
zur Unterstützung der Bildung von Magnetitschichten oder anderer Oxidschutzschichten;
zur Verringerung der Korrosion durch Optimierung des pH-Wertes;
zur Stabilisierung der Härte oder zur Verhinderung oder Minimierung von Kesselstein;
zum Erreichen chemischer Restsauerstoffbindung;
5
EN 12953-10:2003 (D)
zur Entwicklung besonderer Schichten mit Schutzeffekt durch Filmbildung auf metallischen Oberflächen.
Herkömmliche Konditionierungsmittel beinhalten z. B. Natrium- und Kaliumhydroxid, Natriumphosphat, Natriumsulfit,
Ammoniak und Hydrazin.
Die abgestimmte Konditionierung mit Phosphat kann auch für die Steuerung des pH-Wertes des Kesselwassers
vorteilhaft sein.
ANMERKUNG 1
Die Nutzung einiger dieser Chemikalien kann in einzelnen Ländern beschränkt sein.
Jedoch sind auch organische Konditionierungsmittel seit Jahren im Gebrauch. Werden organische Konditionierungsmittel verwandt, sind die einzusetzenden Mengen und Verfahren sowie die Analysevorschriften vom Lieferer der
chemischen Erzeugnisse zu spezifizieren.
ANMERKUNG 2
Aufgrund der Geometrie von Großwasserraumkesseln können Spannungen und/oder Risse entstehen,
z. B. an Schweiß- oder Walzverbindungen zwischen Flammrohren und Rohrbacken. Durch die Verdampfung erfolgt eine
Konzentration der gelösten nichtflüchtigen Bestandteile des Kesselwassers (Salze, feste Konditionierungsmittel). Unter diesen
Bedingungen kann eine örtliche Alkalikonzentration entstehen, die zur Spannungsrisskorrosion führt. Daher ist bei nur geringfügig gepuffertem Speisewasser mit einer Leitfähigkeit von < 30 µS/cm Natriumhydroxid als Alkalisierungsmittel nur zulässig,
wenn der empfohlene pH-Bereich mit Natriumphosphat allein nicht erreicht werden kann. Dabei ergeben sich bei niedrigem
Natriumhydroxidgehalt plötzliche Schwankungen des pH-Wertes.
5
Anforderungen
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
5.1 Die Werte für die maximal zulässige Konzentration einer Reihe von Verunreinigungen und die maximale
und minimale Konzentration von chemischen Mitteln, die zugesetzt werden, um Korrosion, Schlammbildung
(Eindickung) und Ablagerungen zu verhindern, müssen den Angaben der Tabellen 5-1 und 5-2 und der Bilder 5-1
und 5-2 entsprechen.
6
EN 12953-10:2003 (D)
Tabelle 5-1 — Speisewasser für Dampfkessel (mit Ausnahme von Einspritzwasser) und Heißwasserkessel
Parameter
Betriebsdruck
Aussehen
—
Leitfähigkeit bei 25 °C
Einheit
bar
(= 0,1 MPa)
Speisewasser für Dampfkessel
mit Feststoffgehalt
> 0,5 bis 20
Zusatzwasser
für Heißwasserkessel
> 20
—
klar, frei von Schwebstoffen
µS/cm
siehe Tabelle 5-2
Gesamtbereich
—
> 9,2b
> 9,2b
> 7,0
mmol/l
< 0,01c
< 0,01
< 0,05
Eisen (Fe)
mg/l
< 0,3
< 0,1
< 0,2
Kupfer (Cu)
mg/l
< 0,05
< 0,03
< 0,1
Kieselsäure (SiO2)
mg/l
Sauerstoff (O2)
mg/l
< 0,05d
< 0,02
—
Öl/Fett
mg/l
<1
<1
<1
pH-Wert bei 25 °Ca
Gesamthärte (Ca + Mg)
Organische Substanzen
—
nicht festgelegt, nur Anhaltswerte für
Kesselwasser relevant, siehe Tabelle 5-2
—
siehe Fußnotee
a Bei Kupferlegierungen im System muss der pH-Wert im Bereich 8,7 bis 9,2 gehalten werden.
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b Mit enthärtetem Wasser > 7,0 unter Berücksichtigung des pH-Wertes des Kesselwasser nach Tabelle 5-2.
c Bei Betriebsdrücken < 0,5 MPa ist eine Gesamthärte von 0,05 mmol/l zulässig.
d Beschränkt auf kontinuierlichen Betrieb und/oder unter Einsatz eines Speisewasservorwärmers; bei intermittierendem
Betrieb oder Betrieb ohne Entgaser sind Filmbildner und/oder überschüssige Sauerstoffbindemittel zu benutzen.
e Allgemein sind organische Substanzen Mischungen von verschiedenen Verbindungen. Die Zusammensetzung solcher
Mischungen und das Verhalten ihrer Komponenten unter den Bedingungen des Kesselbetriebs sind schwer vorherzusehen. Organische Substanzen können sich zu Kohlensäure oder anderen sauren Produkten zersetzen, die die
Säureleitfähigkeit erhöhen und Korrosion und Ablagerungen verursachen. Sie können ebenso zu Schaum- und/oder
Belagbildung führen, die so gering wie möglich zu halten sind.
7
EN 12953-10:2003 (D)
Tabelle 5-2 — Kesselwasser für Dampf- und Heißwasserkessel
Kesselwasser für Dampfkessel
Parameter
Betriebsdruck
Aussehen
Leitfähigkeit bei 25 °C
pH-Wert bei 25 °C
Säurekapazität bis pH 8.2
bar
(= 0,1MPa)
> 0,5 bis 20
Speisewasserleitfähigkeit ≤ 30 µS/cm
Kesselwasser
für Heißwasserkessel
> 0,5
Gesamtbereich
> 20
klar, kein stabiler Schaum
µS/cm
< 6 000a
siehe Bild 5-1a
< 1 500
< 1 500
—
10,5 bis 12,0
10,5 bis 11,8
10,0 bis 11,0b, c
9,0 bis 11,5d
mmol/l
1 bis 15a
1 bis 10a
0,1 bis 1,0c
<5
mg/l
Phosphat (PO4)e
mg/l
8
Speisewasserleitfähigkeit
> 30 µS/cm
—
Kieselsäure (SiO2)
Organische Substanzen
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Einheit
—
druckabhängig, nach Bild 5-2
10 bis 30
10 bis 30
siehe Fußnotef
6 bis 15
—
—
—
a
Mit Überhitzer sind 50 % des angegebenen oberen Wertes als maximaler Wert zu betrachten.
b
Grundeinstellung des pH-Wertes durch Einspritzen von Na3PO4, zusätzlich NaOH-Einspritzung nur, wenn der pH-Wert < 10 beträgt.
c
Beträgt die Leitfähigkeit des Kesselspeisewassers hinter stark saurem Kationenaustauscher < 0,2 µS/cm und seine Na + K-Konzentration
< 0,010 mg/l, ist eine Phosphateinspritzung nicht erforderlich; alternativ dazu kann AVT-Fahrweise (Konditionierung mit flüchtigen Alkalisierungsmitteln, pH-Wert des Speisewassers pH ≥ 9,2 und pH-Wert des Kesselwassers pH ≥ 8,0) angewandt werden. In diesem Fall muss die
Leitfähigkeit hinter stark saurem Kationenaustauscher < 5 µS/cm betragen.
d
Sind NE-Werkstoffe, z. B. Aluminium, im System vorhanden, können sie einen niedrigeren pH-Wert und eine niedrigere Leitfähigkeit erforderlich machen, jedoch hat der Schutz des Kessels Vorrang.
e
Wird Phosphat verwendet, sind unter Berücksichtigung aller anderen Werte höhere PO4-Konzentrationen zulässig, z. B. mit ausgeglichener
oder koordinierter Phosphatbehandlung (siehe auch Abschnitt 4).
f
Siehe e in Tabelle 5-1.
EN 12953-10:2003 (D)
Legende
1 Direkte Leitfähigkeit
2 Betriebsdruck
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Bild 5-1 — Maximal zulässige direkte Leitfähigkeit des Kesselwassers in Abhängigkeit des Drucks;
Speisewasser-Leitfähigkeit > 30 µS/cm
Legende
1 Kieselsäuregehalt (SiO2)
2 Betriebsdruck
a
Diese Ebene der Alkalinität ist nicht zulässig > 20 bar
b
Alkalinität in mmol/l
Bild 5-2 — Maximal zulässiger Kieselsäuregehalt (SiO2) des Kesselwassers in Abhängigkeit vom Druck
9
EN 12953-10:2003 (D)
5.2 Die Betriebsbedingungen eines Kessels, die Auswahl bestimmter Werkstoffe oder einer speziellen Konstruktion können einige der in den Tabellen angegebenen Parameter weiter einschränken oder den Ratschlag eines
Spezialisten erforderlich machen, um neue Kontrollparameter festzulegen. Solche Sonderbetrachtungen umfassen:
beheizte Spalten und/oder beheizte Phasengrenzen;
Betrieb bei Drücken weit unter dem Auslegungswert;
andere Werkstoffe als C-Stahl, z. B. nichtrostender Stahl.
Einspritzkühlerwasser zur Regelung der Dampftemperatur muss salzfreies Speisewasser und/oder nicht verunreinigtes Speisewasser sein, dem nur flüchtige Chemikalien zudosiert werden. Es darf die erforderliche Qualität
des Dampfes nicht beeinträchtigen.
Die Verwendung von Dampf oder Heißwasser kann weitere Einschränkungen erforderlich machen. Falls z. B. in
der Nahrungsmittel- oder pharmazeutischen Industrie angewandt oder bei Dampfturbineneinspeisung können
spezielle Qualitätsanforderungen erforderlich werden. Die strengste Anforderung des einzelnen Anwendungsfalls
muss eingehalten werden.
5.3 Die angegebenen Werte gelten für Dauerbetrieb. Während des Anfahrens, Abfahrens oder wesentlicher
betrieblicher Änderungen können einige Werte kurzzeitig in begrenztem Umfang vom Normalwert abweichen,
abhängig von den Betriebsparametern und der Art des Kessels. Dieser Umfang der Abweichungen ist vom
Hersteller anzugeben.
Die Werte sollten baldmöglichst wieder innerhalb der Grenzen für Dauerbetrieb liegen.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Wenn die angegebenen Werte bei Dauerbetrieb abweichen, kann dies zurückzuführen sein auf:
mangelhafte Behandlung des Zusatzwassers;
unzureichende Speisewasserkonditionierung;
Kontaminierung des Wassers durch Eindringen von Verunreinigungen aus anderen Systemen, z. B. Kondensatoren, Wärmeüberträgern;
fortschreitende Korrosion bestimmter Anlagenteile.
Geeignete Änderungen sind sofort zur Wiederherstellung des korrekten Betriebs durchzuführen. So darf z. B. zum
Einspeisen rückgeführtes Kondensat die Speisewasserqualität nicht beeinflussen und muss gegebenenfalls aufbereitet werden.
Die chemische Zusammensetzung des Kesselwassers in Trommelkesseln kann sowohl durch dosiertes Einbringen
von festgelegten Chemikalien als auch durch kontinuierliche oder diskontinuierliche Abschlämmung eines Teils des
Wasservolumens überwacht werden. Dies muss derart erfolgen, dass sowohl gelöste als auch suspendierte Verunreinigungen beseitigt werden können.
6
6.1
Überprüfung der chemischen Zusammensetzung
Allgemeines
Zur Sicherstellung geeigneter chemischer Bedingungen sind die Qualitätsparameter auf kontinuierlicher und/oder
periodischer Basis zu überprüfen.
Das Speise-, Kessel- und Einspritzwasser in Dampfkesseln und das Kesselwasser in Heißwasserkesseln ist auf
die relevanten Parameter (pH-Wert, direkte Leitfähigkeit, Säureleitfähigkeit, Härte und Sauerstoffgehalt oder Gehalt
an Sauerstoffbindemittel) zu überprüfen.
Die Häufigkeit solcher Überprüfungen muss nach den Anforderungen des Herstellers, Betreibers und der entsprechenden Behörden erfolgen.
ANMERKUNG
Durch Verwendung zuverlässiger kontinuierlich registrierender Analysegeräte kann die Häufigkeit manueller
Überprüfungen der Wasserqualität reduziert werden.
10
EN 12953-10:2003 (D)
6.2
Probenahme
Die Probenahme von Wasser und Dampf aus dem Kesselsystem ist nach ISO 5667-1 und die Vorbereitung und
Handhabung der Proben nach ISO 5667-3 durchzuführen.
6.3
Probenahmestellen
Probenahmestellen sind an repräsentativen Positionen im Systems vorzusehen.
Typische Probenahmestellen sind:
Kesselspeisewassereintrittsventil;
Kesselwasser von einem Fallrohr oder einer kontinuierlichen Abschlämmleitung;
Zusatzwasser nach der Zusatzwasseraufbereitungsauflage oder den Lagertanks;
Kondensat am Austritt des Kondensators, sofern vorhanden; andernfalls ist die Probe so nah wie möglich am
Speisewassertank zu entnehmen.
7
Analyse
7.1
Allgemeines
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Der Nachweis der Übereinstimmung mit den in Tabellen 5-1 bis 5-2 angegebenen Werten hat, wenn möglich,
durch Analysen nach 7.3 zu erfolgen.
Werden die Analysen nach anderen Normen oder mittels indirekter Methoden durchgeführt, sind die Methoden zu
kalibrieren.
ANMERKUNG 1
Bei einigen Wasserarten kann die Menge an gelösten Stoffen anhand der Leitfähigkeit abgeschätzt werden.
Darüber hinaus besteht eine Korrelation zwischen dem pH-Wert und beiden Leitfähigkeiten.
ANMERKUNG 2
Zur ständigen Überwachung der wichtigsten Parameter sollten Kontrollinstrumente eingebaut werden. Regelmäßige Laborkontrollen sind wesentlich und manchmal die einzig mögliche Prüfung.
7.2
Sichtkriterien
Änderungen im Aussehen des Wassers bezüglich Schwebstoffe/Farbe oder Schaum können ein Anzeichen dafür
sein, dass unkontrollierte Veränderungen in der Anlage stattgefunden haben oder stattfinden werden.
11
EN 12953-10:2003 (D)
7.3
Analysenverfahren
Die Überprüfung der Parameter muss nach den folgenden Normen erfolgen:
Säurekapazität
Leitfähigkeit
Kupfer
Eisen
Sauerstoff
pH-Wert
Phosphat
Kalium
Kieselsäure
Natrium
TOC2)
Gesamthärte als Ca + Mg
EN ISO 9963-1
ISO 7888
ISO 8288
ISO 6332
ISO 5814
ISO 10523
ISO 6878-1
ISO 9964-2
1)
ISO 9964-1
ISO 8245
ISO 6059
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die Säureleitfähigkeit ist in Form der Wasserstoffionenkonzentration kontinuierlich in der gleichen Weise wie die
Leitfähigkeit in Wasserstoffform zu messen, nachdem die Probe einen stark sauren Kationentauscher mit einem
Volumen von 1,5 l durchlaufen hat. Der Austauscher wird in einem Zylinder mit einem Durchmesser/Höhenverhältnis von 1:3 oder darunter, wobei das Austauschermedium mindestens drei Viertel des Zylindervolumens
einnimmt, eingebracht. Der Ionenaustauscher ist zu regenieren, wenn er zu zwei Dritteln erschöpft ist: dies kann
man erkennen, wenn man einen Austauscher mit Farbanzeige und transparentem Zylinder verwendet.
1)
2)
12
Derzeit ist noch keine Europäische oder Internationale Norm vorhanden, siehe z. B. DIN 38405-21 Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung — Anionen (Gruppe D) — Photometrische Bestimmung von
gelöster Kieselsäure (D 21).
Alternativ kann die Bestimmung des Permanganat-Index nach ISO 8467 gemessen werden, wenn die Werte spezifiziert
sind.
EN 12953-10:2003 (D)
Literaturhinweise
[1]
Richtlinie 97/23/EG des Europäischen Parlamentes und des Rates vom 29. Mai 1997 zur Angleichung der
Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über Druckgeräte; ABl. EG, L 181.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
EN 12953-6, Großwasserraumkessel — Teil 6: Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel.
13
Dezember 2003
DEUTSCHE NORM
Großwasserraumkessel
Teil 11: Abnahmeversuche
Deutsche Fassung EN 12953-11:2003
EN 12953-11
ICS 27.060.30; 27.100
Shell boilers — Part 11: Acceptance tests;
German version EN 12953-11:2003
Chaudières à tubes de fumée — Partie 11: Essais de réception;
Version allemande EN 12953-11:2003
Die Europäische Norm EN 12953-11:2003 hat den Status einer Deutschen Norm.
Nationales Vorwort
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Deutsche Norm enthält die Deutsche Fassung der Europäischen Norm EN 12953-11:2003 „Großwasserraumkessel — Teil 11: Abnahmeversuche“.
Die Europäische Norm wurde vom CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut für Normung e.V. ist
der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss GA 269 „Dampfkessel“ des Normenausschusses
Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Für den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des
Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die
Verweisung auf die jeweils neueste gültige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.
Für den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in
Bezug genommene Ausgabe der Norm.
Fortsetzung 34 Seiten EN
Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD) im DIN Deutsches Institut für Normung e.V.
© DIN Deutsches Institut für Normung e.V. . Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise,
nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin, gestattet.
Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
Ref. Nr. DIN EN 12953-11:2003-12
Preisgr. 14
Vertr.-Nr. 2314
EN 12953-11
EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
September 2003
ICS 27.060.30; 27.100
Deutsche Fassung
Großwasserraumkessel
Teil 11: Abnahmeversuche
Shell boilers – Part 11: Acceptance tests
Chaudières à tubes de fumée – Partie 11: Essais de
réception
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 24. Juli 2003 angenommen.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen
dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen
dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage
erhältlich.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,
die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem ManagementZentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,
Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, der Slowakei, Spanien, der
Tschechischen Republik, Ungarn und dem Vereinigten Königreich.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
Management-Zentrum: rue de Stassart, 36
© 2003 CEN
B-1050 Brüssel
Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 12953-11:2003 D
EN 12953-11:2003 (D)
Inhalt
Seite
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Vorwort........................................................................................................................................................................ 3
1
Anwendungsbereich..................................................................................................................................... 4
2
Normative Verweisungen ............................................................................................................................. 4
3
Begriffe........................................................................................................................................................... 5
4
4.1
4.2
Symbole und Abkürzungen.......................................................................................................................... 6
Symbole und Einheiten ................................................................................................................................ 6
Zahlenwerte ................................................................................................................................................... 8
5
Allgemeines ................................................................................................................................................... 8
6
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
Grundsätzliche Versuchsbedingungen ...................................................................................................... 8
Allgemeine Bedingungen ............................................................................................................................. 8
Beharrungszustand ...................................................................................................................................... 9
Versuchsdurchführung ................................................................................................................................ 9
Versuchsanforderungen............................................................................................................................. 10
Versuchsdauer ............................................................................................................................................ 10
Verfahren zur Bestimmung der Temperatur der Abluft sowie des CO-, CO2- und O2-Gehaltes ......... 10
Unbestimmter Verlust ................................................................................................................................. 10
7
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
Messgeräte und Messverfahren ................................................................................................................ 10
Allgemeines ................................................................................................................................................. 10
Druckmessungen ........................................................................................................................................ 11
Temperaturmessungen .............................................................................................................................. 11
Masse und Massenstrom ........................................................................................................................... 11
Heizwerte...................................................................................................................................................... 12
Chemische Zusammensetzung .................................................................................................................. 12
8
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
Energiebilanz und Wärmewirkungsgrad .................................................................................................. 13
Allgemeines ................................................................................................................................................. 13
Systemgrenze .............................................................................................................................................. 13
Bezugstemperatur....................................................................................................................................... 15
Zugeführte Wärmeströme .......................................................................................................................... 15
Verluste ........................................................................................................................................................ 17
Indirekte Wirkungsgradbestimmung......................................................................................................... 20
Nutzwärmeleistung ..................................................................................................................................... 21
9
Messunsicherheit ........................................................................................................................................ 21
Anhang A (informativ) Berechnung der brennstoffmassenbezogenen Verbrennungsluft-/
Rauchgasmasse und spezifischen Wärme .............................................................................................. 22
A.1
Brennstoffmassenbezogene Verbrennungsluft-/Rauchgasmasse und spezifische Wärme............... 22
A.2
Elementaranalyse........................................................................................................................................ 23
A.3
Statistische Analyse ................................................................................................................................... 26
A.4
Spezifische Wärme von Rauchgas und Verbrennungsluft ..................................................................... 27
Anhang B (normativ) Abhitzekessel ....................................................................................................................... 30
B.1
Allgemeines ................................................................................................................................................. 30
B.2
Nutzwärmeleistung ..................................................................................................................................... 30
B.3
Abhitzewärme .............................................................................................................................................. 30
B.4
Zugeführte Wärme....................................................................................................................................... 31
B.5
Wärmeleistung............................................................................................................................................. 31
B.6
Messmethoden ............................................................................................................................................ 31
Literaturhinweise...................................................................................................................................................... 33
2
EN 12953-11:2003 (D)
Vorwort
Dieses Dokument (EN 12953-11:2003) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 269 „Großwasserraum- und
Wasserrohrkessel“, erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird.
Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung eines
identischen Textes oder durch Anerkennung bis März 2004, und etwaige entgegenstehende nationale Normen
müssen bis März 2004 zurückgezogen werden.
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen einen Mandates erarbeitet, das dem CEN von der Europäischen
Kommission und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde. Diese Europäische Norm ist als unterstützende
Norm für weitere Anwendungs- und Produktnormen zu betrachten, die ihrerseits eine grundlegende Sicherheitsanforderung einer Richtlinie nach der neuen Konzeption unterstützen und die als normative Verweisung darin aufgeführt wird.
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Die Europäische Normenreihe EN 12953 über Großwasserraumkessel besteht aus den folgenden Teilen:
Teil 1:
Allgemeines
Teil 2:
Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör
Teil 3:
Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile
Teil 4:
Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile
Teil 5:
Prüfung während der Fertigung, Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile
Teil 6:
Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel
Teil 7:
Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel
Teil 8:
Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung
Teil 9:
Anforderungen an Begrenzungseinrichtungen an Kessel und Zubehör
Teil 10: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität
Teil 11: Abnahmeversuche
Teil 12: Anforderungen an Rostfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel
Teil 13: Betriebsanleitungen
CR 12953-14: Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation
Obwohl alle Teile der Norm einzeln zu erwerben sind, muss bedacht werden, dass die Teile voneinander abhängig
sind. Deshalb werden für Konstruktion und Herstellung der Wasserrohrkessel mehrere Teile benötigt, um die
Anforderungen der Norm zu erfüllen.
Der Anhang A dieser Europäischen Norm ist informativ. Der Anhang B dieser Europäischen Norm ist normativ.
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Länder
gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich,
Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden,
Schweiz, Slowakei, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn und Vereinigtes Königreich.
3
EN 12953-11:2003 (D)
1
Anwendungsbereich
Dieser Teil dieser Europäischen Norm beschreibt ein Kurzverfahren zur Durchführung von Wärmeleistungsbeurteilungen unter Anwendung des indirekten (Verlust-) Verfahrens für Dampf- und Heißwasserkessel. Prüfergebnisse basieren entweder auf Brutto- oder Netto-Brennwerten.
Dieses Kurzverfahren ermöglicht eine geeignete Möglichkeit zur Beurteilung von Kesseln, die thermodynamisch
einfach aufgebaut sind, d. h., die Wärmeeinbringung erfolgt durch eine einzige größere Wärmequelle und über einen einfachen Wasserkreislauf mit Dampf oder Hochtemperatur-Wärmeübertragungsflüssigkeiten.
ANMERKUNG 1
Die Anwendung der direkten Methode ist nicht verbindlich, da der zu erwartende Messfehler drei bis viermal
größer ist als bei der indirekten Methode.
ANMERKUNG 2
Eine Beurteilung kann erforderlich sein:
a)
nach Inbetriebnahme einer neuen Anlage oder nach Wiederinbetriebnahme einer umgebauten Anlage, um die Übereinstimmung mit einer Spezifikation oder vertraglichen Verpflichtung zu überprüfen;
b)
wenn der Anwender die aktuelle Leistung der Anlage bestimmen will entweder auf Richtlinienbasis oder auf Grund einer
Änderung der Auslastung oder anderer Betriebsbedingungen oder wenn eine Änderung des Brennstoffes oder ein Umbau
der Anlage erwägt wird;
c)
wann immer der Anwender die Verbrennungsbedingungen überprüfen will.
Laufende Prüfungen nach dieser Europäischen Norm werden genutzt, um Dampfkesselanlagen in Normalbetrieb bezüglich des
Brennstoffverbrauchs zu optimieren.
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Dieses Verfahren beinhaltet keine Kondensationskessel. Die Anwendung auf Dampfkessel, bei denen die Wärme aus Abhitze
erzeugt wird, ist in Anhang B beschrieben.
2
Normative Verweisungen
Diese Europäische Norm enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind
nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen dieser
Publikationen nur zu dieser Europäischen Norm, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung eingearbeitet sind.
Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschließlich Änderungen).
EN ISO 5167-1, Durchflussmessung von Fluiden mit Drosselgeräten in voll durchströmten Leitungen mit Kreisquerschnitt — Teil 1: Allgemeine Grundlagen und Anforderungen (ISO 5167-1:2003).
ISO 157, Coal — Determination of forms of sulfur.
ISO 334, Solid mineral fuels — Determination of total sulfur — Eschka method.
ISO 589, Hard coal — Determination of total moisture (Revision of ISO 589:1981).
ISO 609, Solid mineral fuels — Determination of carbon and hydrogen — High temperature combustion method.
ISO 625, Solid mineral fuels — Determination of carbon and hydrogen — Liebig method.
ISO 1928, Solid mineral fuels — Determination of gross calorific value by the bomb calorimetric method, and
calculation of net calorific value.
ISO 1988, Hard coal — Sampling.
ISO 3170, Petroleum liquids — Manual sampling.
ISO 6976, Natural gas — Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe index from
composition.
4
EN 12953-11:2003 (D)
3
Begriffe
Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe:
3.1
indirekte Methode (Wärmeverlustmethode)
die Wärmeverlustmethode erfordert die Bestimmung aller nennbaren Wärmeverluste, der Wärmesolls und der
Wärme im Brennstoff; die Effizienz entspricht dann 1 min dem Verhältnis der Summe aller Wärmeverluste zur
Summe der Wärme im Brennstoff plus Wärmesolls
3.2
Standardbedingung
2
der Begriff „Standardbedingung“ bezeichnet die Bedingung bei ρn = 0,101325 N/mm und tn = 0 °C
3.3
ausgewertete Verluste
jegliche Wärmeverluste, die von vorher bestimmten Daten hergeleitet werden
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3.4
Bruttoheizwert (Brennwert)
bei der Bestimmung der Wärmemenge, die durch die vollständige Verbrennung frei wird unter festgelegten Bedingungen, pro Volumeneinheit bei Gas oder pro Masseeinheit bei festen oder gasförmigen Brennstoffen, geht man
davon aus, dass das bei der vollständigen Verbrennung des Brennstoffes entstehende Wasser komplett kondensiert und seine latente und fühlbare Wärme zugänglich gemacht wird
3.5
Nettoheizwert (Heizwert)
bei der Bestimmung der Wärmemenge, die durch die vollständige Verbrennung frei wird unter festgelegten Bedingungen, pro Volumeneinheit bei Gas oder pro Masseeinheit bei festen oder gasförmigen Brennstoffen, geht man
davon aus, dass das bei der vollständigen Verbrennung des Brennstoffes entstehende Wasser als Dampf bleibt
3.6
Wärmeeinbringung
der Wärmegehalt des bei der Prüfung verwendeten Brennstoffes, basierend auf Bruttoheizwert (Brennwert) und
Nettoheizwert (Heizwert) plus der fühlbaren Wärme des Brennstoffes über den Bezugswert hinaus plus der fühlbaren Wärme der Verbrennungsluft über den Bezugswert hinaus
3.7
Wärmeabströmmenge
die Wärme, die durch den Wärmeträger des Kessels während der Prüfung gewonnen wird
3.8
gemessener Verlust
jeglicher Wärmeverlust, errechnet aus den aktuellen Messwerten während der Prüfung
3.9
Strahlungs-, Konvektions- und Leitungsverluste
Verluste durch Wasser, Dampf, Verbrennungsluft oder gasseitige Oberflächen, die vor der Messung der Temperatur des flüchtigen Gases und direkt durch die Flamme am Boden und in der Umgebung der Einheit entstehen
3.10
Prüffehler
Fehler zusammengesetzt aus der Probenentnahme, den Messungen, Berechnungen und Voraussetzungen, die
bei der Gewinnung der Prüfergebnisse verwendet werden. Die Gesamtwirkung kann positiv oder negativ sein
3.11
Wärmeeffizienz
die Differenz zwischen 100 % und dem gesamten Verlust in Prozent basierend auf Bruttoheizwert (Brennwert) und
Nettoheizwert (Heizwert) des Brennstoffes. Dies entspricht dem Verhältnis der Nutzungswärmeausbringung zur
Wärmeeinbringung in Prozent
5
EN 12953-11:2003 (D)
3.12
Regelbereich
das Verhältnis von maximaler und minimaler Brennstoffzufuhr bei kontinuierlicher Feuerung pro Zeiteinheit, wie
vom Hersteller festgelegt. Dieses Verhältnis kann auch in Form von Kesselleistung ausgedrückt werden, wenn der
geeignete Wirkungsgrad bekannt ist.
4
4.1
Symbole und Abkürzungen
Symbole und Einheiten
Für die Anwendung dieser Europäischen Norm gelten die Symbole nach EN 12952-1:2002, Tabelle 4-1 sowie die
Symbole nach Tabelle 4.1-1 und Tabelle 4.1-2.
Tabelle 4.1-1 — Lateinische Buchstaben
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Symbol
Benennung
Einheit
c
Spezifische Wärmekapazität a
kJ/(kg K)
c
Integrale spezifische Wärmekapazität a
kJ/(kg K)
H
Heizwert
kJ/kg
h
Spezifische Enthalpie
kJ/kg
i
Anzahl der Proben
J
Enthalpie des Rauchgases oder der Verbrennungsluft bezogen auf den
Brennstoffmassenstrom
kJ/kg
L
Latente Wärme (Verdampfungswärme)
kJ/kg
l
Einzelverlust
—
lu
Verhältnis des Unverbrannten zum zugeführten Brennstoffmassenstrom
kg/kg
M
Molare Masse
kg/kmol
m
Massenstrom (Durchsatz)
kg/s
n
Luftverhältnis am Kesselende
—
p
Leistung
N/mm
Q
Wärmestrom
kW
T
Thermodynamische Temperatur
K
t
Temperatur (Celsius)
°C
u
Masseanteil des Unverbrannten
kg/kg
V
Verbrennungsluft und Rauchgasvolumen (je Brennstoffmasseneinheit)
m /kg
x
Masseanteile von Rauchgas/Verbrennungsluft
kg/kg
y
Volumenanteil
m /m
η
Wärmewirkungsgrad
—
γ
Masseanteil des Brennstoffes
kg/kg
ν
Flüchtiger Anteil der Asche
kg/kg
ρ
Dichte
kg/m
µ
Brennstoffmassenbezogene Verbrennungsluft- und Rauchgasmasse
2
—
2
3
3
3
3
kg/kg
2
ANMERKUNG 1 1 N/mm = 1 MN/m = 1 MPa
ANMERKUNG 2 Die angegebenen Einheiten werden üblicherweise verwendet. Bei dimensionslosen Gleichungen kann
eine Umrechnung erforderlich sein.
a Kurz „spezifische Wärme“
6
EN 12953-11:2003 (D)
Tabelle 4.1-2 — Indizes
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Symbol
Benennung
A
Luft
Ash
Asche
B
Kessel
C
Leistung
CO
Kohlenstoffmonoxid
CO2
Kohlendioxid
d
Trocken (Basis)
E
Nutz...., nutzbar
FA
Flugstaub (Flugasche)
F
Brennstoff, verbrannter Brennstoff
Fo
Zugeführter Brennstoff
Fw
Speisewasser
G
Rauchgas (Verbrennungsgas)
(G)
Bruttowert
H
Wasserstoff
H2O
Wasser
i
Anzahl der Komponenten
m
Mittelwert
meas
Gemessen
min
Minimum
N
Stickstoff
(N)
Nettowert
n
Normzustand
o
Stöchiometrisch
O2
Sauerstoff
p
Konstanter Druck
r
Bezug
RC
Strahlung und Leitung
S
Schwefel
SF
Asche und Flugstaub
ST
Frischdampf
tot
Gesamt
u
Unverbranntes
Z
Zugeführte Wärme
^
Maximal
0
Nullpunkt 0 °C
1
hinein
2
heraus
7
EN 12953-11:2003 (D)
4.2
Zahlenwerte
Für die Anwendung dieser Europäischen Norm gelten die Zahlenwerte nach Tabelle 4.2-1.
Tabelle 4.2-1 — Zahlenwerte
Benennung
Symbol
Wert
Einheit
Spezifische Verdampfungswärme bei 25 °C
Lr
Spezifische Wärmekapazität des Dampfes zwischen
25 °C und 150 °C
cpSt
1,884
kJ/(kg K)
Spezifische Wärmekapazität des Wassers zwischen
25 °C und 150 °C
cpW
4,21
kJ/(kg K)
Spezifische Wärmekapazität der Luft zwischen 25 °C und
150 °C
cpA
1,011
kJ/(kg K)
Spezifische Wärmekapazität der Asche und des
Flugstaubes zwischen 25 °C und 150 °C
cAsh, cFA
0,84
kJ/(kg K)
2 442,555
kJ/kg
Heizwert des Unverbrannten
bei Steinkohle
HNu
33,0
MJ/kg
bei Braunkohle
HNu
27,2
MJ/kg
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5
Allgemeines
5.1 Wenn eine Wärmeleistungsauswertung nach Inbetriebnahme einer neuen oder umgebauten Anlage durchgeführt werden soll, muss in der Phase der Ausschreibung oder der Bestellung der Anlage, die erforderliche Prüfdaten sowie den Genauigkeitsgrad und somit die zu verwendenden Instrumente festgelegt werden.
Es ist notwendig, dass die beteiligten Parteien entscheiden, ob der Test durch den Lieferanten oder durch eine unabhängige Institution und unter Aufsicht durchgeführt werden muss.
5.2 Die Prüfung muss die beabsichtigte Methode sowie das beabsichtigte System bei Betrieb der Anlage unter
den beabsichtigten Installationsbedingungen und bei normalem Betrieb darstellen. Die Bestimmung des elektrischen Verbrauchs fällt nicht unter diese Europäische Norm.
5.3 Die Prüfungen werden bei vorher festgelegten Zündfrequenzen durchgeführt, wie von den beteiligten
Parteien vereinbart.
6
6.1
Grundsätzliche Versuchsbedingungen
Allgemeine Bedingungen
Versuche werden während einer kontinuierlichen Feuerung des Kessels im Beharrungszustand durchgeführt. Der
Beharrungszustand wird vor Beginn des Versuchs festgelegt (siehe 6.2).
ANMERKUNG
stellt.
8
Das Verfahren zur Berechnung der Wärmeabströmmenge aus Versuchsmessungen ist in Bild 6.1-1 darge-
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Bild 6.1-1 — Darstellung des Berechnungsverfahrens der Wärmeabströmmenge
aus Versuchsergebnissen
6.2
Beharrungszustand
6.2.1 Dampfdruck, Dampf- und Speisewassertemperatur, oder bei Heißwassererzeugern, Zufluss- und Rückflusstemperaturen, mit den entsprechenden Durchflussmengen, müssen so stetig wie möglich gehalten werden auf
einem Niveau, das den normalen Betriebsbedingungen entspricht. Diese Messungen sind am Kesselaustritt oder
so nahe wie möglich in der (gleichen) Versuchsdauer durchzuführen.
ANMERKUNG
Während des Betriebs eines Kessels können die verschiedenen Faktoren, die Wärmeverluste bewirken,
von den angestrebten Werten abweichen, in Folge der Absorption durch den Kesselaufbau, da dieser die Versuchsbedingungen annimmt und auf Grund von automatischen Steuerungen. Dabei sind die wichtigsten Variabeln die Ablufttemperatur und
der CO2- oder O2-Gehalt der Abluft. Es ist wesentlich, dass der Versuch erst nach Erreichung des Beharrungszustandes durchgeführt wird.
6.2.2 Für die Zwecke dieser Norm wird angenommen, dass der Kessel mit festem Brennstoff mit kontinuierlichem Brennstoff- und Aschefluss und für Kessel mit flüssigem und gasförmigem Brennstoff der Beharrungszustand erreicht ist, wenn während des Versuchs Schwankungen der Ablufttemperatur 10 K nicht überschreiten und
Schwankungen des Sauerstoffgehaltes nicht mehr als 0,5 % vom Mittelwert abweichen.
6.3
Versuchsdurchführung
6.3.1 Es muss sichergestellt sein, dass die Wasseraufbereitung nach den Anweisungen des Herstellers und des
Lieferanten der Wasseraufbereitungsanlage durchgeführt wird. Wenn nötig, müssen die gasseitigen Oberflächen in
der Einfahrphase vor dem Test gereinigt werden, außer wenn Versuche unter ‚wie vorgefunden‛-Bedingungen
(siehe 6.3.2) durchgeführt werden. Die Brennstoffzufuhr und das Brennstoff-Luft-Verhältnis müssen eingestellt
werden und die Einstellung des Abflusses oder des Drucks des Verbrennungsschachtes muss nach den Bedingungen des Herstellers vorgenommen werden, bevor der Beharrungszustand erreicht wird.
9
EN 12953-11:2003 (D)
6.3.2 Bei Durchführung des Versuches unter ‚wie vorgefunden‛-Bedingungen, z. B. wenn der Anwender die
aktuelle Leistung der Maschine festlegen will, werden vor Beginn der Versuche keinerlei Einstellungen an der Konfiguration der Feuerungsanlage noch Reinigungsarbeiten an den gasseitigen Oberflächen vorgenommen.
ANMERKUNG
Solche Tests zeigen alle Faktoren in Verbindung mit Fehleinstellungen der Feuerungsanlage, Sand- und
Staubemissionen, verschmutzte Oberflächen, die den Wärmetransport behindern, oder auch die Entstehung von CO2 auf und
dienen so als Hinweis für Verbesserungen der Anlage im Betrieb, die durch erneute Versuche überprüft werden müssen. Die
Zahlenwerte müssen mit den Leistungsdaten des Herstellers verglichen werden.
6.4
Versuchsanforderungen
Während des Versuchs muss jeglicher Ausblasdruck der Kessel vermieden werden, der Wasserstand in den
Wasserstandsgläsern muss während der Erreichung des Beharrungszustandes und des darauf folgenden Tests so
beständig wie möglich gehalten werden.
Wenn eine automatische hoch/tief oder voll modulierende Feuerungsanlage eingebaut ist, wird während der gesamten Versuchsdauer keinerlei manuelle Einstellung der Brennerregulierung vorgenommen (siehe 5.2).
6.5
Versuchsdauer
Nach Erreichung des Beharrungszustandes muss der Versuch ausreichend lange durchgeführt werden, d. h., es
wird sechsmal Brennstoff eingebracht, die Rauchgastemperatur und -analyse durchgeführt und komplett abgelesen. Die Ablesungen erfolgen innerhalb der Abweichungen, die bei strikter Beibehaltung des Beharrungszustandes erlaubt sind (siehe 6.2).
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6.6
Verfahren zur Bestimmung der Temperatur der Abluft sowie des CO-, CO2- und O2-Gehaltes
Das Verfahren zur Bestimmung der Temperatur der Abluft sowie des CO-, CO2- und O2-Gehaltes muss nach
Methoden in Abschnitt 7 erfolgen.
6.7
Unbestimmter Verlust
Es kann ein unbestimmter Verlust, d. h. ein Verlust, der weder gemessen noch ausgewertet wird, auftreten, muss
aber als unbedeutend für den Zweck dieser Europäischen Norm gewertet werden.
7
7.1
Messgeräte und Messverfahren
Allgemeines
Alle Messungen müssen mit geeigneten, kalibrierten Geräten durchgeführt werden. Tragbare oder mobile Geräte
dürfen benutzt werden, es sei denn, die korrekte Platzierung fest eingebauter Geräte und die Genauigkeit des
Systems sind überprüft worden.
Nur solche Messgeräte und/oder Messumformer dürfen verwendet werden, deren Anzeige- und/oder Ausgangswerte sich überprüfen lassen und deren Grenzabweichungen bekannt sind.
Hierzu gehören:
a)
Messgeräte, für die eine Prüfbescheinigung (Eichzeugnis einer Behörde) vorgelegt wird;
b)
eichfähige Messgeräte, die durch Vergleich mit geeigneten Messgeräten nach a), möglichst unter Versuchsbedingungen, kalibriert worden sind, und zwar vor und nach dem Versuch für steigenden und fallenden Druck;
c)
genormte Messgeräte mit bekannten Grenzabweichungen;
d)
andere anerkannte Messgeräte mit bekannten Grenzabweichungen, deren Verwendung zwischen den beteiligten Parteien vereinbart wurde.
Die Messeinrichtungen dürfen während des Versuches keine nennenswerten bleibenden Veränderungen erfahren.
10
EN 12953-11:2003 (D)
Ablesungen können analog oder digital erfolgen und die Messwerte manuell oder automatisch aufgezeichnet werden. Im Prüfbericht sind Messgeräte und ihre Grenzabweichungen einzeln aufzuführen.
Werden die Messwerte mit einer automatischen Messwerterfassungsanlage erfasst, so ist durch Stichproben die
richtige Verarbeitung der Messsignale zu überprüfen.
7.2
Druckmessungen
Für die Druckmessungen müssen geeignete Druckmessgeräte oder Druckmessumformer eingesetzt werden.
Druckdifferenzen müssen möglichst direkt und mit geeigneten Messgeräten (z. B. U-Rohre, SchrägrohrMikromanometer oder Wirkdruckmessumformer) gemessen werden. Als Anzeigeflüssigkeit dienen Quecksilber,
Wasser oder Flüssigkeiten geeigneter Dichte.
7.3
Temperaturmessungen
Für die Temperaturmessungen sind Präzisionsgeräte nach 7.1 a) und b) zu verwenden (z. B. Quecksilberthermometer, Thermoelemente und Widerstandsthermometer, Letztere in Verbindung mit geeigneten Messschaltungen
und Messumformern) [1].
7.4
Masse und Massenstrom
7.4.1
Wägung
Die zur Gewichtsbestimmung benutzten Waagen sind vor dem Versuch auf Genauigkeit zu prüfen.
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7.4.2
Volumenstrommessungen
Die Volumenstrommessungen werden mittels Volumenzähler vorgenommen, der vor und gegebenenfalls nach dem
Versuch zu kalibrieren ist. Hinter Kolbenpumpen sind nur echte Volumenzähler (d. h. keine Flügelradmesser) zulässig. Auf die Einhaltung des gleichen spezifischen Volumens oder der gleichen Dichte während der gesamten Versuchsdauer ist zu achten.
Die Volumenbestimmung muss auch mit Behältern erfolgen, die aus geeichten Gefäßen oder Behältern aufgefüllt und
sorgfältig abgemessen oder mit gewogenem Wasser geprüft wurden.
Bei Unterschieden der Flüssigkeitstemperatur während des Versuches und der Kalibrierung sind die Dichteänderungen der Flüssigkeit und die Wärmedehnung des Messbehälters zu berücksichtigen. (Das Volumen eines Stahlbehälters vergrößert sich z. B. bei einer Erwärmung um 100 K um etwa 0,4 %).
7.4.3
7.4.3.1
Durchflussmessung
Durchflussmessung mit Blenden und Düsen
Durchflussmessungen mit Blenden und Düsen sind nach EN ISO 5167-1 durchzuführen.
Da eine Prüfung der Abmessungen oder eine Messung vor dem Abnahmeversuch nicht möglich ist, muss der Versuch vor den Schweißarbeiten durchgeführt und die Ergebnisse aufgezeichnet werden. Einlaufströmungen werden in
EN ISO 5167-1 behandelt.
