Ein Überblick über die
ZfP in derChemischen Industrie
DGZfP - JahrestagungFürth, 14.-16. Mai 2007V31
Dr.-Ing. Andreas HechtDipl.-Ing. Peter RostAnlagenüberwachung / Werkstofftechnik
Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 2
Chemische Industrie:Verfahrenstechnische Anlagen zurHerstellung unterschiedlichster Produkte
DGZfP-Jahrestagung 2007 - Vortrag 31
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BASF Verbundstandort Ludwigshafen –das größte zusammenhängendeChemieareal der Welt
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Steinsalz
Ca. 8,000 Verkaufsprodukte
Groß-, Grund- und Zwischenprodukte
Rohstoffe
und Zwisd ZCa. 200
ErdgasSchwefelPhosphate Wasser Luft
Erdöl Erze
The „chemis-tree” und was er hervorbringt
Quelle: Daten und Fakten 2004
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Unsichtbarer BeitragSichtbarer Erfolg
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Superabsorber der BASFVom Naphtha zur Babywindel:
Super-absorberNaphtha Propylen Acrylsäure
reinAcrylsäure
roh
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Prüfgegenstände für die ZfP
Flachbodentank
Hochdruck-Reaktor
Kugel zur Flüssiggas-Lagerung
Rohrleitungen
Kolonne
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Wirtschaftlichkeit(keine Stillstände) Sicherheit
Gesetzliche Anforderungen- Europäisch- National
Warum sind Prüfungen an Chemieanlagen erforderlich ?
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Fokus: Druckgeräte (Behälter, Rohrleitungen) Entwurf + Herstellung (europäisch harmonisiert)
EU - Druckgeräterichtlinie (PED)� für die EU-Mitgliedsstaaten verbindlich � Grundlegende Sicherheitsanforderungen� Harmonisierte Normen: z. B. EN 13445-5� Nationale Regelwerke: e.g. AD-2000, CODAP 2000
� An Druckbehältern der Kat. IV werden immer zerstörungsfreie Prüfungen durchgeführt� üblicherweise erfahrungsbasierte Prüfungen
(good-workmanship-criteria)� Einbindung unabhängiger Prüfstellen
� Verantwortung des Herstellers
BetriebHerstellungEntwurf
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Fokus: Druckgeräte (Behälter, Rohrleitungen) Betrieb (nach deutscher Gesetzgebung)
nationale BetrSichV� Festlegung von Prüffristen durch den Betreiber
� max. Werte in BetrSichV (z. B. 5 Jahre)� Zugelassene Überwachungsstellen (ZÜS)� Befähigte Personen (z. B. Betreiber)� Art um Umfang der ZfP werden festgelegt von
Betreiber / ZÜS / Befähigter Person� hängt von der erwarteten Schadensart ab
� Verantwortung des Betreibers
HerstellungEntwurf Betrieb
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Beispiel 1
Rohrbündel - Wärmetauscher Kat. IV
BetriebHerstellungEntwurf
besteht aus� Mantel� 2 Hauben� mindestens 4 Stutzen� 2 Rohrböden� Rohren
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Rohrbündel-Wärmetauscher
ZfP der Erzeugnisformen (beim Lieferanten)
� Entwurf und Werkstoffauswahl durch den Herstellerauf Basis einer Bestellspezifikation vom Betreiber
� Entwurfsprüfung durch Benannte Stelle (PED Art. 12) oder durch Betreiberprüfstelle (PED Art. 14)
� Bestellung der Erzeugnisformen beim Lieferanten� Walzerzeugnisse (z. B. Mantelschüsse)� Schmiedestücke (z. B. Rohrboden)� Rohre: nahtlos oder längsnaht-geschweißt� Flansche, Schrauben, usw.
� ZfP beim Lieferanten gemäß � EN-Normen � Bestellspezifikation (Hersteller / Betreiber)
� Werkstoffzeugnisse & Wareneingangskontrolle(z.B. Werkstoffbestimmung / Verwechslungsprüfung)
BetriebHerstellungEntwurf
Wer legt fest ?