Werden Durchflussmessumformer verwendet, so sind vor dem Versuch die Betriebseigenschaften unter Versuchsbedingungen zu bestimmen oder eine Kalibrierkurve aufzustellen.
7.4.3.2
Durchflussmessung mit Geschwindigkeitssonden
Bei Durchflussmessungen mit Geschwindigkeitssonden (Staurohre oder Anemometer) ist nach ISO 1217, ISO 5389
oder ISO 6801 zu verfahren.
7.4.4
Staubmassenstrommessung
Für die Messung des Staubmassenstromes in einem bestimmten Querschnitt ist ein geeignetes Verfahren zu vereinbaren (siehe auch [2] und [4]).
11
EN 12953-11:2003 (D)
7.4.5
Dichtebestimmung
Wenn unbekannt, wird die Dichte aus den einschlägigen Tabellen [5] entnommen unter Verwendung der Zustandsgrößen, d. h., Druck und Temperatur sowie Zusammensetzung oder der Wert sind vom Gaslieferanten zu erhalten.
7.5
Heizwerte
7.5.1
Heizwerte der Brennstoffe
Der Brennwert (GCV, H(G)) und der Heizwert (NCV, H(N)) fester und flüssiger Brennstoffe sind nach ISO 1928 1) zu
bestimmen. Bei Gasen mit bekannter und unveränderlicher Zusammensetzung können über eine Gasanalyse der
Brennwert und der Heizwert nach ISO 69762) bestimmt werden.
7.5.2
Probenahme von Brennstoffen
Die Probenahme und Probenvorbereitung fester Brennstoffe sind nach ISO 1988 durchzuführen. Die Probenahme
flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe ist nach ISO 3170 (siehe auch [6]) durchzuführen. Die entnommenen Proben
müssen der Art, Zusammensetzung und Qualität des während des Versuches verfeuerten Brennstoffes entsprechen.
7.5.3
Heizwert und Probenahme des Kohlenstoffes in Asche und Flugstaub
Wenn nach 6.6.2 gefordert, muss der Heizwert des Kohlenstoffes in Asche und Flugstaub nach ISO 1928 bestimmt
werden.
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Eine vereinfachte Bestimmung des Heizwertes über den Kohlenstoffgehalt oder über den Glühverlust kann zwischen
den beteiligten Parteien vereinbart werden. Wurde keine Bestimmung des Heizwertes vereinbart, so sind als Heizwert
des gesamten organischen Kohlenstoffes die Werte nach 4.2 einzusetzen.
7.6
Chemische Zusammensetzung
7.6.1
Brennstoffe
Bei Bedarf kann die Elementaranalyse von festen und flüssigen Brennstoffen nach ISO 589, ISO 609, ISO 625,
ISO 334, ISO 157 und siehe auch [7] und die von gasförmigen Brennstoffen mittels Gasanalyse vorgenommen werden.
7.6.2
Flugstaub und Asche
Für Flugstaub und Asche muss bei der indirekten Wirkungsgradbestimmung für die Berechnung der Verluste jeweils
das Unverbrannte bestimmt werden. Über die Methode der Bestimmung muss eine Vereinbarung getroffen werden.
7.6.3
Rauchgas
Die Zusammensetzung des Rauchgases ist mit Hilfe von chemischen, physikalisch-chemischen oder rein physikalisch arbeitenden Analysegeräten, die diskontinuierlich oder kontinuierlich arbeiten, zu bestimmen. Die Geräte
müssen so bemessen sein, dass der Streubereich der Messwerte unter Berücksichtigung einer statistischen Sicherheit von 95 % folgenden Werten entspricht:
Kohlenstoffdioxid: ± 0,2 % Punkte;
Sauerstoff: ± 0,15 % Punkte;
Volumenkonzentration des Kohlenstoffmonoxid: ± 1 % vom Messbereichsendwert, aber nicht kleiner als
± 0,01 % Punkte.
1)
Der Heizwert des Brennstoffes kann vom Gaslieferanten erhalten werden.
2)
Für Gase ist das übliche Symbol für GCV Hs und für NCV Hi, siehe EN 437.
12
EN 12953-11:2003 (D)
Beim Einsatz automatisch arbeitender Gasanalysengeräten ist die vor Beginn des Versuches vorgenommene Einstellung des Nullpunktes und der Empfindlichkeit nach dem Versuch zu kontrollieren (z. B. durch Zuführung von Prüfgasen).
Bei der CO2-Messung mit chemisch arbeitenden Analysegeräten ist zu beachten, dass der CO2- und SO2-Gehalt auf
trockenes Rauchgas bezogen gemessen werden.
Die Umgebungstemperatur am Messfühler sollte konstant gehalten werden. Bei Netzmessungen ist 7.3 entsprechend
anzuwenden.
Wenn bei Messungen in Rohren mit großem Durchmesser unterschiedliche Temperaturen an verschiedenen
Stellen des gleichen Querschnitts zur selben Zeit ermittelt werden, so ist zu prüfen, ob diese Temperaturunterschiede tragbar sind. Andernfalls ist der Temperatur-Mittelwert durch Netzmessung zu bestimmen. Dazu ist der
Messquerschnitt in eine Anzahl gleicher Teilbereiche aufzuteilen, wobei sicherzustellen ist, dass die Messquerschnitte [2] und [3] keine Quer- und Rückströmungen aufweisen. Als Mittelwert wird im Allgemeinen das arithmetische Mittel der gemessenen Temperaturen eingesetzt. In Sonderfällen kann vereinbart werden, dass auch die
Geschwindigkeit oder der Wirkdruck gemessen und das gewogene Mittel eingesetzt wird. Da der Einfluss von
Unterschieden der Dichte und der spezifischen Wärmekapazität sehr gering ist, kann er vernachlässigt werden.
8
8.1
Energiebilanz und Wärmewirkungsgrad
Allgemeines
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die notwendigen Berechnungen zur Einstufung des Wärmewirkungsgrades müssen den Gleichungen in 8.4 bis 8.7
entsprechen.
Die Gleichungen ermöglichen die Berechnung entweder auf Basis des Brutto- oder Nettoheizwertes des Brennstoffes; in Abhängigkeit des ausgewählten Wertes wird der Prüfbericht erstellt.
ANMERKUNG 1
Das entsprechende Berechnungsverfahren auf Basis der Messergebnisse wird in Bild 6.1-1 dargestellt.
ANMERKUNG 2
Die für die vollständige Berechnung benötigten Zahlenwerte sind im Prüfbericht vollständig aufgeführt, einschließlich einer Tabulation des Wärmeberichts.
ANMERKUNG 3
Weitere Informationen zur Berechnung der brennstoffmassenbezogenen Verbrennungsluft-/Rauchgasmasse und spezifischen Wärme ist in Anhang A zusammengefasst.
Im Normalbetrieb bleibt die elektrische Energie unberücksichtigt.
8.2
Systemgrenze
Die normale Systemgrenze muss das gesamte Dampfwassersystem umfassen, siehe Bilder 8.2-1 und 8.2-2, und
ist die Basis für die Gleichungen in 8.3 bis 8.7.
13
EN 12953-11:2003 (D)
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Legende
1 Brennstoff (mF, H(N/G), hF)
2 Verbrennungsluft (JA)
3 Heizwasserabführung (Q2)
4 Heizwassereinbringung (Q2)
5 Verlust durch Strahlung und Leitung Q RC
6
Verlust durch Rauchgas (Q( HN/G )G )
7
Verlust durch Enthalpie und Brennstoffrückstände in Asche und Flugstaub
(QSF )
Bild 8.2-1 — Heizwasserkesseldiagramm mit den zu- und abgeführten Wärme- und Massenströmen
14
EN 12953-11:2003 (D)
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Legende
1 Brennstoff (mF, H(N/G), hF)
2 Verbrennungsluft (JA)
3 Frischdampf ( Q 2 )
4 Speisewassereinbringung (mFW, hFW)
5 Verlust durch Strahlung und Leitung Q RC
6
Verlust durch Rauchgas (Q(N/G)G )
7
Verlust durch Enthalpie und Brennstoffrückstände in Asche und Flugstaub (QSF )
Bild 8.2-2 — Dampferzeugerdiagramm mit den zu- und abgeführten Wärme- und Massenströmen
8.3
Bezugstemperatur
Bei Abnahmeversuchen beträgt die Bezugstemperatur tr 25 °C. Eine Anpassung des Bruttoheizwertes ist nicht
nötig.
8.4
8.4.1
Zugeführte Wärmeströme
Allgemeines
Die Festlegungen und Gleichungen in 8.4.2 gelten für Abnahmeversuche, in denen nur ein einziger Brennstoff
verwendet wird, unter Anwendung der indirekten Methode.
8.4.2
Dem verbrannten Brennstoff proportional zugeführte Wärmeströme
Zu den proportional dem verbrannten Brennstoff zugeführten Wärmeströmen Q(N/G)Ztot gehören die Wärme des
Brennstoffes (chemisch erzeugte Wärme) und die Wärme der Verbrennungsluft.
Dies wird durch die Gleichungen 8.4-1 und 8.4-2 angegeben.
15
EN 12953-11:2003 (D)
é ( H (N) + hF ) ù
Q ( N)Ztot = m F ê
ú + JA
ë (1 − lu ) û
(8.4-1)
Q (N)Ztot = m F H (N)tot
é ( H (G) + hF )
ù
Q (G)Ztot = m F ê
+ JA ú
−
l
(
1
)
u
ë
û
(8.4-2)
Q (G)Ztot = m F H (G)tot
Dabei ist
m F
der Brennstoffmassenstrom;
H(N)
der Nettoheizwert des Brennstoffes bei Bezugstemperatur;
H(G)
der Bruttoheizwert des Brennstoffes bei Bezugstemperatur;
hF
die Enthalpie des Brennstoffes;
JA
die Enthalpie der Verbrennungsluft;
lu
das Verhältnis des unverbrannten zum zugeführten Brennstoffmassenstrom (siehe 8.5.5).
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Die Enthalpie des Brennstoffes hF ist:
hF = c F (t F − t r )
(8.4-3)
Dabei ist
cF
die integrale spezifische Wärme zwischen tF und tr;
tF
die Brennstofftemperatur;
tr
die Bezugstemperatur, tr = 25 °C.
Das Verhältnis des unverbrannten zum zugeführten Brennstoffmassenstrom ist:
lu =
m Fv
m Fo
(8.4-4)
und die Enthalpie der Verbrennungsluft JA ist:
J A = µA cpA (tA − tr );
Dabei ist
16
µA
das Verhältnis der Verbrennungsluftmasse zur Brennstoffmasse;
tA
die Lufttemperatur an der Systemgrenze;
cpA
die integrale spezifische Wärme zwischen tA und tr der Luft;
m Fv
der unverbrannte Brennstoffmassenstrom;
m Fo
der Brennstoffmassenstrom.
(8.4-5)
EN 12953-11:2003 (D)
8.4.3
Zusatzwärmen
Zusatzwärmen, d. h. nicht chemisch gebundene Wärmemengen (siehe 8.4.2), werden nicht angeführt.
8.5
Verluste
8.5.1
Allgemeines
Bei der Berechnung der Verluste muss eine ähnliche Unterscheidung getroffen zwischen Verlusten, die proportional zu den Brennstoffströmen sind oder nicht, und direkt gemessen werden.
8.5.2
Rauchgasverluste
Die Rauchgasverluste Q(N/G)G müssen nach der nachstehend aufgeführten Gleichung berechnet werden:
[
]
Q (N)G = m F ( J (N)G − J (N)Gr ) = m F µ Gd c pGd (t G − t r ) + µH2O cpST (t G − t r ) = m F µ G cpG (t G − t r )
[
]
Q (G)G = m F ( J (G)G − J (G)Gr ) = m F µ Gd cpGd (t G − t r ) + µ H 2 O ( hH2OG − hH2OG − hH2Or )
(8.5-1)
(8.5-2)
Dabei ist
µ H 2O = µ H 2OF + µ Ad x H 2OAd
und
µ H 2OF = γ H 2O + 8,937 γ H
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Dabei ist
m F
der Brennstoffmassenstrom;
J(N)G
die Enthalpie des Rauchgases bei Rauchgastemperatur tG nach dem berechneten Heizwert (keine
Dampfkondensation;
J(N)Gr
die Enthalpie des Rauchgases bei Bezugstemperatur tr nach dem berechneten Heizwert (keine
Dampfkondensation);
J(G)G
die Enthalpie des Rauchgases bei Rauchgastemperatur tG nach dem berechneten Brennwert
(Dampfkondensation);
J(G)Gr
die Enthalpie des Rauchgases bei Bezugstemperatur tr nach dem berechneten Brennwert (Dampfkondensation);
µGd
die brennstoffmassenbezogene trockene Rauchgasmasse;
µG
die brennstoffmassenbezogene Rauchgasmasse;
µ H 2O
die brennstoffmassenbezogene Wassermasse im Rauchgas;
µ H 2OF
die brennstoffmassenbezogene Wassermasse aus dem Brennstoff (gespeichertes und durch
Verbrennung erzeugtes Wasser);
µAD
die trockene Verbrennungsluftmasse im Verhältnis zur Brennstoffmasse;
x H 2OAd der Feuchtigkeitsgehalt der feuchten Luft basierend auf der Masse der trockenen Luft
æ
m
çç m A = m AD + m H 20 × m H 20 Ad = H 20
m AD
è
ö
÷÷ in kg/kg;
ø
γ H 2O
die bezogene Wassermasse im Brennstoff;
γH
die bezogene Wasserstoffmasse im Brennstoff;
(8.5-3)
17
EN 12953-11:2003 (D)
cpG
die integrale spezifische Wärmekapazität zwischen tG und tr des Rauchgases;
cpGd
die integrale spezifische Wärmekapazität zwischen tG und tr des trockenen Rauchgases;
CpST
die integrale spezifische Wärmekapazität zwischen tG und tr des Dampfes;
tG
die Rauchgastemperatur;
tr
die Bezugstemperatur;
hH 2OG
die Enthalpie des Dampfes oder Wassers bei pG ≈ 1 bar und Rauchgastemperatur tG;
hH 2Or
die Enthalpie des Wasser bei pr ≈ 1 bar und Rauchgastemperatur tr.
8.5.3
Verluste durch unverbranntes CO
Unter normalen Bedingungen muss der Verlust durch CO unbeachtet bleiben.
8.5.4
Verluste durch Strahlung und Leitung
Da die Wärmeverluste durch Strahlung und Leitung (kurz „Strahlungs- und Leitungsverluste“ genannt) im Allgemeinen nicht gemessen werden können, sind hierfür Erfahrungswerte einzusetzen.
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Die Strahlungs- und Leitungsverluste QRC in MW für die gebräuchlichsten Dampferzeugerbauarten sind nach
Gleichung (8.5-4) zu berechnen und in Bild 8.5-1 dargestellt.
Legende
1 Festbrennstoff
2 Heizöl- und Erdgaskessel
a
b
QRC
QE
Bild 8.5-1 — Wärmeverlust durch Strahlung und Leitung
18
EN 12953-11:2003 (D)
Das Diagramm in Bild 8.5-1 basiert auf der folgenden Gleichung:
Q RC = CQ N0,6
(8.5-4)
Dabei ist
= 0,0072 für Heizöl- und Erdgaskessel bzw. C = 0,0144 für Steinkohlekessel;
C
Q E Nutzwärmeleistung, in MW.
8.5.5
Verluste durch die Enthalpie und das Unverbrannte in Asche Q Ash und Flugstaub Q FA
Bei Systemen, die mit festen Brennstoffen gefeuert werden, sind Verluste durch die Enthalpie und das Unverbrannte in Asche und Flugstaub zu beachten.
Wird der Asche- und Flugstaubmassenstrom gemessen, so ergeben sich die Verluste QSF zu:
Q Ash = m Ash uAsh H (N)u = m Ash hAsh
(8.5-5)
Q FA = m FA uFA H (N)u = m FA hFA
(8.5-6)
QSF = Q Ash + Q FA
(8.5-7)
und das Verhältnis des Unverbrannten zum zugeführten Brennstoffmassenstrom lu:
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lu =
γ Ash (1 − v) (m Ash u Ash + m Ash + m FA u FA )
(1 - γ Ash − γ H 2O ) (m Ash (1 − u Ash ) + m FA (1 − u FA ))
(8.5-8)
Dabei ist
m Ash
der Aschenmassenstrom;
m FA
der Flugstaubmassenstrom;
uAsh
der Anteil des Unverbrannten in der Asche;
uFA
der Anteil des Unverbrannten im Flugstaub;
H(N)u
der Heizwert des Unverbrannten;
γAsh
der Aschegehalt des Brennstoffes;
γ H2O
der Wassergehalt des Brennstoffes;
v
der verflüchtigte Anteil der Asche.
Im Gegensatz zu der Bestimmung von Asche wurde v hier aufgenommen, um die Tatsache zu berücksichtigen,
dass sich bekanntermaßen eine weitere Aschemenge bei höheren Ofentemperaturen verflüchtigt. Bis jetzt wurde
noch nicht ermittelt, inwieweit v abhängig ist von der Brennstoffsorte und der Art der Feuerungsanlage. Für Abnahmeversuche wird empfohlen, für Brenner- und Rostfeuerungsanlagen von einem Wert von 5 % auszugehen.
Liegen Ergebnisse aus speziellen Messungen vor, sollten diese Angaben zum Zeitpunkt der Auftragsvergabe bekannt und in den Garantiebedingungen angegeben sein.
19
EN 12953-11:2003 (D)
8.6
Indirekte Wirkungsgradbestimmung
8.6.1
Messgrößen
Für die Bestimmung des Wirkungsgrades nach der indirekten Methode sind im Allgemeinen folgende Größen zu
ermitteln:
a)
Heizwert oder Brennwert, Asche- und Wassergehalt sowie die Elementaranalyse des Brennstoffes, falls erforderlich;
b)
Rauchgasanalyse (CO2- oder O2- und CO-Gehalt);
c)
Temperatur des austretenden Rauchgases;
d)
Temperatur des Brennstoffes und der Verbrennungsluft;
e)
Feuchtigkeitsgehalt der Verbrennungsluft;
f)
Umgebungslufttemperatur, Temperatur im Kesselhaus und Luftdruck;
g)
Temperatur und Massenstrom der abgezogenen Asche;
h)
Anteil Unverbranntes oder Kohlenstoffgehalt der Asche oder Heizwert oder Brennwert der Asche.
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Wird ein Heizgas verwendet, müssen die Ergebnisse seiner Elementaranalyse in jedem Fall bekannt sein. Bei
festen Brennstoffen, Heizöl und Erdgas sind diese analytischen Werte nur erforderlich, wenn es nicht möglich ist,
den Verbrennungsluft- und Erdgasgehalt statistisch zu erfassen.
Zusätzlich zu den vorgenannten Größen müssen alle Kennwerte, die den Beharrungszustand dokumentieren, gemessen werden (z. B. Dampfdruck, Wassertemperatur).
8.6.2
Berechnung des Wirkungsgrades
Für die Bestimmung des Wirkungsgrades kann die spezifische Wärme wie folgt berechnet werden:
a)
b)
lG ist der Rauchgasverlust
Q (N)G
l(N)G = Q(G)Ztot
(8.6-1)
Q (G)G
l(G)G = Q(G)Ztot
(8.6-2)
IRC ist der Verlust durch Strahlung und Leitung
l (N)RC =
Q RC
Q
=
Q RC
Q
=
(N)Ztot
l (G)RC =
(G)Ztot
20
Q RC
η ( N)B
Q
(8.6-3)
Q RC
η (G)B
Q
(8.6-4)
E
E
EN 12953-11:2003 (D)
c)
lSF ist der Verlust durch Enthalpie und Unverbranntes in Asche und Flugstaub für fest Brennstoffe
l(N)SF =
Q Ash + Q FA
Q
(8.6-5)
l(G)SF =
Q Ash + Q FA
Q (G)Ztot
(8.6-6)
(N)Ztot
Der Wirkungsgrad wird also wie folgt berechnet:
8.7
η(N)b = 1 − l(N)G − l(N)RC − l(N)SF
(8.6-7)
η(G)B = 1 − l(G)G − l(G)RC − l(G)SF
(8.6-8)
Nutzwärmeleistung
Die Nutzwärmeleistung Q E ist die gesamte Wärme, die im Dampferzeuger an das Wasser und/oder an den Dampf
übertragen wird.
Q E = η (N)B Q (N)Ztot
(8.7-1)
Q E = η (G)B Q (G)Ztot
(8.7-2)
Q N
(hST − H FW )
(8.7-3)
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m ST =
Dabei ist:
9
m ST
der Frischdampfmassenstrom;
hST
die Frischdampfenthalpie;
hFW
die Speisewasserenthalpie.
Messunsicherheit
Wenn keine ausführliche Fehlerauswertung durchgeführt wird, wird davon ausgegangen, dass die Wärmeleistung
des Kessels in Übereinstimmung mit dieser Europäischen Norm mit einer Grenzabweichung von ± 0,5 % berechnet
wird.
21
EN 12953-11:2003 (D)
Anhang A
(informativ)
Berechnung der brennstoffmassenbezogenen Verbrennungsluft-/
Rauchgasmasse und spezifischen Wärme
A.1 Brennstoffmassenbezogene Verbrennungsluft-/Rauchgasmasse
Wärme
und spezifische
Brennstoffmassenbezogene Verbrennungsluft-/Rauchgasmasse (kurz genannt Verbrennungsluftgehalt und Rauchgasgehalt) muss entweder auf Basis der Elementaranalyse (siehe Gleichung A.1-2) oder mit statistischen
Methoden (siehe Gleichung A.1-3) bestimmt werden. Auf Grund der gegebenen Messunsicherheit müssen als
Erstes die folgenden stöchiometrischen Kennwerte bestimmt werden:
µAod
Verbrennungsluftgehalt (Trockenbasis), in kg/kg
µGod
Rauchgasgehalt (Trockenbasis), in kg/kg
VGod
Rauchgasvolumen (in Normzustand) (Trockenbasis), in m /kg
3
µCO2GO Kohlenstoffdioxidgehalt, in kg/kg
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
µ H2OGF Wasserdampfgehalt, in kg/kg
Folgendes muss ebenfalls bekannt sein:
x H 2OAd (siehe 8.5.2)
Also:
VCO2o = µ CO2o / ρ nCO2
(A.1-1)
γˆCO2d = VCO2o / VGod
(A.1-2)
γˆCO2d − γ CO2d
γ O2d
(A.1-3)
= µ Aod + ρ nAD VGod
γ CO2d − γ CO2AD
γ O2AD − γ O2d
− γ CO2d
− γ CO2Ad
γˆ
γˆ
γ O2d
γ O2Ad
VGd =VGod +VGod CO2d
=VGod CO2d
(A.1-4)
=VGod +VGod
=VGod
γ CO2d − γ CO2Ad
γ CO2d − γ CO2Ad
γ O2Ad − γ O2d
γ O2Ad − γ O2d
− γ CO2d
γˆ
γ O2d
µ CO2 = µ CO2O + ρ nAd VGod CO2d
x CO2Ad = µ CO2O + ρ nAD VGod
x CO2Ad (A.1-5)
γ CO2d − γ CO2Ad
γ O2Ad − γ O2d
µ Ad = µ Aod + ρ nAD VGod
22
µH2O = µH2OF + µ Ad xH2OAd
(A.1-6)
µ A = µ AD (1 + xH2OAd )
(A.1-7)
µG = µ A + 1 − γ Ash (1 − v)
(A.1-8)
x CO2 = µ CO2 / µ G
(A.1-9)
xH2O = µ H2O / µ G
(A.1-10)
cpG = f (xH2O , c CO2 , t )
(A.1-11)
EN 12953-11:2003 (D)
mit
3
3
y CO 2Ad Kohlenstoffdioxidgehalt der trockenen Luft (= 0,00033 m /m )
3
3
Sauerstoffgehalt der trockenen Luft (= 0,20938 m /m )
y O2 Ad
ρnCO2 Normdichte des Kohlenstoffdioxids (= 1,9770 kg/m3)
3
ρ nAd
Normdichte der trockenen Luft (= 1,2930 kg/m )
xCO 2 Ad
Kohlenstoffdioxidgehalt der trockenen Luft (= 0,000505 kg/kg)
ANMERKUNG
Nach DIN 1871 [8].
A.2 Elementaranalyse
A.2.1 Feste Brennstoffe und Rauchgas
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Die Zusammensetzung der festen und flüssigen Brennstoffe muss mit folgenden Bestandteilen beschrieben werden, in kg/kg:
γC
der Kohlenstoffgehalt des Brennstoffes;
γH
der Wasserstoffgehalt des Brennstoffes;
γS
der Schwefelgehalt des Brennstoffes;
γO
der Sauerstoffgehalt des Brennstoffes;
γN
der Stickstoffgehalt des Brennstoffes;
γ H2O der Wassergehalt des Brennstoffes;
γ Ash
der Aschegehalt des Brennstoffes.
Die Summe der Bestandteile muss 1 sein, d. h.
åγ
i
=1
(A.2-1)
Für einen flüssigen Brennstoff ist meistens nur die Summe γC + γH = γCH bekannt. Bei der Elementarberechnungsmethode werden folgende Werte verwendet:
γ C = 0,86 γ CH
γ H = 0,14 γ CH
(A.2-2)
Ist γCH auch für einen festen Brennstoff angegeben, so ist wie folgt zu rechnen:
γ H = 0,015 (1 − γ A − γ H2O )
γ C = γ CH − γ H
23
EN 12953-11:2003 (D)
Die folgenden Kennwerte sind zu berechnen:
µ Aod = 11,5122 γ C + 34,2974 γ H + 4,3129 γ S − 4,3212 γ O
(A.2-3)
µGod = 12,5122 γ C + 26,3604 γ H + 5,3129 γ S − 3,3212 γ O + 1,0 γ N
(A.2-4)
VGod = 8,8930 γ C + 20,9724 γ H + 3,3190 γ S − 2,6424 γ O + 0,7997 γ N
(A.2-5)
µ CO 2O = 3,6699 γ C + 0,0173 γ H + 0,0022 γ S − 0,0022 γ O
(A.2-6)
µ H 2OF = 8,9370 γ H + 1,0 γ H 2O
(A.2-7)
A.2.2 Brenngase
Der Heizwert/Brennwert muss durch die experimentelle Methode oder durch Analyse der Zusammensetzung der
Brenngase bestimmt werden.
Die Eigenschaften von Brenngasen sind in Tabelle A.2-1 angegeben.
Tabelle A.2-1 — Eigenschaften von Brenngasen
Gastype
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Zusammensetzung
yCO
Benennung
Kohlenstoffmonoxidgehalt
Molare
Masse
Molares
Volumen
Dichte
Gaskonstante
Brennwert
Heizwert
Brennwert
Heizwert
M
Vmn
ρni
R
H(G)N
H(N)n
H(G)
H(N)
kg/kmol
m /kmol
kg/m
3
kJ/kg/K
MJ/m
MJ/kg
MJ/kg
28,0104
22,400
1,2505
0,29665
12,633
12,633
10,103
10,103
3
3
MJ/m
3
y H2
Wasserstoffgehalt
2,0158
22,428
0,08998
4,12723
12,745
10,783
141,800
119,971
y CH 4
Methangehalt
16,0428
22,360
0,7175
0,51703
39,819
36,883
55,499
50,013
y C2H 4
Ethengehalt
28,0536
22,245
1,2611
0,29414
63,414
59,458
50,284
47,147
y C2H 6
Ethangehalt
30,0693
22,191
1,3550
0,27376
70,293
64,345
51,876
47,486
y C3 H 6
Propengehalt
42,0804
21,998
1,9129
0,19392
93,575
87,575
48,918
45,781
y C3 H 8
Propangehalt
44,0962
21,928
2,0110
0,18446
101,242
93,215
50,346
46,354
y C 4 H10
Butangehalt
58,1230
21,461
2,7083
0,13697
134,061
123,809
49,500
45,715
y N2
Stickstoffgehalt
28,0134
22,403
1,2504
0,29666
0,000
0,000
0,000
0,000
y CO 2
Kohlenstoffdioxidgehalt
44,0098
22,261
1,9770
0,18763
0,000
0,000
0,000
0,000
y O2
Sauerstoffgehalt
31,9988
22,392
1,4290
0,25968
0,000
0,000
0,000
0,000
y H 2S
Schwefelwasser34,0760
stoffgehalt
22,192
1,5355
0,24168
25,336
23,353
16,500
15,209
ANMERKUNG
Auf der Grundlage der Normdichte [8], [9].
Ist CmHn die Summe höherer Wasserstoffe eines bestimmten Brenngases, werden die Werte für Propan (C3H6) zur
Berechnung verwendet
24
EN 12953-11:2003 (D)
Die Summe der Bestandteile muss 1 sein, d. h.:
åy =1
(A.2-8)
i
3
Die Normdichte des Brenngases in kg/m wird angegeben durch:
ρn =
åy
i
ρ ni
(A.2-9)
Die Massenanteile sind zu berechnen aus:
xi = yi ρ ni / ρ n
(A.2-10)
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Berechnung des Heizwertes/Brennwertes:
H (G)n =
åH
(G)ni
yi
(A.2-11)
H (N)n =
åH
(N)ni
yi
(A.2-12)
H (G) =
åH
(G)i
xi
(A.2-13)
H (N) =
åH
(Ni) xi
(A.2-14)
Tabelle A.2-2 — Verbrennungsluft- und Rauchgasgehalte, Rauchgasvolumen, CO2
und Wasserdampfgehalt eines Brenngases
µ CO 2o
µ H 2OF
m /kg
kg/kg
kg/kg
3,46825
2,30404
1,57244
—
34,29736
26,36036
20,97240
0,01731
8,93700
CH4
17,23826
15,99234
11,92859
2,75201
2,24592
C2H4
14,78668
14,50234
10,62890
3,14501
1,28434
C2H6
16,09464
15,29728
11,32231
2,93534
1,79736
C3H8
15,67859
15,04442
11,10174
3,00203
1,63417
C4H10
15,46334
14,91360
10,98763
3,03654
1,54975
C3H6
14,78668
14,50234
10,62890
3,14501
1,28434
H2S
6,08668
6,55801
4,36332
0,00307
0,52868
O2
– 4,32120
– 3,32120
– 2,64236
– 0,00218
N2
—
1,00000
0,79972
—
—
CO2
—
1,00000
0,50582
1,00000
—
µAod
µGod
VGod
kg/kg
kg/kg
CO
2,46825
H2
3
—
Die Umrechnung des Heizwertes auf den Brennwert erfolgt nach folgenden Gleichungen:
H (N) = H (N)in × ρ n
(A.2-15)
H (G) = H (N) + µ H 2 OF L r
(A.2-16)
[
]
[
]
H (N)n MJ/m3 = H (N)n kWh/m3 3,6
(A.2-17)
25
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Dabei ist:
H(N)n
3
3
der Heizwert in kJ/m oder MJ/m 3);
H(N)
der Heizwert in kJ/kg oder MJ/kg;
H(G)n
der Brennwert in kJ/m oder MJ/m ;
H(G)
der Brennwert in kJ/kg oder MJ/kg;
Lr
die spezifische latente Wärme (Verdampfungswärme) in kJ/kg bei 25 °C; Lr = 2442,5 kJ/kg.
µ Aod =
åµ
Aodi
xi
(A.2-18)
µGod =
åµ
Godi
xi
(A.2-19)
VGod =
åV
3
Godi
3
(A.2-20)
xi
µ CO 2O =
åµ
CO 2oi
xi
(A.2-21)
µ H 2OF =
åµ
H 2OFi
xi
(A.2-22)
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Werte dieser Parameter sind in Tabelle A.2-2 angegeben.
A.3 Statistische Analyse
Die statistische Verbrennungsrechnung beruht auf der empirischen Anhängigkeit zwischen den Massenstromverhältnissen und dem Heizwert/Brennwert. In diesem Zusammenhang zeigt eine Auswertung von Brennstoffproben
aus verschiedenen Ländern der ganzen Welt einen gemeinsamen funktionellen Zusammenhang. Da dabei eine
große Anzahl von unabhängigen Messungen verwendet wurde und eine Bewertung der Massebilanzen durchgeführt wurde, hat das Ergebnis einen hohen Genauigkeitsgrad. Bei der Untersuchung wurden Proben mit einem
Aschegehalt bis zu 30 % mit einbezogen.
ANMERKUNG
a)
3)
26
Feste Brennstoffe erfordern besondere Berücksichtigungen.
Heizöl
H(N)
Heizwert (NCV) in MJ/kg
H(G)
Brennwert (GCV) in MJ/kg
µ Aod = 0,43973 + 0,32426 H (N)
(A.3-1)
µ Aod = 1,78457 + 0,27471 H (G)
(A.3-2)
µGod + 3,44402 + 0,25041 H (N)
(A.3-3)
µGod + 4,48259 + 0,21215 H (G)
(A.3-4)
VGod = 1,76435 + 0,20060 H (N)
(A.3-5)
VGod = 2,59630 + 0,16994 H (G)
(A.3-6)
3
3
MJ/m = 3,6 kWh/m
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b)
µCO2O = 2,50314 + 0,01510 H (N)
(A.3-7)
µCO2O = 2,56579 + 0,01280 H (G)
(A.3-8)
µH2OF = 2,00428 + 0,07384 H (N)
(A.3-9)
µH2OF = 1,69803 + 0,06256 H ( G )
(A.3-10)
Erdgas
H(N)
Heizwert (NCV) in MJ/kg
H(G)
Brennwert (GCV) in MJ/kg
µ Aod = 0,06303 + 0,34516 H (N)
(A.3-11)
µ Aod = 0,00389 + 0,31073 H (G)
(A.3-12)
µGod + 1,01490 + 0,29979 H (N)
(A.3-13)
µGod + 1,06627 + 0,26988 H (G)
(A.3-14)
VGod = 0,64972 + 0,22553 H (N)
(A.3-15)
VGod = 0,68836 + 0,20304 H (G)
(A.3-16)
µCO2O = 0,55157 + 0,04482 H (N)
(A.3-17)
µCO2O = 0,55925 + 0,04035 H (G)
(A.3-18)
µH2OF = 0,07793 + 0,04537 H (N)
(A.3-19)
µ H2OF = 0,07016 + 0,04084 H ( G )
(A.3-20)
A.4 Spezifische Wärme von Rauchgas und Verbrennungsluft
Spezifische Wärme von Rauchgas und Verbrennungsluft, dargestellt in Bild A.4-1, werden wie folgt berechnet
cpGo = cpAdo + CpH2O xH2O + CpCO2 xCO2
(A.4-1)
cpAo = c pAdo + C pH2O xH2OA
(A.4-2)
cpGdo = cpAdo + CpCO2 xCO2
(A.4-3)
cpAdo = a +
b
c
d
e
f
t + t2 + t3 t4 + t5
2
3
4
5
6
C pH2O = a1 +
CpCO2 = a2 +
b1
c
d
e
t + 1 t2 + 1 t3 + 1 t4
2
3
4
5
b2
c
d
e
t + 2 t2 + 2 t3 + 2 t 4
2
3
4
5
(A.4-4)
(A.4-5)
(A.4-6)
27
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Dabei sind
cpGo
die integrale spezifische Wärme von Brenngas zwischen 0 °C und t °C, in kJ/(kg K);
cpAdo
die integrale spezifische Wärme von Trockenluft zwischen 0°C und t °C, in kJ/(kg K);
c pAo
die integrale spezifische Wärme von feuchter Luft zwischen 0 °C und t °C, in kJ/(kg K);
cpGdo
die integrale spezifische Wärme von Trockenbrenngas zwischen 0 °C und t °C, in kJ/(kg K);
x H 2OA der Wassergehalt von feuchter Luft in kg/kg x H 2OA = x H 2OAd / (1 + x H 2OAd ) .
Die Polynomkoeffizienten sind nach Tabelle A.4-1 und Bild A.4-1 berechnet und gelten innerhalb der nachstehend
aufgeführten Grenzen:
0 < xH2OA < 0,3
0 < xCO2 < 0,25
0 °C < t < 1 200 °C
Die integrale spezifische Wärme zwischen den Temperaturen t1 und t2 wird wie folgt berechnet:
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cp =
cp0 (t1 ) t1 − cp0 (t2 ) t2
(A.4-7)
t1 − t2
Tabelle A.4-1 — Polynomkoeffizienten zur Bestimmung der integralen spezifischen Wärmekapazität
Koeffizient (A.4-4)
28
Koeffizient (A.4-5)
Koeffizient (A.4-6)
a
0,1004173 E + 01
a1
0,8554535
a2
b
0,1919210 E – 04
b1
0,2036005 E – 03
b2
0,7661864 E – 03
c
0,5883483 E – 06
c1
0,4583082 E – 06
c2
– 0,9259622 E – 06
d
– 0,7011184 E – 09
d1
– 0,2798080 E – 09
d2
0,5293496 E – 09
e
0,3309525 E – 12
e1
0,5634413 E – 13
e2
– 0,1093573 E – 12
f
– 0,5673876 E – 16
– 0,1002311
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Legende
a
Integrale spezifische Wärmekapazität von Rauchgas cpG und Verbrennungsluft cpA
b
Temperatur t
Bild A.4-1 — Integrale spezifische Wärmekapazität von Rauchgas und Verbrennungsluft in Abhängigkeit
von der Temperatur
29
EN 12953-11:2003 (D)
Anhang B
(normativ)
Abhitzekessel
B.1 Allgemeines
Dieser Anhang umfasst die Anwendung von Abhitzekesseln, die Wärme aus Abhitze, die durch den Kessel geleitet
wird, extrahieren.
Die Gase, die durch den Kessel geleitet werden, können aus unterschiedlichen Quellen stammen, z. B. aus Gasturbinen, Kolbenmaschinen, Veraschungsanlagen und Öfen etc.
B.2 Nutzwärmeleistung
Werden die Verluste durch Strahlung und Leitung des Kessels nicht beachtet, entspricht die Nutzwärmeleistung Q N der aus Abhitze extrahierten Wärme.
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Q N = Q Z
(B.2-1)
Die Verluste durch Strahlung und Leitung eines Abhitzekessels sind im Allgemeinen gering, aber Verluste auf
Grund von Leckage durch isolierende Regelklappen in Nebenleitungen etc. müssen ebenfalls berücksichtigt werden.
Der Verlust Q RC kann näherungsweise errechnet werden auf der Grundlage von Bild 8.5-1 unter Anwendung von
Kurve 1 mit der Konstanten C für Steinkohlekessel.
Q N = Q Z − Q RC
(B.2-2)
B.3 Abhitzewärme
Die Abhitzewärme ist
Q Z = m G ⋅ cpG (t1 − t2 )
(B.3-1)
Dabei ist
mG
der Massestrom von Abhitze;
cpG
die integrale spezifische Wärme zwischen den Temperaturen t1 und t2 (siehe A.4-7);
t1
die Gastemperatur der Kesseleinströmöffnung;
t2
die Gastemperatur an der Kesselausströmöffnung.
Die integrale spezifische Wärmekapazität einer Mischung kann wie folgt bestimmt werden:
n
cpG =
å x; C
i =1
30
pi
(B.3-2)
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Dabei ist
Cpi
die integrale spezifische Wärmekapazität des Bestandteils i und zwischen t1 und t2;
xi
die Anteile der Bestandteile der Mischung nach Masse;
n
die Anzahl der Bestandteile.
Auf ähnliche Weise wie in A.4 beschrieben wird die integrale spezifische Wärmekapazität jedes einzelnen Bestandteils zwischen 273,15 K und t in Kelvin wie folgt bestimmt:
C pi = a + bt + ct 2 + dt 3 + et 4
(B.3-3)
Polynomkoeffizienten für gewöhnliche Gase werden in nachstehender Tabelle B-3 aufgeführt.
Tabelle B.3-1 — Polynomkoeffizienten zur Bestimmung der integralen spezifischen Wärmekapazität
Gas
a
–1
CO2
4,1025 · 10
H2O
1,9212
O2
9,6681 · 10
N2
1,0969 · 10
SO2
4,1527 · 10
Ar
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b
c
–3
1,961 · 10
d
–6
– 2,029 · 10
–4
2,6338 · 10
– 7,9726 · 10
– 2,1229 · 10
–8
– 2,1578 · 10
–7
– 2,9026 · 10
–8
– 5,4327 · 10
– 6,5424· 10
–4
2,2309 · 10
–0
–
–4
7,8749 · 10
–4
– 3,2149 · 10
–1
7,2801 · 10
–9
1,1997 · 10
–6
–1
3,9612 · 10
e
–
– 13
3,0775 · 10
–9
6,5776 · 10
– 13
–9
7,0413 · 10
– 13
– 10
– 2,9647 · 10
– 14
– 10
2,7543 · 10
– 13
Cp von Argon ist konstant mit 0,519 kJ/(kg K)
B.4 Zugeführte Wärme
Die in den Gasen enthaltene Wärme, die bei t1 °C in den Kessel geführt wird, muss wie folgt bestimmt werden:
cZtot = m G ⋅ cpG1 ⋅ t1
(B.4-1)
Dabei ist
cpG1
die integrale spezifische Wärme zwischen 0 °C und t1 °C.
B.5 Wärmeleistung
Die Wärmeleistung des Kessels muss wie folgt bestimmt werden:
Q
ηB = N
Q Ztot
(B.5-1)
B.6 Messmethoden
B.6.1 Gasmassestrom
Wenn es sich als praktisch erweist, muss der Gasmassestrom nach der Methode in 7.4.3.2 dieser Norm gemessen
werden. Der Gesamtmassestrom kann jedoch vor dem Versuch vertraglich vereinbart werden.
ANMERKUNG
Da der Kessel unveränderlich gegen einen vorgeschriebenen Gasmassestrom ausgelegt ist, ist es oft ratsam, diesen Wert für Versuchszwecke zu akzeptieren.
31
EN 12953-11:2003 (D)
B.6.2 Gastemperatur
Die in 7.3 dieser Norm angegebenen Methoden müssen angewendet werden.
B.6.3 Gaszusammensetzung
Dies muss durch die in 7.6.3 dieser Norm angegebenen Methoden oder durch Berechnung oder muss vor dem
Versuch durch vertragliche Vereinbarungen bestimmt werden.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
ANMERKUNG
Da der Kessel unveränderlich gegen eine vorgeschriebene Gaszusammensetzung ausgelegt ist, ist es oft
ratsam, diese Analyse für Versuchszwecke zu akzeptieren.
32
EN 12953-11:2003 (D)
Literaturhinweise
[1]
VDI/VDE 3511 Blatt 1, Technische Temperaturmessungen — Grundlagen und Übersicht über besondere
Temperaturmessverfahren
VDI/VDE 3511 Blatt 2, Technische Temperaturmessungen — Berührungsthermometer
VDI/VDE 3511 Blatt 3, Technische Temperaturmessungen — Messverfahren und Messwertverarbeitung für
elektrische Berührungsthermometer
VDI/VDE 3511 Blatt 4, Technische Temperaturmessungen — Strahlungsthermometrie.
VDI/VDE 3511 Blatt 5, Technische Temperaturmessungen — Einbau von Thermometern
[2]
VDI 2066 Blatt 1, Messen von Partikeln — Staubmessungen in strömenden Gasen — Gravimetrische Bestimmung der Staubbeladung — Übersicht
[3]
VDI/VDE 2640 Blatt 3, Netzmessungen in Strömungsquerschnitten — Bestimmung des Gasstromes in
Leitungen mit Kreis-, Kreisring- oder Rechteckquerschnitt
VDI/VDE 2640 Blatt 4, Netzmessungen in Strömungsquerschnitten — Bestimmung der mittleren Temperatur in strömenden Flüssigkeiten
[4]
VDI 2066 Blatt 2 (z. Z. Entwurf), Messen von Partikeln — Manuelle Staubmessung in strömenden Gasen —
Gravimetrische Bestimmung der Staubbeladung — Filterkopfgeräte
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
NF X44-052, Sampling of dust in a stream of gas (General case)
VDI 2066 Blatt 3, Messen von Partikeln — Manuelle Staubmessung in strömenden Gasen — Gravimetrische Bestimmung der Staubbeladung — Filterkopfgerät
VDI 2066 Blatt 4, Messen von Partikeln — Staubmessung in strömenden Gasen — Bestimmung der
Staubbeladung durch kontinuierliches Messen der optischen Transmission
VDI 2066 Blatt 5, Messen von Partikeln — Staubmessung in strömenden Gasen — Fraktionierende Staubmessung nach dem Impaktionsverfahren — Kaskadenimpaktor
VDI 2066 Blatt 6, Messen von Partikeln — Staubmessung in strömenden Gasen — Bestimmung der
Staubbeladung durch kontinuierliches Messen des Streulichtes mit dem Photometer KTN
[5]
VDI Wärmeatlas, Berechnungsblätter für den Wärmeübergang, Berlin, Springer 1997
The International Association for the Properties of Water and Steam (IAPWS) IF 97 for water and steam properties.
[6]
DIN 51853, Prüfung von Brenngasen, Schutz- und Abgasen — Probenahme
[7]
DIN 51700, Prüfung fester Brennstoffe — Allgemeines und Übersicht über Prüfverfahren
[8]
DIN 1871, Gasförmige Brennstoffe und sonstige Gase — Dichte und relative Dichte — bezogen auf den
Normzustand
[9]
Brandt, F., Brennstoffe und Verbrennungsrechnung, FDBR-Fachbuchreihe, Vol.1, Essen: Vulkan Verlag,
1981
EN 437, Prüfgase — Prüfdruck — Anwendungskategorien
EN 837-1, Druckmessgeräte — Teil 1: Druckmessgeräte mit Rohrfedern — Maße, Messtechnik, Anforderungen
und Prüfung/Achtung: Korrigierte Seiten vom 16. Januar 1997, 20. Februar 1997
EN 837-3, Druckmessgeräte — Teil 3: Druckmessgeräte mit Platten- und Kapselfedern — Maße, Messtechnik,
Anforderungen und Prüfung/Achtung: Korrigierte Seiten vom 16. Januar 1997, 20. Februar 1997
33
EN 12953-11:2003 (D)
EN 60751, Industrielle Platin-Widerstandsthermometer und Platin-Messwiderstände (IEC 60751:1983 + A1:1986)
ISO 3993, Liquefied petroleum gas and light hydrocarbons — Determination of density or relative density — Pressure hydrometer method
ISO/TR 5168, Measurement of fluid flow — Evaluation of uncertainties
IEC 60584-1, Thermocouples — Part 1: Reference tables (IEC 584-1:1995)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
IEC 584-2, Thermocouples — Part 2: Tolerances (IEC 584-2:1982 + A1:1989)
34
DEUTSCHE NORM
Januar 2004
X
DIN EN 12953-12
ICS 27.060.30; 27.100
Großwasserraumkessel –
Teil 12: Anforderungen an Rostfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe
für den Kessel;
Deutsche Fassung EN 12953-12:2003
Shell boilers –
Part 12: Requirements for grate firing systems for solid fuels for the boiler;
German version EN 12953-12:2003
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Chaudières à tubes de fumée –
Partie 12: Exigences pour les équipements de chauffe à grille pour combustibles solides
de la chaudière;
Version allemande EN 12953-12:2003
Gesamtumfang 22 Seiten
Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD) im DIN
DIN Deutsches Institut für Normung e.V. • Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise, nur mit
Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet.
Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
©
Preisgruppe 12
www.din.de
www.beuth.de
5% 9473107
DIN EN 12953-12:2004-01
Die Europäische Norm EN 12953-12:2003 hat den Status einer Deutschen Norm.
Nationales Vorwort
Diese Deutsche Norm enthält die Deutsche Fassung der Europäischen Norm EN 12953-12:2003 „Großwasserraumkessel — Teil 12: Anforderungen an Rostfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den
Kessel“.
Die Europäische Norm wurde vom CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut für Normung e. V. ist
der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss GA 269 „Dampfkessel“ des Normenausschusses
Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Für den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des
Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die
Verweisung auf die jeweils neueste gültige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Für den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in
Bezug genommene Ausgabe der Norm.
2
EN 12953-12
EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
September 2003
ICS 27.060.30; 27.100
Deutsche Fassung
Großwasserraumkessel
Teil 12: Anforderungen an Rostfeuerungsanlagen für feste
Brennstoffe für den Kessel
Shell boilers — Part 12: Requirements for grate firing
systems for solid fuels for the boiler
Chaudières à tubes de fumée — Partie 12: Exigences pour
les équipements de chauffe à grille pour combustibles
solides de la chaudière
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 12. Juni 2003 angenommen.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen
dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen
dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage
erhältlich.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,
die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Management-Zentrum
mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,
Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, der Slowakei, Spanien, der
Tschechischen Republik, Ungarn und dem Vereinigten Königreich.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
Management-Zentrum: rue de Stassart, 36
© 2003 CEN
B-1050 Brüssel
Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 12953-12:2003 D
EN 12953-12:2003 (D)
Inhalt
Seite
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Vorwort................................................................................................................................................................ 3
1
1.1
1.2
1.3
Anwendungsbereich............................................................................................................................. 4
Feuerungsanlagen ................................................................................................................................ 4
Brennstoffe ............................................................................................................................................ 4
Betrieb .................................................................................................................................................... 4
2
Normative Verweisungen ..................................................................................................................... 5
3
Begriffe................................................................................................................................................... 5
4
4.1
4.2
4.3
4.4
Brennstoffbunker mit Fördereinrichtungen ....................................................................................... 7
Allgemeines ........................................................................................................................................... 7
Förderanlagen ....................................................................................................................................... 8
Brennstoffbunker .................................................................................................................................. 8
Brennstoffbehälter (Silos)..................................................................................................................... 8
5
5.1
5.2
5.3
Brennstoffaufbereitung ........................................................................................................................ 9
Allgemeines ........................................................................................................................................... 9
Zerkleinerung des Brennstoffs ............................................................................................................ 9
Trocknung des Brennstoffs ................................................................................................................. 9
6
Brennstoffzufuhr ................................................................................................................................... 9
7
Explosionsschutzmaßnahmen .......................................................................................................... 10
8
8.1
8.2
8.3
Ausrüstungen für Verbrennungsluftzufuhr und Rauchgasabführung .......................................... 11
Luftzufuhr............................................................................................................................................. 11
Verbrennungsluft/Brennstoffverhältnis............................................................................................ 11
Rauchgasabführung ........................................................................................................................... 11
9
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
Feuerungsanlage ................................................................................................................................ 12
Allgemeines ......................................................................................................................................... 12
Steuerung und Überwachung ............................................................................................................ 12
Elektrische Ausrüstung...................................................................................................................... 12
Sicherheitsmaßnahmen...................................................................................................................... 13
Gemeinsamer Schornstein für mehrere Feuerungsanlagen .......................................................... 15
10
Aschetransport und -abzug ............................................................................................................... 15
11
11.1
11.2
Betrieb und Wartung........................................................................................................................... 15
Allgemeines ......................................................................................................................................... 15
Betriebsanleitungen............................................................................................................................ 15
Anhang A (informativ) Betriebliche Anforderungen für ständig beaufsichtigte Feuerungsanlagen
für feste Brennstoffe in Rostfeuerungsanlagen .............................................................................. 17
Anhang ZA (informativ) Zusammenhang zwischen dieser Europäischen Norm und den
grundlegenden Anforderungen der EU-Richtlinie 97/23/EG........................................................... 19
Literaturhinweise.............................................................................................................................................. 20
2
EN 12953-12:2003 (D)
Vorwort
Dieses Dokument EN 12953-12:2003 wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 269 „Großwasserraum- und
Wasserrohrkessel“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN geführt wird.
Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung
eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis März 2004, und etwaige entgegenstehende nationale
Normen müssen bis März 2004 zurückgezogen werden.
Dieses Dokument wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission und
der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Anforderungen der
Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG [1].
Für den Zusammenhang mit EU-Richtlinien siehe informativen Anhang ZA, der Bestandteil dieser Norm ist.
Die Europäische Normenreihe EN 12953 über Großwasserraumkessel besteht aus den folgenden Teilen:
¾ Teil 1: Allgemeines
¾ Teil 2: Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör
¾ Teil 3: Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile
¾ Teil 4: Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile
¾ Teil 5: Prüfung während der Herstellung, Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
¾ Teil 6: Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel
¾ Teil 7: Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel
¾ Teil 8: Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Überdruck
¾ Teil 9: Anforderungen an Begrenzungseinrichtungen an Kessel und Zubehör
¾ Teil 10: Anforderungen an die Speise- und Kesselwasserqualität
¾ Teil 11: Abnahmeversuche
¾ Teil 12: Anforderungen an Rostfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel
¾ Teil 13: Betriebsanleitungen
CR 12953-14: Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation.
Obwohl alle Teile der Norm einzeln zu erwerben sind, sollte bedacht werden, dass die Teile voneinander abhängig sind. Deshalb werden für Konstruktion und Herstellung der Kessel mehrere Teile benötigt, um die Anforderungen der Norm zu erfüllen.
Der Anhang A dieser Europäischen Norm ist informativ.
Dieses Dokument enthält Literaturhinweise.
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden
Länder gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland,
Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich,
Portugal, Schweden, Schweiz, Slowakei, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn und Vereinigtes Königreich.
3
EN 12953-12:2003 (D)
1
1.1
Anwendungsbereich
Feuerungsanlagen
Dieser Teil der Europäischen Norm legt Anforderungen fest für Rostfeuerungsanlagen, d. h. von den
Brennstoffbunkern bis zu der Entaschungsanlage. Bei Kombination verschiedener Feuerungsanlagen gelten
auch deren spezifische Anforderungen.
Wenn verschiedene Brennstoffe gleichzeitig verbrannt werden, oder wenn sich eine Brennstoffeigenschaft
erheblich ändert (z. B. Feuchtigkeitsgehalt), können erhöhte Sicherheitsmaßnahmen nötig werden, vor allem
im Hinblick auf die Begrenzung des Brennstoffstromes in die Feuerungsanlage und richtige Luftzuführung zu
den einzelnen Brennstoffen.
1.2
Brennstoffe
Diese Anforderungen umfassen den Einsatz von festen Brennstoffen.
Erfasste feste Brennstoffe sind:
¾ Alle Kohlenarten, z. B. Lignit oder Braunkohle, hoch- oder niederflüchtige Steinkohle, Pechkohle, Anthrazit, Koks, Koksgrus, Kohlenschlamm;
¾ andere fossile feste Brennstoffe (z. B. Torf, Ölschiefer);
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
¾ feste Biomasse-Brennstoffe (z. B. Holz, Holzabfälle (Rinde), Zuchtpflanzen (Miscanth), Ernteabfälle
(Stroh));
¾ feste städtische Abfallbrennstoffe (z. B. Müll, Klärschlamm, aus Müll gewonnene Brennstoffe (BRAM));
¾ feste Industrie-Abfallbrennstoffe (z. B. Petrolkoks, Ruß, Reifen, Papierabfälle, Späne von beschichtetem
Holz, genutztes Holz, Schlachthofabfälle).
Brennstoffmischungen von einer oder mehreren dieser Gruppen (siehe 4.1.7) oder Brennstoffe
ungewöhnlicher oder unbekannter Art können besondere Sicherheitsmaßnahmen erfordern, deren Eignung
entweder durch praktische Erfahrungen, gewonnen mit vergleichbaren Brennstoffen, oder durch geeignete
Versuche, z. B. nach EN 26184-1, bestätigt werden kann. Derartige Maßnahmen sind durch den Hersteller zu
belegen.
Brennstoffe, auf denen die Auslegung basiert, sind in den Betriebsanleitungen (siehe 11.2) zu spezifizieren.
Dies umfasst die Brennstoffdaten für 100 % Zufuhr des Grundbrennstoffes und alle Daten für Zusatzbrennstoffe zusammen mit ihrem maximalen thermischen Zufuhranteil.
1.3
Betrieb
Die Anforderungen an die betriebliche Ausrüstung in den Abschnitten 4 bis 10 gelten für Dampf- und
Heißwassererzeuger mit ständiger Beaufsichtigung durch entsprechend ausgebildete Personen, die mit den
besonderen Bedingungen der Feuerungsanlage und der Brennstoffart vertraut sind.
Anhang A enthält die betrieblichen Anforderungen für ständige Beaufsichtigung.
4
EN 12953-12:2003 (D)
2
Normative Verweisungen
Diese Europäische Norm enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen
Publikationen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen dieser Publikationen nur zu dieser Europäischen Norm, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung eingearbeitet sind. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen
Publikation (einschließlich Änderungen).
EN 12952-8:2002, Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten — Teil 8: Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel.
EN 12952-9:2002, Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten — Teil 9: Anforderungen an Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel.
EN 12953-7, Großwasserraumkessel — Teil 7: Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel.
EN 26184-1, Explosions-Schutzsysteme — Teil 1: Bestimmung der Explosionskenngrößen von brennbaren
Stäuben in Luft (ISO 6184-1:1985).
prEN 50156-1, Elektrische Ausrüstungen von Feuerungsanlagen — Teil 1: Anforderungen für Anwendung,
Konstruktion und Installation.
3
Begriffe
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Für die Anwendung dieser Europäischen Norm gelten die folgenden Begriffe.
3.1
Stützfeuerung
eigene Feuerung zur Gewährleistung der Weiterzündung und stabilen Verbrennung. Die Zündfeuerung kann
für diesen Zweck eingesetzt werden
3.2
Grundfeuer
die Schicht glühenden Brennstoffs, Kohle, Feuerbett oder Flamme des zugeführten Brennstoffes. Das
Grundfeuer kann auch die Funktion einer Zündeinrichtung oder einer Stützfeuerungsanlage übernehmen
3.3
Trägergas
Transportmedium für pneumatische Förderung
3.4
Verbrennungsluft
gesamte, der Feuerungsanlage zur Verbrennung zugeführte Luft
3.5
Feuerungsanlagen
Feuerungsanlagen können entsprechend der Art und Form des Brennstoffes, der Zufuhrmethode und dem
Verlauf der Verbrennung unterschieden werden. Brennstoff und Luft können der Brennkammer auf verschiedenen Wegen zugeführt werden, um geeignete Zündung und stabile Verbrennung des Brennstoffes einzuleiten und aufrechtzuerhalten
3.6
Brennstoffbehälter
(Silo)
staubdichter Behälter zur vorübergehenden Lagerung brennbarer Feststoffe im Kesselhaus
5
EN 12953-12:2003 (D)
3.7
Brennstoffbunker
offene Lagerung von festen Brennstoffen
3.8
Brennstoff-Zufuhranlage
Einrichtung zum Transport von Brennstoff in die Brennkammer
ANMERKUNG
Dies kann direkt durch Zuteiler durch Öffnungen in den Feuerungswänden, wie Fallschurren, oder durch
den Bodenrost erfolgen
3.9
Brennstofftransportanlage (Förderanlage)
Einrichtung zur Förderung, Vermischung und Verteilung fester Brennstoffe auf die einzelnen Brennstoffbunker
oder Brennstoffbehälter
3.10
Rostfeuerungsanlage
bei Rostfeuerungsanlagen wird der Brennstoff in einer Schicht auf Roststäben verbrannt, der den Brennstoff
trägt und ein Kühlsystem haben kann
ANMERKUNG
Die Roststäbe sind derart in Abständen angeordnet, dass die Verbrennungsluftzufuhr durch den Rost in
richtiger Verteilung möglich ist, oder anderweitige Möglichkeiten zur Zufuhr und Verteilung der Verbrennungsluft sind vorzusehen.
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3.11
Anzeiger
Messinstrument, welches einen veränderlichen Wert (z. B. Druck, Temperatur, Durchfluss, Füllstand) anzeigt.
Es kann mit einem Melder ausgestattet sein
3.12
Zündeinrichtung
Vorrichtung, um eine sichere Zündung des zugeführten Brennstoffs zu erzielen
3.13
Begrenzer
Messwertumformer, der bei Erreichen eines festen Grenzwertes (z. B. Druck, Temperatur, Durchfluss, Füllstand) die Energiezufuhr unterbricht und verriegelt
3.14
Verriegelung
Unterbrechung der Energiezufuhr, die manuellen Eingriff vor Wiederinbetriebnahme erfordert
3.15
Brennstoffhauptabschaltung
eine an einem sicheren Ort angeordnete Vorrichtung zur schnellen automatischen Abschaltung sämtlicher
Brennstoffzufuhren und eventuell elektrischer Zündeinrichtungen im Gefahrenfall
3.16
maximale kontinuierliche Leistung (MCR) oder zulässiger Wärmeaustrag
dies ist der maximale kontinuierliche Dampf- oder Heißwasseraustrag, der während des Dauerbetriebes erzeugt werden kann und bei dem der Dampf- oder Heißwassererzeuger unter Berücksichtigung der festgelegten Dampf- oder Heißwasserbedingungen (der Wasser-Massenfluss bestimmt die Differenz zwischen Austritts- und Eintrittsenthalpie) betrieben werden könnte
6
EN 12953-12:2003 (D)
3.17
Wächter
Grenzwertgeber zur Erfassung eines festen Grenzwertes, der ein Signal gibt und/oder eine Abschaltung auslöst. Das Ausgangssignal schaltet nur um, wenn sich der auslösende Wert in einem bestimmten Bereich geändert hat
3.18
Durchlüftung der Rauchgaszüge
Strom von Luft durch Brennkammer, Rauchgaszüge und verbundene Kanäle einschließlich des Rauchgasbehandlungssystems, der wirksam alle brennbaren Gase entfernt und durch Luft ersetzt
3.19
Anfahr-Zustand
die Anlage kann angefahren werden:
¾ kalt (Temperatur der keramischen Auskleidung auf Umgebungswert),
¾ heiß (Temperatur der keramischen Auskleidung oberhalb der minimalen Zündtemperatur des Grundbrennstoffes) oder
¾ warm (Temperatur der keramischen Auskleidung zwischen Umgebungs- und minimaler Wirbelbetttemperatur bzw. Zündtemperatur)
4
Brennstoffbunker mit Fördereinrichtungen
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4.1
Allgemeines
4.1.1 Alle Vorrichtungen sind so zu bauen, dass sie den mechanischen und thermischen Beanspruchungen
standhalten (siehe Anhang A). Der Brennstoff darf nicht unzulässig erwärmt werden. Stellen, an denen sich
Brennstoff anlagern kann, sind zu vermeiden.
4.1.2 Förderung, vorübergehende Lagerung und Abzug sind so anzuordnen, dass ausreichende Fließfähigkeit des Brennstoffes und der Zusätze gesichert ist.
4.1.3
Das Brennstofflager-Fassungsvermögen ist entsprechend den verwendeten Brennstoffen festzulegen.
ANMERKUNG
Es wird empfohlen, die Lagerung von Brennstoffen im Kesselhaus auf ein Minimum zu beschränken.
4.1.4 Flüchtige Brennstoffe, die zu Pyrolyse ohne äußere Beheizung neigen, erfordern Maßnahmen zur
Verhütung von Brand, Explosion und Verletzungen von Personen. Nasse Schlämme können z. B. eine Explosionsgefährdung infolge von Gasaustritt (z. B. Methan) während der Lagerung darstellen. Getrocknete
Schlämme stellen eine Brand- und Staubexplosionsgefährdung dar.
4.1.5
Schlammlagerung in Behältern ist der Bunkerlagerung vorzuziehen (siehe 4.4.1).
4.1.6 Lagerung von Brennstoffen, die in feinkörnigen Teilchen oder Fasern angeliefert sowie in Luft aufgewirbelt oder mitgetragen werden können, ist nur in Behältern (Silos) zulässig.
4.1.7 Wenn verschiedene Brennstoffarten verwendet werden, sind gefährliche Betriebsbedingungen infolge
Mischung auszuschließen, z. B. durch getrennte Bunker bzw. Behälter und getrennte Zuteilungsanlagen.
4.1.8 Wenn das Risiko der Blockierung bei Förderanlagen und Feuerungsanlagen durch grobe Brennstoffbrocken, Fremdstoffe und Metallteile besteht, dann müssen Maßnahmen zum Entfernen dieser Objekte vorgesehen werden. Vorzugsweise vor Eintritt in den Bunker.
4.1.9
Bereiche, die für das Personal gefährdend sind, sind durch Warnzeichen zu kennzeichnen.
7
EN 12953-12:2003 (D)
4.1.10 Freiluft-Lagerbehälter und brennstoffführende Bauteile sind ebenso wie Gebäude für Innenaufstellung
mit einer Blitzschutzanlage nach zutreffenden Europäischen Normen auszurüsten.
4.2
Förderanlagen
4.2.1 Mehrere zu einer Straße zusammengefasste Stetigförderer sind so zu verriegeln, dass der normale
Betrieb irgendeines Förderers nur möglich ist, wenn die nachgeschalteten Förderer in Normalbetrieb sind und
die Bunkereinrichtung aufnahmebereit ist.
4.2.2
Es sind Vorkehrungen zum Schutz von Personen vor Verletzungen durch sich bewegende Anlageteile zu treffen. Eine ausreichende Wartezeit zwischen Warnsignal und Anlauf muss gegeben sein.
4.2.3 Wenn Art und Form des Brennstoffes für vorübergehende Lagerung entsprechend 4.1.5 oder 4.1.6
Behälter (Silos) erfordert, sollte die anschließende Förderung in einem geschlossenen System erfolgen, das
bei Betrieb mit Innendruck gasdicht sein muss.
4.2.4
Rohrleitungen für die Förderung sind mit ausreichendem Verschleißwiderstand auszuführen.
4.2.5 Bei der Förderung von Brennstoff in geschlossenen Rohrleitungen sind Ablagerungen durch ausreichende Geschwindigkeit in Abhängigkeit von Art und Form des Brennstoffes zu vermeiden.
4.2.6 Alle Teile von Rohrleitungssystemen eines Fördersystems müssen das Ausblasen von Brennstoff ermöglichen.
4.2.7 Wenn mehrfache Leitungen vorhanden sind, sind Einrichtungen vorzusehen, um stillliegende Förderleitungen von der Aufnahmeeinrichtung oder der Feuerung zu trennen.
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4.3
Brennstoffbunker
4.3.1 Brennstoffbunker sind in günstiger Form und Konstruktion für gleichförmigen Austrag zu bauen, um
ununterbrochenen Brennstoffstrom zu sichern und Entmischung zu vermeiden.
4.3.2 Zur Vermeidung des Eintritts von Heißluft/-gas in den Bunker ist ein Mindestfüllstand an Brennstoff
aufrecht zu erhalten und zu überwachen, oder andere geeignete Maßnahmen sind zu ergreifen, siehe auch
6.1 und 6.4.
4.3.3 Die innere Oberfläche der Brennstoffbunkerdecke ist so auszuführen, dass Ansammlungen von Staub
und Gasen in Toträumen vermieden werden.
4.3.4
Bunkerfüllöffnungen sind ausreichend gegen Absturz von Personen zu sichern.
4.3.5 Brennstoffbunker sind mit einer Feuerlösch- oder Feuerverhütungsanlage auszurüsten. Feuerlöschung mit Sprühanlagen ist zulässig, der Einsatz von konzentrierten Wasserstrahlen ist jedoch verboten.
Die Not-Entleerung von Bunkern ist zulässig.
4.4
Brennstoffbehälter (Silos)
4.4.1 Einige Brennstoffe erfordern gemäß ihrer Art und Form eine Lagerung in staubdichten Behältern
(Silos). Die Anforderungen für Kohlenstaubbehälter, die in 5.4 und 6.2.2 von EN 12952-9:2002 festgelegt sind,
gelten sinngemäß.
4.4.2 Die maximal zulässige Lagertemperatur muss für jeden einzelnen Brennstoff und Brennstoffmischungen festgelegt und während der Lagerung im Freiraum überwacht werden, wenn das Risiko der Selbstzündung besteht.
4.4.3 Falls der Austritt brennbarer Gase aus dem Brennstoff nicht ausgeschlossen werden kann, sind Silos
mit geeigneter Gasüberwachung und sicheren Entlüftungseinrichtungen auszurüsten oder alternativ als
explosionsfester Silo bzw. mit Inertgasschutz auszulegen.
8
EN 12953-12:2003 (D)
4.4.4 Brennstoffe, wie in 4.1.4 beschrieben, erfordern die Ausrüstung von Behältern mit einer stationären,
frostsicheren Feuerlöschanlage, um die Brandbekämpfung ohne Öffnung von Einstiegsluken zu ermöglichen.
Das Löschmittel muss gleichmäßig versprüht und gut über den gesamten Behälterquerschnitt verteilt werden.
Sprühdüsen sind gegen Verstopfung durch Staubeintritt zu schützen. Wenn stationäre Sprühlöschsysteme
automatisch betrieben werden, muss Betätigung von Hand möglich sein.
5
Brennstoffaufbereitung
5.1
Allgemeines
5.1.1
Die Einrichtungen sind so zu bauen, dass sie den mechanischen und thermischen Beanspruchungen
standhalten. Sie muss angeordnet und gut zugänglich sein, um Reinigungsarbeiten zu erleichtern. Die gesamte Anlage muss gasdicht sein, wenn sie mit Innendruck betrieben wird.
5.1.2 Vertretbare Maßnahmen sollten ergriffen werden, um in der Anlage Stellen zu minimieren, an denen
sich brennbarer Staub oder Brennstoff festsetzen könnte.
5.1.3 Es sind Einrichtungen zum Ausblasen und Ausräumen von während des Betriebes heißgehenden
Anlageteilen vorzusehen, wenn die Möglichkeit besteht, die Ablagerung von brennbarem Staub während und
nach dem Abstellen zu verhindern.
5.1.4 Mechanische Einrichtungen für die Brennstoffbehandlung sind so zu bauen und zu betreiben, dass
keine unzulässige Erwärmung des Brennstoffs eintritt.
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5.1.5 Die Anlage muss den Betreiber mit geeigneten Informationen über wesentliche normale und anomale
Betriebsbedingungen im gesamten System versorgen.
5.1.6 Alle Bauteile sind zu erden, um elektrostatische Aufladungen zu vermeiden, es sei denn, die Bauweise stellt in sich eine zwangsweise und fehlerfreie Erdung sicher.
5.2
Zerkleinerung des Brennstoffs
5.2.1 Wenn die Zerkleinerung des Brennstoffs durch Brecher im Kesselhaus unter Anwendung von Heißgas als Trägergas für die Mahltrocknung erfolgt, gelten die notwendigen Explosionsschutzmaßnahmen.
5.2.2
5.3
Für eventuelle Zwischenlagerung nach der Zerkleinerung gilt 4.4.
Trocknung des Brennstoffs
Bei Trocknung des Brennstoffes vor der Verbrennung ist die maximal zulässige Temperatur nach 4.2.2 zu
überwachen. Die Brüden sind unter Vermeidung von Explosionsgefahren abzuführen. Bezüglich Mahltrocknung siehe 5.2.1.
6
Brennstoffzufuhr
6.1 In der Brennstoffzuführungsanlage ist eine Absperreinrichtung einzubauen. Diese Absperreinrichtung
muss automatisch geschlossen werden.
Auf Absperreinrichtungen kann verzichtet werden, wenn Unterdruck in der Brennstoffzuführungsanlage oder
ein Mindestfüllstand an Brennstoff im Brennstoffbunker nach 4.3.2 durch die Anlage gesichert ist.
6.2 Es ist sicherzustellen, dass nach dem Abstellen der Feuerungsanlage und während des Stillstandes
kein Brennstoff in die Feuerung gelangen kann.
9
EN 12953-12:2003 (D)
6.3 Abstellung der Brennstoffzufuhr muss im Falle des Ausfalls der Steuerenergie (siehe 9.2.2) während
des Anfahrvorgangs nach 9.4.4.1 a) und während des Abstellvorgangs nach 9.4.5.1 a) erfolgen.
6.4 Brennstoffzuführungsanlagen sind mit geeigneten Dichtungen zu versehen, die ein Rückzünden durch
die Flamme, durch fliegende Funken und Rückbrand sowie den Austritt heißer Gase in das Kesselhaus verhindern.
6.5 Entsprechend der Brennstoffart ist eine Brandbekämpfungseinrichtung vorzusehen. Diese Einrichtung
muss aktiviert werden, wenn die vorgegebene Temperatur in der Brennstoffzuführungsanlage überschritten
wird. Einrichtungen zur Überwachung und zur Feuerbekämpfung sind derart anzuordnen, dass das Feuer
schnell gelöscht werden kann. Die Einrichtungen müssen leicht prüfbar sein.
7
Explosionsschutzmaßnahmen
Brennbare Stäube neigen in unterschiedlichem Maße zur Entzündung und können mit Luft explosionsfähige
Gemische bilden.
Brennbarer Staub neigt zur Explosion, wenn der Staub in einem abgeschlossenen, Luft oder Sauerstoff enthaltendem Raum innerhalb der oberen und unteren Explosionsgrenze verteilt ist und mit einer Zündquelle zusammentrifft. Zur primären Explosionsvermeidung muss mindestens eine dieser Bedingungen jederzeit sicher
ausgeschlossen sein.
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Einzelne Bauteile einer Feuerungsanlage erfordern besondere Schutzmaßnahmen. Vorzugsweise müssen
Explosionsschutzmaßnahmen in die Konstruktion der Komponenten einbezogen sein, z. B. Vermeidung von
Undichtheiten, Verhinderung von Ablagerungen und Ausschluss von äußerer Beheizung. Zur Orientierung
folgt eine Übersicht wichtiger Schutzmaßnahmen innerhalb dieser Norm, siehe Tabelle 7-1.
Tabelle 7-1 — Übersicht wichtiger Explosionsschutzmaßnahmen für unterschiedliche Betriebsarten
Zu Explosionsschutzmaßnahmen
siehe Abschnitte
Betriebsbereich
10
Brennstoffeigenschaften
1.2 (siehe EN 26184-1), 4.1.4 bis 4.1.7
Brennstoffbunker
4.3.3
Brennstoffbehälter
5.4.2, 5.4.5, 5.4.6, 6.2.2 in EN 12952-9:2002 und 4.4.3
Brennstoffaufbereitungsanlage
5.1.2 bis 5.1.4
Zerkleinerung von Brennstoff
5.3, 6, 8.7.2.2 und 8.7.4 in EN 12952-9:2002
Trocknung von Brennstoff
5.3
Verbrennungsüberwachung
9.2
Durchlüftung
9.4.2
Anfahren, Betrieb und Abstellen des Verbrennungsvorgangs
9.4.3 bis 9.4.5
Alle Betriebsbereiche
A.6
EN 12953-12:2003 (D)
8
Ausrüstungen für Verbrennungsluftzufuhr und Rauchgasabführung
8.1
Luftzufuhr
8.1.1 Luftkanäle müssen den im Betrieb auftretenden mechanischen und thermischen Beanspruchungen
standhalten, z. B. Über- und Unterdruck bei geschlossenen Klappen, Implosionen und schnellen Temperaturänderungen.
8.1.2
Luftkanäle müssen gasdicht sein.
8.1.3 Für Feuerungsanlagen mit Unter- und Oberluftzufuhr und von Hand oder automatisch gesteuerten
Klappen ist die Luftverteilung zu überwachen.
8.1.4 In der Verbrennungsluftleitung ist eine Absperreinrichtung vorzusehen. Absperreinrichtungen in den
Luftkanälen sind gegen unbeabsichtigtes Verstellen zu schützen.
8.1.5
Die uneingeschränkte Luftzufuhr ist sicherzustellen.
8.1.6
Das Gebläse ist mindestens durch zwei der nachstehend angeführten Kriterien zu überwachen:
a)
Drehzahl des Frischlüfters;
b)
Druck hinter dem Frischlüfter;
c)
Luftstromanzeiger;
d)
Leistungsschalter des Frischlüftermotors.
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8.2
Verbrennungsluft/Brennstoffverhältnis
8.2.1
Das Luft-/Brennstoffverhältnis ist zu überwachen, z. B. durch Rauchgasanalyse.
8.2.2 Zulässige Werte einschließlich der entsprechenden Sicherheitsspielräume bezüglich des Luft-/Brennstoffverhältnisses sind vom Hersteller der Feuerungsanlage in den Betriebsanleitungen anzugeben (siehe
11.2.2 f)).
8.2.3
Unterschreitung des zulässigen Luft-/Brennstoffverhältnisses muss angezeigt werden.
8.2.4 Bei Unterschreitung des sicherheitstechnisch erforderlichen Luft-/Brennstoffverhältnisses ist die Feuerung von Hand oder automatisch abzuschalten.
8.3
Rauchgasabführung
8.3.1
Die ungehinderte Rauchgasabfuhr ist zu überwachen. Dies soll geschehen durch:
a)
Überprüfung der Klappenstellung(en) während des Anfahrens;
b)
Überwachung des Saugzuggebläsebetriebes und der Begrenzer für den Feuerraumdruck;
c)
Überprüfung der Temperatur der Rauchgasabführung;
d)
Begrenzer für die Rauchgasabfuhr-Temperatur, wenn diese über 300 °C hinausgeht.
8.3.2 Das Saugzuggebläse ist mindestens durch zwei der nachstehenden Kriterien, wie gemäß 8.3.1.b)
gefordert, zu überwachen:
a)
Drehzahl des Saugzuggebläses;
b)
Druck vor dem Saugzuggebläse;
c)
Leistungsschalter des Saugzuggebläsemotors.
11
EN 12953-12:2003 (D)
9
Feuerungsanlage
9.1
Allgemeines
9.1.1 Die Feuerungsanlage muss für den jeweiligen Dampf- oder Heißwassererzeuger geeignet sein. Sie
kann aus einer Rostfeuerung bestehen, die ein Brennersystem enthalten kann. Die Feuerungsanlage muss
eine stabile Verbrennung in dem Betriebsbereich erbringen, für den sie ausgelegt ist.
9.1.2 Die maximale kontinuierliche Leistung eines wassergekühlten Ofens für feste Brennstoffe, der in
einen Großwasserraumboiler integriert ist, muss auf der Masse des zugeführten Brennstoffs unter Berücksichtigung des durch den Hersteller spezifizierten Feuchtigkeitsgehaltes des Brennstoffs basieren.
9.1.3 Die Feuerungsanlage ist mit einer Überwachungseinrichtung auszurüsten, falls erforderlich. Der
Zündprozess muss in den Betriebsanleitungen entsprechend 11.2 beschrieben sein.
9.1.4 Feuerungsanlagen sind so zu bauen, dass die Hauptbrennstoffzufuhr nur möglich ist, wenn der
Brennstoff sicher gezündet wird, z. B. durch
¾ eine Zündeinrichtung oder
¾ ein ausreichendes Grundfeuer.
Dies gilt unter allen Betriebsbedingungen.
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9.1.5 Anforderungen für das Durchlüften, Zünden und Anfahren sind in 9.4.2, 9.4.3 und 9.4.4 angegeben.
Sie hängen von der Anlagenart (Rostfeuerung) und dem Anlagenzustand (Kalt-, Warm- oder Heißstart) ab.
Bei druckbeaufschlagten Feuerungsanlagen sind Inspektionsöffnungen gegen das Austreten von unter Druck
stehenden heißen Gasen zu schützen.
9.1.6 Das gesteuerte Einblasen von Verbrennungsrückständen oder anderen Stoffen in die Feuerungsanlage ist nur zulässig, wenn die Feuerungsanlage speziell hierfür ausgelegt wurde und die Anlage unter
normalen Bedingungen betrieben wird.
9.2
Steuerung und Überwachung
9.2.1 Rostfeuerungsanlagen sind mit einem Begrenzer für den Feuerraumdruck und mit einer Sauerstoffmesseinrichtung im Rauchgas auszurüsten. Ein nicht akzeptabler Sauerstoffgehalt (resultierend aus einem
hohen Kohlenstoffmonoxidgehalt) muss überwacht und durch ein Alarmsignal angekündigt werden.
9.2.2 Bei Rostfeuerungsanlagen unterhalb einer thermischen Leistung von 50 kW können die Begrenzer für
den Feuerraumdruck durch Anzeiger ersetzt werden.
9.2.3 Die Eignung von sicherheitsrelevanten Steuerungseinrichtungen und Begrenzern ist z. B. durch Einzelprüfungen oder durch Verwendung von nach zutreffenden Normen, z. B. EN 298 [2], bauartgeprüften Einrichtungen nachzuweisen.
9.3
9.3.1
Elektrische Ausrüstung
Die elektrische Ausrüstung der Feuerungsanlage ist nach prEN 50156-1 auszuführen.
9.3.2 Zur Auslösung einer Brennstoffhauptabschaltung unabhängig von der Regelung ist mindestens ein
Gefahrenschalter an einer leicht zugänglichen und ungefährdeten Stelle anzubringen.
12
EN 12953-12:2003 (D)
9.4
Sicherheitsmaßnahmen
9.4.1
Allgemeines
Die folgenden Sicherheitsfunktionen bei Zünden, Anfahren, Betrieb und Abschalten der Feuerungsanlage sind
in ihren Einzelheiten in den Betriebsanleitungen nach 11.2 zu beschreiben.
9.4.2
Durchlüftung der Rauchgaszüge
9.4.2.1
Die Brennkammer, die Rauchgaszüge und Rauchgasbehandlungsanlage sind konstruktiv so zu
gestalten, dass eine wirksame Durchlüftung möglich ist.
9.4.2.2
Bei einer Durchlüftung während eines Stillstandes oder einer Sperre, ausgelöst durch das Überwachungssystem oder den Begrenzer, müssen die Brennkammerlüfter gestoppt werden, das rückzirkulierende Rauchgassystem muss gesichert sein gegen Überhitzung und die Rauchgaslüftung muss reduziert werden, um ein Minimum an Unterdruck im Kessel zu erreichen, um explosive Gase zu vermeiden.
9.4.2.3
Vor jedem Anfahren sind die Rauchgaszüge ausreichend zu durchlüften. Zur Sicherstellung einer
gefahrlosen Durchlüftung (z. B. nur unter Einsatz des Saugzuggebläses) sind entsprechende Angaben in die
Betriebsanleitungen aufzunehmen, siehe 11.2.
Durchlüftung ist nur zulässig, wenn keine Zündquellen in dem zu durchlüftenden Raum vorhanden sind.
Zur Vermeidung von Zündquellen in einem elektrostatischen Abscheider ist die Abscheiderspannung während
der Durchlüftung auf die Hälfte des normalen Wertes abzusenken.
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Falls ein heißer Katalysator oder eine Rauchgaswiederaufheizungsanlage eine Zündquelle bilden kann, sind
diese zu umführen.
Während des Durchlüftens darf der Brennkammer kein Brennstoff zugeführt werden.
9.4.2.4
Auf eine Durchlüftung kann verzichtet werden, wenn eine der folgenden Voraussetzungen zutrifft:
a)
Die Konstruktion und Betriebsweise der Feuerungsanlage schließen jegliche gefährliche Ansammlung
zündfähiger Gasgemische in der Brennkammer aus (Bezüglich des Verzichts auf die Durchlüftung vor
dem Zünden öl- oder gasgefeuerter Brenner siehe Bedingung 6.3 in EN 12953-7:2002).
b)
Die sichere Zündung von Brennstoff sowie von brennbaren Gasen ist nach 9.1.3 sichergestellt.
c)
Durch besondere Maßnahmen wird sichergestellt, dass nach Abstellen der Feuerung kein Brennstoff
während des Stillstandes in die Brennkammer gelangen kann.
d)
Anfahren nach Abschalten eines Kontrollgerätes, einen definierten Wert erreichend, wenn die Signale
des Kontrollgerätes sich umgekehrt haben und in einem definierten Bereich liegen.
9.4.3
Zündung
9.4.3.1
Die Zündeinrichtung ist so zu bauen, dass zuverlässiger Betrieb bei kalter Feuerungsanlage gesichert ist.
9.4.3.2
Wenn die Zündeinrichtung mit Öl oder Gas betrieben wird, müssen der Einbau und das Vorgehen
für das Durchlüften und das Zünden prEN 12953-7 entsprechen.
9.4.3.3
Während des Zündens ist die Feuerungsleistung so zu begrenzen, dass während des Anfahrbetriebes keine unzulässig hohen Druckstöße in der Brennkammer auftreten.
13
EN 12953-12:2003 (D)
9.4.3.4
Zur Kontrolle des Zündvorganges bei Rostfeuerungsanlagen ist mindestens eine Schauöffnung
an geeigneter Stelle vorzusehen, die eine zuverlässige Beobachtung des Feuers und des Brennstofffüllstandes, z. B. im Falle einer Feuerungsanlage mit Fallschacht, ermöglicht.
9.4.4
Anfahren
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9.4.4.1
Die automatische Hauptbrennstoffzufuhr zur Brennkammer darf während des Anfahrens nicht
freigegeben werden oder ist automatisch abzuschalten, wenn:
a)
die Steuerenergie für die Sicherheitseinrichtungen nicht vorhanden ist oder ausfällt;
b)
die Überprüfung der Rauchgasklappenstellung(en) nicht durchgeführt wurde oder das für die Rauchgasabführung erforderliche Saugzuggebläse nicht in Betrieb ist (8.3.2) oder der Brennkammerdruck unzulässig hoch ist (9.2.1);
c)
Verbrennungsluft nicht zugeführt wird (8.1.6);
d)
keine sichere Zündung entsprechend 9.1.4 gesichert ist;
e)
keine ausreichende Durchlüftung ausgeführt wurde;
f)
Ausschalter betätigt sind;
g)
der Gefahrenschalter betätigt ist (siehe 9.3.2);
h)
irgendein Begrenzer anspricht (z. B. für Wasserstand, Temperatur, Feuerraumdruck).
9.4.4.2
Sobald die Ursachen für die Bedingungen a) bis f) nach 9.4.4.1 behoben sind, kann das Wiederanfahren erfolgen. Im Falle der Bedingungen g) bis h) nach 9.4.4.1 darf das Wiederanfahren nur nach Handeingriff erfolgen (Verriegelung).
9.4.4.3
Nach dem Anfahren der Feuerungsanlage ist die Zündeinrichtung bis zur Sicherstellung einer
stabilen Verbrennung in Betrieb zu halten. Dies ist als sichergestellt anzusehen, wenn ein stabiles Grundfeuer
oder die Zündtemperatur erreicht ist.
Wenn eine stabile Verbrennung gesichert ist, muss die Zündeinrichtung schrittweise außer Betrieb genommen
werden.
9.4.4.4
Zur Aufrechterhaltung einer stabilen Verbrennung kann die Zündeinrichtung oder eine Stützfeuerung während des Betriebes entsprechend den vom Hersteller in den Betriebsanleitungen (siehe 11.2.2) vorgegebenen Anforderungen eingesetzt werden.
9.4.5
Abschalten
9.4.5.1
Jedes der folgenden Kriterien muss während des Betriebes eine Unterbrechung der Brennstoffzufuhr zur Brennkammer (siehe Abschnitt 6) und nachfolgend zur Absperrung der Luftzufuhr entsprechend
8.2 auslösen:
a)
die Steuerenergie für die Sicherheitseinrichtungen fällt aus;
b)
das Saugzuggebläse fällt aus (siehe 8.3.2) oder der Brennkammerdruck ist unzulässig hoch (9.2.1);
c)
die Verbrennungsluftzufuhr fällt aus (siehe 8.1.6) oder der Brennkammerdruck ist zu niedrig (8.3.2);
d)
die Ausschalter werden betätigt;
e)
der Gefahrenschalter wird betätigt;
f)
irgendeiner der Begrenzer spricht an (z. B. Wasserstand, Temperatur, Feuerraumdruck).
14
EN 12953-12:2003 (D)
9.4.5.2
Bei Abschaltung der Kesselfeuerungsanlage müssen auch alle Brennstoffzerkleinerungsanlagen
nach 5.2 mit Brennstoffzuführung zum Kessel abgestellt werden.
9.4.5.3
Im Falle einer Regelabschaltung der Feuerungsanlage oder einer Verriegelung entsprechend
9.4.5.1 darf der im Dampf- oder Heißwassererzeuger gespeicherte Wasserinhalt nicht in unzulässigem Umfang ausdampfen. Überschüssige Wärme ist ohne thermische Überbeanspruchung des Dampf- oder Heißwassererzeugers durch Überhitzung abzuführen.