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Rohrbündel-Wärmetauscher
ZfP der Schweißnähte (Mantel, Hauben, Stutzen)
� gemäß Druckgeräterichtlinie (PED)� harmonisierte Norm EN 13445-5� nationale Regelwerke, z.B. AD-2000 HP 5/3� ZfP-Durchführung beim Hersteller� EN-Normen zur ZfP an Schweißnähte� Erfahrungsbasierte Prüfungen üblich� Kriterien zur Gebrauchstauglichkeit
zusätzlich anwendbar
� Verantwortung des Herstellers� Überprüfung ZfP-Ergebnisse durch
Benannte Stelle oder Betreiberprüfstelle
BetriebHerstellungEntwurf
Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 14
Rohrbündel-Wärmetauscher
ZfP der Rohreinschweißungen
Nachweis von Poren (mögliche Leckstellen)� ZfP ist keine Regelwerks- oder
Normenforderung !!!� „Gebrauchstauglichkeits - ZfP“
� vom Betreiber spezifiziert� beim Hersteller durchgeführt� RT
– Isotop– Röntgenröhre
� UT
� Verantwortung des Betreibers
BetriebHerstellungEntwurf
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Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 15
Rohrbündel-Wärmetauscher
Dichtheitsprüfung (LT)
� Nach PED oder harmonisierter Norm nicht erforderlich !
� Druckprüfung � Dichtheitsprüfung !� „Gebrauchstauglichkeits – ZfP“
� Blasenprüfung� Spürgasmethoden (e.g. He)
� Verantwortung für die Dichtheits-prüfung frühzeitig festlegen: � Hersteller oder� Betreiber
-
BetriebHerstellungEntwurf
Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 16
Rohrbündel-Wärmetauscher
Schlußprüfung – Abnahme (Kat. IV, Modul G)
Schlußprüfung� Hersteller
� bringt das CE-Zeichen auf dem Wärmetauscher an� erstellt eine Konformitätserklärung� stellt die technischen Unterlagen bereit
� Benannte Stelle führt die Schlußprüfung durch� Prüfung der technischen Unterlagen
– gültige Personen-Zertifikate– Plausibilität der ZfP-Protokolle– ..........
� Sichtprüfung, Druckprüfung, Überprüfung der Sicherheitseinrichtungen
� erstellt eine Konformitätsbescheinigung
� End-Abnahme durch Betreiber
BetriebHerstellungEntwurf
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Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 17
Rohrbündel-Wärmetauscher
Betriebsprüfungen
Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV)� Prüfung vor Inbetriebnahme� Innere Prüfung mindestens alle 5 Jahre� Innenbesichtigung kann durch
ZfP ersetzt oder ergänzt werden
� Art um Umfang der ZfP hängen von der erwarteten Schadensart ab
� Festlegung durch 1. Betreiber 2. Betreiber und Befähigte Person3. Betreiber und ZÜS
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Druckbehälter für Gase - Fluidgruppe 1
HerstellungEntwurf Betrieb
Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 18
Rohrbündel-Wärmetauscher
Betriebsprüfungen
Art um Umfang der ZfP hängen von der erwarteten Schadensart ab
� Dichtheitsprüfung des gesamten Apparates, wenn erforderlich
� Außenmantel üblicherweise UT� Wanddickenmessung (flächige Korrosion)� Schweißnähte (Risse)
� Rohreinschweissungen PT oder MT� Rohre üblicherweise ET, VT, UT-IRIS
Nullzustandsprüfungen währendder Herstellung empfohlen
HerstellungEntwurf Betrieb
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Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 19
Rohrbündel-Wärmetauscher
Wer führt ZfP´n durch ?