9.5
Gemeinsamer Schornstein für mehrere Feuerungsanlagen
Rauchgasströme aus mehreren Feuerungsanlagen dürfen nur dann in gemeinsamen Kanälen oder Schornsteinen vereinigt werden, wenn eine unzulässige Druckerhöhung infolge Zündung einer explosionsfähigen
Mischung nicht möglich ist. Diese Anforderung wird erfüllt, wenn die Temperatur des Rauchgasstromes
niedrig genug ist, um Selbstentzündung zu vermeiden, und wenn ein Einfluss von Fremdzündungsquellen
nicht möglich ist. Unzulässige Rückwirkungen auf den Feuerraumdruck von angeschlossenen Anlagen
müssen ausgeschlossen werden.
10 Aschetransport und -abzug
10.1 Ascheabzuganlagen sind so zu gestalten, dass das Personal keinerlei Gefahren ausgesetzt wird.
10.2 Der Austritt heißer Rauchgase aus der Brennkammer in Aschebunker ist zu vermeiden.
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10.3 Unterwasserkratzer müssen ausfahrbar sein, oder der Feuerraumtrichter muss mit Absperreinrichtungen ausgestattet sein.
11 Betrieb und Wartung
11.1 Allgemeines
Die Anleitungen für Betrieb und Wartung in den Bereichen Brennstofftransport, Aschetransport und Notbetrieb
der Feuerungsanlage sind in Anhang A enthalten.
11.2 Betriebsanleitungen
11.2.1 Der Hersteller oder Konstrukteur der Feuerungsanlage hat an den Betreiber in einem Handbuch zusammengefasste Betriebsanleitungen zu liefern.
Das Betriebshandbuch und ergänzende Betriebsanleitungen der Betriebsleitung müssen auf der Kontrollwarte
zur Verfügung stehen.
11.2.2 Diese Unterlagen müssen mindestens enthalten:
a)
Daten über zulässige Arten und Formen von Brennstoff;
b)
Anordnungszeichnungen R & I-Fließschema und eine Liste aller Komponenten der Feuerungsanlage und
ihrer Nebeneinrichtungen;
c)
Prüfanweisungen für Begrenzer;
d)
Wartungsanforderungen für die Anlage;
e)
Anweisungen für Zünd-, Anfahr-, Betriebs- und Abfahr- sowie Sperrvorgänge der Feuerungsanlage und
ihrer Nebeneinrichtungen, einschließlich der erforderlichen Durchlüftung und die Reihenfolge für den
Anfahr- und Abfahrvorgang;
15
EN 12953-12:2003 (D)
f)
zulässige Grenzwerte des Brennstoff-/Luftverhältnisses (siehe 8.2.2);
g)
Maßnahmen, die im Fall von Betriebsschwierigkeiten, Betriebsstörungen oder Gefahren zu ergreifen sind;
h)
Hinweise auf besondere, während des Anlagenbetriebes entstehende Gefahrenzustände.
11.2.3 Die Anforderungen an die Betriebssicherheit und Wartungsanleitungen sind in Anhang A enthalten.
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11.2.4 Wenn die Zündung der Feuerungsanlage von Hand und vor Ort erfolgt, muss ein Schild an einer gut
sichtbaren Stelle dauerhaft angebracht sein, welches die erforderliche Durchlüftung und die Reihenfolge des
Anfahrens und Abstellens der Feuerungsanlage angibt.
16
EN 12953-12:2003 (D)
Anhang A
(informativ)
Betriebliche Anforderungen für ständig beaufsichtigte
Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe in Rostfeuerungsanlagen
A.1 Allgemeines
Für Festbrennstofffeuerungen (Rostfeuerungsanlagen) mit ständiger Beaufsichtigung sind die folgenden betrieblichen Anweisungen durch das Betriebspersonal einzuhalten.
A.2 Betrieb
Die Ausbildung der Betriebspersonen muss sich auf die besonderen Bedingungen der Feuerungsanlage und
der Brennstoffart beziehen. Dies schließt die in den Abschnitten 4 bis 11 gegebenen Anforderungen, die entsprechenden Angaben in den Betriebsanleitungen des Herstellers und die ergänzenden Anleitungen der Betriebsleitung, die in 11.2 erwähnt sind, ein.
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A.3 Brennstofftransport
a)
Der Bereich der Brennstofftransportanlage darf nur von befugten Mitarbeitern betreten werden.
b)
Während des Betriebes der Brennstofftransportanlage dürfen sich befugte Mitarbeiter nur im Verkehrsund Bedienungsbereich aufhalten (siehe 4.1.4).
c)
Wartungsarbeiten dürfen an laufenden Brennstofftransportanlagen nicht ausgeführt werden. Ausgenommen sind lediglich die während des Betriebes der Anlage notwendigen Einstellarbeiten, wenn besondere
Sicherungsmaßnahmen getroffen worden sind.
A.4 Notbetrieb
Ein Notbetrieb, während dessen eine Funktion eines Sicherheitsgerätes überbrückt ist, ist nur zulässig, wenn
während des gesamten Zeitraums des Notbetriebes die nicht betriebsfähige Sicherheitsfunktion durch ständige
fachkundige Beaufsichtigung ersetzt wird.
A.5 Aschetransport
a)
Falls Reparaturarbeiten an Aschetransportanlagen während des Betriebes einer Feuerungsanlage durchzuführen sind, ist sicherzustellen, dass die Verbindung zur Feuerungsanlage wirksam unterbrochen ist
und kontrolliert werden kann.
b)
Nach Abschnitt 11.2.4 gekennzeichnete Bereiche dürfen nur von Personen mit entsprechender Schutzausrüstung betreten werden.
c)
Mit dem Ascheabzug beschäftigtes Personal ist vor drohenden und vermuteten instabilen Betriebsbedingungen zu warnen.
17
EN 12953-12:2003 (D)
A.6 Betrieb und Wartung
A.6.1 Allgemeines
A.6.1.1
Alle Betriebsbereiche müssen weitgehend von Brennstoff und brennbarem Staub freigehalten
werden. Ablagerungen von brennbarem Staub sind zu beseitigen, wobei die Aufwirbelung von Staub zu vermeiden ist.
A.6.1.2
Undichtigkeiten der Einrichtung, z. B. an Flanschverbindungen oder Verschleißstellen, sind umgehend zu beseitigen.
A.6.1.3
Das Betriebspersonal und andere Personen, die sich vorübergehend in den Betriebsbereichen
der Feuerungsanlage und ihrer Nebenanlagen aufhalten, sind über die bestehenden Gefahren zu unterrichten.
A.6.1.4
Die Bedienung der Feuerungsanlage und ihrer Nebenanlagen darf nur von einem sicheren Ort
aus geschehen.
A.6.1.5
Reparaturarbeiten im Bereich der Feuerungsanlage und ihrer Nebenanlagen, insbesondere
Schweiß-, Schneid- und Lötarbeiten, dürfen nur unter Einhaltung geeigneter Schutzmaßnahmen ausgeführt
werden.
Die Arbeiten dürfen nur nach schriftlicher Genehmigung durch den für die Feuerungsanlage und ihre Nebenanlagen Verantwortlichen begonnen werden.
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Schutzmaßnahmen, die zur Durchführung von Reparaturarbeiten getroffen wurden, dürfen nur von dem für
die Schutzmaßnahmen Verantwortlichen geändert oder aufgehoben werden.
A.6.1.6
Bevor Arbeiten an Feuerungsanlagen und ihren Nebenanlagen beginnen, sind die Absperreinrichtungen nach Abschnitt 6 abzusperren und zu verriegeln.
A.6.1.7
Anlagenteile, Fördereinrichtungen und Rohrleitungen, die zur Ausführung von Reparaturen auseinandergenommen werden müssen, sind — soweit möglich — vorher zu entleeren und zu säubern.
Schweiß-, Schneid- und Lötarbeiten an derartigen transportablen Teilen sind außerhalb der gefährdeten Bereiche vorzunehmen.
A.6.1.8
Vor dem Öffnen von Türen oder Klappen ist auf Druckausgleich zu achten. Bewegliche Teile, die
arbeitende Handwerker gefährden können, erfordern eine Abschaltung und Freigabe der Arbeit entsprechend
den vorhandenen Sicherheitsvorschriften.
A.6.1.9
Wenn im Falle von Prüfung, Fehlerbehebung oder Reparaturarbeit die Handhabung von Zusätzen, Wirbelschichtmaterial oder heißen Verbrennungsrückständen erforderlich ist, sind besondere Vorsichtsmaßnahmen zu ergreifen. Es ist Sorge zu treffen, das in dem gefährdeten Bereiche arbeitende Personal
hinreichend zu schützen, z. B. durch Gebrauch persönlicher Schutzkleidung, Atemschutzgerät usw.
A.6.2 Betriebsanleitungen
Die Funktionstüchtigkeit der Steuer-, Sicherheits- und Überwachungseinrichtungen ist in angemessenen Zeitabständen zu überprüfen. Mängel an Einrichtungen, die sicherheitstechnische Aufgaben erfüllen, sind zu beheben, bevor die Anlage weiter betrieben wird.
18
EN 12953-12:2003 (D)
Anhang ZA
(informativ)
Zusammenhang zwischen dieser Europäischen Norm und den
grundlegenden Anforderungen der EU-Richtlinie 97/23/EG
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet, um ein Mittel zur Erfüllung der grundlegenden Anforderungen der Richtlinie nach der neuen Konzeption „Richtlinie 97/23/EG des Europäischen
Parlaments und des Rates vom 29. Mai 1997 zur Angleichung der Rechtvorschriften der Mitgliederstaaten
über Druckgeräte“ bereitzustellen.
Sobald diese Norm im Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften im Rahmen der betreffenden Richtlinie in
Bezug genommen und in mindestens einem der Mitgliedstaaten als nationale Norm umgesetzt worden ist,
berechtigt die Übereinstimmung mit den in Tabelle ZA aufgeführten Abschnitten dieser Norm innerhalb der
Grenzen des Anwendungsbereichs dieser Norm zu der Annahme, dass eine Übereinstimmung mit den entsprechenden grundlegenden Anforderungen der Richtlinie und der zugehörigen EFTA-Vorschriften gegeben
ist.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Tabelle ZA — Zusammenhang zwischen dieser Europäischen Norm
und der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG
Abschnitte/
Unterabschnitte dieser
Europäischen Norm
Grundlegende Anforderungen
der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG
Erläuterungen/
Anmerkungen
6.2, 6.3
Befeuerte Druckgeräte — Vermeidung der Überhitzung
5-2, Abschnitt 5.1
8, 9, 6.4
Schutz zur Begrenzung der Betriebsparameter
11
Betrieb
5 d, 5 e
3.4
WARNHINWEIS — Für Produkte, die in den Anwendungsbereich dieser Norm fallen, können weitere Anforderungen und weitere EU-Richtlinien anwendbar sein.
19
EN 12953-12:2003 (D)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Literaturhinweise
[1]
Richtlinie 97/23/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 29. Mai 1997 zur Angleichung
der Rechtsvorschriften der Mitgliedsstaaten über Druckgeräte; OJEC L 181
[2]
EN 298, Feuerungsautomaten für Gasbrenner und Gasgeräte mit und ohne Gebläse
20
DEUTSCHE NORM
Entwurf
August 2003
Großwasserraumkessel
Teil 13: Betriebsanleitungen
Deutsche Fassung prEN 12953-13:2003
ICS 23.060.30; 27.100
EN 12953-13
Einsprüche bis 2003-09-30
(QWZXUI
Shell boilers — Part 13: Operation instructions;
German version prEN 12953-13:2003
Chaudières à tubes de fumée — Partie 13: Instructions de service;
Version allemande prEN 12953-13:2003
Anwendungswarnvermerk
Dieser Norm-Entwurf wird der Öffentlichkeit zur Prüfung und Stellungnahme vorgelegt.
Weil die beabsichtigte Norm von der vorliegenden Fassung abweichen kann, ist die Anwendung dieses
Entwurfes besonders zu vereinbaren.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Stellungnahmen werden erbeten
―
vorzugsweise als Datei per E-Mail an nard@din.de in Form einer Tabelle. Die Vorlage dieser Tabelle
kann im Internet unter http://www.din.de/stellungnahme abgerufen werden;
―
oder in Papierform an den Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD) im DIN
Deutsches Institut für Normung e.V., Kamekestraße 8, 50672 Köln.
Nationales Vorwort
Der vorliegende europäische Norm-Entwurf wurde vom CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut für Normung e.V. ist
der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss GA 269 „Dampfkessel“ des Normenausschusses
Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Fortsetzung 17 Seiten prEN
Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD)
im DIN Deutsches Institut für Normung e.V.
© DIN Deutsches Institut für Normung e.V. . Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise,
nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet.
Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
Ref. Nr. E DIN EN 12953-13:2003-08
Preisgr. 11
Vertr.-Nr. 2311
²(QWZXUI²
CEN/TC 269
Datum: 2003-05
prEN 12953-13
CEN/TC 269
Sekretariat: DIN
Großwasserraumkessel — Teil 13: Betriebsanleitungen
Chaudières à tubes de fumée — Partie 13 : Instructions de service
Shell boilers — Part 13: Operating instructions
ICS:
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Deskriptoren
Dokument-Typ: Europäische Norm
Dokument-Untertyp:
Dokument-Stage: formelle Abstimmung
Dokument-Sprache: D
prEN 12953-13:2003 (D)
²(QWZXUI²
Inhalt
Seite
Vorwort................................................................................................................................................................ 3
1
Anwendungsbereich............................................................................................................................. 4
2
Normative Verweisungen ..................................................................................................................... 4
3
Begriffe................................................................................................................................................... 4
4
Allgemeines ........................................................................................................................................... 4
5
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
Inhalt der Betriebsanleitung................................................................................................................. 5
Allgemeine Sicherheit........................................................................................................................... 5
Technische Daten und Zeichnungen .................................................................................................. 5
Verbrennungseinrichtung und Feuerungsanlage.............................................................................. 6
Wasseraufbereitung.............................................................................................................................. 6
Begrenzer und Steuer- und Regeleinrichtungen ............................................................................... 6
Installation ............................................................................................................................................. 6
Inbetriebnahme...................................................................................................................................... 7
Inbetriebsetzung ................................................................................................................................... 7
Nutzung und Betrieb............................................................................................................................. 7
Instandhaltung und Inspektion............................................................................................................ 8
6
Dokumentation ...................................................................................................................................... 8
Anhang A (informativ) Gefahrenanalyse für eine Kesselanlage.................................................................... 9
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Anhang ZA (informativ) Zusammenhang zwischen dieser Europäischen Norm und den
grundlegenden Anforderungen der EU-Richtlinien97/23/EC.......................................................... 17
2
²(QWZXUI²
prEN 12953-13:2003 (D)
Vorwort
Dieses Dokument (prEN 12953-13) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 269 „Großwasserraum- und
Wasserrohrkessel“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird.
Dieses Dokument ist derzeit zur formellen Abstimmung vorgelegt.
Diese Europäische Norm wurde unter einem Mandat erarbeitet, das die Europäische Kommission und die
Europäische Freihandelszone dem CEN erteilt haben, und unterstützt grundlegende Anforderungen der
EU- Richtlinie(n).
Zusammenhang mit EU-Richtlinie(n) siehe informativen Anhang ZA, der Bestandteil dieses Dokumentes ist.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die Europäische Norm EN 12953 über Großwasserraumkessel besteht aus den folgenden Teilen:
Teil 1:
Allgemeines
Teil 2:
Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör
Teil 3:
Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile
Teil 4:
Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile
Teil 5:
Prüfung während der Herstellung, Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende
Kesselteile
Teil 6:
Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel
Teil 7:
Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel
Teil 8:
Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung
Teil 9:
Anforderungen an Begrenzungseinrichtungen an Kessel und Zubehör
Teil 10: Anforderungen an die Speise- und Kesselwasserqualität
Teil 11: Abnahmeversuche
Teil 12: Anforderungen an Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel
Teil 13: Betriebsanleitungen
CR 12953-14: Großwasserraumkessel — Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation.
Obwohl alle Teile der Norm einzeln zu erwerben sind, sollte bedacht werden, dass die Teile voneinander abhängig sind. Deshalb werden für Konstruktion und Herstellung der Kessel mehrere Teile benötigt, um die Anforderungen der Norm zu erfüllen.
Der Anhang A dieser Europäischen Norm ist informativ.
3
prEN 12953-13:2003 (D)
1
²(QWZXUI²
Anwendungsbereich
Dieser Teil dieser Europäischen Norm enthält die Anforderungen an die Betriebsanleitung, die einer
Kesselanlage beigefügt wird, wenn diese in Verkehr gebracht wird.
2
Normative Verweisungen
Diese Europäische Norm enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen
Publikationen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen dieser Publikationen nur zu dieser Europäischen Norm, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung eingearbeitet sind. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen
Publikation (einschließlich Änderungen).
EN 12953-1, Großwasserraumkessel — Teil 1: Allgemeines.
3
Begriffe
Für die Anwendung dieses Teils dieser Europäischen Norm gelten die in EN 12953-1 angegebenen Begriffe.
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4
Allgemeines
In der Betriebsanleitung müssen alle grundlegenden Anforderungen für einen sicheren Betrieb der Kesselanlage enthalten sein.
Die Betriebsanleitung muss die auf dem Typschild der Kesselanlage gekennzeichneten Informationen beinhalten, und, falls zutreffend, technische Unterlagen, Zeichnungen und Diagramme zum vollen Verständnis der
Betriebsanleitung. Zur Erstellung der Betriebsanleitung muss der Hersteller alle bekannten und vorhersehbaren Gefährdungen, sowohl bezüglich des vorgesehenen Gebrauchs als auch bezüglich klar vorhersehbarer
fehlerhafter Nutzung, kenntlich machen und analysieren, die bei der Montage, während der Inbetriebnahme,
während des Gebrauchs, während Instandhaltungsarbeiten und Wartungsinspektionen durch den Benutzer
der Kesselanlage auftreten könnten.
ANMERKUNG
Die Gefahrenanalyse sollte dem Hersteller die Erkennung und Bestimmung der möglichen Arten von
Störfällen/Versagen auf Grund der Beanspruchung der Kesselanlage ermöglichen, die sich ereignen könnten, wenn das
Gerät unter angemessenen, vorhersehbaren Betriebsbedingungen installiert und benutzt wird. Gefährdungen oder eine
Kombination von Gefährdungen, die für eine Betriebsanleitung berücksichtigt werden müssen, sind in Anhang A aufgelistet. Diese Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, sondern zeigt nur den Umfang der Informationen auf, die in
Betracht gezogen werden müssen. Unabhängig von der Liste in Anhang A können zwischen dem Hersteller und dem Benutzer/Besteller vertragliche Vereinbarungen hinsichtlich anderer Aspekte, die berücksichtigt werden müssen, getroffen
werden. Wenn sicherheitsrelevante Schlüsseldaten beachtet werden müssen und vom Benutzer/Besteller vertraglich festgelegt sind, müssen die Gefährdungen nach Abstimmung zwischen Hersteller und Benutzer/Besteller bestimmt, bewertet
und beschrieben werden.
Nachdem der Hersteller die Leistungsgrenzen des Gerätes festgesetzt hat, muss er eine Gefahrenanalyse durchführen,
die es ihm ermöglicht, die Betriebsanleitung zu erstellen.
Anhang A enthält als Beispiel eine Gefahrenanalyse für eine Kesselanlage. Das Beispiel der Gefahrenanalyse in
Tabelle A.1 dient zur Information und ist nicht Bestandteil der Betriebsanleitung.
4
²(QWZXUI²
5
prEN 12953-13:2003 (D)
Inhalt der Betriebsanleitung
5.1
Allgemeine Sicherheit
Die Betriebsanleitung muss eine Erklärung hinsichtlich möglicher vom Benutzer zu beachtender rechtlicher
Anforderungen enthalten. Die Betriebsanleitung muss auch allgemeine Anmerkungen bezüglich sicherer
Praktiken und Verfahren enthalten, z. B. Entfernen von Kondensat oder Vermeidung von Wasserschlag, und
die jeweiligen Ansprechwerte für Alarm- und Begrenzungseinrichtungen sowie Verfahren für andere vorhersehbare Notfälle festlegen.
Wenn eine Kesselanlage in Verkehr gebracht wird, muss der Hersteller sicherstellen, dass Anleitungen mit
sicherheitstechnischen Informationen für den Benutzer beigefügt werden, und er muss eine allgemeine Beschreibung des Kessels, der Verbrennungs- und aller Sicherheitseinrichtungen bereitstellen.
Bezüglich allgemeiner Informationen über das Druckgerät muss die Betriebsanleitung alle wichtigen sicherheitstechnischen Informationen enthalten, die nach der Beschreibung in der Kesselspezifikation für das
Druckgerät zutreffen.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Abhängig von der Bauart der Kesselanlage sind weitere Informationen für die sichere Installation, Inbetriebnahme, den Betrieb oder die Nutzung und, falls zutreffend, für die Instandhaltung und regelmäßige Inspektion
anzugeben:
Wann und wo immer Warnhinweise an der Kesselanlage angebracht sind, müssen diese in der Betriebsanleitung kenntlich gemacht werden;
Charakteristische Merkmale des Entwurfs, die für die Lebensdauer des Gerätes relevant sind und Informationen über austauschbare Teile;
verbleibende Gefährdungen, die durch die Auslegung oder Schutzmaßnahmen nicht zu verhindern sind,
einschließlich jener, die sich aus vorhersehbarer fehlerhafter Nutzung ergeben können;
Technische Unterlagen, Zeichnungen und Diagramme, die zum Verständnis der Betriebsanleitung erforderlich sind.
ANMERKUNG
Zusätzliche Informationen können auf Wunsch des Benutzers oder auf Empfehlung des Herstellers gegeben und als Teil der Bestellung oder des Vertrages vereinbart werden.
5.2
Technische Daten und Zeichnungen
Die technischen Daten müssen die Spezifikation für den Kessel und die Verbrennungsdaten beinhalten.
5.2.1
Spezifikation für den Kessel
Spezifikation mit den folgenden Angaben:
Kennzeichen des Herstellers, und, falls zutreffend, seines Bevollmächtigten in der Gemeinschaft;
Herstellungsjahr;
Referenz-/Seriennummer des Kessels;
Kesselvolumen, in Liter (Wasserseite und Rauchgasseite);
Betriebsdruck, in bar;
maximal zulässiger Druck, in bar;
5
prEN 12953-13:2003 (D)
²(QWZXUI²
maximal zulässige Temperatur, in °C;
Einstelldruck der Sicherheitseinrichtung(en), in bar;
hydrostatischer Prüfdruck, in bar und maximale Dauerleistung.
5.2.2
Gewichte für den Kessel
Gewichte mit den folgenden Einzelangaben:
Transportgewicht;
Gewicht von Wasser (im Betrieb);
Gewicht von Wasser (insgesamt);
Gewicht der Deckel von Inspektionsöffnungen (wenn diese manuelle Handhabung erfordern);
Gesamtgewicht des Fundamentes.
5.2.3
Verbrennungsdaten
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Daten einschließlich der Art der Brennstoffe, maximaler Brennstoffverbrauch und Brennstoffzustände,
Volumen des Feuerraumes, Rauchgasinhalt, Luft- und Brennstoffzufuhr (Druck, usw.).
5.2.4 Eine Gesamtanordnungszeichnung (die auch ein Rohrleitungs- und Instrumentenfließbild (P & ID)
enthalten kann), mit einer klaren Darstellung des Kessels, seiner Ausrüstungsteile und den Anschlussenden
muss bereitgestellt werden. Die Dokumente müssen detaillierte Anleitungen bezüglich der angebrachten
Steuer- und Regeleinrichtungen sowie das Handbuch des Herstellers enthalten. Das Betriebshandbuch muss
auch Angaben hinsichtlich Regeln enthalten, die bei der Fehlersuche in elektrischen Stromkreisen eingesetzt
werden können.
5.3
Verbrennungseinrichtung und Feuerungsanlage
Die Verbrennungseinrichtung und die Feuerungsanlage, mit denen der Kessel ausgerüstet ist, müssen angegeben werden.
5.4
Wasseraufbereitung
Die erforderliche Qualität für Speisewasser und Kesselwasser ist festzulegen.
5.5
Begrenzer und Steuer- und Regeleinrichtungen
Die Einstellungen für alle sicherheitsrelevanten Ausrüstungen, einschließlich Steuer- und Regeleinrichtungen
und Begrenzer, müssen angegeben werden.
5.6
Installation
Die Bedingungen für die Installation (z. B. angemessene Belüftung und Freiraum für Instandhaltungsarbeiten
und Inspektion) sind festzulegen.
ANMERKUNG
Es wird auf eventuelle örtliche Bestimmungen hingewiesen.
Zur Sicherstellung einer vorschriftsmäßigen Installation aller Rohrleitungen und elektrischer Betriebsmittel
(z. B. nach einschlägigen Europäischen Normen) sind Warnhinweise vorzusehen. Es sind Empfehlungen für
den sicheren Endanschluss von Ablaufleitungen (z. B. von Sicherheitsventilen und Ablassrohren) anzugeben,
zusammen mit Informationen über die Wahl und den Aufstellungsort von Ablassbehältern und –gruben.
6
²(QWZXUI²
5.7
prEN 12953-13:2003 (D)
Inbetriebnahme
5.7.1
Prüfung
Für die Prüfung der sicherheitstechnischen Ausrüstungen vor der Inbetriebnahme des Kessels sind alle notwendigen Informationen zur Verfügung zu stellen.
5.7.2
Unterweisung
Die Bediener der Kesselanlage und sonstiges Personal müssen in der Bedienung der sicherheitstechnischen
Ausrüstungen unterwiesen werden.
5.8
Inbetriebsetzung
5.8.1
Allgemeines
Die Betriebsanleitung muss die notwendigen Informationen liefern, damit eine Kesselanlage sicher in Betrieb
gesetzt wird.
Diese müssen Angaben über die Befüllung des Kessels mit geeignetem Wasser und die Bereitstellung
sonstiger Betriebsmittel (z. B. Brennstoff, Wasser und elektrischer Strom) vor Anschalten der Feuerung enthalten.
5.8.2
Anfahren
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die Vorgehensweise beim Anfahren des Kessels und beim Hochfahren des Druckes muss festgelegt werden.
5.9
Nutzung und Betrieb
5.9.1
Allgemeines
Angaben über alle üblichen Betriebsvorgänge, einschließlich Anfahren und Abschalten der Kesselanlage, sind
in die Betriebsanleitung aufzunehmen. Dies sollte auch das Anschließen des Kessels während des Betriebes
(bei Einzel- oder Mehrfach-Kesselanlagen) beinhalten.
Die Betriebsanleitung muss die notwendigen sicherheitstechnischen Informationen für die Installation, einschließlich Montage, Inbetriebsetzung und Instandhaltung enthalten. Jegliche besonderen Vorkehrungen zur
Reduzierung betriebsbedingter Risiken müssen beschrieben werden.
Weitere zu behandelnde Aspekte sind mindestens die folgenden:
Beschreibung der korrekten Betriebseinstellungen einschließlich der Aufzeichnungen, die zu führen sind;
Anforderungen für die Ausbildung oder Qualifikation der Bediener, sofern zutreffend;
Identifizierung von Risiken durch unangemessene Nutzung;
Kalibrierung oder Prüfung von Messskalen, Messlehren und Steuer- und Regeleinrichtungen, sofern zutreffend.
5.9.2
Notfallmaßnahmen
Es müssen genaue Angaben hinsichtlich der bei vorhersehbaren Störfällen erforderlichen Notfallmaßnahmen
und Schutzvorkehrungen bereitgestellt werden.
7
prEN 12953-13:2003 (D)
²(QWZXUI²
5.10 Instandhaltung und Inspektion
5.10.1 Allgemeines
Der Hersteller muss Empfehlungen hinsichtlich der Zeiträume und den Umfang der Inspektionen, die als notwendig erachtet werden, angeben. Diese Inspektionen dienen zur Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktionsweise und/oder Reinigung des Gerätes und seiner Anbauteile. Insbesondere sind die Sicherheitseinrichtungen zu benennen, die regelmäßigen Inspektionen zu unterziehen sind.
Neben den Anforderungen an die regelmäßige Inspektion sind genaue Einzelheiten bezüglich der vorgenannten Punkte anzugeben. Es sind Anleitungen für den Ausbau und den Einbau der Abdeckungen von Inspektionsöffnungen anzugeben.
5.10.2 Aufzeichnungen
Der Benutzer muss darauf hingewiesen werden, dass er entsprechende Aufzeichnungen über alle vom Hersteller geforderten Verfahren und Inspektionen aufbewahren muss.
6
Dokumentation
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Aus Sicherheitsgründen muss die Betriebsanleitung in einer für den Benutzer akzeptablen Sprache bereitgestellt werden.
8
²(QWZXUI²
prEN 12953-13:2003 (D)
Anhang A
(informativ)
Gefahrenanalyse für eine Kesselanlage
A.1 Allgemeines
Die meisten in der Gefahrenanalyse angesprochenen Punkte werden durch die Erstellung der Europäischen
Normenreihe EN 12953 berücksichtigt.
A.2 Beispiel für die Gefahrenanalyse
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Das Beispiel einer Gefahrenanalyse für eine Kesselanlage ist in Tabelle A.1 enthalten.
9
prEN 12953-13:2003 (D)
Tabelle A.1 — Beispiel für die Gefahrenanalyse
Gefährdung
DGRL
Anhang I
Grundlegende
Sicherheitsanforderungen
Maßnahme
zur Beseitigung oder
Verminderung der Gefährdung
1
Vorzeitiges mechanisches
Versagen durch unvollständige Erfassung der
relevanten Ausfallarten und
Einsatz nicht fachgerechter
Berechnungs- und Entwurfsmethoden
2.1
Entwurf nach anerkannten
Ermittlung der relevanten
Methoden unter Einbeziehung Betriebszustände und Ausvon Sicherheitsfaktoren für
fallarten.
alle relevanten Ausfallarten
Entwurf nach dem Stand der
Technik.
2
Mechanisches Versagen
durch Berechnungs- und
Auslegungsfehler
2.2.1
Auslegung auf erforderliche
Belastbarkeit unter Berücksichtigung der nach vernünftigem Ermessen vorhersehbaren Betriebsbedingungen
Auslegung nach dem Stand
der Technik.
3
2.2.1
Innendruck
4
2.2.1
Außendruck
Werkstoffauswahl und
Dimensionierung nach
technischer Spezifikation
5
2.2.1
Temperatur
6
2.2.1
Auslegung auf statischen
Druck und Füllgewicht unter
Betriebs- und Prüfbedingungen
Auslegung nach technischer
Spezifikation
7
2.2.1
Auslegung auf Belastung
durch Wind
Auslegung nach technischer
Spezifikation
8
2.2.1
Auslegung auf Belastung
durch Erdbeben
Auslegung nach technischer
Spezifikation
9
2.2.1
Auslegung auf Belastung
durch Reaktionskräfte und
–momente
Auslegung nach technischer
Spezifikation
10
2.2.1
Korrosion, wasser/dampfseitig Korrosionszuschlag nach
technischer Spezifikation
10
Schutzmaßnahme
gegen die nicht zu
beseitigende Gefährdung
Hinweis
auf verbleibende Gefährdung
in der Betriebsanleitung o. ä.
²(QWZXUI²
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Nr.
Wasserqualität nach
technische Spezifikation
Hinweis auf zulässige
Wasserqualität
prEN 12953-13:2003 (D)
Tabelle A.1 (fortgesetzt)
Nr.
Mechanisches Versagen
durch Berechnungs- und
Auslegungsfehler
DGRL
Anhang I
2.2.1
Grundlegende
Sicherheitsanforderungen
Korrosion, rauchgasseitig
12
13
2.2.1
Erosion
14
Maßnahme
zur Beseitigung oder
Verminderung der Gefährdung
Hinweis
auf verbleibende Gefährdung
in der Betriebsanleitung o. ä.
Korrosionszuschlag nach
technischer Spezifikation
Brennstoffe nach technischer Hinweis auf Beachtung der
Spezifikation bzw. geeignete Brennstoffqualität und
Beschichtung oder
Brennereinstellung
Begrenzung der maximalen
Wandtemperatur
Ausmauerung
Erosionszuschlag nach
technischer Spezifikation
Geeignete Beschichtung,
Ausmauerung
Begrenzung der Rauchgasgeschwindigkeit durch
konstruktive Maßnahmen
15
2.2.1
Materialermüdung
Auslegung nach technischer
Spezifikation
2.2.3
Sichere Auslegungsmethode
zur Berücksichtigung der
Druckfestigkeit und anderer
Belastungsaspekte. Belastbarkeit und Stabilität
Auslegung nach technischer
Spezifikation (siehe auch
2.2.1)
Sicherheit der Verschlussund Öffnungsvorrichtungen
Auslegung nach technischer
Spezifikation
16
Falsche Berechnungs- und
Auslegungsmethoden
17
Gefährdung von Personen bei 2.3
Handhabung und Betrieb
18
2.3
Sicheres Abblasen aus
Überdruckventilen
Entsprechende Anordnung
der Abblaseleitungen und
Verwendung von Abblasehauben oder Schalldämpfern
19
2.3
Schutz gegen hohe
Oberflächentemperaturen
Isolierung der heißen
Bauteile; Berührungsschutz
2.4
Konstruktive Vorkehrungen
für die Inspektion
Inspektionsöffnungen nach
technischer Spezifikation
20
Schutzmaßnahme
gegen die nicht zu
beseitigende Gefährdung
Fehlende Vorkehrungen für
die Inspektionen
Spezifizierung der An- und
Abfahrvorgänge (Anzahl und
Gradienten)
Bedienung nur durch
qualifiziertes Personal
Beschreibung der
Handhabung
Warnhinweise
Warnhinweise
11
²(QWZXUI²
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11
Gefährdungen
prEN 12953-13:2003 (D)
Tabelle A.1 (fortgesetzt)
Nr.
Fehlende Entleerungs- und
Entlüftungsmöglichkeiten
DGRL
Anhang I
2.5
22
23
Korrosion
2.6
24
Grundlegende
Sicherheitsanforderungen
Maßnahme
zur Beseitigung oder
Verminderung der Gefährdung
Schutzmaßnahme
gegen die nicht zu
beseitigende Gefährdung
Hinweis
auf verbleibende Gefährdung
in der Betriebsanleitung o. ä.
Geeignete Entleerungsmöglichkeiten
Anordnung und Konstruktion
nach technischer Spezifikation
Bedienungs- und Wartungsanleitung
Geeignete Entlüftungsmöglichkeiten
Anordnung und Konstruktion
nach technischer Spezifikation
Bedienungs- und Wartungsanleitung
Berücksichtigung der
Korrosion
Siehe Nr. 10 und 11
Hinweis auf die Erfordernis
wiederkehrender Prüfungen
im Betrieb
Konservierung bei
Kesselstillstand
Vermeidung von Korrosion bei
Kesselstillstand
Bedienungs- und Wartungsanweisungen
25
Verschleiß
2.7
Berücksichtigung von Erosion
und Verschleiß
Siehe Nr. 12, gegebenenfalls Gegebenenfalls AustauschGegebenenfalls Hinweis auf
Begrenzung der Lebensdauer möglichkeiten für Verschleiß- begrenzte Lebensdauer
von Bauteilen
teile
26
Fehlerhafte Funktion der
Baugruppen
2.8
Zuverlässigkeit und Eignung
von Komponenten für eine
Baugruppe
Verfahrenstechnische Überprüfung, siehe auch Nr. 2
2.8
Sicherer Zusammenbau von
Komponenten zu einer Baugruppe
Zusammenbau nach
technischer Spezifikation
2.9
Sicheres Füllen
Geeignete Kontrolleinrichtung
für Füllstand und gegebenenfalls Druck
Beschreibung der Handhabung
Sicheres Entleeren
Sichere Ableitung nach technischer Spezifikation
Beschreibung der Handhabung
27
28
Fehlende Füll- und
Entleerungseinrichtungen
29
30
Versagen infolge Überschreitung der zulässigen
Grenzen für Druck und
Temperatur
12
2.10
Schutz vor Überschreitung der Sicherheitskonzept nach
zulässigen Grenzen des
technischer Spezifikation
Druckgerätes
unter Verwendung von z. B.
Sicherheitsventilen, Druck-,
Temperatur-, Wasserstands-,
Strömungsbegrenzern
²(QWZXUI²
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21
Gefährdungen
prEN 12953-13:2003 (D)
Tabelle A.1 (fortgesetzt)
Gefährdungen
DGRL
Anhang I
Grundlegende
Sicherheitsanforderungen
Maßnahme
zur Beseitigung oder
Verminderung der Gefährdung
31
Versagen von Ausrüstungsteilen mit Sicherheitsfunktion
2.11
Schutz vor Überschreitung
des zulässigen Betriebsdruckes und der zulässigen
Temperatur
32
Externer Brand
2.12
Nicht auslegungsrelevant
33
Ungeeignete Fertigungsverfahren
3.1
Einsatz geeigneter Techniken
und Verfahren
Maßnahmenplanung nach
technischer Spezifikation
34
3.1.1
Geeignete Bauteilvorbereitung
Bauteilvorbereitung nach technischer Spezifikation
35
3.1.2
Mangelfreie Ausführung der
Schweißverbindungen
Qualifikation von Verfahren
und Personal nach
technischer Spezifikation
36
3.1.3
Angemessene Durchführung
der ZfP
Qualifikation des ZfPPersonals nach technischer
Spezifikation
37
3.1.4
Angemessene Wärmebehandlung
Durchführung der Wärmebehandlung nach technischer
Spezifikation
38
3.1.5
Durchgängige Werkstoffrückverfolgbarkeit
Materialkennzeichnung nach
technischer Spezifikation
Schutzmaßnahme
gegen die nicht zu
beseitigende Gefährdung
Zuverlässige Sicherheitseinrichtungen nach
technischer Spezifikation
Hinweis
auf verbleibende Gefährdung
in der Betriebsanleitung o. ä.
Betriebs- und Wartungsanweisungen
Gegebenenfalls Aufstellungsanweisungen
39
Mängel bei der Herstellung
des Druckgerätes
3.2
Durchführung der AbnahmePlanung von Abnahme und
prüfungen nach Vorgaben der Prüfungen nach technischer
DGRL
Spezifikation
40
Mängel bei der Herstellung
des Druckgerätes
3.2.1
Erfüllung der Anforderungen
der DGRL
Überwachung der Fertigung
durch Prüfstelle
²(QWZXUI²
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Nr.
Arbeitsproben, ZfP
13
prEN 12953-13:2003 (D)
Tabelle A.1 (fortgesetzt)
Nr.
Mängel bei der Herstellung
des Druckgerätes
42
DGRL
Anhang I
Grundlegende
Sicherheitsanforderungen
Maßnahme
zur Beseitigung oder
Verminderung der Gefährdung
3.2.2
Hydrostatische Druckprüfung
oder andere Prüfungen nach
DGRL
Durchführung der hydrostatischen Druckprüfung nach
technischer Spezifikation;
Mindestprüfdruck nach Anhang I, 7.4 der DGRL
3.2.3
Prüfung auf Einhaltung der
Anforderungen für Sicherheitseinrichtungen
Durchführung der Prüfung
nach technischer Spezifikation
43
Fehlerhafte Kennzeichnung
oder Etikettierung
3.3
Kennzeichnung nach
Anforderungen der DGRL
Durchführung der Kennzeichnung nach technischer
Spezifikation
44
Unsachgemäße Montage,
Inbetriebsetzung, Wartung
und Inspektion durch den
Benutzer
3.4
Erstellung einer eindeutigen
Betriebsanleitung
Aufbau der Betriebsanleitung
nach technischer Spezifikation
45
Einsatz ungeeigneter
Werkstoffe
4
Auswahl von Werkstoffen, die
für die vorgesehene
Lebensdauer geeignet sind
Werkstoffauswahl nach
technischer Spezifikation
46
Einsatz ungeeigneter
Werkstoffe
4.1
Auswahl geeigneter Werkstoffe bezüglich mechanischer Eigenschaften,
chemischer Beständigkeit,
Alterung, Verarbeitung und
Verbindung unterschiedlicher
Werkstoffe
Werkstoffauswahl nach
technischer Spezifikation
47
4.2
Ermittlung geeigneter Werkstoffkennwerte
Werkstoffkennwerte nach
Werkstoffspezifikation
48
4.3
Sicherstellung, dass die
Anforderungen erfüllt werden
Anforderung und Prüfung der
Werkstoffzeugnisse nach
technischer Spezifikation
14
Schutzmaßnahme
gegen die nicht zu
beseitigende Gefährdung
Hinweis
auf verbleibende Gefährdung
in der Betriebsanleitung o. ä.
²(QWZXUI²
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
41
Gefährdungen
prEN 12953-13:2003 (D)
Tabelle A.1 (fortgesetzt)
Gefährdungen
DGRL
Anhang I
Grundlegende
Sicherheitsanforderungen
Maßnahme
zur Beseitigung oder
Verminderung der Gefährdung
Schutzmaßnahme
gegen die nicht zu
beseitigende Gefährdung
Hinweis
auf verbleibende Gefährdung
in der Betriebsanleitung o. ä.
49
Versagen durch Überhitzung
5
Vermeidung des Versagens
druckhaltender Teile durch
Überhitzung
Auslegung nach technischer
Spezifikation
50
Örtliche oder generelle Überhitzung
5 a)
Einsatz geeigneter Schutzmaßnahmen für Wärmezufuhr, Wärmeabfuhr und
gegebenenfalls Fluidpegel
Sicherheitstechnische Ausstattung der Beheizung, Begrenzung der Beheizung bei
Inbetriebnahme, Verriegelung der Brennstoffzufuhr
Installations- und Wartungsanweisungen
51
Überhitzung oder Schäden
durch Ablagerung oder
Korrosion
5 b)
Gegebenenfalls Probeentnahmestellen für Fluide
Analyse des Fluides
Betriebsanleitung
52
Überhitzung oder Schäden
durch Ablagerung oder
Korrosion
5 c)
Entsprechende Vorkehrungen Spezifikation des Fluides
gegen Ablagerungen
Wasserqualität
53
Überhitzung durch
Nachwärmezufuhr
5 d)
Sichere Abführung von Nachwärme
Betriebsanleitung
54
Entzündliche Mischungen
5 e)
Maßnahmen zur Vermeidung Auslegung der Verriegelungen
von gefährlicher Ansammlung nach technischer Spezifikation,
entzündlicher Mischungen
Definition der Vor- bzw.
Nachlüftzeiten, Verriegelung
der Brennstoffzufuhr, Sicherstellen der erforderlichen
Reaktionsgasmengen (Luft,
Sauerstoff, etc.), Einsatz von
Überwachungseinrichtungen
Auslegung nach technischer
Spezifikation, wärmetechnische Berechnung des
Nachwärmeeintrags bei
großen Speichermassen,
Ausdampfversuche
²(QWZXUI²
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Nr.
Betriebsanleitung
15
prEN 12953-13:2003 (D)
Tabelle A.1 (fortgesetzt)
Gefährdungen
DGRL
Anhang I
Grundlegende
Sicherheitsanforderung
Schutzmaßnahme
gegen die nicht zu
beseitigende Gefährdung
Hinweis
auf verbleibende Gefährdung
in der Betriebsanleitung o. ä.
55
Flammenrückschlag
5 e)
56
Anmerkung: Rohrleitungen
6
ANMERKUNG Nicht
relevant für kesselinterne
Verbindungsleitungen, für die
gilt Art. 3, Nr. 1.2
57
Anmerkung: Besondere
quantitative Anforderungen
7.1 bis
7.3 und
7.5
ANMERKUNG
Berücksichtigt bei Auslegung und
Werkstoffspezifikation
58
Falscher hydrostatischer
Prüfdruck
7.4
16
Maßnahmen zur Vermeidung
von Flammenrückschlag
Maßnahme
zur Beseitigung oder
Verminderung der Gefährdung
Höhe des Prüfdruckes
Auslegung nach technischer
Spezifikation, Sicherheitstechnische Ausstattung, Verriegelung der Stellorgane, Berechnungen zum Strömungsverhalten
Berücksichtigung des Prüfdruckes nach DGRL
²(QWZXUI²
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Nr.
²(QWZXUI²
prEN 12953-13:2003 (D)
Anhang ZA
(informativ)
Zusammenhang zwischen dieser Europäischen Norm und den
grundlegenden Anforderungen der EU-Richtlinien97/23/EG
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet, um ein Mittel zur Erfüllung der grundlegenden Anforderungen der Richtlinie nach der neuen Konzeption „Richtlinie 97/23/EG des Europäischen
Parlaments und des Rates vom 29. Mai 1997 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliederstaaten
über Druckgeräte“ bereitzustellen.