� Gemäß PED, Anhang I, Kap 3.1.3 ZfP an Schweißnähten von Druckgeräten Kat. III und IV nur durch „gebilligtes Personal“
� Billigung des Personals durch„Anerkannte unabhängige Prüfstellen“ (RTPO) nach PED Artikel 13Aktuelle Liste:http://ec.europa.eu/enterprise/newapproach/nando
� Harmonisierte und unterstützende EN-Normen fordern eine Zertifizierung des Personals gemäß EN 473
� Keine Akkreditierung des Prüflaboratoriums erforderlich
BetriebHerstellungEntwurf
� PED gilt nicht� Nationale Bestimmungen gelten
(BetrSichV: TRBS, TRB, TRR, .....)
� ZfP auf Grundlage von� ZfP - EN-Normenoder einer� ZfP - Qualifizierung ( + Prüfanweisung)
� Personal-Zertifizierung nach EN 473, falls gefordert
� Akkreditierung Prüflaboratorium gemäß EN ISO 17025 empfohlen / erforderlich ??
Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 20
Rohrbündel-Wärmetauscher
Wer führt ZfP´n durch ?
� PED gilt nicht� Nationale Bestimmungen gelten
(BetrSichV: TRBS, TRB, TRR, .....)
� ZfP auf Grundlage von� ZfP - EN-Normenoder einer� ZfP - Qualifizierung ( + Prüfanweisung)
� Personal-Zertifizierung nach EN 473, falls gefordert
� Akkreditierung Prüflaboratorium gemäß EN ISO 17025 empfohlen / erforderlich ??
HerstellungEntwurf Betrieb
� Gemäß PED, Anhang I, Kap 3.1.3 ZfP an Schweißnähten von Druckgeräten Kat. III und IV nur durch „gebilligtes Personal“
� Billigung des Personals durch„Anerkannte unabhängige Prüfstellen“ (RTPO) nach PED Artikel 13Aktuelle Liste:http://ec.europa.eu/enterprise/newapproach/nando
� Harmonisierte und unterstützende EN-Normen fordern eine Zertifizierung des Personals gemäß EN 473
� Keine Akkreditierung des Prüflaboratoriums erforderlich
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Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 21
Beispiel 2
Rohrleitungen
� Beförderung von Gasen, Dampf oder Flüssigkeiten
� üblicherweise unter Druck;oft heiß und gedämmt
� 3 Kategorien gemäß PED� Rohrleitungen bestehen aus
� Rohren� Rohrbögen, Abzweige� Schweißnähte� Flansche� Ventile� Dichtungen� ......
BetriebHerstellungEntwurf
Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 22
Rohrleitungen
ZfP der druckbeaufschlagten Teile
� Werkstoffauswahl durch Betreiber auf Basis der Beanspruchung (mechan., thermisch, korrosiv)
� Bestellung der druckbeaufschlagten Teiledurch den Hersteller beim Lieferanten� Rohre (nahtlos oder LN-geschweißt,
EN 10216 or EN 10217)� Flansche� Ventile, Ventilgehäuse� Dichtungen, usw.
� ZfP der Rohre beim Lieferanten gemäß � EN 10246, Teil 1 - Teil 18 (UT, ET, MT,..)� Bestellspez. � Optionen in EN 10216/10217
� Werkstoffzeugnisse & Wareneingangskontrolle(z.B. Verwechslungsprüfung)
BetriebHerstellungEntwurf
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Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 23
Rohrleitungen
ZfP der Schweißnähte (hauptsächlich Rundnähte)
� gemäß Druckgeräterichtlinie (PED)� Harmonisierte Norm EN 13480-5� Nationale Regeln, z.B. AD-2000 HP 5/3� ZfP-Durchführung beim Hersteller� EN-Normen zur ZfP an Schweißnähte� Erfahrungsbasierte Prüfungen üblich� Kriterien zur Gebrauchstauglichkeit
zusätzlich anwendbar
� Vorfertigungsstelle(n) � Hersteller� Verantwortlichkeit des Herstellers
BetriebHerstellungEntwurf
Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 24
Rohrleitungen
Schlußprüfung - Dichtheitsprüfung
Schlußprüfung� Hersteller
� erstellt eine Konformitätserklärung� stellt die technischen Unterlagen bereit
� im Falle der Kategorie III Schlußprüfung durch Benannte Stelle� Prüfung der technischen Unterlagen
– gültige Personen-Zertifikate– Plausibilität der ZfP-Protokolle– ..........