Sobald diese Norm im Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften im Rahmen der betreffenden Richtlinie in
Bezug genommen und in mindestens einem der Mitgliedstaaten als nationale Norm umgesetzt worden ist,
berechtigt die Übereinstimmung mit den in Tabelle ZA aufgeführten Abschnitten dieser Norm innerhalb der
Grenzen des Anwendungsbereichs dieser Norm zu der Annahme, dass eine Übereinstimmung mit den entsprechenden grundlegenden Anforderungen der Richtlinie und der zugehörigen EFTA-Vorschriften gegeben
ist.
Tabelle ZA— Zusammenhang zwischen dieser Europäischen Norm und der
Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Abschnitte/Unterabschnitte dieser
Europäischen Norm
Grundlegende Anforderungen
der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG
Anhang I
Erläuterungen/Anmerkungen
5
1.1 und 3.4
Betriebsanleitung
5.1
1.1 und 3.4
Grundsätze für die Gewährleistung der
Sicherheit
5.9
2.2, 2.3, 2.5, 2.6, 2.7, 2.11, 2.12, 5
und 6
Grundbedingungen für die Gefahrenanalyse
Anhang A
Vorbereitende Beobachtungen 3
Gefahrenanalyse
WARNHINWEIS: Für Produkte, die in den Anwendungsbereich dieser Norm fallen, können weitere Anforderungen und weitere EU-Richtlinien anwendbar sein.
17
August 2002
Großwasserraumkessel
Beiblatt 1
zu
DIN EN 12953
Teil 14: Leitfaden für die Einbeziehung einer
herstellerunabhängigen Prüforganisation
Deutsche Fassung CEN/CR 12953-14:2002
Dieses Beiblatt enthält Informationen zu den Normen der Reihe DIN EN 12953,
jedoch keine zusätzlich genormten Festlegungen
ICS 27.060.30; 27.100
Shell boilers — Part 14: Guideline for the involvement of an inspection
body independent of the manufacturer;
German version CEN/CR 12953-14:2002
Chaudières à tubes de fumée — Partie 14: Guide por l’implication d’un
organisme d’inspection indépendant du fabricant;
Version allemande CEN/CR 12953-14:2002
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Nationales Vorwort
Dieser CEN Bericht wurde vom CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut für Normung e.V.
ist der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss GA 269 „Dampfkessel“ des Normenausschusses Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Fortsetzung 12 Seiten CEN/CR
Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD)
im DIN Deutsches Institut für Normung e. V.
© DIN Deutsches Institut für Normung e.V. . Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise,
nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet.
Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
Ref. Nr. DIN EN 12953 Bbl 1:2002-08
Preisgr. 08
Vertr.-Nr. 2308
CEN/CR 12953-14:2002
CEN BERICHT
CEN REPORT
RAPPORT CEN
Mai 2002
ICS
Deutsche Fassung
Großwasserraumkessel
Teil 14: Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation
Shell boilers — Part 14: Guideline for the involvement of
an inspection body independent of the manufacturer
Chaudières à tubes de fumée — Partie 14: Guide por
l’implication d’un organisme d’inspection indépendant
du fabricant
Dieser CEN Bericht wurde vom CEN am 27. März 2002 angenommen. Er wurde vom technischen Ausschuss CEN/TC 269 erarbeitet.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,
Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik
und das Vereinigte Königreich.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
Management-Zentrum: rue de Stassart, 36
© 2002 CEN
B-1050 Brussels
Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. CEN/CR 12953-14:2002 D
CEN/CR 12953-14:2002 (D)
Inhalt
Seite
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Vorwort........................................................................................................................................................................ 3
1
Anwendungsbereich..................................................................................................................................... 4
2
Normative Verweisungen ............................................................................................................................. 4
3
3.1
3.2
3.3
Module............................................................................................................................................................ 4
Allgemeines ................................................................................................................................................... 4
Modul G .......................................................................................................................................................... 4
Modul H1 ........................................................................................................................................................ 8
4
4.1
4.2
4.3
Nach der Druckgeräte-Richtlinie erforderliche Dokumentation............................................................... 8
Allgemeines ................................................................................................................................................... 8
Zu erstellende Dokumente ........................................................................................................................... 8
An die Benannte Stelle zu übergebende Dokumente für die Entwurfsprüfung ..................................... 8
2
CEN/CR 12953-14:2002 (D)
Vorwort
Dieses Dokument (CEN/CR 12953-14:2002) wurde vom CEN/TC 269 "Großwasserraum- und Wasserrohrkessel",
dessen Sekretariat vom DIN geführt wird, erarbeitet.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die Europäische Norm EN 12953 über „Großwasserraumkessel“ besteht aus den folgenden Teilen:
Teil 1:
Allgemeines
Teil 2:
Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör
Teil 3:
Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile
Teil 4:
Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile
Teil 5:
Prüfung während der Herstellung, Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile
Teil 6:
Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel
Teil 7:
Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel
Teil 8:
Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung
Teil 9:
Anforderungen an Begrenzungseinrichtungen an Kessel und Zubehör
Teil 10: Anforderungen an die Speisewasser- und Kesselwasserqualität
Teil 11: Abnahmeversuche
Teil 12: Anforderungen an Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel
Teil 13: Betriebsanleitungen
CR 12953-14, Leitfaden für die Einbeziehung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation.
Obwohl alle Teile der Norm einzeln zu erwerben sind, sollte bedacht werden, dass die Teile voneinander abhängig
sind. Deshalb werden für Konstruktion und Herstellung der Großwasserraumkessel mehrere Teile benötigt, um die
Anforderungen der Norm zu erfüllen.
3
CEN/CR 12953-14:2002 (D)
1
Anwendungsbereich
Dieser Technische Bericht enthält einen Leitfaden für die Einbeziehung einer
Prüforganisation für Großwasserraumkessel, wie in EN 12953-1 definiert.
2
herstellerunabhängigen
Normative Verweisungen
Dieser CEN Bericht enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen.
Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen nur zu diesem
CEN Bericht, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung eingearbeitet sind. Bei undatierten Verweisungen gilt die
letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschließlich Änderungen).
EN 12953-1, Großwasserraumkessel — Teil 1: Allgemeines.
EN 12953-5, Großwasserraumkessel — Teil 5: Prüfung während der Fertigung; Dokumentation und Kennzeichnung.
3
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
3.1
Module
Allgemeines
Jeder Großwasserraumkessel sollte unter der Überwachung einer herstellerunabhängigen Prüforganisation sein. Für
die Anwendung von EN 12953-1 wird die herstellerunabhängige Prüforganisation als Verantwortliche Prüfstelle (VP),
wie in EN 12953-1 definiert, bezeichnet. Der Umfang der Prüfungen der VP ist abhängig vom Hersteller gewählten
Modul.
Obwohl die Mehrzahl der Großwasserraumkessel, die nach dieser Norm hergestellt werden, unter Modul H1 oder G
fallen, können andere Module durch den Hersteller gewählt werden (siehe EN 12953-1, Anhang B.2).
Für die Anwendung von EN 12953 wurden die allgemeinen Anforderungen der Druckgeräte-Richtlinie (DGRL)
speziell für die Module G und H1 interpretiert, wie in 3.2 und 3.3 aufgeführt.
Wenn der Großwasserraumkessel nach den Anforderungen der DGRL berechnet, konstruiert und hergestellt wird,
dann sollten die Dokumente nach Abschnitt 4 dem Käufer übergeben werden.
3.2
Modul G
Der Hersteller sollte sicherstellen und erklären, dass der Großwasserraumkessel mit den Anforderungen dieser Norm
übereinstimmt, sowie falls nach den Anforderungen der DGRL hergestellt, sollte die VP das CE-Kennzeichen
anbringen und eine Konformitätsbescheinigung erstellen (siehe Bild 1).
Die VP sollte in die Entwurfs-, die Herstellungs- und Prüfschritte nach Tabelle 1 eingeschaltet sein. Wenn nach den
Anforderungen der DGRL hergestellt, sollte die VP eine Konformitätsbescheinigung ausstellen (siehe Bild 2) für die
durchgeführten Prüfungen, ihre Kennnummer an dem geprüften Kessel anbringen oder anbringen lassen.
4
CEN/CR 12953-14:2002 (D)
Tabelle 1 — Konformitätsbewertung
Nummer
1
1.1
2
Tätigkeitsbereich
Prüfungsdurchführung
Konformitätsbewertungsverfahren
Modul G
Modul H1
Bewertung der QM-System-Dokumentation
–
VP
Audit der Anwendung des QM-Systems
–
VP
Überwachung des QM-Systems
–
VP
VP
VP
VP
VP
VP
—
Qualitätsmanagementsystem
Volles QM-System
Konstruktion und allgemeine Dokumentation
Prüfung der Konstruktions/Berechnungsdaten:
2.1
Konstruktionsdaten/
Berechnungen
— den technischen Spezifikationen
(wenn zutreffend)
— den Anforderungen von EN 12953
— zutreffenden amtlichen Vorschriften
Prüfung der Zeichnungsangaben auf Übereinstimmung mit:
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
2.2
Herstellungszeichnungen
— Konstruktionsdaten und Berechnung
— den technischen Spezifikationen
(wenn zutreffend)
— den Anforderungen von EN 12953
Prüfung der Spezifikationen für Unteraufträge auf Übereinstimmung mit:
2.3
Spezifikationen für
Unteraufträge
— den technischen Spezifikationen
(wenn zutreffend)
— Herstellungszeichnungen
— den Anforderungen von EN 12953 und
zutreffenden amtlichen Vorschriften
3
Werkstoffe
3.1
Werkstoffbescheinigungen
Überprüfung, dass die Angaben in den
Bescheinigungen und die Ergebnisse der
Auslegungsspezifikation entsprechen
VP
—
3.2
Schweißzusätze
Überprüfung, dass die verwendeten
Schweißzusätze der Auslegungsspezifikation entsprechen
VP
—
3.3
Umstempelung
von Werkstoffen
Prüfung der Verfahrensanweisung des
Kesselherstellers für die Umstempelung
von Werkstoffen
VP
VPa
4
Fertigung und Schweißen
4.1
Schweißanweisungen
VP
VPb
Überprüfung, dass geeignete Schweißanweisungen vorliegen, und ihr Inhalt durch
die Verfahrensprüfungen abgedeckt ist
5
CEN/CR 12953-14:2002 (D)
Tabelle 1 (fortgesetzt)
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Nummer
Prüfungsdurchführung
Modul G
Modul H1
VP
VP
4.2
Schweißverfahrensprüfungen
Überprüfung, dass die Schweißverfahrensprüfungen durch eine verantwortliche Prüfstelle anerkannt sind und dass sie sowohl
die Werkstoffe als auch die Schweißaufgaben abdecken
4.3
Schweißerzulassung
Überprüfung, dass die Schweißerzulassungen von der verantwortlichen Prüfstelle anerkannt und gültig sind
VP
VP
4.4
Umformverfahren
Überprüfung, dass Anweisungen für Umformverfahren vorliegen, falls erforderlich,
und ihr Inhalt die umzuformenden Teile
abdeckt
VP
VPb
4.5
Umformteil
Überprüfen, dass die Umformteile den
Anforderungen des Umformverfahrens
entsprechen
VP
—
Überprüfung, dass die Wärmebehandlung
nach dem Schweißen an einer Arbeitsprobe, die getrennt vom Kessel durchgeführt wird, mit der speziellen Wärmbehandlung des jeweiligen Kessels übereinstimmt.
VP
—
Prüfung der zfP-Berichte für die Arbeitsprobe
VP
—
Überprüfung der Übereinstimmung von
Prüflingen und Teilnahme bei der
mechanischen Werkstoffprüfung
VP
VP
Überprüfung, dass die Angaben und
Ergebnisse im Prüfbericht des Herstellers
mit den Anforderungen von EN 12953
übereinstimmen
VP
VPb
4.6
Arbeitsproben
5
Zerstörungsfreie Prüfung von Schweißnähten
5.1
Prüfanweisungen für
zf-Prüfungen
Überprüfung, dass die erforderlichen
Prüfanweisungen vorliegen; Prüfung der
Qualifikation des Verfassers
VP
VPb
5.2
Zulassung des
zf-Prüfers
Überprüfung der Gültigkeit der Zulassung
des zf-Prüfers
VP
VPb
Kontrolle aller Durchstrahlungsfilme und
Prüfung auf Übereinstimmung mit den
Zulässigkeitsgrenzen
VPc
—
Überprüfung aller US-Prüfergebnisse auf
Übereinstimmung mit den Zulässigkeitsgrenzen und mindestens 5 % der
Ergebnisse des Herstellers
VP
—
Prüfung, dass Angaben und Ergebnisse der
Prüfprotokolle mit den Zulässigkeitsgrenzen
übereinstimmen
VP
VPb
5.3
5.4
6
Tätigkeitsbereich
Konformitätsbewertungsverfahren
Durchführung der
zf-Prüfung
Prüfprotokolle für
zf-Prüfungen
CEN/CR 12953-14:2002 (D)
Tabelle 1 (fortgesetzt)
Nummer
Prüfungsdurchführung
Modul G
Modul H1
6
Wärmebehandlung nach dem Schweißen
6.1
Anweisungen zur
Wärmebehandlung
Prüfung, dass die Anweisungen für die
Wärmebehandlung nach dem Schweißen
den Anforderungen von EN 12953
entsprechen
VP
VPb
6.2
Aufzeichnungen bei der
Wärmebehandlung
Prüfung, dass die Temperaturen und die
Zeiten der Wärmebehandlungsaufzeichnungen den Anforderungen von EN 12953
entsprechen
VP
VPb
7
Bauprüfung und Kennzeichnung
7.1
Prüfungen vor der
Wasserdruckprüfung
Prüfung der Abmessungen, visuelle
Prüfung, Identifizierung der zugänglichen
Teile nach dem Zusammenbau vor der
Druckprüfung
VP
VPb
7.2
Wasserdruckprüfung
Teilnahme an der abschließenden Wasserdruckprüfung
VP
VPb
Visuelle Prüfung nach Abschluss der
Wasserdruckprüfung
VP
VPb
Prüfung der Kennzeichnung auf dem
Kesselschild
VP
VPb
7.3
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Tätigkeitsbereich
Konformitätsbewertungsverfahren
Prüfung nach der
Wasserdruckprüfung
7.4
Sicherheitseinrichtungen
Prüfung der Vorkehrungen für den Anschluss von Sicherheitseinrichtungen
VP
VPb
7.5
Herstellerdokumentation
Prüfung der Herstellerdokumentation auf
Vollständigkeit (siehe 4.3)
VP
VPb
8
Aufgaben entsprechend der DGRL
8.1
Identifikationsnummer
der VP
Anbringen oder Veranlassung der Anbringung der Identifikationsnummer
VP
VPd
8.2
Bescheinigung über
Entwurfsprüfung
Erstellung einer Bescheinigung über die
Entwurfsprüfung (siehe Bild 3)
—
VP
8.3
Prüfbericht
Erstellung eines Prüfberichts (siehe Bild 4)
—
VP
8.4
Konformitätsbescheinigung
Erstellung einer Konformitätsbescheinigung
(siehe Bild 2)
VP
—
a Diese Bewertung ist Bestandteil der formellen Beurteilung des Qualitätsmanagementsystems des Herstellers.
b Es ist nicht vorgesehen, dass diese Prüfungen regelmäßig durchgeführt werden. Die VP kann entscheiden, welche
Prüfungen durch sie durchgeführt werden. Der Umfang kann auf der Basis von Erfahrungen zwischen VP und dem Hersteller reduziert werden. Die Prüfungen sollen vor der Prüfung der Unterlagen beendet sein.
c Der Umfang für die Überprüfung der Durchstrahlungsaufnahmen wird von der VP festgelegt.
d Die Identifikationsnummer der VP, die das Qualitätsmanagementsystem des Herstellers überwacht, und falls andere tätig
werden, die Nummern der zusätzlichen verantwortlichen Prüfstellen für Konstruktion, Herstellung und Prüfung des
Kessels bzw. der Bauteile.
7
CEN/CR 12953-14:2002 (D)
3.3
Modul H1
Der Hersteller sollte ein umfassendes Qualitätssicherungssystem für Entwurf, Herstellung und Prüfung besitzen.
Dieses System sollte begutachtet und einer regelmäßigen Überwachung durch VP unterzogen werden.
Während des Entwurfes und der Herstellung eines Großwasserraumkessels nach einem konkreten Auftrag sollte der
Hersteller sicherstellen und erklären, dass der Kessel die Anforderungen dieser Norm erfüllt, falls zutreffend das
CE-Kennzeichen und die Kennnummer der für die QM-System-Überwachung verantwortlichen VP anbringen und
eine Konformitätserklärung ausstellen (siehe Bild 1).
Die VP sollte den Entwurf prüfen und eine Bescheinigung über die Entwurfsprüfung ausstellen (siehe Bild 2).
Die VP sollte nach Tabelle 1 in die Herstellungs- und Prüfschritte eingeschaltet sein, ihre Kennnummer am geprüften
Gerät anbringen oder anbringen lassen, und einen Prüfbericht (siehe Bild 3) für die Prüfungsabschnitte, an der sie
beteiligt war, erstellen.
Die mit der Entwurfsprüfung, Herstellung und Prüfung eines speziellen Kessels befasste VP muss nicht notwendigerweise dieselbe sein wie die, die das QM-System des Herstellers begutachtet hat und überwacht.
4
4.1
Nach der Druckgeräte-Richtlinie erforderliche Dokumentation
Allgemeines
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Wenn der Großwasserraumkessel entsprechend den Anforderungen der Druckgeräte-Richtlinie hergestellt und
geliefert wird, dann ist die VP eine benannte Stelle (Notified Body, NB) und die Empfehlungen von 4.2 und 4.3 sind
anzuwenden.
4.2
Zu erstellende Dokumente
Die folgenden Dokumente sollten erstellt werden:
a) eine Konformitätserklärung des Herstellers (siehe Bild 1), in dem bescheinigt wird, dass der Kessel in Übereinstimmung mit der Druckgeräte-Richtlinie entworfen, hergestellt und geprüft wurde;
b) eine Konformitätsbescheinigung der Benannten Stelle (siehe Bild 2) für Modul G, falls erforderlich;
c) ein Bescheinigung über die Entwurfsprüfung (siehe Bild 3), in der bescheinigt wird, dass die Benannte Stelle
den Entwurf des Kesseln überprüft hat, falls erforderlich;
d) ein Prüfbericht der Benannten Stelle (siehe Bild 4) für Modul H1, falls erforderlich.
4.3
An die Benannte Stelle zu übergebende Dokumente für die Entwurfsprüfung
Der Hersteller sollte die nachfolgenden Dokumente der Benannten Stelle übergeben:
a) Berechnungen, Entwurfs- und Konstruktionszeichnungen des Kessels/ der Komponente mit Details über
Korrosionszuschlag, Schweißnahtwertigkeit und Wärmebehandlung;
b) Eine Liste der vorgesehenen Werkstoffe;
c) Vorgesehene Schweißverfahrensprüfungen;
d) Bestätigung, dass die vorgesehene Sicherheitseinrichtung die Anforderungen von EN 12953 erfüllt.
8
CEN/CR 12953-14:2002 (D)
Name und Adresse des Herstellers
Konformitätserklärung
für Entwurf, Herstellung und Prüfung von Großwasserraumkesseln
Großwasserraumkessel: ...........................................
Serien-Nr. .....................................................................
Übersichtszeichnung ...................................................
Herstellungsjahr ...........................................................
Maximale Leistung ............................................... kW
maximal zulässiger Druck .................................... bar
maximal zulässige Temperatur ............................ °C
Zertifikat Nr.: ..................
Komponente: ..............................................................
Sicherheitsventile:
Massenstrom ....................................................... kg/s
Druck ................................................................... bar
Druckprüfung
Prüfdruck ............................................................. bar
Datum ..........................................................................
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
In Übereinstimmung mit Modul ........ der Druckgeräte-Richtlinie
Benannte Stelle für
Herstellung und Prüfung
Name: ...................................................................................................................
Anschrift: ...............................................................................................................
Identifikations-Nr: ..................................................................................................
Zertifikat-Nr: .............................................. Datum ...............................................
Benannte Stelle für
Entwurfsprüfung
Name: ...................................................................................................................
Anschrift: ...............................................................................................................
Identifikations-Nr: ..................................................................................................
Zertifikat-Nr: .............................................. Datum ...............................................
Benannte Stelle für
QM-System des Herstellers
Name: ...................................................................................................................
Anschrift: ...............................................................................................................
Identifikations-Nr: ..................................................................................................
Zertifikat-Nr: .............................................. Datum ...............................................
Der Unterzeichner erklärt hiermit, dass Entwurf, Herstellung und Prüfung dieses Großwasserraumkessels/Komponete mit den Anforderungen der Druckgeräte-Richtlinie übereinstimmt.
Datum: ......................................... Name: ............................................ Position: ..................................................
Stempel der Firma: .............................................................................. Unterschrift: ............................................
Bild 1 — Beispiel einer Konformitätserklärung des Herstellers
9
CEN/CR 12953-14:2002 (D)
Name und Adresse der Benannten Stelle
Konformitätsbescheinigung
In Übereinstimmung mit Modul G der Druckgeräte-Richtlinie
Hersteller: ..........................................................................
Benannte Stelle für
Entwurfsprüfung
Zertifikat Nr.: ..................
Name: .....................................................................
Anschrift: ................................................................
Name: .................................................................................................................
Anschrift: .............................................................................................................
Identifikations-Nr.: ...............................................................................................
Zertifikat-Nr.: ...................................................
Datum: ..................
Großwasserraumkessel: ...........................................
Serien-Nr. .....................................................................
Übersichtszeichnung ...................................................
Herstellungsjahr ...........................................................
Maximale Leistung ............................................... kW
maximal zulässiger Druck .................................... bar
maximal zulässige Temperatur ............................ °C
Komponente: ..............................................................
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Sicherheitsventile:
Massenstrom ....................................................... kg/s
Druck ................................................................... bar
Druckprüfung
Prüfdruck ............................................................. bar
Datum ..........................................................................
Der Unterzeichner erklärt hiermit, dass die Herstellung und Prüfung dieses Großwasserraumkessels unter
unserer Überwachung durchgeführt wurde und dass nach unserem besten Wissen alle Fertigkeiten den Anforderungen der Druckgeräte-Richtlinie entsprechen.
Datum: ......................................... Name: ............................................ Position: ..................................................
Identifikations-Nr.: ................................................................................. Unterschrift: ............................................
Stempel der Benannten Stelle: ..............................................................
Bild 2 — Beispiel einer Konformitätsbescheinigung durch die Benannte Stelle
10
CEN/CR 12953-14:2002 (D)
Name und Adresse der Benannten Stelle
Bescheinigung über Entwurfsprüfung
in Übereinstimmung mit Modul H1 nach der Druckgeräte-Richtlinie
Hersteller: ..........................................................................
Großwasserraumkessel: ...........................................
Serien-Nr. .....................................................................
Übersichtszeichnung ...................................................
Herstellungsjahr ...........................................................
Maximale Leistung ............................................... kW
maximal zulässiger Druck .................................... bar
maximal zulässige Temperatur ............................ °C
Zertifikat-Nr.: .................
Name: ...................................................................
Anschrift: ...............................................................
Komponente: ..............................................................
Sicherheitsventile:
Massenstrom ....................................................... kg/s
Druck ................................................................... bar
Druckprüfung
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Prüfdruck ............................................................. bar
Datum ..........................................................................
benutzte harmonisierte Normen .........................................
andere alternativ benutzte Normen ......................
andere benutzte Richtlinien .....................................................................................................................................
Der Unterzeichner erklärt hiermit, dass der Entwurf dieses Großwasserraumkessels/Komponete mit den Anforderungen der Druckgeräte-Richtlinie übereinstimmt.
Datum: ......................................... Name: ............................................ Position: ..................................................
Identifikations-Nr.: ................................................................................. Unterschrift: ............................................
der Benannten Stelle: ..........................................................................
Stempel der Benannten Stelle: ................................................................................................................................
Bild 3 — Beispiel einer Bescheinigung über Entwurfsprüfung
11
CEN/CR 12953-14:2002 (D)
Name und Adresse der Benannten Stelle
Prüfbericht zur Verwendung
bei Modul H1 der Druckgeräte-Richtlinie
Hersteller: ..........................................................................
Großwasserraumkessel: ...........................................
Serien-Nr. .....................................................................
Übersichtszeichnung ...................................................
Herstellungsjahr ...........................................................
Maximale Leistung ............................................... kW
maximal zulässiger Druck .................................... bar
maximal zulässige Temperatur ............................ °C
Bericht-Nr.: ...................
Name: .....................................................................
Anschrift: ................................................................
Komponente: ..............................................................
Sicherheitsventile:
Massenstrom ....................................................... kg/s
Druck ................................................................... bar
Druckprüfung
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Prüfdruck ............................................................. bar
Datum ..........................................................................
Benannte Stelle für
Entwurfsprüfung
Name: ...................................................................................................................
Anschrift: ...............................................................................................................
Identifikations-Nr.: .................................................................................................
Zertifikat-Nr.: ............................................. Datum ...............................................
Benannte Stelle für
QM-System des Herstellers
Name: ...................................................................................................................
Anschrift: ...............................................................................................................
Identifikations-Nr.: .................................................................................................
Zertifikat-Nr.: ............................................. Datum ...............................................
Der Unterzeichner erklärt hiermit, dass die folgenden Prüfungen in Übereinstimmung mit den Anforderungen
der Druckgeräte-Richtlinie durchgeführt wurden.
Bescheinigung über QM-System, Bescheinigung über Entwurfsprüfung, Umstempelung von Werkstoffen,
Schweißanweisungen, Schweißverfahrensprüfungen, Schweißerprüfungen, Umformverfahrensprüfungen, Ergebnisse der mechanischen Prüfung an Arbeitsproben (Teilnahme)/ZfP-Anweisungen/Bauprüfung vor der
Wasserdruckprüfung (Teilnahme)/Wasserdruckprüfung (Teilnahme)/Prüfung nach der Wasserdruckprüfung
(Teilnahme)/Sicherheitseinrichtungen/Kennzeichnung
Datum: ......................................... Name: ............................................ Position: ..................................................
Identifikations-Nr.: ................................................................................. Unterschrift: ............................................
Stempel der Benannten Stelle: ..............................................................
Bild 4 — Beispiel eines Prüfbericht
12
September 2003
DEUTSCHE NORM
Edelstahl-Großwasserraumkessel
Deutsche Fassung EN 14222:2003
EN 14222
ICS 27.060.30
Stainless steel shell boilers;
German version EN 14222:2003
Chaudières à tubes de fumée en acier inoxydable;
Version allemande EN 14222:2003
Die Europäische Norm EN 14222:2003 hat den Status einer Deutschen Norm.
Nationales Vorwort
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Deutsche Norm enthält die Deutsche Fassung der Europäischen Norm EN 14222:2003 „EdelstahlGroßwasserraumkessel“.
Die Europäische Norm wurde vom CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut für Normung e. V. ist
der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss GA 269 „Dampfkessel“ des Normenausschusses
Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Für den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des
Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die
Verweisung auf die jeweils neueste gültige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.
Für den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in
Bezug genommene Ausgabe der Norm.
Fortsetzung 12 Seiten EN
Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD) im DIN Deutsches Institut für Normung e. V.
© DIN Deutsches Institut für Normung e.V. . Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise,
nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet.
Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
Ref. Nr. DIN EN 14222:2003-09
Preisgr. 09
Vertr.-Nr. 2309
EN 14222
EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
April 2003
ICS 27.060.30
Deutsche Fassung
Edelstahl-Großwasserraumkessel
Stainless steel shell boilers
Chaudières à tubes de fumée en acier inoxydable
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 21. Februar 2003 angenommen.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen
dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen
dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage
erhältlich.
Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,
die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem ManagementZentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,
Island, Italien, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, der Slowakei, Spanien, der
Tschechischen Republik, Ungarn und dem Vereinigten Königreich.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
Management-Zentrum: rue de Stassart, 36
© 2003 CEN
B-1050 Brüssel
Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 14222:2003 D
EN 14222:2003 (D)
Inhalt
Seite
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Vorwort................................................................................................................................................................ 3
1
Anwendungsbereich............................................................................................................................. 4
2
Normative Verweisungen ..................................................................................................................... 4
3
Begriffe................................................................................................................................................... 4
4
Werkstoffe.............................................................................................................................................. 5
5
Konstruktion .......................................................................................................................................... 5
6
Herstellung............................................................................................................................................. 5
7
Prüfung................................................................................................................................................... 5
8
Kennzeichnung...................................................................................................................................... 5
9
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
9.7
9.8
9.9
9.10
9.11
9.12
Anforderungen an die Ausrüstung...................................................................................................... 5
Allgemeines ........................................................................................................................................... 5
Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung.................................................................... 5
Werkstoffe für Ventile, Formstücke, Flansche und Verschraubungen ........................................... 6
Begrenzungseinrichtungen und Sicherheitsstromkreise................................................................. 6
Beheizung von Kesseln ........................................................................................................................ 6
Wasserstandsanzeige........................................................................................................................... 6
Dampfdruckanzeige .............................................................................................................................. 7
Abschlämm- und Entleerungseinrichtungen ..................................................................................... 8
Anschlussventile................................................................................................................................... 8
Speisewasserzufuhr ............................................................................................................................. 9
Regelung der Speisewasserzufuhr ..................................................................................................... 9
Begrenzungseinrichtungen.................................................................................................................. 9
10
Betriebliche Aspekte für Dampferzeuger ........................................................................................... 9
11
Kleine Dampferzeuger .......................................................................................................................... 9
Anhang A (informativ) Betriebliche Aspekte für Dampferzeuger .................................................................. 10
Anhang ZA (informativ) Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende
SicherheitsAnforderungen oder andere Vorgaben von EU-Richtlinien betreffen........................ 11
Literaturhinweis................................................................................................................................................ 12
2
EN 14222:2003 (D)
Vorwort
Dieses Dokument (EN 14222:2003) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 269 „Großwasserraum- und
Wasserrohrkessel“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird.
Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung
eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis Oktober 2003, und etwaige entgegenstehende nationale Normen müssen bis Oktober 2003 zurückgezogen werden.
Diese Europäische Norm wurde unter einem Mandat erarbeitet, das die Europäische Kommission und die
Europäische Freihandelszone dem CEN erteilt haben, und unterstützt grundlegende Anforderungen der EURichtlinie(n) (Druckgeräte-Richtlinie (DGRL) 97/23/EU [1]).
Zusammenhang mit EU-Richtlinien siehe informativen Anhang ZA, der Bestandteil dieser Norm ist.
Diese Europäische Norm steht in Zusammenhang mit EN 12953: Großwasserraumkessel und EN 13445: Unbefeuerte Druckbehälter.
Anhang A ist informativ.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden
Länder gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland,
Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Malta, die Niederlande, Norwegen, Österreich,
Portugal, Schweden, die Schweiz, die Slowakei, Spanien, die Tschechische Republik, Ungarn und das
Vereinigte Königreich.
3
EN 14222:2003 (D)
1
Anwendungsbereich
Diese Norm legt die Anforderungen an elektrisch beheizte Großwasserraumkessel aus nichtrostenden
Stählen (Edelstahl) fest, die zur Versorgung von Sterilisations- und Desinfektionsanlagen dienen.
Diese Norm gilt nur für tauchsiederbeheizte Dampferzeuger, mit einem maximal zulässigen Druck von 6 bar,
einem maximalen Volumen von 1 000 l und einem Druck-Liter-Produkt von nicht mehr als 3 000 bar x Liter.
2
Normative Verweisungen
Diese Europäische Norm enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen
Publikationen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen nur zu dieser Europäischen Norm, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung dieser Publikationen eingearbeitet sind. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen
Publikation (einschließlich Änderungen).
EN 285:1996, Sterilisation — Dampf-Sterilisation — Groß-Sterilisatoren.
EN 12953-1, Großwasserraumkessel — Teil 1: Allgemeines.
EN 12953-5, Großwasserraumkessel — Teil 5: Prüfung während der Herstellung, Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
EN 12953-6, Großwasserraumkessel — Teil 6: Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel.
EN 12953-8, Großwasserraumkessel — Teil 8: Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung.
prEN 12953-9:1999, Großwasserraumkessel — Teil 9: Anforderungen an Begrenzungseinrichtungen sowie
Sicherheitsstromkreise an Kessel und Zubehör.
EN 13445-2:2002, Unbefeuerte Druckbehälter — Teil 2: Werkstoffe.
EN 13445-3, Unbefeuerte Druckbehälter — Teil 3: Konstruktion.
EN 13445-4, Unbefeuerte Druckbehälter — Teil 4: Herstellung.
EN 13445-5, Unbefeuerte Druckbehälter — Teil 5: Prüfung.
EN 60204-1, Sicherheit von Maschinen — Elektrische Ausrüstung von Maschinen — Teil 1: Allgemeine Anforderungen (IEC 60204-1:1997).
3
Begriffe
Für die Anwendung dieser Europäischen Norm gelten die in EN 12953-1 und EN 12953-6 festgelegten Begriffe sowie die Folgenden:
3.1
Regler
Einrichtungen, die die Regelgröße (z. B. Wasserstand, Druck, Temperatur) auf einem bestimmten Wert (Sollwert) halten
4
EN 14222:2003 (D)
3.2
Begrenzer
ein Messwertaufnehmer, der beim Erreichen eines eingestellten Wertes (z. B. Druck, Temperatur, Durchfluss,
Wasserstand) die Energiezufuhr unterbricht und verriegelt und vor dem erneuten Start manuell entriegelt werden muss
3.3
Verriegelung
ein Unterbrechen der Energiezufuhr, das ein manuelles Eingreifen zur Wiederherstellung des Betriebszustandes erforderlich macht
3.4
Funktionsprüfung
Prüfung der Sicherheitseinrichtung, um sicherzustellen, dass die vorgesehene Funktion ausgeführt wird
4
Werkstoffe
Die Dampfkessel sind aus Werkstoffen der Stahlgruppe 8 oder 10 nach EN 13445-2:2002, Anhang A, herzustellen.
5
Konstruktion
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die Dampfkessel sind nach EN 13445-3 zu konstruieren.
6
Herstellung
Die Dampfkessel sind nach EN 13445-4 herzustellen.
7
Prüfung
Prüfung und Dokumentation der Dampfkessel sind nach EN 13445-5 durchzuführen.
8
Kennzeichnung
Die Anforderungen an die Kennzeichnung müssen EN 12953-5 entsprechen.
9
9.1
Anforderungen an die Ausrüstung
Allgemeines
Die folgenden Anforderungen an die Ausrüstung für elektrisch beheizte Großwasserraumkessel aus Edelstahl
sind auf Basis von EN 12953-6 erarbeitet worden.
9.2
Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung
Jeder Dampferzeuger muss mit Sicherheitseinrichtungen gegen Überdruck nach EN 12953-8 ausgerüstet
sein. Abweichend von EN 12953-8 kann der Mindest-Innendurchmesser des Sicherheitsventilsitzes auf 8 mm
reduziert werden.
5
EN 14222:2003 (D)
9.3
Werkstoffe für Ventile, Formstücke, Flansche und Verschraubungen
Werkstoffe aus Stahl für Ventile, Formstücke, Flansche und Verschraubungen müssen EN 13445-2 entsprechen.
9.4
Begrenzungseinrichtungen und Sicherheitsstromkreise
9.4.1 Begrenzer müssen nach prEN 12953-9 ausgelegt sein. Zusätzlich nach EN 12953-9:1999, 5.4.2, sind
Wasserstandselektroden mit einem Winkel von 45° bis 90° zur Senkrechten zulässig, wenn die Funktionsfähigkeit durch Untersuchungen nachgewiesen wurde.
Die elektrischen Sicherheits-Schaltkreise müssen EN 60204-1 entsprechen.
9.4.2 Eine Funktionsprüfung aller Begrenzer muss jederzeit während des Betriebs durchführbar sein, z. B.
wo angebracht durch Simulation.
9.4.3 Nach dem Ansprechen eines Begrenzers muss der Dampferzeuger selbsttätig in einen sicheren Zustand gehen und ein Signal muss eine Störung am Kessel anzeigen.
9.4.4 Nach einer manuellen Rückstellung einer Verriegelung durch den Begrenzer darf der Kessel nur
durch manuellen Eingriff wieder angefahren werden.
9.5
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
9.5.1
Beheizung von Kesseln
Der Druck in jedem Kessel muss automatisch über die Energiezufuhr geregelt werden.
9.5.2 Das automatische Anfahren des Kessels und der Anlage ist zulässig, vorausgesetzt, es sind Einrichtungen installiert, die für sicheres Anfahren sorgen. Ein selbsttätiger Wiederanlauf nach Regelabschaltung gilt
nicht als Anfahren.
9.5.3 Eine Alarm-Einrichtung zur Abschaltung der Energiezufuhr bei Übertemperatur ist vorzusehen. Der
Temperatur-Schaltpunkt ist vom Hersteller festzulegen.
9.5.4 Die elektrische Schaltung für die Stromversorgung und die Sicherheit der Regel-Einrichtungen
müssen EN 60204-1 entsprechen.
9.6
Wasserstandsanzeige
9.6.1
Die Dampferzeuger sind mit mindestens einer unabhängigen Wasserstandsanzeige (unabhängig von
anderen Geräteteilen) in Form eines durchsichtigen, direkt am Kessel befestigten Wasserstandsglases zu
versehen.
9.6.2 Der oder die Wasserstandsanzeiger aus durchsichtigem Material ist (sind) so anzubringen, dass der
Wasserstand beim niedrigsten Warmwasserstand, d. h. dem niedrigsten zulässigen Wasserstand (NW), der
am Wasserstandsglas markiert werden muss, sichtbar ist. Der höchste zulässige Wasserstand ist vom
Kesselhersteller festzulegen und muss sichtbar sein. Die Wasserstandsanzeigeeinrichtung ist so anzuordnen,
dass das Maß „15 mm unter NW“ zu erkennen ist.
9.6.3
Der niedrigste zulässige Wasserstand [NW; en: low water level (LWL)] im Kessel (siehe Bild 1), der
dauerhaft und gut lesbar am Kessel zu markieren und durch die Buchstaben „NW“ zu kennzeichnen ist, muss
mindestens 30 mm über der höchsten Oberfläche der Tauchsieder „HF“ (en: highest point of heated surface
HHS) liegen.
6
EN 14222:2003 (D)
Legende
1 geregelter Wasserrand
2 NW (LWL)
3 HF (HHS)
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Bild 1 — Wasserstandsanzeige
9.6.4 Rohre und Formstücke, die einen Wasserstandsanzeiger an den Dampferzeuger anschließen, müssen
möglichst kurz und so konstruiert sein, dass zwischen dem Kessel und dem Wasserstandsglas kein Wassersack entsteht. Davon dürfen keine Auslässe ausgehen, mit Ausnahme von Reglern, Dampfmanometern, Abflüssen oder anderen ähnlichen Einrichtungen, die kein Entweichen einer wesentlichen Dampfmenge zulassen.
Rohre, die einen Wasserstandsanzeiger mit dem Dampferzeuger verbinden, müssen einen Innendurchmesser von mindestens 8 mm aufweisen. Ist am Wasserstandsglas oder dessen Anschlussleitungen das
Gehäuse einer Sicherheits- oder Warneinrichtung angeschlossen, müssen die Verbindungsrohre zwischen
Kessel und Wasserstandsglas einen Innendurchmesser von mindestens 15 mm aufweisen.
9.6.5
9.7
Ist das Wasserstandsglas ein Teil der Kesselwand, gelten die Anforderungen von 9.6.4 nicht.
Dampfdruckanzeige
9.7.1 Jeder Dampferzeuger muss mit einem Manometer nach EN 285:1996, 6.1.1.2, ausgerüstet sein, das
entweder direkt mit dem Dampfraum oder über die Wasserstandssäule oder ihre Dampfanschlüsse verbunden ist.
9.7.2 Das Manometer ist mit einer Wasservorlage oder einer ähnlichen Einrichtung ausreichender Größe zu
versehen, die das Messrohr dauernd mit Wasser gefüllt hält. Das Rohr muss ausreichend groß und, falls
möglich, mit einer Ablassvorrichtung versehen sein. Alternativ kann die Druckleitung auch mit einer Trennmembran in der Nähe des Kessels versehen werden. Die Druckleitung zwischen der Membran und dem
Manometer ist mit einer nicht kompressiblen Flüssigkeit zu füllen.
9.7.3 Manometeranschlüsse müssen für den zulässigen Betriebsüberdruck (Auslegungsdruck) des Dampferzeugers geeignet sein.
7
EN 14222:2003 (D)
9.7.4 Manometer müssen den Druck in bar anzeigen. Der zulässige Betriebsüberdruck ist am Manometer
durch eine unveränderliche, gut sichtbare rote Strichmarke zu kennzeichnen.
ANMERKUNG
werden.
Zusätzlich kann ebenfalls der Betriebsdruck sowie der Einstelldruck des Sicherheitsventils angegeben
9.7.5 Jeder Kessel ist mit einem Ventilanschluss für die Anbringung eines Prüfmanometers während des
Kesselbetriebs zu versehen, so dass die Genauigkeit des Kesselmanometers nachgeprüft werden kann.
9.8
Abschlämm- und Entleerungseinrichtungen
9.8.1 Jeder Dampferzeuger muss mit Entleerungsventilen oder -hähnen versehen sein, die möglichst nahe
an der untersten Stelle des Dampferzeugers anzubringen sind.
ANMERKUNG
Bei einigen Dampferzeugern können Entleerungsventile zum Abschlämmen benutzt werden.
9.8.2 Werden Entleerungseinrichtungen von zwei oder mehr Dampfkesseln zu einer gemeinsamen Ablassleitung verbunden, so sind an jeder Ablassleitung zwei Ventile vorzusehen, von denen eines ein Rückschlagventil sein muss, um zu verhindern, dass der Inhalt eines Dampferzeugers in den anderen gelangt.
Alternativ kann statt des Rückschlagventils auch eine Absperreinrichtung vorgesehen werden, die das Öffnen
nur eines Ventils zulässt.
9.8.3 Entleerungshähne mit konischen Stopfen sind mit verschraubten Deckeln und separat gepackten
Stopfbüchsen zu versehen.
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9.8.4 Wenn Entleerungsventile oder -hähne nicht selbstschließend sind oder in der geschlossenen Stellung
nicht verriegelt werden können, ist eine weitere Absperreinrichtung in die Leitung einzubauen
ANMERKUNG
9.9
9.9.1
Als Absperreinrichtung gilt auch eine Verkleidung oder eine Wartungstür.
Anschlussventile
Dampfaustritte
Das den Dampferzeuger und die Dampfleitung verbindende Absperrventil muss direkt am Dampferzeuger
oder so nahe wie praktisch möglich angebracht werden. Das Ventil sollte vorzugsweise von einer Bauart sein,
die einwandfrei erkennen lässt, ob das Ventil offen oder geschlossen ist.
Werden mehr als ein Dampferzeuger an einem gemeinsamen Sammler oder Dampfverteiler angeschlossen,
müssen die Dampfleitungen jedes Dampferzeugers mit zwei Absperrventilen oder mit einer ähnlichen Sicherheitseinrichtung versehen werden.
ANMERKUNG
9.9.2
Das am nächsten zum Kessel liegende Ventil ist vorzugsweise als Rückschlagventil auszuführen.
Speiseanschlüsse
Jede Speiseleitung zu einem Dampferzeuger ist mit einer Rückschlagarmatur und einem separaten Absperrventil in der Nähe des Dampferzeugers zu versehen.
Werden die Absperreinrichtung und die Rückschlagarmatur nicht in unmittelbarer Verbindung eingebaut, so
muss für das dazwischenliegende Rohrleitungsstück die Möglichkeit einer Druckentlastung gegeben sein.
Der Anschluss der Speiseleitung und die Verlegung im Dampferzeuger muss so erfolgen, dass sich der Dampferzeuger bei einer Undichtheit in der Speiseleitung nicht tiefer als bis zur höchsten Oberfläche der Tauchsieder
entleeren kann.
8
EN 14222:2003 (D)
Im Falle des Rückströmens durch eine Speisepumpe, bei der die Saugleitung eine niedrigere Druckstufe als die
Ausströmleitung hat, müssen Manometer so installiert werden, dass die Druckhöhe eindeutig angezeigt wird.
Ebenfalls muss ein Warnhinweisschild vorgesehen werden, das auf die möglichen Gefahren beim Schließen des
Absperrventils (falls vorhanden) in der Saugleitung hinweist. Wenn bei einem Rückströmen durch die Saugleitung ein Ausströmen in die Umgebung nicht verhindert werden kann (z. B. durch einen Wasserkasten mit
freiem Einlauf nach EN 285) gilt dieser 4. Absatz nicht.
9.10 Speisewasserzufuhr
Dem Kessel muss ausreichend Speisewasser zugeführt werden. Ein Überschreiten des höchsten Wasserstandes muss verhindert werden.
Das dem Kessel zugeführte Speisewasser darf keine schädlichen Stoffe (Öl, Fett, Chloride usw.) enthalten.
9.11 Regelung der Speisewasserzufuhr
Der Wasserstand muss automatisch geregelt werden.
9.12 Begrenzungseinrichtungen
9.12.1 Niedrigwasserstandsbegrenzer
Ein Wasserstandsbegrenzer ist vorzusehen, der die Beheizung abschaltet und verriegelt, wenn der Wasserstand auf „NW“ absinkt.
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9.12.2 Druckbegrenzung
Jeder Kessel muss mit einem Druckbegrenzer versehen sein, der die Beheizung abschaltet und verriegelt, um
sicherzustellen, dass der zulässige Druck nicht überschritten wird.
10 Betriebliche Aspekte für Dampferzeuger
Ein Leitfaden zu den betrieblichen Aspekten für Dampferzeuger ist in Anhang A enthalten.
11 Kleine Dampferzeuger
Für die Ausrüstung von kleinen Dampferzeugern mit einem Druck-Volumen-Produkt kleiner 200 bar x l gelten
die Anforderungen nach Abschnitt 9, bis auf die folgenden Ausnahmen:
Die Wasserstandsanzeige (siehe 9.6.1) kann direkt oder indirekt erfolgen;
Eine Druckbegrenzung (siehe 9.12.2) ist nicht erforderlich, wenn die Sicherheit durch andere Maßnahmen
erreicht wird.
9
EN 14222:2003 (D)
Anhang A
(informativ)
Betriebliche Aspekte für Dampferzeuger
A.1 Alle Regel- und Sicherheitseinrichtungen sollten sorgfältig gewartet werden, um ihre Zuverlässigkeit
sicherzustellen. Darüber hinaus sollte regelmäßig, mindestens 1/2-jährlich und bei Störungen noch häufiger,
eine Prüforganisation oder der Wartungsdienst der Lieferfirma mit der Überprüfung dieser Einrichtungen beauftragt werden. Alle Regel- und Begrenzungseinrichtungen sollten hierbei einer Funktionsprüfung unterzogen
werden.
A.2 Der Betrieb und die Wartung von Kesselanlagen sollte nur entsprechend ausgebildeten Personen übertragen werden, die mit den besonderen Betriebsverhältnissen der Anlage vertraut sind.
A.3 Während des Betriebs sollte sich der Bediener des Dampferzeugers vom ordnungsgemäßen Zustand
der Kesselanlage persönlich überzeugen. Dies sollte innerhalb einer Stunde nach jedem Anfahren und mindestens 1-mal alle 24 Stunden erfolgen. Im Falle des Versagens der automatischen Regel- oder Sicherheitseinrichtungen und sofern der Kessel sicher manuell geregelt werden kann, sollte der Weiterbetrieb mit
manueller Regelung nach einem schriftlich genau festgelegten Notprogramm erfolgen, das die unmittelbare
Anwesenheit einer ausgebildeten Aufsichtsperson beinhalten sollte.
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Ständige Beaufsichtigung sollte erfolgen, bis der Fehler beseitigt und nach einer angemessenen Zeitspanne
durch eine Prüfung sichergestellt ist, dass der Kessel und seine Regeleinrichtungen wie üblich funktionieren.
ANMERKUNG
Ist der Dampferzeuger einem Sterilisator zugeordnet, könnte der Bediener des Sterilisators auch den
Dampferzeuger bedienen.
A.4 Wenn die Anforderungen nach 9.5.2 nicht erfüllt sind, sollte während des Anfahrens aus dem kalten
Zustand der Bediener des Kessels im Aufstellungsraum anwesend sein. Als Anfahren gilt die Zeitspanne bis
zum Erreichen des Betriebszustandes, bei dem das ordnungsgemäße Arbeiten aller Regel- und Überwachungsgeräte überprüft und beobachtet werden kann.
Spricht während des Anfahrens eine Warneinrichtung an, sollte eine verantwortliche Person zur Stelle sein,
um geeignete Maßnahmen zu ergreifen.
A.5 Das Ergebnis jeder Baugruppen- oder Funktionsüberprüfung sollte für den Bediener des Kessels eindeutig verständlich sein.
A.6 Betriebshandbücher, die Angaben über den Betrieb, die Wartung und Prüfung aller Geräte, einschließlich der Regel- und Sicherheitseinrichtungen enthalten, sollten im Kesselaufstellungsraum bereit gehalten
werden.
ANMERKUNG
Ist der Dampferzeuger einem Sterilisator zugeordnet, könnten die Dokumente mit denen des Sterilisators zusammengefasst und mit diesen aufbewahrt werden.
A.7 Während des Betriebs ohne Beaufsichtigung dürfen die in 9.6 festgelegten Wasserstandsanzeiger abgesperrt sein.
10
EN 14222:2003 (D)
Anhang ZA
(informativ)
Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende SicherheitsAnforderungen oder andere Vorgaben von EU-Richtlinien betreffen
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Anforderungen der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EU.
WARNHINWEIS — Für Produkte, die in den Anwendungsbereich dieser Norm fallen, können weitere Anforderungen und weitere EU-Richtliniengelten.
Die Übereinstimmung mit den Abschnitten dieser Europäischen Norm in Tabelle ZA.1 ist eine der Möglichkeiten, die relevanten grundlegenden Anforderungen der betreffenden Richtlinie und der zugehörigen EFTAVorschriften zu erfüllen.
Tabelle ZA.1 — Übereinstimmung zwischen der EN 14222 und den grundlegenden
Sicherheitsanforderungen der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EU für Edelstahl-Großwasserraumkessel
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EN 14222
harmonisierte Abschnitte
Inhalt
Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EU,
Anhang I
9.2
Abblasen aus Überdruckventil
2.3 - 2. Punkt
9.8
Entleerungs- und Entlüftungsmöglichkeiten
2.5
9.12
Schutz gegen Überschreiten der zulässigen
Grenzen
2.10
9.4, 9.6, 9.7
Anzeige- und/oder Warnvorrichtungen
2.10 (b)
9.4, 9.11, 9.12
Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion
2.10 (a)
2.11.1
9.5, 9.9, 9.10
Minimierung des Risikos aufgrund von Überhitzung
5
11
EN 14222:2003 (D)
Literaturhinweis
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[1]
12
Richtlinie 97/23/EU des Europäischen Parlaments und des Rates vom 29. Mai 1997 zur Angleichung
der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über Druckgeräte; ABl EU, L 181
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April 2002
DEUTSCHE NORM
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten
Teil 2: Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör
Deutsche Fassung EN 12952-2:2001
EN 12952-2
ICS 27.040
Water-tube boilers and auxiliary installations —
Part 2: Materials for pres-sure parts of boilers and accessoires;
German version EN 12952-2:2001
Chaudières à tubes d’eau et installations auxiliaires —
Partie 2: Matériaux des parties sous pression des chaudières
et des accessoires;
Version allemande EN 12952-2:2001
Die Europäische Norm EN 12952-2:2001 hat den Status einer Deutschen Norm.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Nationales Vorwort
Diese Deutsche Norm enthält die Deutsche Fassung der Europäischen Norm EN 12952-2:2001 „Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten — Teil 2: Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör“.
Die Europäische Norm wurde vom CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut für Normung e. V. ist
der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss GA 269 „Dampfkessel“ des Normenausschusses
Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Für den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe
des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht
sich die Verweisung auf die jeweils neueste gültige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.
Für den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in
Bezug genommene Ausgabe der Norm.
Fortsetzung 26 Seiten EN
Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD)
im DIN Deutsches Institut für Normung e. V.
© DIN Deutsches Institut für Normung e.V. . Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise,
nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet.
Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
Ref. Nr. DIN EN 12952-2:2002-04
Preisgr. 13
Vertr.-Nr.2313
EN 12952-2
EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
Dezember 2001
ICS 27.040; 77.140.01
Deutsche Fassung
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten Teil 2: Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör
Water-tube boilers and auxiliary installations Part 2: Materials for pressure parts of boilers and
accessories
Chaudières à tubes d'eau et installations auxiliaires Partie 2: Matériaux des parties sous pression des
chaudières et des accessoires
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 19. Februar 2001 angenommen.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen
dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen
dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage
erhältlich.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,
die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem ManagementZentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,
Island, Italien, Luxemburg, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, der Tschechischen Republik und
dem Vereinigten Königreich.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
Management-Zentrum: rue de Stassart, 36
© 2001 CEN
B-1050 Brüssel
Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 12952-2:2001 D
EN 12952-2:2001 (D)
Inhalt
Seite
Seite
.............................
3
6
1
Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . .
4
Anhänge
2
Normative Verweisungen
4
Anhang A (normativ) Werkstoffe nach
Europäischen Werkstoffnormen . .
A.1 Drucktragende Teile . . . . . . . . . .
A.2 Rohrverbindungsstücke (Fittings) .
A.3 Flansche . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.4 Armaturen . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vorwort
............
3 Allgemeine Anforderungen . . . . . . . . . .
3.1 Auswahl der Werkstoffe im Hinblick
auf die Betriebsbedingungen . . . . . . . . . .
3.2 Auswahl der Werkstoffe im Hinblick
auf die Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 Werkstoffspezifikation . . . . . . . . . . . . . . .
3.4 Berücksichtigung besonderer Werkstoffeigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5 Inhalte der Werkstoffspezifikation . . . . . .
3.6 Konformitäts- und Prüfbescheinigungen für
Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 Werkstoffe für drucktragende Teile . . .
4.1 Werkstoffe nach Europäischen Werkstoffnormen für Druckgeräte . . . . . . . . . . . .
4.2 Werkstoff nach Europäischer Werkstoffzulassung für Druckgeräte –
Technische Anforderungen . . . . . . . . . .
4.3 Werkstoffe mit Einzelgutachten . . . . . . .
.
7
.
7
.
.
7
7
.
.
8
8
.
9
..
9
..
9
. . 11
. . 15
Prüfbescheinigung
. . . . . . . . . . . . . . . . . 16
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
17
17
17
17
17
Anhang B (normativ) Festlegung von
Werten der Zeitstandfestigkeit für
neue Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Anhang C (normativ) Rückgewinnungskessel . 21
C.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
C.2 Besondere Anforderungen für
Verbundrohre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Anhang ZA (informativ) Abschnitte in dieser
Europäischen Norm, die grundlegende
Anforderungen oder andere Vorgaben der
Druckgeräte-Richtlinie (DGRL) betreffen . . 25
Literaturhinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
5
2
Werkstoffe für nicht drucktragende
Teile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
EN 12952-2:2001 (D)
Vorwort
Diese Europäische Norm wurde vom Technischen Komittee CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“,
dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird, erarbeitet.
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission und
der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Anforderungen der Druckgeräte-Richtlinie (DGRL)1). Für den Zusammenhang mit EU-Richtlinien siehe informativen Anhang ZA, der
Bestandteil dieser Norm ist.
Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung eines
identischen Textes oder durch Anerkennung bis Juni 2002, und etwaige entgegenstehende nationale Normen
müssen bis Juni 2002 zurückgezogen werden.
In Übereinstimmung mit der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind folgende Staaten gehalten, diese Europäische
Norm zu übernehmen:
Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, die
Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik und das
Vereinigte Königreich.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die Europäische Normenreihe EN 12952 über Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten besteht aus den
folgenden Teilen:
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
Allgemeines
Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör
Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile
Betriebsbegleitende Berechnungen der Lebensdauererwartung
Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile
Prüfung während der Fertigung; Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile
Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel
Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel
Anforderungen an Staubfeuerungsanlagen für den Kessel
Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Überdruck
Anforderungen an Begrenzungseinrichtungen sowie Sicherheitsstromkreise für den Kessel und Zubehör
Anforderungen an die Speise- und Kesselwasserqualität
Anforderungen an Rauchgasreinigungsanlagen
Anforderungen an Rauchgas-DENOX-Anlagen
Abnahmeversuche
Anforderungen an Rost- und Wirbelschichtfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel
Obwohl alle Teile der Norm einzeln zu erwerben sind, sollte bedacht werden, dass die Teile voneinander abhängig
sind. Deshalb werden für Konstruktion und Herstellung der Kessel mehrere Teile benötigt, um die Anforderungen
der Norm zu erfüllen.
ANMERKUNG
Teil 4 ist nicht während der Konstruktion, Fertigung und Errichtung anzuwenden.
Die Anhänge A, B und C von dieser Europäischen Norm sind normativ, der Anhang ZA ist informativ.
1
) Richtlinie 97/23/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 29. Mai 1997 zur Angleichung der Rechtsvorschriften
der Mitgliedsstaaten über Druckgeräte, Abl. EG L181.
3
EN 12952-2:2001 (D)
1 Anwendungsbereich
EN 12952-2 legt die Anforderungen an folgende Werkstoffe für die Anwendung in drucktragenden Teilen von
Wasserrohrkesseln und deren angeschweißte Teile fest:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Bleche;
warmgefertigte nahtlose Rohre;
elektrisch geschweißte Rohre;
Unterpulver-, Plasma- und Wolfram-Inertgas-geschweißte Rohre;
Schmiedestücke;
Gussstücke;
gewalzte Stäbe;
Schweißzusätze;
nahtlose Verbundrohre.
2 Normative Verweisungen
Diese Europäische Norm enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind
nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen dieser
Publikationen nur zu dieser Europäischen Norm, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung eingearbeitet sind. Bei
undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschließlich Änderungen).
EN 440, Schweißzusätze — Drahtelektroden und Schweißgut zum Metall-Schutzgas-Schweißen von unlegierten
Stählen und Feinkornstählen — Einteilung.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
EN 499, Schweißzusätze — Umhüllte Stabelektroden zum Lichtbogenhandschweißen von unlegierten Stählen und
Feinkornstählen — Einteilung.
EN 756, Schweißzusätze — Drahtelektroden und Draht-Pulver-Kombinationen zum Unterpulverschweißen von
unlegierten Stählen und Feinkornstählen — Einteilung.
EN 758, Schweißzusätze — Fülldrahtelektroden zum Metall-Lichtbogenschweißen mit und ohne Schutzgas von
unlegierten Stählen und Feinkornstählen — Einteilung.
EN 759, Schweißzusätze — Technische Lieferbedingungen für metallische Schweißzusätze — Art des Produktes,
Maße, Grenzabmaße und Kennzeichnung.
prEN 764-4:1999, Druckgeräte — Teil 4: Erstellung von technischen Lieferbedingungen für Werkstoffe.
prEN 764-5:1999, Druckgeräte — Teil 5: Konformitäts- und Prüfbescheinigungen für Werkstoffe.
prEN 1092-1:1997, Flansche und ihre Verbindungen — Runde Flansche für Rohre, Armaturen, Formstücke und
Zubehörteile, nach PN bezeichnet — Teil 1: Stahlflansche.
prEN 1503-1:2000, Armaturen — Werkstoffe für Gehäuse, Oberteile und Deckel — Teil 1: Stähle, die in Europäischen Normen festgelegt sind.
prEN 1503-2:2000, Armaturen — Werkstoffe für Gehäuse, Oberteile und Deckel — Teil 2: Stähle, die nicht in Europäischen Normen festgelegt sind.
EN 1599, Schweißzusätze — Umhüllte Stabelektroden zum Lichtbogenhandschweißen von warmfesten Stählen —
Einteilung.
EN 1668, Schweißzusätze — Stäbe, Drähte und Schweißgut zum Wolfram-Schutzgasschweißen von unlegierten
Stählen und Feinkornstählen — Einteilung.
EN 1759-1, Flansche und ihre Verbindungen — Runde Flansche für Rohre, Armaturen, Formstücke und Zubehörteile, nach Class bezeichnet — Teil 1: Stahlflansche, NPS ½ bis 24.
4
EN 12952-2:2001 (D)
EN 10002-1, Metallische Werkstoffe — Zugversuch — Teil 1: Prüfverfahren.
EN 10002-1/AC1, Metallische Werkstoffe — Zugversuch — Teil 1: Prüfverfahren — Änderung zur EN 10002-1.
EN 10002-5, Metallische Werkstoffe — Zugversuch — Teil 5: Prüfverfahren bei erhöhter Temperatur.
EN 10021, Allgemeine technische Lieferbedingungen für Stahl und Stahlerzeugnisse.
EN 10028-1, Flacherzeugnisse aus Druckbehälterstählen — Teil 1: Allgemeine Anforderungen.
EN 10028-2, Flacherzeugnisse aus Druckbehälterstählen — Teil 2: Unlegierte und legierte warmfeste Stähle.
EN 10028-3, Flacherzeugnisse aus Druckbehälterstählen — Teil 3: Schweißgeeignete Feinkornbaustähle,
normalgeglüht.
EN 10045-1, Metallische Werkstoffe — Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy — Teil 1: Prüfverfahren.
EN 10160, Ultraschallprüfung von Flacherzeugnissen aus Stahl mit einer Dicke größer oder gleich 6 mm (Reflexionsverfahren).
EN 10164, Stahlerzeugnisse mit verbesserten Verformungseigenschaften senkrecht zur Erzeugnisoberfläche —
Technische Lieferbedingungen.
EN 10204, Metallische Erzeugnisse — Arten von Prüfbescheinigungen.
EN 10213-1, Technische Lieferbedingungen für Stahlguss für Druckbehälter — Teil 1: Allgemeines.
EN 10213-2, Technische Lieferbedingungen für Stahlguss für Druckbehälter — Teil 2: Stahlsorten für die Verwendung bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
prEN 10216-1:1995, Nahtlose Stahlrohre für Druckbeanspruchungen — Technische Lieferbedingungen — Teil 1:
Rohre aus unlegierten Stählen mit festgelegten Raumtemperatureigenschaften.
prEN 10216-2:1998, Nahtlose Stahlrohre für Druckbeanspruchungen — Technische Lieferbedingungen — Teil 2:
Rohre aus unlegierten und legierten Stählen mit festgelegten Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen.
prEN 10216-3:1998, Nahtlose Stahlrohre für Druckbeanspruchungen — Technische Lieferbedingungen — Teil 3:
Rohre aus legierten Feinkornbaustählen.
prEN 10216-5:1998, Nahtlose Stahlrohre für Druckbeanspruchungen — Technische Lieferbedingungen — Teil 5:
Rohre aus nichtrostenden Stählen.
prEN 10217-2:1998, Geschweißte Stahlrohre für Druckbeanspruchungen — Technische Lieferbedingungen —
Teil 2: Elektrisch geschweißte Rohre aus unlegierten und legierten Stählen mit festgelegten Eigenschaften bei
höheren Temperaturen.
EN 10217-3:1998 Geschweißte Stahlrohre für Druckbeanspruchungen — Technische Lieferbedingungen — Teil 3:
Rohre aus legierten Feinkornbaustählen.
prEN 10222-2:1999, Schmiedestücke aus Stahl für Druckbehälter — Teil 2: Ferritische und martensitische Stähle
mit festgelegten Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen.
EN 10222-3, Schmiedestücke aus Stahl für Druckbehälter — Teil 3: Nickelstähle mit festgelegten Eigenschaften bei
tiefen Temperaturen.
EN 10222-4, Schmiedestücke aus Stahl für Druckbehälter — Teil 4: Schweißgeeignete Feinkornbaustähle mit hoher
Dehngrenze.
EN 10222-5, Schmiedestücke aus Stahl für Druckbehälter — Teil 5: Martensitische, austenitische und austenitischferritische Stähle.
EN 10228-1, Zerstörungsfreie Prüfung von Schmiedestücken aus Stahl — Teil 1: Magnetpulverprüfung.
EN 10228-2, Zerstörungsfreie Prüfung von Schmiedestücken aus Stahl — Teil 2: Eindringprüfung.
EN 10228-3, Zerstörungsfreie Prüfung von Schmiedestücken aus Stahl — Teil 3: Ultraschallprüfung von Schmiedestücken aus ferritischem oder martensitischem Stahl.
5
EN 12952-2:2001 (D)
EN 10236, Metallische Werkstoffe — Rohr — Ringaufdornversuch.
EN 10246-6, Zerstörungsfreie Prüfung von Stahlrohren — Teil 6: Automatische Ultraschallprüfung nahtloser
Stahlrohre über den gesamten Rohrumfang zum Nachweis von Querfehlern.
EN 10246-7, Zerstörungsfreie Prüfung von Stahlrohren — Teil 7: Automatische Ultraschallprüfung nahtloser und
geschweißter (ausgenommen unterpulvergeschweißter) Stahlrohre über den gesamten Rohrumfang zum Nachweis
von Längsfehlern.
EN 10253-1, Formstücke zum Einschweißen — Teil 1: Unlegierter Stahl für allgemeine Anwendungen und ohne
besondere Prüfanforderungen.
prEN 10253-2:1999, Formstücke zum Einschweißen — Teil 2: Unlegierter und legierter Stahl mit besonderen
Prüfanforderungen.
EN 10254, Gesenkschmiedeteile aus Stahl — Allgemeine technische Lieferbedingungen.
EN 10273, Warmgewalzte schweißgeeignete Stäbe für Druckbehälter mit festgelegten Eigenschaften bei erhöhten
Temperaturen.
EN 12070, Schweißzusätze — Drahtelektroden, Drähte und Stäbe zum Lichtbogenschweißen von warmfesten
Stählen — Einteilung.
EN 12071, Schweißzusätze — Fülldrahtelektroden zum Metall-Schutzgasschweißen von warmfesten Stählen —
Einteilung.
EN 12074, Schweißzusätze — Qualitätsanforderungen für die Herstellung, die Lieferung und den Vertrieb von
Zusätzen für das Schweißen und verwandte Verfahren.
EN 12536, Schweißzusätze — Stäbe zum Gasschweißen von unlegierten und warmfesten Stählen — Einteilung.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
EN 12952-3, Wasserrohrkessel — Teil 3: Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile.
EN 12952-5, Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten — Teil 5: Verarbeitung und Bauausführung für
drucktragende Kesselteile.
EN 12952-6, Wasserrohrkessel — Teil 6: Prüfung während der Fertigung, Dokumentation und Kennzeichnung für
drucktragende Kesselteile.
EN 12952-7, Wasserrohrkessel — Teil 7: Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel.
EN 12952-12, Wasserrohrkessel — Teil 12: Anforderungen an die Speise- und Kesselwasserqualität.
prEN 13479-1:1999, Prüfmethoden und Qualitätsanforderungen zur Bewertung der Konformität der Schweißzusätze — Teil 1: Grundprüfung und Bewertung.
ENV 22605-3, Stahlerzeugnisse für die Anwendung bei Druck — Ableitung und Prüfung von Eigenschaften bei
erhöhter Temperatur — Teil 3: Alternatives Verfahren zur Ableitung der Eigenschaften an der Streckgrenze oder an
der Dehngrenze bei erhöhter Temperatur, wenn nur begrenzt Angaben verfügbar sind (ISO 2605-3:1985).
ISO 2566-1, Steel — Conversion of elongation values — Part 1: Carbon and low alloy steels.
ISO 2566-2, Steel — Conversion of elongation values — Part 2: Austenitic steels.
ISO 3419, Non-alloy and alloy steel butt-welding fittings.
ISO 5251, Stainless steel butt-welding fittings.
ISO 6303, Pressure vessel steels not included in ISO 2604, Parts 1 to 6 — Derivation of long-time stress rupture
properties.
ISO 7005-1, Metallic flanges — part 1: steel flanges.
CR ISO 15608, Schweißen — Richtlinien für eine Gruppeneinteilung von metallischen Werkstoffen
(ISO/ TR 15608:2000).
6
EN 12952-2:2001 (D)
3 Allgemeine Anforderungen
3.1 Auswahl der Werkstoffe im Hinblick auf die Betriebsbedingungen
Der Hersteller des Wasserrohrkessels muss den Werkstoff für die Herstellung des Wasserrohrkessels (einschließlich
Schweißzusätze) so auswählen, dass, falls der gelieferte Werkstoff den in der Bestellung festgelegten Anforderungen entspricht und falls die Konstruktionsregeln EN 12952-3 sowie die Regelungen für die Herstellung, Inspektion
und Prüfung der Kessel in EN 12952-5 und EN 12952-6 beachtet werden, die Kessel ohne Gefahr unter den
Betriebsbedingungen (Drücke, Temperaturen, Umgebungsbedingungen usw.) für die Lebensdauer, die in der
Bestellung des Wasserrohrkessels vorgesehen ist, betrieben werden können.
Für die in Abschnitt 4 festgelegten Werkstoffe, die die Anforderungen der Dehnung und Kerbschlagzähigkeit nach
4.2.5.3 und 4.2.5.4 erfüllen, wird erwartet, dass während der Herstellung und nachfolgenden Produktionsschritten
kein Sprödbruch nach den Bestimmungen dieser Europäischen Norm auftritt. Es ist auch zu berücksichtigen, dass
während des Betriebs innerhalb der Bedingungen nach EN 12952-3 die ausgewählten Werkstoffe bei der Verwendung von Speise- und Kesselwasser nach prEN 12952-12 durch eine Alterung oder chemischen Angriff keine
wesentlichen Beeinträchtigungen erfahren.
3.2 Auswahl der Werkstoffe im Hinblick auf die Verarbeitung
Bei der Auswahl der Werkstoffe für den Bau drucktragender Teile von Wasserrohrkesseln und an drucktragenden
Wänden angeschweißte Teile muss die Eignung des Werkstoffs im Hinblick auf die Verarbeitung berücksichtigt
werden, z. B. im Hinblick auf Kalt- und Warmumformung, Schweißeignung und Aufweitung sowie Wärmebehandlung.
ANMERKUNG
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
3.3
Regeln für das Umformen und die Wärmebehandlung nach dem Schweißen sind in EN 12952-5 enthalten.
Werkstoffspezifikation
3.3.1 Allgemeines
Die Werkstoffe für druckführende Teile müssen auf der Grundlage einer der folgenden Werkstoffspezifikationen für
Druckgeräte ausgewählt und bestellt werden:
a) Harmonische Europäische Werkstoffnormen;
b) Europäische Werkstoffdatenblätter (EMDS);
c) Werkstoff-Einzelgutachten.
3.3.2 Europäische Normen
Harmonisierte Europäische Normen müssen herangezogen werden bei Werkstoffsorten, Wärmebehandlungszuständen und Erzeugnisabmessungen, die in Europa häufig verwendet werden.
ANMERKUNG
Werkstoffe nach Europäischen Normen sind im Anhang A zusammengestellt.
3.3.3 Europäische Werkstoffzulassungen
Europäische Werkstoffzulassungen sind für wiederholte Verwendung bestimmt. Sie werden in Übereinstimmung mit
prEN 764-4:1999 erstellt und gelten für Werkstoffe oder Behandlungszustände und Erzeugnisformen oder Abmessungen, die durch Europäische Werkstoffnormen für Druckgeräte nicht abgedeckt sind.
Die Europäischen Werkstoffzulassungen für Druckgeräte werden in Europäischen Werkstoffdatenblättern veröffentlicht.
ANMERKUNG Nähere Angaben zu verfügbaren Europäischen Werkstoffdatenblättern sind im Amtsblatt der Europäischen
Gemeinschaften veröffentlicht.
7
EN 12952-2:2001 (D)
3.3.4 Werkstoff-Einzelgutachten
Werkstoff-Einzelgutachten werden in Sonderfällen angewendet, z. B.:
a) wenn ein Werkstoff, eine Erzeugnisform oder eine Erzeugnisdicke für ein einzelnes Druckgerät verwendet
werden soll, jedoch nicht durch eine Europäische Werkstoffnorm oder ein Werkstoffdatenblatt abgedeckt ist;
b) wenn ein in einer Europäischen Werkstoffnorm oder einem Werkstoffdatenblatt für Druckgeräte spezifiziertes
Erzeugnis ausnahmsweise für Betriebsbedingungen außerhalb seines spezifizierten Anwendungsbereiches
verwendet werden soll.
Soweit es für das in Frage stehende Druckgerät zutrifft, sollten die weiteren Angaben nach prEN 764-4:1999 berücksichtigt werden.
3.4 Berücksichtigung besonderer Werkstoffeigenschaften
Wenn andere als die in der Werkstoffspezifikation angegebenen Eigenschaften die Lebensdauer oder das sichere
Betriebsverhalten des Wasserrohrkessels beeinflussen können, müssen diese bei der Auswahl des Werkstoffs und
seiner Abmessungen berücksichtigt werden.
ANMERKUNG
Beispiele sind die Verzunderung oder das Alterungsverhalten des Werkstoffs.
3.5 Inhalte der Werkstoffspezifikation
Die verschiedenen Arten der technischen Lieferbedingungen für Werkstoffe für Wasserrohrkessel müssen
mindestens die in Tabelle 3.1 angegebenen Abschnitte enthalten.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Tabelle 3.1 — Inhalt der Werkstoffspezifikationen für drucktragende Teile
EMDS
Abschnitte
uneingeschränkt1)
Geltungsbereich
X
zitierte Normen und Regelwerke
X
Definitionen
eingeschränkt
(X)
Anforderungen
X
Prüfung und Inspektion
X
Kennzeichnung
X
Richtlinien für die Verarbeitung des
Werkstoffs usw.
(Schweißen, Wärmebehandeln,
Umformen, Brennschneiden)
Z
Einschränkungen der Verwendung
Z
X
WerkstoffEinzelgutachten
EN-Normen
siehe prEN 764-4:1999
= in allen Fällen
(X) = falls notwendig
Z
1
8
)
= Die entsprechenden Festlegungen für die Verarbeitung und die Einschränkungen der Verwendung
werden, soweit notwendig, in EN 12952-5 angegeben.
Falls zutreffend, durch Verweisung auf eine Europäische Norm für Druckgeräte.
EN 12952-2:2001 (D)
3.6 Konformitäts- und Prüfbescheinigungen für Werkstoffe
Die Hersteller der Werkstoffe einschließlich der Schweißzusätze für drucktragende Teile und die Händler müssen
die Anforderungen nach prEN 764-5:1999 einhalten. Sie müssen in ausreichendem Maße nachweisen, dass sie
fähig sind, Werkstoff nach den Werkstoffspezifikationen und prEN 764-5:1999 in gleichbleibender Qualität zu liefern.
4 Werkstoffe für drucktragende Teile
4.1 Werkstoffe nach Europäischen Werkstoffnormen für Druckgeräte
4.1.1 Flacherzeugnisse, Schmiedestücke, Gussstücke, Rohre, Verbindungsstücke, Flansche, Armaturengehäuse
Der Werkstoff muss in Übereinstimmung mit Anhang A und den maßgebenden Europäischen Normen EN 10028-2,
EN 10028-3, EN 10213-1, EN 10213-2, prEN 10216-2:1998, prEN 10216-3:1998, prEN 10217-2:1998,
prEN 10217-3:1998, prEN 10222-2:1999, EN 10222-5, EN 10253-1, EN 10254 und EN 10273 bestellt und geliefert
werden. Die zusätzlichen Forderungen dieser Norm müssen berücksichtigt werden. Harmonisierte unterstützende
Normen sind prEN 1092-1;1997, prEN 1503-1:2000, prEN 1503-2:2000, prEN 1759-1.
4.1.2 Gusseisen
Gusseisen mit Kugelgraphit darf für die Herstellung drucktragender Teile, ausgenommen für Armaturen und
Verbindungsstücke wie in prEN 12952-7:1998 angegeben, und innerhalb der in EN 12952-3 festgelegten Auslegungsgrenzen, nicht verwendet werden. Die Verwendung anderer Sorten von Gusseisen ist nicht gestattet.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
4.1.3 Schrauben, Bolzen und Muttern
Schrauben, Bolzen und Muttern müssen entsprechend den Anforderungen in EN 12952-3 bestellt und geliefert
werden.
4.1.4 Schweißzusätze
Die Schweißzusätze (Elektroden, Schweißdrähte, Schweißstäbe, Schweißpulver, Anschmelzunterlagen) müssen so
ausgewählt werden, dass die mechanischen Eigenschaften des Schweißguts die entsprechenden Anforderungen an
die Grundwerkstoffe nach EN 440, EN 499, EN 756, EN 758, EN 759, EN 1599, EN 1668, EN 12070, EN 12071,
EN 12074 und EN 12536 erfüllen.
Die Schweißzusätze müssen nach Lieferbedingungen bestellt und geliefert werden, die in Übereinstimmung mit
EN 12074 und prEN 13479-1:1999 genehmigt sind.
4.1.5 Prüfbescheinigungen
Die Eigenschaften müssen den Anforderungen der Europäischen Werkstoffnormen entsprechen. Die Übereinstimmung mit den Anforderungen der technischen Lieferbedingungen muss in der Prüfbescheinigung dokumentiert
werden.
4.1.6 Anforderungen an die zerstörungsfreie Prüfung
Die Anforderungen an die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) sind für die verschiedenen Erzeugnisformen wie folgt
festgelegt.
a) Bleche:
Zerstörungsfreie Prüfung nach EN 10160, Klasse S1.
9
EN 12952-2:2001 (D)
b) Nahtlose Rohre:
Nahtlose Rohre sind nach der Prüfkategorie nach prEN 10216 (Normenreihe) zu prüfen.
Für unlegierte nahtlose Rohre ist die Prüfung nach Prüfkategorie nach prEN 10216-2:1998 zulässig, wenn die
Auslegungstemperatur weniger als 450 °C und der Auslegungsdruck weniger als 42 bar beträgt.
1) Prüfung auf Längsfehler:
Zerstörungsfreie Prüfung nach EN 10246-7
Zulässigkeitsklasse: U2 Unterklasse B für kaltgefertigte und bearbeitete Rohre
U2 Unterklasse C für Rohre aller anderen Fertigungsarten
2) Prüfung auf Querfehler:
Zerstörungsfreie Prüfung nach EN 10246-6
Zulässigkeitsklasse: U2 Unterklasse C für alle Sammler mit äußerem Durchmesser über 142 mm.
3) Rohrenden:
Zerstörungsfreie Prüfung nach EN 10246-7, Anhang B
Zulässigkeitsklasse: U2 Unterklasse B oder C wie bei Prüfung auf Längsfehler
ANMERKUNG Erforderlich nur bei Rohren mit Festlänge. Wenn die Rohre während der Ultraschallprüfung mit den Enden
aneinanderstoßen, kann angenommen werden, dass eine 100%ige Ultraschallprüfung (über die gesamte Länge) stattgefunden hat und daher ist eine zusätzliche Prüfung der Rohrenden nicht erforderlich.
c) Geschweißte Rohre:
Geschweißte Rohre der Prüfkategorie nach prEN 10217-2:1998
Für unlegierte geschweißte Stahlrohre ist die Prüfung nach Prüfkategorie nach prEN 10217-2:1998 zulässig, wenn
die Auslegungstemperatur weniger als 450 °C und der Auslegungsdruck weniger als 42 bar beträgt.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
1) Prüfung auf Längsfehler:
Zerstörungsfreie Prüfung nach EN 10246-7
Zulässigkeitsklasse: U2 Unterklasse C
2) Prüfung auf Querfehler:
Zerstörungsfreie Prüfung nach EN 10246-6
Zulässigkeitsklasse: U2 Unterklasse C für alle Sammler mit äußerem Durchmesser über 142 mm.
3) Rohrenden:
Zerstörungsfreie Prüfung nach EN 10246-7, Anhang B
Zulässigkeitsklasse: U2 Unterklasse C wie für Längsfehler
ANMERKUNG Erforderlich nur bei Rohren mit Festlänge. Wenn die Rohre während der Ultraschallprüfung mit den Enden
aneinanderstoßen, kann angenommen werden, dass eine 100%ige Ultraschallprüfung (über die gesamte Länge) stattgefunden hat und daher ist eine zusätzliche Prüfung der Rohrenden nicht erforderlich. Die Anforderungen in Anhang I 3.1.2 und
3.1.3 der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG sollten berücksichtigt werden.
d) Schmiedestücke:
Schmiedestücke nach prEN 10222-2-2:1999, EN 10222-3, EN 10222-4, EN 10222-5, aus denen durch spanabhebende Bearbeitung rohrförmige Querschnitte hergestellt werden, müssen wie Rohre nach EN 10228-1 bis
EN 10228-3 geprüft werden, Gesenkschmiedeteile aus Stahl sind nach EN 10254 zu liefern.
e) Gussstücke aus Stahl:
Gussstücke aus Stahl sind nach EN 10213-1 und EN 10213-2 zu liefern und zu prüfen.
4.1.7 Prüfdokumente
Die Art der anzuwendenden Prüfbescheinigung muss den Festlegungen in Abschnitt 6 und prEN 764-5:1999 entsprechen.
ANMERKUNG
10
Zusätzliche Prüfungen können festgelegt werden, um zusätzliche oder abweichende Anforderungen abzudecken.
EN 12952-2:2001 (D)
4.1.8 Kennzeichnung
Aus Gründen der Rückverfolgbarkeit muss jedes einzelne Erzeugnis gekennzeichnet werden. Falls Erzeugnisse in
Bunden oder in Behältern geliefert werden, reicht es aus, sie mit einem Anhängeschild zu kennzeichnen, das am
Bund oder Behälter angebracht wird. Das Kennzeichen muss mindestens folgende Angaben umfassen:
–
das Zeichen des Herstellerwerks;
–
die Stahlsorte, Werkstoffsorte oder Werkstoffnummer;
–
die Schmelzennummer;
–
Zeichen des Abnahmebeauftragten, falls vom Kesselhersteller oder in Anhang C verlangt;
–
Los- oder Probennummer oder eine andere Nummer, durch die das Probenstück identifiziert werden kann;
–
der Wärmebehandlungszustand (falls maßgebend);
–
die Walzrichtung bei Flacherzeugnissen (falls maßgebend).
Die Kennzeichnung muss gemäß den Anforderungen in 6.3 von EN 12952-5 erfolgen. Kennzeichnungsverfahren
siehe Europäische Werkstoffnormen.
4.2 Werkstoff nach Europäischer Werkstoffzulassung für Druckgeräte — Technische Anforderungen
4.2.1 Allgemeines
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Für den Werkstoff muss ein Europäisches Werkstoffdatenblatt (EMDS) nach prEN 764-4:1999 vorliegen. Dieses
Datenblatt muss den Anforderungen der Tabelle 3-1 entsprechen.
ANMERKUNG Der Begriff "gegossen" im Zusammenhang mit der chemischen Zusammensetzung wird wie in allen Europäischen
Werkstoffgrundnormen verwendet und bezieht sich auf den Werkstoff im geschmolzenen Zustand.
4.2.2 Herstellung
Wenn die festgelegten Eigenschaften nur bei Anwendung besonderer Herstellungsverfahren zuverlässig eingestellt
werden können (z. B. Vakuum-Erschmelzung, Behandlung der Schmelze mit stickstoffabbindenden Elementen, oder
wenn im Fall geschweißter Rohre festgelegte Schweißverfahren angewendet werden) müssen diese Verfahren
berücksichtigt werden.
Unberuhigte und halbberuhigte Stähle sind nicht zugelassen.
4.2.3 Wärmebehandlungszustand
Der Wärmebehandlungszustand des Werkstoffs zum Zeitpunkt der Lieferung muss festgelegt werden.
ANMERKUNG Flacherzeugnisse zum Warmumformen dürfen in jedem geeigneten Zustand geliefert werden, z. B. im
Walzzustand, warmgefertigt, normalgeglüht und angelassen.
Bleche aus Kohlenstoff- und Kohlenstoff-Mangan-Stählen (Stahlgruppe 1, 2) zum Kaltumformen müssen im normalgeglühten Zustand geliefert werden.
Bleche aus niedriglegierten Stählen (Stahlgruppe 4, 5) zum Kaltumformen müssen im normalgeglühten und angelassenen Zustand geliefert werden mit der Ausnahme, dass, falls metallurgisch angemessen und falls die Wärmebehandlung nach dem Schweißen als Anlassbehandlung ausreicht, die Lieferung von Blechen im normalgeglühten
Zustand zulässig ist.
Elektrisch geschweißte Rohre müssen im normalgeglühten Zustand geliefert werden.
11
EN 12952-2:2001 (D)
4.2.4 Chemische Zusammensetzung
Die chemische Zusammensetzung nach der Schmelzenanalyse und nach der Stückanalyse muss festgelegt werden.
Bei Stählen, die zum Schweißen oder Umformen vorgesehen sind, sollten die festgelegten Werte die in Tabelle 4-1
angegebenen Werte nicht überschreiten. Stähle mit höheren Werten als in Tabelle 4.1 angegeben, dürfen vorbehaltlich entsprechender Schweißverfahrensprüfungen mit geeigneter Wärmebehandlung verwendet werden.
Tabelle 4.1 — Allgemeine Anforderungen an die chemische Zusammensetzung der Stahlsorten
für drucktragende Teile
Maximaler Massenanteil nach der Analyse
Stahl
%C
Schmelze
Stück
%P
Schmelze
Stück
%S
Schmelze
Stück
Ferritische Stähle
0,23
(0,25)
0,035
(0,040)
0,030
(0,035)
Austenitische Stähle
0,10
(0,11)
0,035
(0,040)
0,015
(0,020)
Im Europäischen Werkstoffdatenblatt nicht spezifizierte Elemente dürfen nicht absichtlich zugegeben werden außer
zur Fertigbehandlung der Schmelze. Alle angemessenen Vorsichtsmaßnahmen müssen ergriffen werden, um die
Zugabe von Elementen aus dem Schrott oder anderen bei der Herstellung verwendeten Stoffen zu verhindern.
Restelemente dürfen jedoch anwesend sein, wenn die mechanischen Eigenschaften und die Verwendbarkeit nicht
ungünstig beeinflusst werden.
4.2.5 Mechanische und technologische Eigenschaften
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
4.2.5.1 Allgemeines
Für jede einzelne Werkstoffsorte müssen die folgenden Eigenschaftswerte so festgelegt werden, dass sie die
spezifischen Eigenschaften der einzelnen Stahlsorte wiedergeben.
4.2.5.2 Eigenschaften im Zugversuch bei Raumtemperatur
Die Prüfungen müssen nach EN 10002-1 durchgeführt werden.
a) Werte der Streck- oder Dehngrenze
Für alle ferritischen Stähle muss der Mindestwert der oberen Streckgrenze R
oder, falls keine ausgeprägte
Streckgrenze auftritt, der Mindestwert der Dehngrenze für 0,2 % nichtproportionale Dehnung R
festgelegt
werden.
Für austenitische Stähle müssen die Mindestwerte der Dehngrenze für 1 % nichtproportionale Dehnung R
gegebenenfalls zusätzlich die R
-Werte festgelegt werden.
und
b) Zugfestigkeit
Für die Zugfestigkeit müssen ein Mindestwert R
und, falls kein Höchstwert der Streck- oder Dehngrenze
festgelegt ist, ein Höchstwert R
festgelegt werden.
Der festgelegte Mindestwert der Zugfestigkeit darf nicht kleiner sein als 320 N/mm2. Der festgelegte Höchstwert der
Zugfestigkeit sollte den festgelegten Mindestwert der Zugfestigkeit um nicht mehr als
–
120 N/mm2 bei Kohlenstoff- und Kohlenstoff-Mangan-Stählen,
–
150 N/mm2 bei legierten Stählen, ausgenommen bei austenitischen Stählen,
–
200 N/mm2 bei austenitischen Stählen
überschreiten.