� Abnahme einschließlich Druckprüfung� erstellt eine Konformitätsbescheinigung
� Endabnahme durch Betreiber
Dichtheitsprüfung nach PED nicht erforderlich
� Druckprüfung � Dichtheitsprüfung !� „Gebrauchstauglichkeits – ZfP“
� Blasenprüfung� Spürgasmethoden (e.g. He)
� Verantwortlichkeit für die Dichtheitsprüfung frühzeitig festlegen: � Hersteller oder� Betreiber
� Nationale Regeln !
BetriebHerstellungEntwurf
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Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 25
Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV)� Äußere Prüfung mindestens alle 5 Jahre� Druckprüfung mindestens alle 5 Jahre� Druckprüfung kann durch
ZfP ersetzt oder ergänzt werden
� Art um Umfang der ZfP hängen von der erwarteten Schadensart ab
� Festlegung durch 1. Betreiber 2. Betreiber und Befähigte Person3. Betreiber und ZÜS
Rohrleitungen
Betriebsprüfungen
Rohrleitungen für brennbare und giftige Gase
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HerstellungEntwurf Betrieb
Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 26
Rohrleitungen
Betriebsprüfungen (Auswahl Prüfverfahren)
� Art um Umfang der ZfP hängen von der erwarteten Schadensart ab(innen oder außen)� flächiger Wanddickenabtrag� örtliche Korrosion (Mulden, Lochfraß)� Rißbildung� Ablagerungen, Verstopfungen� .......
� off-stream Methodenbei Anlagenstillstand
� on-stream Methodenbei laufender Anlage (Medien, Temperatur, durch Isolierungen, ....)
Wanddickenmessung off-stream mittels UT
Wanddickenmessung on-stream mittels RT
HerstellungEntwurf Betrieb
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Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 27
Rohrleitungen
Betriebsprüfungen (Prüfverfahren / Prüftechniken)
Nachweis defekter Dämmungenmittels Thermografie on-stream
Nachweis von VerstopfungenAcoustic Ranger Blockage Detectoroff-stream
Überprüfung von Ventilsitzen mittels RT mit Speicherfolieon-stream
HerstellungEntwurf Betrieb
Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 28
Rohrleitungen
Betriebsprüfungen (on-stream Methoden)
Nachweis von Korrosionan AuflagernMagna-Tec
Vermessung von AußenkorrosionCorrScan
Nachweis von Außenkorrosionunter IsolierungenIncotest
Nachweis von Korrosionüber größere EntfernungenTeletest
HerstellungEntwurf Betrieb
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Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 29
Prüftechniken und Prüfsystemefür Betriebsprüfungen Validierung / Qualifizierung
� „Routine-ZfP“ üblicherweise auf Basis EN-Normen� wenn eine EN-Norm anwendbar ist oder zutrifft,
muß keine ZfP-Qualifizierung durchgeführt werden
� on-stream ZfP-Methoden / -systeme sind üblicherweise nicht durch Normen abgedeckt:� in diesem Fall ist es gemäß DIN EN ISO 17025 erforderlich,
die ZfP-Methode / das ZfP-System zu qualifizieren � DIN - Fachbericht CEN/TR 14748:2004
Vorgehensweise zur Qualifizierung von Zerstörungsfreien Prüfungen
HerstellungEntwurf Betrieb
Andreas Hecht + Peter Rost, BASF AG DGZfP-Jahrestagung 2007, Fürth, V31 30
ZfP in der Chemischen Industrie
Zusammenfassung
� ZfP in der Chemischen Industrie ist eine ZfP von Anlagenkomponenten (Behälter, Rohrleitungen, ....)
� ZfP bei der Herstellung einer Komponente unterscheidet sich deutlich von der ZfP bei Betriebsprüfungen