12
EN 12952-2:2001 (D)
4.2.5.3 Bruchdehnung
Der Mindestwert der Bruchdehnung A
in Prozent muss, soweit möglich, für Längs- und Querproben festgelegt
werden. Die Messlänge muss den Empfehlungen in EN 10002-1 für die betreffende Form und Dicke des Erzeugnisses entsprechen.
Soweit Form und Dicke der Erzeugnisse es gestatten, müssen Querproben entnommen werden.
Für Stähle muss eine Mindest-Bruchdehnung für eine Messlänge L0
innerhalb der Messlänge) wie folgt festgelegt sein:
5,65 S0
(S = Ausgangsquerschnitt
≥ 14 % für die Querrichtung oder in jenen seltenen Fällen, in denen die Längsrichtung kritischer ist, für die
Längsrichtung und
≥ 16 % für die Längsrichtung oder, falls die Längsrichtung weniger kritisch ist, für die Querrichtung.
Es können jedoch auch niedrigere Werte für die Bruchdehnung als in 4.2 festgelegt (z. B. für Befestigungsmittel oder
Gussstücke) verwendet werden, jedoch müssen von den Beteiligten geeignete Maßnahmen zum Ausgleich dieser
niedrigeren Werte vorgeschlagen, diskutiert und angenommen werden.
ANMERKUNG 1
Beispiele für den Ausgleich:
–
Anwendung höherer Sicherheitsbeiwerte bei der Berechnung;
–
Durchführung von angemessenen Berstversuchen zum Nachweis zähen Werkstoffverhaltens.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Für andere Messlängen als L0 5,65 S0 muss der Mindestwert der Bruchdehnung durch Umrechnung der vorgenannten Werte von 14 % und 16 % mit Hilfe der Umrechnungstabellen
–
in ISO 2566-1 für unlegierte und niedriglegierte Stähle;
–
in ISO 2566-2 für austenitische Stähle
ermittelt werden.
4.2.5.4 Charpy-V-Kerbschlagarbeit
Die Prüfungen müssen mit Charpy-V-Kerbschlagproben nach EN 10045-1 durchgeführt werden. Soweit möglich, sind
Querproben zu verwenden.
Der Mittelwert der Kerbschlagarbeit ermittelt an einem Probensatz von drei Proben bei einer Temperatur nicht größer
als 20 °C aber nicht höher als die niedrigste geplante Betriebstemperatur muss
≥ 27 J bei Querproben und
≥ 35 J bei Längsproben
sein. Nur ein Einzelwert darf kleiner sein als der Mittelwert, jedoch nicht kleiner als 70 % dieses Wertes. Das
Sequenzverfahren nach EN 10021 muss angewendet werden.
4.2.5.5 Dehngrenzenwerte bei erhöhter Temperatur
Die Prüfung muss nach EN 10002-5 durchgeführt werden.
Für Werkstoffe, die zur Verwendung bei Temperaturen oberhalb 50 °C vorgesehen sind, müssen
–
der Mindestwert der 0,2%-Dehngrenze für nicht proportionale Verlängerung R
–
der Mindestwert der 1%-Dehngrenze für nicht proportionale Verlängerung R
oder
nach 4.2.5.2 a)
festgelegt werden, und zwar vorzugsweise bei den folgenden Temperaturen:
100 °C, 150 °C, 200 °C usw. bis zur höchsten Temperatur, für die Werte der Dehngrenze für die Auslegung
verwendet werden.
13
EN 12952-2:2001 (D)
Bis 50 °C können die für Raumtemperatur festgelegten Mindestwerte anwendbar sein.
Zwischen 50 °C und 100 °C müssen die Werte durch lineare Interpolation zwischen den Werten bei 50 °C und bei
100 °C abgeleitet werden.
Die festgelegten Mindestwerte der Dehngrenze bei erhöhter Temperatur müssen in Übereinstimmung mit
ENV 22605-3 abgeleitet werden.
4.2.5.6 Zeitstandfestigkeit
Für Werkstoffe, die zur Verwendung bei Temperaturen im Kriechbereich vorgesehen sind, müssen die Mittelwerte
der Zeitstandfestigkeit in Übereinstimmung mit ISO 6303 unter Berücksichtigung der Anforderungen nach Anhang B
festgelegt werden.
Wenn nur Werte der Zeitstandfestigkeit mit ausgeprägter Zeit- oder Spannungsextrapolation oder wenn nur solche
Werte verfügbar sind, die von einer unzureichenden Zahl von Versuchsergebnissen abgeleitet sind (siehe ISO 6303),
muss dem Rechnung getragen werden entweder durch Erhöhen des Sicherheitsbeiwertes oder durch verkürzte
Prüffristen bei wiederkehrenden Prüfungen.
Der Werkstofflieferant hat dem Kesselhersteller schriftlich zu bestätigen, dass das gelieferte Erzeugnis den
festgelegten Eigenschaften entspricht, und dass die Herstellungsverfahren die gleichen waren wie für den Stahl, für
den die Versuchsergebnisse erhalten wurden.
4.2.5.7 Technologische Eigenschaften
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Falls notwendig, müssen Anforderungen an die Umformbarkeit festgelegt werden, z. B. auf der Grundlage von
Ringfaltversuchen oder Aufweitversuchen oder auf der Grundlage von Versuchen bezüglich der Verformungseigenschaften senkrecht zur Erzeugnisoberfläche (siehe EN 10164), oder Anforderungen an andere technologische
Eigenschaften, die für die Verarbeitung oder die Verwendung des Werkstoffs wichtig sind.
4.2.5.8 Andere Eigenschaften
Falls notwendig, müssen die Anforderungen an andere Eigenschaften als jene nach 4.2.5.2 bis 4.2.5.7, z. B.
Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffs, zusammen mit den maßgebenden Prüfverfahren
festgelegt werden.
4.2.5.9 Äußere und innere Beschaffenheit
Die Erzeugnisse müssen frei von äußeren und inneren Fehlstellen sein, die ihre Verwendbarkeit beeinträchtigen
könnten.
Die Anforderungen an die zerstörungsfreie Prüfung müssen die gleichen sein wie für ein gleichartiges Erzeugnis aus
einem vergleichbaren Werkstoff nach Anhang A und 4.1.6.
4.2.5.10 Abmessungen und Grenzabweichungen von Maßen, Form und Gewicht
Abmessungen und Grenzabweichungen von Maßen, Form und Gewicht sind, soweit möglich, durch Bezugnahme
auf eine geeignete Maßnorm festzulegen.
4.2.5.11 Prüfung und Inspektion
Zur Beurteilung der Übereinstimmung der gelieferten Werkstoffe mit den Anforderungen müssen die technischen
Lieferbedingungen Folgendes festlegen:
a) die Arten der Prüfbescheinigungen (siehe Abschnitt 6);
14
EN 12952-2:2001 (D)
b) die nachzuweisenden Eigenschaften (z. B. Schmelzenanalyse, Eigenschaften im Zugversuch);
c) die Bedingungen für die spezifischen Prüfungen (Abnahmeprüfung), d. h.
1) die Zusammensetzung und die maximale Größe der Prüfeinheit (größtes Gewicht oder Anzahl der
Erzeugnisse aus der gleichen Schmelze, dem gleichen Wärmebehandlungslos) und
–
die Anzahl der Probenstücke je Prüfeinheit und
–
die Anzahl der Proben je Probenstück,
die zu entnehmen und zu prüfen sind;
2) die Entnahmeorte und die Richtung der Proben im Erzeugnis;
3) wenn notwendig, zusätzliche Bedingungen für die Probenentnahme und Bedingungen für die Vorbereitung
der Probenstücke und Proben;
4) die EN-Normen, in denen die Prüfverfahren beschrieben ist;
5) Wiederholungsprüfungen müssen in Übereinstimmung mit EN 10021 durchgeführt werden.
4.2.5.12 Kennzeichnung
Die technischen Lieferbedingungen müssen für die einzelnen Erzeugnisformen geeignete Bedingungen für die
Kennzeichnung festlegen und mit 4.1.8 übereinstimmen.
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4.2.5.13 Zusätzliche Anforderungen
Der Wasserrohrkesselhersteller muss die zusätzlichen Prüfungen festlegen, die er für zweckmäßig hält.
ANMERKUNG Die Werkstoffdatenblätter müssen gegebenenfalls Festlegungen für die Weiterverarbeitung des Werkstoffs
und/oder Einschränkungen der Verwendung enthalten (siehe Tabelle 3-1).
4.3 Werkstoffe mit Einzelgutachten
Werkstoff-Einzelgutachten müssen für spezielle Anwendungen erstellt werden, die nicht in 3.3.2 und 3.3.3 angegeben sind und die nicht für den häufigen Einsatz beabsichtigt sind. Die Werkstoffe müssen in einer Werkstoffspezifikation festgelegt und von einer verantwortlichen Prüfstelle nach 3.3.4 zugelassen werden.
Die Einzelgutachten müssen gegebenenfalls Festlegungen für die Weiterverarbeitung des Werkstoffs enthalten. Die
einzelne Anwendung, für die der Werkstoff bestimmt ist, muss im Geltungsbereich der jeweiligen Werkstoffspezifikation klar festgelegt sein.
5 Werkstoffe für nicht drucktragende Teile
Werkstoffe für Halterungen, Rippen, Umlenkbleche und ähnliche nicht drucktragende Teile, die mit Wasserrohrkesselteilen verschweißt werden, müssen auf der Grundlage von Werkstoffspezifikationen geliefert werden, die
zumindest die Anforderungen an die chemische Zusammensetzung und die Zugfestigkeit erfüllen. Kerbschlageigenschaften müssen festgelegt werden, wenn dies aufgrund der Betriebsbedingungen erforderlich ist. Die
Werkstoffe müssen mit dem Werkstoff, mit dem sie verbunden werden, kompatibel sein.
15
EN 12952-2:2001 (D)
6 Prüfbescheinigungen
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Prüfung und Versuche müssen in Übereinstimmung mit prEN 764-5:1999 bescheinigt werden:
–
mit einem Werkszeugnis 2.2 nach EN 10204 bei angeschweißten Teilen;
–
mit einem Abnahmeprüfzeugnis 3.1.B nach EN 10204 im Falle von eingeführten Werkstoffen und einem
bescheinigten QM-System, es sei denn, der Besteller verlangt eine Prüfbescheinigung nach 3.1.A, 3.1.C oder
ein Abnahmeprüfprotokoll 3.2, das in der Direktprüfung nach prEN 764-5:1999 gefordert wird;
–
mit der Art der Prüfbescheinigung, die in den EMDS für neue Werkstoffe festgelegt ist;
–
mit einem Werkszeugnis 2.2 für Schweißzusätze.
16
EN 12952-2:2001 (D)
Anhang A
(normativ)
Werkstoffe nach Europäischen Werkstoffnormen
A.1 Drucktragende Teile
Zur Herstellung drucktragender Teile von Wasserrohrkesseln nach dieser Europäischen Norm müssen Erzeugnisformen aus Stahl nach Tabelle A.1 gewählt werden.
Erzeugnisformen aus Stahl, die in den Europäischen Normen (siehe Abschnitt 2) aufgeführt sind und in Übereinstimmung mit diesen Europäischen Normen hergestellt werden, müssen in jeder Hinsicht die Mindestanforderungen
dieses Teiles der vorliegenden Norm erfüllen.
A.2 Rohrverbindungsstücke (Fittings)
–
stumpfgeschweißte Rohrverbindungsstücke (Fittings) aus unlegierten und legierten Stählen müssen ISO 3419
entsprechen;
–
stumpfgeschweißte Rohrverbindungsstücke (Fittings) aus nichtrostenden Stählen müssen ISO 5251 entsprechen.
A.3 Flansche
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– Flansche aus Stahl nach prEN 1092-1:1997, prEN 1759-1 oder ISO 7005-1, je nach Anwendung.
A.4 Armaturen
–
Armaturen aus metallischen Werkstoffen zur Verwendung in angeflanschten Rohrleitungssystemen müssen
EN 1503-1:2000 oder EN 1503-2:2000 entsprechen.
17
EN 12952-2:2001 (D)
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Table A.1 — Liste der EN genormten Stähle sortiert nach der Erzeugnisform
18
Erzeugnisform
EN Norm
Werkstoffbeschreibung
Stahlsorte
Wärmebehandlung
Einschränkungen
Dicke (mm)
min.
max.
Werkstoffgruppe
nach
CR ISO 15608
Blech und Band
Blech und Band
Blech und Band
Blech und Band
Blech und Band
Blech und Band
Blech und Band
Blech und Band
Blech und Band
Blech und Band
Blech und Band
Blech und Band
Blech und Band
Blech und Band
Blech und Band
Blech und Band
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
Nahtloses Rohr
EN 10028-2
EN 10028-2
EN 10028-2
EN 10028-2
EN 10028-2
EN 10028-2
EN 10028-2
EN 10028-2
EN 10028-2
EN 10028-2
EN 10028-2
EN 10028-2
EN 10028-2
EN 10028-3
EN 10028-3
EN 10028-3
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10216-3:1998
prEN 10216-2:1998
prEN 10217-2:1998
prEN 10217-2:1998
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
Feinkornbaustähle
Feinkornbaustähle
Feinkornbaustähle
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
Feinkornbaustähle
Feinkornbaustähle
warmfeste Eigenschaften
warmfeste Eigenschaften
P235GH
P265GH
P295GH
P355GH
16Mo3
13CrMo4-5
13CrMo4-5
13CrMo4-5
10CrMo9-10
10CrMo9-10
10CrMo9-10
11CrMo9-10
11CrMo9-10
P275NH
P355NH
P460NH
P195GH
P235GH
P265GH
8MoB5-4
16Mo3
X11CrMo9-1+I
X11CrMo9-1+NT
X11CrMo5+I
X11CrMo5+NT1
X11CrMo5+NT2
13CrMo4-5
10CrMo9-10
11CrMo9-10
X10CrMoVNb9-1
15NiCuMoNb5-6-4
X20CrMoV11-1
10CrMo5-5
P355NH
P460NH
PH195
PH235
N
N
N
N
N
NT
NT Q
Q
NT
NT Q
Q
NT Q
Q
N
N
N
N
N
N
N
N
I
NT
I
NT
NT
NT
NT
QT
NT
NT
NT
NT
N
N
N
N
0
0
0
0
0
0
60
100
0
60
100
0
60
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1.1
1.1
1.2
1.2
1.1
5.1
5.1
5.1
5.2
5.2
5.2
5.2
5.2
1.1
1.2
2.1
1.1
1.1
1.1
5.1
1.2
5.4
5.4
5.3
5.3
5.3
5.1
5.2
5.2
6.4
2.1
6.4
5.1
1.2
2.1
1.1
1.1
150
150
150
150
150
60
100
150
60
100
150
60
100
150
150
150
16
60
60
16
60
60
60
100
100
100
60
60
60
120
80
80
60
100
100
16
16
EN 12952-2:2001 (D)
Tabelle A.1 — Liste der EN genormten Stähle sortiert nach der Erzeugnisform (fortgesetzt)
Einschränkungen
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Erzeugnisform
EN Norm
Werkstoffbeschreibung
Stahlsorte
Wärme-
Dicke (mm)
behandlung
min.
Werkstoffgruppe
nach
max.
CR ISO 15608
Nahtloses Rohr
prEN 10217-2:1998
warmfeste Eigenschaften
PH265
N
0
16
1.1
Nahtloses Rohr
prEN 10217-2:1998
warmfeste Eigenschaften
16Mo3
N
0
16
1.1
Nahtloses Rohr
prEN 10217-3:1998
Feinkornbaustähle
P355NH
N
0
40
1.2
Nahtloses Rohr
prEN 10217-3:1998
Feinkornbaustähle
P460NH
N
0
40
2.1
Schmiedestück
prEN 10222-2:1999
warmfeste Eigenschaften
X16CrMo5 1
A
0
300
5.3
Schmiedestück
prEN 10222-2:1999
warmfeste Eigenschaften
X16CrMo5 1
NT QT
0
300
5.3
Schmiedestück
prEN 10222-2:1999
warmfeste Eigenschaften
X20CrMoV11-1
QT
0
330
6
Schmiedestück
prEN 10222-2:1999
warmfeste Eigenschaften
X10CrMoVNb9-1
NT
0
130
6
Schmiedestück
prEN 10222-2:1999
warmfeste Eigenschaften
14MoV6-3
NT QT
0
500
4.1
Schmiedestück
prEN 10222-2:1999
warmfeste Eigenschaften
11CrMo9-10
N
0
200
5.2
200
500
5.2
0
35
1.2
Schmiedestück
prEN 10222-2:1999
warmfeste Eigenschaften
11CrMo9-10
NT QT
Schmiedestück
prEN 10222-2:1999
warmfeste Eigenschaften
16Mo3
N
Schmiedestück
prEN 10222-2:1999
warmfeste Eigenschaften
16Mo3
QT
35
100
1.2
Schmiedestück
prEN 10222-2:1999
warmfeste Eigenschaften
16Mo3
QT
100
500
1.1
Schmiedestück
prEN 10222-2:1999
warmfeste Eigenschaften
13CrMo4-5
N NT QT
0
70
5.1
Schmiedestück
prEN 10222-2:1999
warmfeste Eigenschaften
13CrMo4-5
N NT QT
70
500
5.1
Schmiedestück
EN 10222-4
Feinkornbaustähle, hochfeste
P285NH
N
Schmiedestück
EN 10222-4
Feinkornbaustähle, hochfeste
P285QH
QT
Schmiedestück
EN 10222-4
Feinkornbaustähle, hochfeste
P355NH
N
Schmiedestück
EN 10222-4
Feinkornbaustähle, hochfeste
P355QH
QT
Schmiedestück
EN 10222-4
Feinkornbaustähle, hochfeste
P420NH
N
Schmiedestück
EN 10222-4
Feinkornbaustähle, hochfeste
P420QH
QT
0
70
1.2
70
400
1.2
0
70
1.2
70
400
1.2
0
70
2.1
70
400
2.1
Wärmebehandlung
A
AT
I
N
NT
Q
QT
geglüht
geglüht und angelassen
isotherm geglüht
normalgeglüht
normalgeglüht und angelassen
gehärtet
gehärtet und angelassen (vergütet)
19
EN 12952-2:2001 (D)
Anhang B
(normativ)
Festlegung von Werten der Zeitstandfestigkeit für neue Werkstoffe
Die Festlegung von Werten für die Zeitstandfestigkeit für neue Werkstoffe muss in zwei Stufen erfolgen wie in
Tabelle B.1 beschrieben.
Tabelle B.1 — Festlegung von Zeitstandfestigkeitswerten
Erste Stufe
für vorläufige
Daten in Datenblättern (EMDS)
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Zweite Stufe
für endgültige
Daten in Datenblättern (EMDS)
20
Verfügbare
Versuchsergebnisse
Vorgehen bei der
Auswertung
Weitere Versuche
Kriechversuche (je drei
Proben von drei Schmelzen
bei mindestens zwei Temperaturen (∆t = 50 °C bis
100 °C) über mehr als
10 000 h (Bruch).
Bei Streubandbreiten nicht
größer als ±10 % Zeit-Extrapolationsfaktor < 3.
Von jedem Hersteller
Kriechversuche (mindestens fünf Proben)
von mindestens einer
Schmelze bei mindestens zwei Prüftemperaturen über mehr als
30 000 h (Bruch).
Falls Versprödung auftreten
kann, je Schmelze und
Temperatur eine gekerbte
Probe über mehr als 10 000 h
(Bruch).
Bei Streubandbreiten größer
als ±10 % keine extrapolierten Werte in die Datenblätter.
In diesem Fall müssen die
Rechenwerte für jeden
Einzelfall festgelegt werden.
Gegebenenfalls bei
jeder Prüftemperatur
mindestens zwei gekerbte Proben über
mehr als 30 000 h
(Bruch).
Kriechversuche (mindestens
je fünf Proben) von mindestens sechs Schmelzen bei
Prüftemperaturen mit
∆t ≤ 50 °C bis 35 % der geplanten längsten Betriebsdauer.
Bei Streubandbreiten nicht
größer als ±20 % Zeit-Extrapolationsfaktor < 3.
Neue Hersteller dieser
Werkstoffe müssen
Proben bei mindestens einer Prüftemperatur über mehr als
30 000 h (Bruch)
prüfen.
Gegebenenfalls Kriechversuche an gekerbten Proben
(mindestens zwei Proben) bei
mindestens zwei Temperaturen im Bereich der Versprödung über mehr als 30 000 h
(Bruch).
Höchste Anwendungstemperatur ≤ 25 °C über der höchsten Prüftemperatur.
Im Fall der Erweiterung des Anwendungsbereichs des
Datenblattes Kriechversuche (mindestens
je fünf Proben) von
einer Schmelze bei
mindestens zwei Prüftemperaturen über
mehr als 30 000 h
(Bruch).
Höchste Anwendungstemperatur ≤ höchste Prüftemperatur.
EN 12952-2:2001 (D)
Anhang C
(normativ)
Rückgewinnungskessel
C.1 Allgemeines
Dieser Anhang legt die besonderen Anforderungen für die speziellen Werkstoffe der drucktragenden Teile von
Rückgewinnungskesseln fest. Zusätzlich zu diesen besonderen Anforderungen gelten weiterhin alle Anforderungen
dieser Norm.
C.2 Besondere Anforderungen für Verbundrohre
C.2.1 Verbundrohre
Verbundrohre bestehen aus einem drucktragenden ferritischen Innenkern und einer korrosionsbeständigen
Außenbeschichtung, die metallurgisch miteinander verbunden sind.
C.2.2 Allgemeines
Nach diesem Anhang hergestellter Werkstoff muss den zutreffenden Anforderungen der jeweils geltenden Ausgabe
der in 3.3 angegebenen Dokumente entsprechen, sofern dort nichts anderes festgelegt ist.
Das Verbundrohr muss nahtlos durch Warmstrangpressen oder Warmstrangpressen mit anschließendem Kaltumformen hergestellt werden. Ein Barren mit den Werkstoffen der beiden Komponenten wird gemeinsam bei hoher
Temperatur und hohem Druck stranggepresst, um eine vollständige metallurgische Bindung zu erhalten.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Alle Rohre müssen in wärmebehandeltem Zustand geliefert werden. Die Wärmebehandlung muss bei der Temperatur durchgeführt werden, bei der die beiden Komponenten optimale mechanische und korrosionsbeständige Eigenschaften erreichen.
Die fertigen Rohre müssen gerade sein, siehe C.2.5.2 und frei von schädlichen Fehlern.
C.2.3 Chemische Zusammensetzung
Die chemische Zusammensetzung muss 3.3 in diesem Teil der Norm entsprechen.
C.2.4 Mechanische und technologische Eigenschaften
C.2.4.1 Zugversuch am drucktragenden ferritischen Innenkern
Der Zugversuch muss an einer Reihe von Rohren nach C.2.4.2 durchgeführt werden (Lieferlängen). Die mechanischen Eigenschaften müssen den Werten entsprechen, die in der nach 3.3 gewählten Spezifikation angegeben
sind.
C.2.4.2 Ringaufdornversuch (Verbundrohr)
An einer Probe von jedem Ende jedes Rohres (Lieferlängen) muss ein Ringaufdornversuch durchgeführt werden.
Der Ring muss auf mindestens 30 % des Innendurchmessers oder bis zum Bruch, falls dieser früher erfolgen sollte,
aufgeweitet werden. Durch Sichtprüfung muss festgestellt werden, dass die Probe frei von schädlichen Fehlern ist.
Die Prüfung muss nach EN 10236 durchgeführt werden.
C.2.5 Grenzabweichungen
C.2.5.1 Zulässige Abweichungen des Außendurchmessers und der Wanddicke
Außendurchmesser: ± 0,5 %, jedoch mindestens ± 0,30 mm
Gesamte Wanddicke: AD < 50,8 mm + 22 %
AD ≥ 50,8 mm + 15 %
0
0
21
EN 12952-2:2001 (D)
Dicke der Komponente aus nichtrostendem Stahl: ± 0,40 mm
Die Dicke der Komponente aus nichtrostendem Stahl muss durch eine Wirbelstromprüfung über die gesamte Länge
jedes Rohres überprüft werden.
C.2.5.2 Zulässige Abweichungen von der Geradheit
Abweichung von der Geradheit 1,5 mm/1 000 mm max.
C.2.6 Oberflächenbeschaffenheit
Die Rohre müssen durch Beizen von Zunder befreit sein.
C.2.7 Ultraschallprüfung
C.2.7.1 Ultraschallprüfung von Verbundrohren zum Nachweis der metallurgischen Verbindung
C.2.7.1.1 Umfang der Prüfung
Die Durchführung der Prüfung muss den gesamten Bereich vollständig erfassen.
C.2.7.1.2 Vergleichskörper
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Der Vergleichskörper muss aus einem Rohrabschnitt mit den gleichen Nennmaßen, dem gleichen Werkstoff, gleicher
Oberflächenbeschaffenheit und nomineller Wärmebehandlung wie die zu prüfenden Rohre sein.
Eine Flachbodenbohrung von 5 mm Durchmesser wird radial an der Bohrungsoberfläche des Rohres eingeführt. Der
Boden der Flachbodenbohrung muss abgeflacht und an der Grenzfläche der beiden Werkstoffe angeordnet sein. Die
Flachbodenbohrung mit einer für den Prüfkopf gewählten Kombination von Schallstrahlbreite bzw. -durchmesser,
Abtastneigung und -geschwindigkeit, muss eindeutig mindestens ein Signal am Ultraschallprüfgerät auslösen, das
einer momentanen Erfassung der Bodenfläche der Flachbodenbohrung entspricht. Dies ist das Bezugssignal. Die
Prüfeinrichtung wird so eingestellt, dass sie ein eindeutig erkennbares Bezugssignalbild der Flachbodenbohrung
ergibt. Die Amplitude des Bezugssignals der Flachbodenbohrung wird für die Einstellung des Sichtnormals auf dem
Kathodenstrahlschirm oder des Schwellenwertes in der elektrischen Überwachungseinrichtung zugrundegelegt.
C.2.7.1.3 Annahmekriterien
Jedes Rohr, das kein Signal ergibt, das über dem Signal des Vergleichskörpers liegt, sollte als den Anforderungen
der Prüfung entsprechend gelten. Fehlerhafte Rohre, die ein Signal über dem des Vergleichskörpers erzeugen,
müssen zurückgewiesen werden.
Bei zurückgewiesenen Rohren muss der Teil mit fehlerhafter Bindung abgetrennt werden, der oder die verbleibenden
Teile gelten als angenommen.
C.2.7.2 Ultraschallprüfung von Verbundrohren zum Nachweis von Längs- und Querfehlern
C.2.7.2.1 Prüfverfahren
Hier ist die Tauchtechnik anzuwenden. Die Abtastung erfolgt durch Transversalwellen (ca. 45° Winkeländerung in
der Richtung des Schallstrahlenbündels). Bei der Longitudinalabtastung werden die Strahlen in zwei entgegengesetzte Umfangsrichtungen gerichtet und bei der Transversalabtastung in zwei entgegengesetzte axiale Richtungen.
C.2.7.2.2 Vergleichskörper
Der Vergleichskörper muss aus einem Rohrabschnitt mit den gleichen Nennmaßen, dem gleichen Werkstoff, gleicher
Oberflächenbeschaffenheit und nomineller Wärmebehandlung wie die zu prüfenden Rohre sein.
Auf der Außen- und Innenoberfläche werden entlang einer Linie unechte Kerben mit den Abmessungen und
Konturen nach Tabelle C.1 angebracht. Maße und Kontur sind durch das Folienabdruckkverfahren zu überprüfen.
22
EN 12952-2:2001 (D)
Tabelle C.1 — Unechte Kerben
Nenntiefe
Anordnung
mm
Art
Längsrichtung
Längsrichtung
Querrichtung
Querrichtung
Innen
Außen
Innen
Außen
5 % der gesamten
Nennwanddicke,
jedoch mindestens
0,20 mm Toleranz:
± 10 %
Länge
mm
Form
25
U-förmig
C.2.7.2.3 Kalibrierung
Für Kalibrierungszwecke muss der Vergleichskörper mit gleicher Geschwindigkeit und in die gleichen Richtungen wie
das zu prüfende Rohr durch den Abtastprüfkopf durchgeschoben werden.
C.2.8 Prüfung der Dicke der Komponente aus nichtrostendem Stahl
C.2.8.1 Allgemeines
Die Prüfung muss mit einem Wirbelstromprüfgerät zur Messung der Dicke der nichtmetallischen oder nichtmagnetischen Schichten auf einem ferromagnetischen Werkstoff erfolgen.
C.2.8.2 Kalibrierung
Für die Kalibrierung werden zwei Verbundrohrabschnitte verwendet, ein Abschnitt mit einer Dicke der Komponente
aus nichtrostendem Stahl möglichst nahe am untersten Wert der Grenzabweichungen und der andere Abschnitt mit
einer Dicke möglichst nahe am obersten Wert der Grenzabweichungen.
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C.2.8.3 Annahmekritieren
Jedes Rohr, das kein Signal außerhalb der für die austenitische Schicht festgelegten Grenzabweichungen erzeugt,
sollte als den Anforderungen der Prüfung entsprechend gelten.
Rohre, bei denen die austenitische Schicht Werte außerhalb der Grenzabweichungen ergibt, sind zurückzuweisen.
Bei zurückgewiesenen Rohren muss der außerhalb der Grenzabweichungen liegende Teil abgetrennt werden, der
oder die verbleibenden Teile gelten als angenommen.
C.2.9 Zusammenfassung der Prüfungen
Die Prüfungen sind nach Tabelle C.2 durchzuführen. Ultraschallprüfungen werden anstelle von Wasserdruckprüfungen durchgeführt, siehe Tabelle C.2.
Tabelle C.2 — Prüfumfang
Prüfung
Umfang
Schmelzenanalyse
Zugversuch bei Raumtemperatur
(nur Komponente aus unlegiertem
Stahl)
1 je Schmelze
2 je Los aus 2 – 15 Rohren
3 je Los aus 16 – 50 Rohren
4 je Los aus 51 – 100 Rohren
6 je Los aus ≥ 101 Rohren
(Lieferlängen)
Ringaufweitversuch
Jedes Rohr, beide Enden
(Lieferlängen)
Ultraschallprüfung
Jedes Rohr (Lieferlängen)
Dickenüberprüfung von nichtrostendem Jedes Rohr (Lieferlängen
Stahl
Maßprüfung
Jedes Rohr, beide Enden
Sichtprüfung
Jedes Rohr, innen und außen
23
EN 12952-2:2001 (D)
C.2.10 Kennzeichnung
C.2.10.1 Allgemeines
Rohre müssen in Längsrichtung über ihre gesamte Länge mit schwarzer Tinte und nach 4.1.8 gekennzeichnet sein.
C.2.10.2 Zusätzliche Anforderungen an die Kennzeichnung
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Folgende zusätzliche Kennzeichnung ist vorzusehen:
–
Stahlsorte oder Werkstoffsorte oder Werkstoffnummer beider Komponenten;
–
Schmelzennummer beider Komponenten;
–
Außendurchmesser und Wanddicke.
24
EN 12952-2:2001 (D)
Anhang ZA
(informativ)
Abschnitte in dieser Europäischen Norm, die grundlegende Anforderungen oder andere
Vorgaben der Druckgeräte-Richtinie betreffen
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen eines Mandates, das dem CEN von der Europäischen Kommission und
der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet und unterstützt grundlegende Anforderungen der
Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG im Hinblick auf die Anforderungen an die Werkstoffe für drucktragende
Kesselteile und Zubehör.
WARNHINWEIS: Für Produkte, die in den Anwendungsbereich dieser Norm fallen, können weitere Anforderungen und weitere EU-Richtlinien anwendbar sein.
Die folgenden Abschnitte in Tabelle ZA.1 dieser Norm sind geeignet, die Anforderungen der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG zu unterstützen:
Tabelle ZA.1 — Gegenüberstellung zwischen der Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG und EN 12952-2 im
Hinblick auf die Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör für Wasserrohrkessel
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EN 12952-2
harmonisierte
Abschnitte
Inhalt
DruckgeräteRichtlinie 97/23/EG
Anhang
3.1, 3.3
Entsprechende Werkstoffeigenschaften
4.1a
3.1, 3.2
Geeignet für die Verarbeitungsverfahren
4.1d
3.2
Nachteilige Wirkungen bei der Verbindung
4.1e
4.1
Technische Dokumentation – EN-Werkstoffe
4.2b – 1. Einrückung
6
Bescheinigung des Lieferers über die Übereinstimmung mit
der Vorschrift
4.3 – 1. Absatz
6
Bescheinigung des Lieferers über die spezifische Prüfung der
Produkte
4.3 – 2. Absatz
6
Bescheinigung des Lieferers über sein Qualitätsmanagementsystem
4.3 – 3. Absatz
Die Übereinstimmung mit den Abschnitten dieser Norm ist eine Möglichkeit, diie relevanten grundlegenden
Anforderungen der betreffenden Richtlinie und der zugehörigen EFTA-Vorschriften zu erfüllen.
25
EN 12952-2:2001 (D)
Literaturhinweise
[1] EN 45012, Allgemeine Anforderungen an Stellen, die Qualitätsmanagementsysteme begutachten und
zertifizieren (ISO/IEC Guide 62:1996).
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
[2] EN ISO 9001, Qualitätsmanagementsysteme — Anforderungen (ISO 9001:2000).
26
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© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
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5HI1U',1(1
3UHLVJU
9HUWU1U
EUROPÄISCHE NORM
EN 12952-3
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
Dezember 2001
ICS 27.040
Deutsche Fassung
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 3:
Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile
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3DUW'HVLJQDQGFDOFXODWLRQIRUSUHVVXUHSDUWV
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3DUWLH&RQFHSWLRQHWFDOFXOGHVSDUWLHVVRXVSUHVVLRQ
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 25. Juli 2001 angenommen.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen
dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen
dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage
erhältlich.
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Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,
die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem ManagementZentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,
Island, Italien, Luxemburg, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, der Tschechischen Republik und
dem Vereinigten Königreich.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
Management-Zentrum: rue de Stassart, 36
© 2001 CEN
B-1050 Brüssel
Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren,
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 12952-3:2001 D
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© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
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(LQH.HVVHODQODJHEHLQKDOWHWHLQH$Q]DKOYRQ%DXWHLOHQZREHLMHGHVVHLQHQEHVWLPPWHQ%HUHFKQXQJVGUXFN
XQG VHLQH .RQVWUXNWLRQVWHPSHUDWXU KDW 'HU 3UIGUXFN IU %DXWHLOH ZLH LQ IHVWJHOHJW VROO LQ
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GHQJHVDPWHQ=XVDPPHQEDXZLUGGHU'UXFNVHLQEHLGHPVLFKHUJHVWHOOWLVWGDVVNHLQHVGHUDXVJHZlKOWHQ
%DXWHLOHXQWHUGHQ3UIEHGLQJXQJHQNHLQHUJU|HUHQ%HODVWXQJDOVQDFKDXVJHVHW]WLVW
%HUHFKQXQJGHU:DVVHUGUXFNSUIXQJ
'LH:DVVHUGUXFNSUIXQJIUHLQ%DXWHLORGHUIUHLQHQNRPSOHWW]XVDPPHQJHVHW]WHQ.HVVHOPXVVZLHIROJW
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'LH 5DXFKJDVHQ DXVJHVHW]WHQ 5RKUH VLQG HLQHP $EWUDJ LQ XQWHUVFKLHGOLFKHP $XVPD DXVJHVHW]W =HLJHQ
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%HL 5FNJHZLQQXQJVNHVVHOQ LVW HV ]XOlVVLJ GHP $EWUDJ PLWWHOV PHWDOOXUJLVFK YHUEXQGHQHU
5RKUZHUNVWRIINRPELQDWLRQHQ5HFKQXQJ]XWUDJHQ
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,QWHJUDWLRQ GHU $XVZLUNXQJHQ GHV .ULHFKHQV XQG GHV $EWUDJV ]XOlVVLJ VR GDVV HLQ 9HUVDJHQ ]X HLQHP
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6SDQQXQJVULVVNRUURVLRQ
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© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
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HQWVSUHFKHQ VR LVW HLQH (ODVWL]LWlWVEHUHFKQXQJ GXUFK]XIKUHQ 'LHVH $QDO\VH PXVV SU(1
HQWVSUHFKHQ
'HU .RQVWUXNWHXU WUlJW GLH 9HUDQWZRUWXQJ IU GLH $XVIKUXQJ GHU QRWZHQGLJHQ $QDO\VH VRIHUQ GDV 6\VWHP
QLFKWHLQHVGHUIROJHQGHQ.ULWHULHQHUIOOW
D 'DV5RKUOHLWXQJVV\VWHPLVWGHU1DFKEDXHLQHVHUIROJUHLFKDUEHLWHQGHQRGHUGHU(UVDW]IUHLQ]XIULHGHQ
VWHOOHQGDUEHLWHQGHV6\VWHP
E GDV5RKUOHLWXQJVV\VWHPNDQQGXUFK9HUJOHLFKPLWYRUKHUDQDO\VLHUWHQ6\VWHPHQDOVDXVUHLFKHQGHUNDQQW
ZHUGHQ
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'LH 5RKUH N|QQHQ ]XU 9HUPLQGHUXQJ GHU $QVFKOXVVODVWHQ XQWHU KHLHQ %HWULHEV]XVWlQGHQ XQG DXFK
]XU5HGX]LHUXQJGHV6SDQQXQJVQLYHDXVLPKHLHQ=XVWDQGNDOWYRUJHVSDQQWVHLQ (QWVSUHFKHQGHPSIRKOHQH9HUIDKUHQ
VLHKHSU(1
(1 '
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$OOJHPHLQHV
:HUGHQ +DOWHUXQJHQ ZLH ]% 7UDJ|VHQ XQG .RQVROHQ VLHKH ]XU /DVWDXIQDKPH DQ 5RKUH
DQJHVFKZHLW VR PVVHQ GHU :HUNVWRII GHU +DOWHUXQJ XQG GHU 6FKZHL]XVDW]ZHUNVWRII IU GLH
8PJHEXQJVEHGLQJXQJHQJHHLJQHWXQGPLWGHP5RKUZHUNVWRIINRPSDWLEHOVHLQ
'LH 6FKZHLXQJ GHU +DOWHUXQJ PXVV XPODXIHQG RKQH 8QWHUEUHFKXQJ HUIROJHQ DXHU EHL 83URILOHQ QDFK
%LOGH 'LH 'LFNH GHV +DOWHUXQJVTXHUVFKQLWWHV GDUI DQ GHU %HIHVWLJXQJVVWHOOH DP 5RKU LQ 8PIDQJVULFKWXQJ GHV
5RKUHVJHPHVVHQóGHV5RKUGXUFKPHVVHUVQLFKWEHUVFKUHLWHQ
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G JHERJHQHV5RKUPLWVHQNUHFKWHU$XIKlQJXQJ
H ]ZHLEHLQLJH+DOWHUXQJ
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KLHUDXV UHVXOWLHUHQGHQ 6SDQQXQJHQ LQQHUKDOE GHU ]XOlVVLJHQ *UHQ]ZHUWH EOHLEHQ 'LHV NDQQ GXUFK HLQH
6SDQQXQJVDQDO\VH QDFK GHQ .ULWHULHQ YRQ SU(1 RGHU SU(1 VLFKHUJHVWHOOW RGHU GXUFK
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ZHUGHQ
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SU(1 RGHU SU(1 VLFKHUJHVWHOOW RGHU GXUFK GRNXPHQWLHUWH IUKHUH ]XIULHGHQ VWHOOHQGH
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'DEHLLVW
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GR
GHU5RKUDXHQGXUFKPHVVHULQ0LOOLPHWHU
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GHU 8PIDVVXQJVZLQNHO GHU YRQ GHU +DOWHUXQJ EH]RJHQ DXI GLH 5RKUDFKVH JHELOGHW ZLUG LQ
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)U HLQH LQ 5RKUOlQJVDFKVH DQJHVFKZHLWH +DOWHUXQJ VLQG GLH JU|WHQ DXIWUHWHQGHQ UDGLDOHQ =XJ XQG
'UXFNEHDQVSUXFKXQJHQQDFKIROJHQGHU*OHLFKXQJ]XEHVWLPPHQ
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5RKULQ0LOOLPHWHU
5
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GLH/lQJHGHU+DOWHUXQJLQ0LOOLPHWHU
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(1 '
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6FKZHLQDKWIHVWLJNHLW
%HLGHU)HVWLJNHLWVEHUHFKQXQJGHU6FKZHLQlKWHYRQ$QVFKZHLWHLOHQPXVVGLHIUGLH$XVOHJXQJ]XOlVVLJH
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IU.HKOQlKWH
IUQLFKWYROOGXUFKJHVFKZHLWH1lKWH PLWRGHURKQHNHKOQDKWI|UPLJH'HFNQlKWH IUGXUFKJHVFKZHLWH1lKWH
(1 '
'LH WUDJHQGH 4XHUVFKQLWWVIOlFKH GHU 6FKZHLQDKW EHUHFKQHW VLFK DXV GHU 1DKWGLFNH PXOWLSOL]LHUW PLW GHU
/lQJHGHU6FKZHLQDKW=XU6SDQQXQJVEHUHFKQXQJLVWDOV'LFNHGHU6FKZHLQDKWDQ]XQHKPHQ
D GDVIDFKHGHU6FKHQNHOOlQJHEHL.HKOQlKWHQ
E GLH7LHIHGHU6FKZHLQDKWIXJHEHLQLFKWYROOGXUFKJHVFKZHLWHQ1lKWHQ
F GLH'LFNHGHV$QVFKZHLWHLOVEHLGXUFKJHVFKZHLWHQ1lKWHQ
%HL]XVDPPHQJHVHW]WHQ6FKZHLQlKWHQLVWGLHHIIHNWLYH1DKWGLFNHGLH6XPPHGHUHLQ]HOQHQ1DKWGLFNHQ
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5RKUDQVFKOVVH
5RKUDQVFKOVVH DQ 7URPPHOQ RGHU 6DPPOHUQ PVVHQ GHQ $QIRUGHUXQJHQ QDFK RGHU YRQ
(1HQWVSUHFKHQ
9HUELQGXQJHQYRQEHKHL]WHQ5RKUHQ
'LH 9HUELQGXQJ YRQ EHKHL]WHQ 5RKUHQ PXVV PLW 6WXPSIQlKWHQ QDFK YRQ (1 HUIROJHQ
6FKZHLPXIIHQYHUELQGXQJHQ(LQVFKZHLVWHFNYHUELQGXQJHQ)ODQVFKHRGHU(LQVFKUDXEYHUELQGXQJHQGUIHQ
QLFKWYHUZHQGHWZHUGHQ
9HUELQGXQJHQYRQQLFKWEHKHL]WHQ5RKUHQ
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$OOJHPHLQHV
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(1
)ODQVFKHXQG6FKUDXEHQ
'LH)ODQVFKHXQG6FKUDXEHQIUKHUN|PPOLFKHJHVFKUDXEWH)ODQVFKYHUELQGXQJHQPVVHQSU(1RGHU
SU(1HQWVSUHFKHQ%HL$QVFKZHLIODQVFKHQPVVHQGLH6FKZHLQDKWWLHIHXQGGHU)ODQVFKW\SQDFK
SU(1 RGHU SU(1 DXVJHZlKOW ZHUGHQ 'LH $XVZDKO GHU 'LFKWXQJ ]% :HUNVWRII XQG
$EPHVVXQJHQ PXVV VR HUIROJHQ GDVV GHU 'LFKWXQJVEHLZHUW XQG GLH )OlFKHQSUHVVXQJ PLW GHQ
$QIRUGHUXQJHQGHU)ODQVFKHXQG6FKUDXEHQEHUHLQVWLPPHQ
$10(5.81*
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6WXPSIVFKZHLYHUELQGXQJHQ
6WXPSIVFKZHLYHUELQGXQJHQPVVHQGHQ$QIRUGHUXQJHQLQYRQ(1HQWVSUHFKHQ
6FKZHLPXIIHQYHUELQGXQJHQ
6FKZHLPXIIHQVWHFNYHUELQGXQJHQPVVHQGHQ$QIRUGHUXQJHQLQHQWVSUHFKHQ
(LQVFKUDXERGHUHLQJHVFKUDXEWHXQGGLFKWJHVFKZHLWH9HUELQGXQJHQ
(LQVFKUDXE RGHU HLQJHVFKUDXEWH XQG GLFKWJHVFKZHLWH 9HUELQGXQJHQ PVVHQ GHQ $QIRUGHUXQJHQ LQ HQWVSUHFKHQ
(1 '
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$OOJHPHLQHV
'LHVHU$EVFKQLWWJLOWIU%DXWHLOHIUGLHNHLQH%HUHFKQXQJVUHJHOQEHVWHKHQXQGEHLGHQHQGLH)HVWLJNHLWGHV
'UXFNWHLOV QLFKW PLW DXVUHLFKHQGHU 6LFKHUKHLW EHUHFKQHW ZHUGHQ NDQQ RGHU ZR HLQH WKHRUHWLVFKH
6SDQQXQJVDQDO\VHXQJHHLJQHWLVW
'LH%DXWHLOHPVVHQGHQLQGHQRGHUEHVFKULHEHQHQ$QIRUGHUXQJHQJHQJHQ
'LHVH$QIRUGHUXQJHQJHOWHQQLFKWIU%DXWHLOHGLHJU|HUHQ]\NOLVFKHQ%HODVWXQJHQDXVJHVHW]WVLQGZLHLQ
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)U DOOH 3UIXQJHQ VLQG 3UISURJUDPPH ]X HUVWHOOHQ XQG GHU ]XU .RQVWUXNWLRQVJHQHKPLJXQJ HLQJHUHLFKWHQ
'RNXPHQWDWLRQEHL]XOHJHQ'LH*HQHKPLJXQJPXVVYRU'XUFKIKUXQJGHU3UIXQJHQYRUOLHJHQ
%HODVWXQJVYHUVXFK]XP(UUHLFKHQYRQ9HUIRUPXQJ
'LHVHV 9HUIDKUHQ GDUI QXU EHL :HUNVWRIIHQ PLW DXVUHLFKHQGHP 9HUIRUPXQJVYHUP|JHQ XQG QXU EHL VROFKHQ
.RQVWUXNWLRQHQDQJHZHQGHWZHUGHQEHLGHQHQ(LQEHXOHQNHLQ.ULWHULXPIUGDV9HUVDJHQLVW
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%DXWHLO PXVV GLH $QEULQJXQJ HLQHU JHQJHQGHQ $Q]DKO YRQ 0HVVVWHOOHQ HUP|JOLFKHQ XP VLFKHU]XVWHOOHQ
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'DV %DXWHLO ZLUG JHSUIW LQGHP GHU :DVVHUGUXFN VR ODQJH DOOPlKOLFK JHVWHLJHUW ZLUG ELV HUVWPDOLJ
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$10(5.81*
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EH]HLFKQHQGLHEHLGHUHUVWHQ'UXFNEHDXIVFKODJXQJGXUFK6SDQQXQJVXPYHUWHLOXQJDQGHQ6WHOOHQDXIWULWWDQGHQHQHLQH
6SDQQXQJVNRQ]HQWUDWLRQJHJHEHQLVW
'HU 9HUVXFK GDUI YRU GHP (UUHLFKHQ YRQ 9HUIRUPXQJ EHHQGHW ZHUGHQ ZHQQ GHU :DVVHUSUIGUXFN HLQHQ
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3UIWHLO ZLUG ELV ]XP 9HUVDJHQ XQWHU 'UXFN JHVHW]W XQG GHU :DVVHUGUXFN EHLP 9HUVDJHQ SURWRNROOLHUW 'HU
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/HEHQVGDXHUHUJHEHQ
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© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
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© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
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© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
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© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
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© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
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DEUTSCHE NORM
Oktober 2001
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten
Teil 4: Betriebsbegleitende Berechnung der Lebensdauererwartung
Deutsche Fassung EN 12952-4:2000
DF
EN 12952-4
ICS 27.040
Water-tube boilers and auxiliary installations –
Part 4: In-service boiler life expectancy calculations;
German version EN 12952-4:2000
Chaudières à tubes d'eau et installations auxiliaires –
Partie 4: Calculs de la durée de vie prévisible des chaudières en service;
Version allemande EN 12952-4:2000
Die Europäische Norm EN 12952-4:2000 hat den Status einer
Deutschen Norm.
Nationales Vorwort
Diese Deutsche Norm enthält die Deutsche Fassung der Europäischen Norm
EN 12952-4:2000 "Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 4: Betriebsbegleitende Berechnung der Lebensdauererwartung".
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die vorliegende Europäische Norm wurde vom CEN/TC 269 "Großwasserraum- und
Wasserrohrkessel" (Sekretariat: Deutschland) erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches
Institut für Normung e. V. ist der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss
GA 269 "Dampfkessel" des Normenausschusses Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Für den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine
Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils
neueste gültige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.
Für den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm.
Fortsetzung 18 Seiten EN
Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD)
im DIN Deutsches Institut für Normung e. V.
© DIN Deutsches Institut für Normung e.V. · Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise,
nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin, gestattet.
Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
Ref. Nr. DIN EN 12952-4:2001-10
Preisgr. 12
Vertr.-Nr. 2312
EUROPÄISCHE NORM
EN 12952-4
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
Februar 2000
ICS 27.040
Deutsche Fassung
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten
Teil 4: Betriebsbegleitende Berechnung der Lebensdauererwartung
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Water-tube boilers and auxiliary installations —
Part 4: In-service boiler life expectancy calculations
Chaudières à tubes d'eau et installations
auxiliaires —
Partie 4: Calculs de la durée de vie prévisible des
chaudières en service
Diese Europäische Norm wurde von CEN am 24. Dezember 1999 angenommen.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der
die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europäischen Norm ohne jede
Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist.
Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage
erhältlich.
Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener
Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland,
Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Niederlande,
Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, der Tschechischen Republik
und dem Vereinigten Königreich.
CEN
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
European Committee for Standardization
Comité Européen de Normalisation
Zentralsekretariat: rue de Stassart 36, B-1050 Brüssel
© 2000 CEN – Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 12952-4:2000 D
Seite 2
EN 12952-4:2000
Inhalt
Seite
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Vorwort
.........................................................................
3
..........................................................
4
.......................................................
4
....................................................................
4
.....................................................
4
.................................................................
4
...............................................................
4
1
Anwendungsbereich
2
Normative Verweisungen
3
Begriffe
4
Symbole und Abkürzungen
5
Allgemeines
6
Berechnungen
Anhang A (informativ) Berechnung der Kriecherschöpfung im Betrieb
.....
A.1 Allgemeines
............................................
A.2 Symbole und Abkürzungen
.................................
A.3 Berechnung der Lebensdauer und der Kriecherschöpfung im Betrieb
..
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5
5
5
5
Anhang B (informativ) Berechnung der Ermüdung im Betrieb
B.1 Anwendungsbereich
..........................
B.2 Symbole und Abkürzungen
.....................
B.3 Berechnung der Spannung im Hinblick auf die Ermüdung
B.4 Erkennung der Extremwerte der Spannung . . . . . . . . . .
B.5 Erkennung von Lastwechseln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
B.6 Restextremwertfolge (RSE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
B.7 Begrenzung der Anzahl der Restextremwerte . . . . . . . .
B.8 Klassifizierung von Lastwechseln . . . . . . . . . . . . . . . . .
B.9 Berechnung der Ermüdungsschädigung . . . . . . . . . . . .
B.10 Genauigkeit und Plausibilität der Messwerte . . . . . . . . .
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Literaturhinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
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Seite 3
EN 12952-4:2000
Vorwort
Diese Europäische Norm wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 269 "Großwasserraum-Kessel und WasserrohrKessel" erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird.
Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung eines
identischen Textes oder durch Anerkennung bis August 2000, und etwaige entgegenstehende nationale Normen
müssen bis August 2000 zurückgezogen werden.
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Länder
gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich,
Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz,
Spanien, die Tschechische Republik und das Vereinigte Königreich.
Dieses Dokument ist derzeit zur formellen Abstimmung vorgelegt.
Diese Europäische Norm wurde unter einem Mandat erarbeitet, das die Europäische Kommission und die Europäische Freihandelszone dem CEN erteilt haben, und unterstützt grundlegende Anforderungen der EU-Richtlinien.
© DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Leitfaden Druckgerätesicherheit in Europa - Normen für Dampfkesselanlagen
Die Norm über Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten besteht aus folgenden Teilen:
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
Teil
1: Allgemeines
2: Werkstoffe für drucktragende Kesselteile und Zubehör
3: Konstruktion und Berechnung für drucktragende Teile
4: Betriebsbegleitende Berechnung der Lebensdauererwartung
5: Verarbeitung und Bauausführung für drucktragende Kesselteile
6: Prüfung während der Fertigung; Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile
7: Anforderungen an die Ausrüstung für den Kessel
8: Anforderungen an Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe für den Kessel
9: Anforderungen an Staubfeuerungsanlagen für den Kessel
10: Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen gegen Überdruck
11: Anforderungen an Begrenzungseinrichtungen sowie Sicherheitsstromkreise für den Kessel und Zubehör
12: Anforderungen an die Speise- und Kesselwasserqualität
13: Anforderungen an Rauchgasreinigungsanlagen
14: Anforderungen an Rauchgas-DENOX-Anlagen
15: Abnahmeversuche
16: Anforderungen an Rost- und Wirbelschichtfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe für den Kessel
Obwohl alle Teile der Norm einzeln zu erwerben sind, sollte bedacht werden, dass die Teile voneinander abhängig
sind. Deshalb werden für Konstruktion und Herstellung der Kessel mehrere Teile benötigt, um die Anforderungen
der Norm zu erfüllen.
Die Anhänge A und B dieser Europäischen Norm sind informativ.
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EN 12952-4:2000
1 Anwendungsbereich
Dieser Teil der Europäischen Norm gilt für Wasserrohrkessel wie in EN 12952-1 definiert.
Dieser Teil beschreibt Verfahren zur Berechnung der Kriech- und/oder Ermüdungsschädigung von Kesselkomponenten während des Betriebes. Diese Berechnungen sind nicht vom Hersteller auszuführen als Teil seiner
Verantwortlichkeiten innerhalb dieser Norm.
2 Normative Verweisungen
Diese Europäische Norm enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind
nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen dieser
Publikationen nur zu dieser Europäischen Norm, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung eingearbeitet sind. Bei
undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschließlich
Änderungen).
EN 12952-1, Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 1: Allgemeines.
EN 12952-3, Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten – Teil 3: Konstruktion und Berechnung für drucktragende
Teile.
3 Begriffe
Für die Anwendung dieser Norm gelten die Begriffe von EN 12952-1.
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4 Symbole und Abkürzungen
Für die Anwendung dieser Norm gelten die in EN 12952-1, Tabelle 4-1 angegebenen Symbole und Abkürzungen.
5 Allgemeines
Bei den Berechnungen wird die Umkehrung der Auslegungsgleichungen erforderlich. Dort ist die gemessene
(tatsächliche) Wanddicke der Komponenten einzusetzen. Jede Wanddickenverschwächung infolge Korrosion oder
Errosion während der Betriebszeit ist in Rechnung zu stellen, siehe 5.7 in EN 12952-3.
Die Betriebstemperatur, der Betriebsdruck und insbesondere die Größe von Lastwechseln weichen häufig von den
Annahmen ab, die der Auslegung zugrunde lagen. Infolgedessen können diese Berechnungen dazu beitragen, einen
unerwartet frühen Ausfall von Bauteilen zu vermeiden. Die Ergebnisse können als Entscheidungshilfe dienen, eine
Komponente im Hinblick auf Ermüdungsrisse oder Kriechporen durch die Abdruck- oder irgendeine andere geeignete
Methode zu inspizieren.
ANMERKUNG In einigen Fällen werden beide Einflüsse gleichzeitig erheblich sein. Es ist im allgemeinen ebenfalls konservativ,
die Kriech- und die Ermüdungsschädigung einfach zu addieren. Falls notwendig können genauere Verfahren benutzt werden
(siehe [1] PD6539 veröffentlicht durch British Standardization Institute, London, UK). Bauteile müssen somit nicht unbedingt
ausgetauscht werden, wenn die berechnete Gesamterschöpfung den Wert von 1 überschreitet.
Die am höchsten beanspruchten Komponenten (mit der voraussichtlich kürzesten Lebensdauer) sollen gegebenenfalls zum Zweck einer Anzeige gewählt werden.
6 Berechnungen
Anhang A beschreibt die Berechnung der Kriechschädigung. Anhang B beschreibt die Berechnung der Ermüdungsschädigung.
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EN 12952-4:2000
Anhang A (informativ)
Berechnung der Kriecherschöpfung im Betrieb
A.1 Allgemeines
Dieser Anhang beschreibt ein Verfahren zur Berechnung der Kriecherschöpfung von Kessel- und Hauptbauteilen
während des Betriebes. Es basiert auf gemessenen Werten für Druck und Temperatur. Daraus können die aktuelle
Primärspannung und die voraussichtliche Lebensdauer unter diesen Bedingungen berechnet werden.
Die bei der Auslegung zugrunde gelegte Lebensdauer ist nicht notwendigerweise gleich der Lebensdauer im Betrieb.
Es ist deshalb nützlich, zu verschiedenen Zeitpunkten Vorausberechnungen über die zu erwartende Restlebensdauer durchzuführen.
A.2 Symbole und Abkürzungen
In Ergänzung der in EN 12952-1, Tabelle 4-1, aufgeführten Symbole gelten die in Tabelle A.2-1 enthaltenen
Symbole.
Tabelle A.2-1: Symbole
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Symbol
Beschreibung
Einheit
fop
Membranspannung bei Betriebsbedingungen
N/mm2
Top
Betriebszeit bei Betriebsbedingungen
h
Tal
Theoretische Lebensdauer bis zum Kriechbruch
h
Dc
Kriecherschöpfung
–
A.3 Berechnung der Lebensdauer und der Kriecherschöpfung im Betrieb
A.3.1 Allgemeines
Die Berechnung der Kriecherschöpfung ist eine Methode, die rückblickend frühere Betriebsweisen bewertet. Sie wird
für hochbeanspruchte Bauteile auf der Basis der gemessenen Betriebstemperaturen und Betriebsüberdrücke
durchgeführt.
Zur Begrenzung der Anzahl der hierbei erforderlichen Berechnungen und zur übersichtlicheren Darstellung der
Ergebnisse sind der Druck- und der Temperaturbereich, in denen das Bauteil betrieben wurde, in Klassen einzuteilen.
Die Membranspannung fop an der am höchsten beanspruchten Stelle des Bauteiles ist durch Umstellung der
Auslegungsgleichungen zu bestimmen, und zwar für den mittleren Druck einer jeden Druckklasse. Wenn der Druck
während des Betriebes nicht laufend gemessen wird und mithin auf eine Einteilung in Druckklassen verzichtet wird,
kann konservativ der Betriebsdruck für 100 % Last eingesetzt werden. Soweit bekannt, kann die geringste
gemessene Wanddicke eingesetzt werden. Falls diese nicht gemessen wurde, ist die garantierte Mindestwanddicke
des gelieferten Rohlings einzusetzen.
Die theoretische Lebensdauer Tal ist für jede Klasse Temperatur/Druck zu berechnen. Entsprechend Bild A.3-1 wird
sie bestimmt als Schnittpunkt der Linie der Spannung fop mit der unteren Grenze der Streubandbreite der Zeitstandfestigkeit (= 0,8 Rm T tc) bei der mittleren Temperatur einer jeden Temperaturklasse.
Die anteilige Kriecherschöpfung ∆Dci k für jede Temperatur/Druck Klasse ergibt sich aus der in der Klasse aufgelaufenen Betriebszeit Top dividiert durch die theoretische Lebensdauer Tal in dieser Klasse.
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EN 12952-4:2000
Legende
a
lg (Rm)
b
lg (T), h
Bild A.3-1: Diagramm für die Bestimmung von Tal
Die Betriebszeiten sind in den Temperatur- und Druckklassen aufzusummieren. Bei dieser Klassierung sind
Zuschläge für Messunsicherheiten sowie für Schieflagen bei der Temperatur zu berücksichtigen.
Der Erschöpfungsanteil aus einer Klasse ist dann
Top
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∆Dci k
Tal
(A.3-1)
Die Kriecherschöpfung Dc während der Berechnungszeitspanne ist mittels der linearen Schadensakkumulationshypothese zu bestimmen, indem die Werte ∆Dci k für alle Temperatur- und gegebenenfalls Druckklassen wie folgt
aufsummiert werden:
Dc
ΣΣ ∆Dci k
i k
(A.3-2)
A.3.2 Kontinuierliche Datenspeicherung im Computer
Im Falle laufender Abspeicherung durch ein Datenverarbeitungssystem kann auf eine Einteilung in Klassen
verzichtet werden. Dann ist die Bestimmung der theoretischen Lebensdauer Tal nicht mit den Werten für Druck und
Temperatur in den Klassenmitten, sondern laufend unmittelbar mit den Messwerten einschließlich der o. g.
Zuschläge durchzuführen. Der Erschöpfungszuwachs für eine Messzeit ergibt sich dann aus dieser Zeitdauer,
während der diese Werte gemessen wurden, dividiert durch die theoretische Lebensdauer (siehe Tabellen A.3-1 und
A.3-2).
Das benutzte Programm soll es ermöglichen, die Ergebnisse dieser Berechnungen zumindest stichprobenartig
nachzuvollziehen.
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EN 12952-4:2000
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Tabelle A.3-1: Berechnung der Kriechschädigung im Betrieb (Auslegungs- und Betriebsdaten)
Betreiber und Kesselanlage:
Kraftwerk:
Kessel:
Herstellnummer:
Baujahr:
XY
XY
3
12345
1999
Zulässiger Betriebsdruck:
Frischdampftemperatur:
Dampfleistung:
HP: 84 bar
HP: 525 °C
128 t/h
Zwischenüberhitzer – bar
Zwischenüberhitzer – °C
1
2
3
4
Nr
Bauteil
Werkstoff; Stahlgruppe
a
b
5
d
6
c
7
8
9
10
11
12
13
es
ers
pc
to
tc
fan
Tal
mm
21,0
bar
75,5
°C
525
°C
530
N/mm2
48,7
103h
208
mm
292,0
o
mm
24,0
1 Frischdampfleitung
13 CrMo 44; 5.1
m
A
B
2 Überhitzer 2-Verteiler
13 CrMo 44; 5.1
n
A
B
419,0
o
39,0
39,0
75,5
510
525
56,3
186
3 Überhitzer 2-Austrittsleitung
13 CrMo 44; 5.1
n
A
B
241,0
o
17,5
17,5
75,5
510
525
48,2
304
4 Überhitzer 2-Sammler
16 CrMo 44; 5.1
n
A
B
250,0
i
20,0
28,0
75,5
510
525
47,1
329
7 Formstück an der Messstelle
20 Mo 3; 1.2
m
A
B
225,0
i
28,0
20,0
80,4
460
465
86,6
> 500
11 Überhitzer 1-Austrittsleitung
16 Mo 3; 1.1
n
A
B
241,0
o
14,0
14,0
80,4
460
475
65,2
> 500
12 Überhitzer 1-Sammler
20 Mo 3; 1.2
n
A
B
250,0
i
22,0
22,0
80,4
460
475
67,0
> 500
a
Spalte 3: Temperaturzuschläge entsprechend Tabelle 6.1-1 in EN 12953-3
m
n
b
c
unbeheizt = durchmischt oder geregelt (+ 5 °C)
unbeheizt (+ 15 °C)
Spalte 4: A
B
Nenn- oder Auslegungswerte
Betriebs- oder tatsächliche Werte
Spalte 6: i
o
Innerer Durchmesser
Äußerer Durchmesser
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EN 12952-4:2000
Tabelle A.3-2: Berechnung der Kriechschädigung im Betrieb (Auslegungs- und Betriebsdaten)
Betreiber und Kesselanlage:
Kraftwerk:
Kessel:
Herstellnummer:
Bauteil:
Inbetriebnahme:
Werkstoff:
Vollastarbeitsdruck pc:
Mittlere Wandtemperatur tc:
Spannung bei pc:
Berechnungszeitspanne:
1
KlassenNummer
2
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3
Betriebstemperatur
am Austritt des Bauteils
von
1
2
3
4
5
XY
XY
6
12345
Verbindungsleitung zwischen Überhitzer 1 und Überhitzer 2 ∅ 90×8
1999
Stahlgruppe 5.1 (13 CrMo 44)
100 bar
513 °C
57,5 N/mm2
von
bis
500
510
515
520
to
bis
°C
< 500
510
515
520
525
4
Betriebs- Berechnungsdruck
temperatur
pc
tc
bar
100
100
100
100
100
°C
515
520
527.5
532.5
537.5
5
6
7
Lebensdauer
KriechBetriebszeit
bei mittlerer
erschöpfung
in der Klasse
Wandtemperatur
in der Klasse
Tal
Top
∆D c
mittel
< 500
505
512.5
517.5
522.5
103 h
430
260
162
106
80
Summe in der
Berechnungszeitspanne
Summe aus
früheren
Berechnungszeiten
Insgesamt
h
1 250
820
6 800
5 760
610
%
0,29
0,31
4,20
5,45
0,76
15 240
11,01
20 000
14,00
35 240
25,01
Anhang B (informativ)
Berechnung der Ermüdung im Betrieb
B.1 Allgemeines
Dieser Anhang beschreibt ein Verfahren zur Berechnung der Niedriglastwechselermüdung von Kesselbauteilen
während des Betriebes. Es basiert auf gemessenen Werten von Temperatur, Temperaturdifferenz, Druck, Dehnung,
Verformung usw., aus denen die aktuelle Spannung bestimmt werden kann.
Wenn diese Analyse ausgeführt werden soll, ist ein computergesteuertes Datenerfassungssystem unverzichtbar.
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EN 12952-4:2000
B.2 Symbole und Abkürzungen
Zusätzlich zu den Formelzeichen in Tabelle 4-1 von EN 12952-1 und 13.2 und B.3 von EN 12952-3 sind die
Formelzeichen und Abkürzungen in Tabelle B.2-1 zu benutzen.
Tabelle B.2-1: Symbole und Abkürzungen
Symbol
Beschreibung
Einheit
ε
σ
σ1, σ2, ...
Dehnung
–
Spannung
N/mm2
Chronologisch aufeinanderfolgende Werte σ
N/mm2
x
Relative Extremwerte der Spannung (Maximum oder Minimum)
N/mm2
x1, x2 ...
Chronologisch aufeinanderfolgende Werte x
(müssen abwechselnd Maxima und Minima sein)
Obergrenze der Spannungsschwingbreite, die noch keine Ermüdung verursacht
(elastische Spannungssschwingbreite ≈ 190 N/mm2, abhängig
von Material und Temperatur)
Boolesche Größe:
LC = "wahr": Es liegt ein Lastwechsel vor.
LC = "falsch": Es liegt kein Lastwechsel vor.
N/mm2
∆x e
LC
N/mm2
–
B.3 Berechnung der Spannung im Hinblick auf die Ermüdung
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B.3.1 Allgemeines
Ermüdung ist eine Erscheinung des Materialversagens, das infolge wiederholter Änderung der Spannung auftritt.
Daher muss die aktuelle Spannung hochbeanspruchter Stellen der Kesselbauteile, an denen Ermüdung erwartet
wird, laufend in kurzen Zeitabständen bestimmt werden (z. B. in Intervallen von 1 min), und zwar aufgrund
gemessener Werte des Druckes p, der Temperaturdifferenz ∆t usw., so dass relative Maxima und Minima mit
ausreichender Genauigkeit bestimmt werden können.
B.3.2 Zylindrische oder kugelförmige Bauteile
Entsprechend zu 13.4 von EN 12952-3 ist die aktuelle Spannung am inneren Lochrand eines zylindrischen Bauteiles
σ
αm
dms
2ems
p
αt
β Lt Et
1 - ν
∆t
(B-1)
∆t
(B-2)
und für ein kugeliges Bauteil
σ
αm
ANMERKUNG
festgelegt.
dms
2ems
p
αt
β Lt Et
1 - ν
Die Wandtemperaturdifferenz ∆t ist negativ, wenn die Temperatur gesteigert wird. ∆t ist in 13.2 von EN 12952-3
B.3.3 Andere Bauformen
Die Berechnung der Spannung muss nach Anhang B von EN 12952-3 sowie den darin angegebenen Kerbfaktoren
erfolgen.
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B.4 Erkennung der Extremwerte der Spannung
B.4.1 Allgemeines
Die Niedriglastwechselermüdung, die nach diesem Anhang berechnet wird, ist nicht abhängig von der Haltezeit der
Spannung oder der Zeit zwischen zwei Extremwerten der Spannung. Diese Effekte dürfen vernachlässigt werden.
Dadurch ist es ausreichend, für diese Berechnungen nur die relativen Extremwerte der Spannung in ihrer zeitlichen
Folge herauszufiltern und abzuspeichern. Dies ist ein sehr effektives Verfahren der Datenreduzierung. Hierzu ist es
jedoch notwendig, die Spannung laufend aus gemessenen Werten zu berechnen. Nach jeder Messung und
Spannungsberechnung kann aus den letzten drei Werten σ1, σ2, σ3 festgestellt werden, ob der vorletzte Wert σ2 ein
relatives Extremum war. Wenn der Boolesche Ausdruck
(σ1 < σ2 und σ3 < σ2) oder (σ1 > σ2 und σ3 > σ2)
(B-3)
"wahr" ist, dann ist σ2 ein relatives Maximum oder ein relatives Minimum der Vergleichsspannung und kann in der
Folge der Extremwerte xi abgespeichert werden.
B.4.2 Speicherung der Extremwerte
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Für die spätere Auswertung der Extremwertfolge ist es notwendig, auch die aktuell gemessene (oder anders
bestimmte) Temperatur des Werkstoffes abzuspeichern, so dass die maßgebende Temperatur des zugehörigen
Lastwechsels bestimmt werden kann. Ferner hat es sich als nützlich erwiesen, auch die Messwerte für den
Betriebsdruck und die Temperaturdifferenz bei den Extremwerten sowie das Datum und die Uhrzeit abzuspeichern.
Diese Daten können bei der Klärung nicht plausibler Ergebnisse helfen. Die Anzahl der Extremwerte, die je Tag oder
je Woche auftreten, ist abhängig von der Betriebsweise (Grund- oder Spitzenlast). Ferner kann diese Anzahl für
verschiedene Bauteile unterschiedlich sein.
ANMERKUNG Ein Einspritzkühler kann fünf oder mehr große Lastwechsel in einer Stunde erleiden. Ein Heißdampfsammler des
gleichen Kessels kann gleichzeitig weniger als einen Lastwechsel je Tag erfahren. Entsprechende Speicherkapazität sollte
deshalb installiert werden.
B.4.3 Löschen von Extremwerten, die zu kleinen Lastwechseln gehören
Wenn ein Kessel bei konstanter Last betrieben wird, kann eine große Anzahl relativer Extremwerte als Folge kleiner
Schwankungen und der Messwertstreuung auftreten. Solche Schwankungen verursachen keine Ermüdung und die
zugehörigen Extremwerte können aus der Folge der Extremwerte gelöscht werden. Wenn das letzte Extremum
zwischen den Werten des vorletzten und des vorvorletzten liegt und wenn die Differenz zwischen dem vorletzten und
dem vorvorletzten kleiner ist als die elastische Schwingbreite ∆xe, dann kann das letzte Extremum und das vorletzte
Extremum aus der Folge gelöscht werden. Mathematisch ausgedrückt:
Wenn der Boolesche Ausdruck
{(x1 < x2 und x1 ≥ x3) oder (x1 > x2 und x1 ≤ x3)} und {|x2
x3| ≤ ∆xe}
(B-4)
"wahr" ist, dann können die Extremwerte x1 und x2 aus der Folge gelöscht werden. Dies ist ebenfalls ein sehr
effektives Verfahren zur Datenreduzierung.
B.5 Erkennung von Lastwechseln
Die Lastwechselzählung muss grundsätzlich nach der "Range-Pair-Methode"1) erfolgen (siehe [2], [3]). Nach diesem
Verfahren hat ein Lastwechsel stattgefunden, wenn im Spannungs-Dehnungsdiagramm eine Hystereseschleife
geschlossen wird (siehe Bild B-1).
1
) Das Rain-Flow-Lastwechselzählverfahren basiert auf diesem Verfahren und kann ebenfalls benutzt werden, siehe
Bild B-5.
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Legende
a
Dehnung
b
1 Block
Bild B-1: Spannungs-Dehnungs-Verhalten nach Dowling [2]
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Inwieweit ein Lastwechsel stattgefunden hat, kann aus der Reihenfolge aller relativen Extrema bestimmt werden:
Wenn eine Dehnungsänderung (oder ebensogut eine Spannungsänderung) von einer kleineren Änderung in
umgekehrter Richtung unterbrochen wird, so wird diese kleinere Änderung eine geschlossene Hystereseschleife im
Spannungs-Dehnungs-Diagramm bewirken. Die beiden beteiligten Extrema bilden einen Lastwechsel (siehe
Bild B-2):
Legende
a
Kaltstart
b
Lastabsenkung
c
Abschalten
Bild B-2: Spannungs-Dehnungs-Verhalten und Lastwechselzählung schematisch
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EN 12952-4:2000
Das Verfahren zur Lastwechselerkennung aus der Folge aller relativen Extrema lässt sich mathematisch darstellen:
Alle Gruppen von vier aufeinanderfolgenden relativen Extrema x1, x2, x3, x4 werden mittels des Booleschen Ausdruckes
(x4 > x3 und x1 ≤ x3 und x2 ≤ x4) oder (x4 < x3 und x1 ≥ x3 und x2 ≥ x4)
(B-5)
untersucht (siehe Bild B-3).
Falls der Ausdruck "wahr" ist, so bilden die beiden Extrema x2 und x3 einen Lastwechsel, der nach B.8 klassiert und
im Feld der klassierten Lastwechsel aufaddiert wird (siehe Bild B-7). Lastwechsel mit einer kleineren Schwingbreite
als der elastischen ∆xe ≈ 190 N/mm2 brauchen nicht aufaddiert werden. Die zu einem aufgefundenen (und
aufaddierten) Lastwechsel gehörigen Extremwerte x2 und x3 sind aus der chronologischen Folge der Extremwerte
zu streichen.
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LC = (x4 > x3 und x1 ≤ x3 und x2 ≤ x4) oder (x4 < x3 und x1 ≥ x3 und x2 ≥ x4)
Bild B-3: Kriterium für einen Lastwechsel mit einer Schwingbreite ∆f = |x2
beim Range-Pair- und beim Rain-Flow-Verfahren
x3|
Der Vorgang der Lastwechselerkennung, Klassierung und Streichung der zugehörigen Extremwerte ist zu
wiederholen, bis in der gesamten Folge der Extremwerte keine weiteren Lastwechsel mehr zu finden sind (siehe
Bild B-4).
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Legende
a
Vorherige Restextremwertfolge
b
Neue Extremwerte
c
Neue Restextremwertfolge
Bild B-4: Beispiel für Lastwechselzählung
B.6 Restextremwertfolge (RSE)
Eine Folge, die keine geschlossenen Lastwechsel mehr enthält, wird "Restextremwertfolge" (RSE) genannt. Eine
RSE besteht immer aus einer Schwingung mit einer ansteigenden Amplitude1), gefolgt von einer Schwingung mit
kleiner werdenden Amplitude. Die RSE darf nicht gelöscht werden, sondern muss bei späteren Lastwechselzählungen in Rechnung gestellt werden, wie in Bild B-4 dargestellt. Wenn die Lastwechselzählung laufend während des
Betriebes ausgeführt wird, braucht nur die aktuelle RSE gespeichert bleiben.
Die Ermüdung, die von der RSE verursacht wird, kann nicht in gleicher Weise berechnet werden wie die der
aufgefundenen Lastwechsel. Es gibt jedoch verschiedene Möglichkeiten zur Abschätzung:
a) Die RSE wird bei der Ermüdungsberechnung vernächlässigt. Übrig bleibt dann das reine Range-Pair-Verfahren entsprechend Bild B-3 und B-4.
b) Die Änderungen von Extremwert zu Extremwert werden als halbe Lastwechsel gezählt und die Änderung
zwischen dem größten Maximum und dem kleinsten Minimum wird als kompletter Lastwechsel gezählt. Dies ist
das Rain-Flow-Verfahren (siehe Bild B-5).
1
) Es lässt sich zeigen, dass die relativen Extrema im ersten Teil der RSE mit der ansteigenden Amplitude niemals
als Teil eines Lastwechsels erkannt werden können. Nur die Extremwerte im zweiten Teil, mit der abnehmenden
Amplitude einschließlich dem größten Maximum und dem kleinsten Minimum in der Mitte der RSE können Teil
eines künftigen Lastwechsels sein.
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c) Es wird angenommen, dass die RSE die Unterbrechung einer sehr großen Änderung ist, die jedoch selbst
nicht in Rechnung gestellt wird. In diesem Falle kann die RSE mit dem Range-Pair-Verfahren behandelt werden.
Ferner kann die Lastwechselzählung nach Bild B-6 vereinfacht werden. In diesem Fall enthält die RSE nur noch
die Schwingung mit abnehmender Amplitude. Dies ist eine wünschenswerte Datenreduzierung. Das Verfahren
wird abgesichert durch die Erkenntnis, dass der erste Teil der RSE mit der ansteigenden Amplitude durch
spätere Lastwechselerkennungen nicht beeinflusst werden kann.
d) Beginnend mit der größten Schwingbreite in der RSE werden die vorausgegangenen und die folgenden Paare
von Extremwerten (je ein Minimum und je ein Maximum) als Lastwechsel gezählt.
e) Die größte Schwingbreite wird als Lastwechsel gezählt und die zugehörigen Extremwerte gelöscht. Dann wird
wiederum aus der restlichen Folge die größte Differenz als Lastwechsel gezählt usw. Die ursprüngliche RSE
muss hierbei allerdings gespeichert bleiben, so dass sie für spätere Lastwechselzählungen zur Verfügung steht.
Alle diese Möglichkeiten sind in Bild B-5 dargestellt. In allen Fällen wurde die gleiche RSE verwendet. Die Anzahl
und Größe der Extremwerte darin ist realistisch. Für einen Werkstoff mit einer Streckgrenze von 200 N/mm2, einer
Bruchfestigkeit von 500 N/mm2 und bei einer Temperatur von 400 °C ergeben die verschiedenen Methoden bei
diesem Beispiel die folgenden Ermüdungsschäden aus der RSE in Tabelle B.6-1.
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Tabelle B.6-1: Ermüdungswerte
Methode
Ermüdung (Anteil der Lebensdauer)
%
a)
0,000
b)
0,268
c)
0,200
d)
0,188
e)
0,212
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Methode
b)
c)
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d)
e)
Bild B-5: Möglichkeiten zur Abschätzung der Ermüdung aus der "Restextremwertfolge" (RSE)
LC = (x3 > x2 und x3 > x1) oder (x3 < x2 und x3 < x1)
Bild B-6: Kriterium für Lastwechselzählung bei Anwendung der Methode c)
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EN 12952-4:2000
B.7 Begrenzung der Anzahl der Restextremwerte
Wenn das beschriebene Verfahren zur Lastwechselzählung angewendet wird, ist die Anzahl der Restextremwerte
nicht begrenzt, weil die Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Maxima und die Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Minima beliebig klein sein kann. Für die Lastwechselzählung ist jedoch eine begrenzte Länge der
RSE wünschenswert.
Eine Möglichkeit ist es, die Länge der RSE beispielsweise auf 20 Extrema zu begrenzen. Wenn das 21. Extremum
aufgefunden wird, wird die geringste Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Maxima oder zwei
aufeinanderfolgenden Minima in der RSE gesucht. Ein Maximum und ein Minimum an dieser Stelle wird dann als
Lastwechsel gezählt und die beteiligten beiden Extrema aus der RSE gelöscht. Auf diese Weise entsteht freier Platz
für zwei neue Extrema. Die praktische Erfahrung hat gezeigt, dass die Anzahl der Extrema meistens bei 10 liegt.
Mehr als 20 Extrema wurden nicht beobachtet, wenn das Lastwechselzählverfahren c) und Bild B-6 entspricht und
Extremwerte, die zu Lastwechseln unter dem elastischen Bereich von etwa 190 N/mm2 gehören, nicht in der RSE
gespeichert werden.
B.8 Klassifizierung von Lastwechseln
Die aufgefundenen Lastwechsel sind in Klassen der Spannungsschwingbreite 2fa und der Zyklustemperatur t* nach
Tabelle B.8-1 aufzuaddieren (die Klassengrenzen hierin sind nur ein Beispiel).
Die Spannungsschwingbreite 2fva (siehe Anhang B von EN 12952-3, Gleichungen (B-2) und (B-5)) ist
2fva = |x2
x3|
(B-6)
Die Berechnung für 2fa aus 2fva erfolgt nach Anhang B von EN 12952-3.
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Die maßgebende Temperatur für einen Lastwechsel ist zu berechnen mittels
t* = 0,75 Max {t(x2), t(x3)} + 0,25 Min {t(x2), t(x3)}
wobei t(xi) die Werkstofftemperatur ist, die zur gleichen Zeit wie der Extremwert xi gemessen wurde.
(B-7)
Seite 17
EN 12952-4:2000
Tabelle B.8-1: Beispiel für Ermüdungsberechnung aus klassierten Lastwechseln
Betreiber und Kesselanlage: XY
Kraftwerk:
XY
Kessel:
4
Herstellnummer:
12345
Bauteil:
Zwischenüberhitzer Sammler
Werkstoff:
Stahlgruppe 5.2 (10 CrMo 9 10)
Betriebsdruck:
5,35 N/mm2
Betriebstemperatur:
521 °C
Betriebsspannung:
36,6 N/mm2
Äußerer Durchmesser:
660 mm
Wanddicke:
45 mm
Berechnung bei arithmetischer Klassenmitte
Datum:
31.03.99
2fa
t*
°C
2
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N/mm
≥ 190
< 300
≥ 300
< 390
≥ 390
< 460
≥ 460
< 510
≥ 510
< 540
≥ 540
< 560
≥ 560
< 580
≥ 580
DFk
n1k
N1k
n2k
N2k
n3k
N3k
n4k
N4k
n5k
N5k
n6k
N6k
n7k
N7k
n8k
N8k
Σ
i
ni k
Ni k
Σ DFk
k
≥0
< 100
3
1,0×109
5
912 000
2
233 000
0
119 000
0
82 600
0
67 500
0
58 100
0
50 400
≥ 100
< 200
25
3,3×108
12
639 000
4
167 000
1
86 600
0
60 400
0
49 500
0
42 600
0
37 000
≥ 200
< 300
333
8,0×107
91
406 000
51
111 000
12
58 000
10
40 700
4
33 400
1
28 900
0
25 100
≥ 300
< 400
912
2,0×107
435
224 000
270
61 900
150
34 500
96
24 400
66
20 200
35
17 500
11
15 300
≥ 400
< 500
1803
4,0×106
410
99 400
295
31 400
245
17 200
215
12 400
150
10 300
123
8 960
51
7 660
≥ 500
617
584 000
51
31 600
25
11 400
24
6 570
48
4 860
61
4 100
80
3 610
18
3 200
0,0014 %
0,0054 %
0,1292 %
2,0505 %
8,0315 %
6,1030 %
16,324 %
Seite 18
EN 12952-4:2000
B.9 Berechnung der Ermüdungsschädigung
Die Ermüdung aus jeder Klasse i,k von Lastwechseln ist
∆DFi k = ni k/Ni k
(B-8)
Dabei ist
ni k gezählte Anzahl von Lastwechseln in der Klasse i,k
Ni k Lastwechselzahl bis zum Anriss in der Klasse i,k.
Ni k ist entsprechend Bild B-9 in Anhang B von EN 12952-3 zu berechnen. Die Werte für 2fa und t* können mittlere
Werte zwischen den Klassengrenzen sein. Die Art der Mittelung (arithmetisch oder logarithmisch) ist auf dem
Berechnungsblatt zu vermerken.
Die gesamte Ermüdungsschädigung ist dann
DF
DF RSE
i
k
∆ DFi k
(B-9)
Hierin ist DF RSE die Ermüdungsschädigung, die durch die RSE verursacht wird.
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B.10 Genauigkeit und Plausibilität der Messwerte
Die Genauigkeit der Messung des Druckes, der Wandtemperaturdifferenz und anderer Größen, die direkt
proportional zur Spannung sind, muss innerhalb von 3 % liegen. Die Messung der Temperaturdifferenz ist besonders
kritisch. Die Messausrüstung muss mit einer garantierten Genauigkeit bestellt werden. Es können jedoch darüber
hinaus Fehler bei der Temperaturmessung auftreten. Ein ausgezeichneter Wärmekontakt zwischen Material und
Spitze des Thermoelementes ist erforderlich. Wenn die Wandtemperaturdifferenz nicht mit zufriedenstellender
Genauigkeit gemessen werden kann, sollte sie rechnerisch direkt aus der Folge der gemessenen Temperaturen
bestimmt werden. Die Temperatur selbst hat nur einen geringen Einfluss auf das Ergebnis der Ermüdungsberechnungen. Eine Genauigkeit von 10 K ist hier ausreichend.
Die Plausibilität gemessener Werte, die für die Ermüdungsberechnung mit automatischen, rechnergesteuerten
Anlagen benutzt werden, muss laufend geprüft werden. Die einfachste Methode besteht darin, Grenzwerte festzulegen und Grenzen für die Transienten. Soweit dies möglich ist, sollte jedoch besser laufend ein Vergleich mit anderen
Messwerten erfolgen.
Literaturhinweise
[1] PD 6539 Guide to methods for the assessment of the influence of crack growth on the significance of defects
in components operating at high temperatures
[2] Dowling, N. E.: Fatigue Life and Inelastic Strain Response under Complex Histories for an Alloy Steel. Journal
of Testing and Evaluation, Vol 1 No. 4, July 1973, pp. 271/87
[3] VdTÜV-Merkblatt Dampfkessel 451-87/1, 05/87, Verlag TÜV Rheinland, Köln 1987
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August 2002
DEUTSCHE NORM
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten
Teil 6: Prüfung während der Fertigung, Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile
Deutsche Fassung EN 12952-6:2002
EN 12952-6
ICS 27.040
Water-tube boilers and auxiliary installations —
Part 6: Inspection during construction, documentation and marking of
pressure parts of the boiler;
German version EN 12952-6:2002
Chaudières à tubes d’eau et installations auxiliaires —
Partie 6: Contrôles pendant la construction, documentation et marquage
des parties sous pression de la chaudière;
Version allemande EN 12952-6:2002
Die Europäische Norm EN 12952-6:2002 hat den Status einer Deutschen Norm.
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Nationales Vorwort
Diese Deutsche Norm enthält die Deutsche Fassung der Europäischen Norm EN 12952-6:2002 „Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten — Teil 6: Prüfung während der Fertigung, Dokumentation und Kennzeichnung für drucktragende Kesselteile“.
Die Europäische Norm wurde vom CEN/TC 269 „Großwasserraum- und Wasserrohrkessel“ erarbeitet.
Der für die deutsche Mitarbeit zuständige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut für Normung e. V. ist
der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss GA 269 „Dampfkessel“ des Normenausschusses
Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD).
Für den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe
des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht
sich die Verweisung auf die jeweils neueste gültige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.
Für den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in
Bezug genommene Ausgabe der Norm.
Fortsetzung 33 Seiten EN
Normenausschuss Rohrleitungen und Dampfkesselanlagen (NARD) im DIN Deutsches Institut für Normung e. V.
© DIN Deutsches Institut für Normung e.V. . Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise,
nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet.
Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
Ref. Nr. DIN EN 12952-6:2002-08
Preisgr. 14
Vertr.-Nr. 2314
EN 12952-6
EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
Mai 2002
ICS 27.040
Deutsche Fassung
Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten
Teil 6: Prüfung während der Fertigung; Dokumentation und Kennzeichnung für
drucktragende Kesselteile
Water-tube boilers and auxiliary installations —
Part 6: Inspection during construction; documentation and
marking of pressure parts of the boiler
Chaudières à tubes d'eau et installations auxiliaires —
Partie 6: Contrôles pendant la construction, documentation
et marquage des parties sous pression de la chaudière
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 15. Mai 2002 angenommen.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen
dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung de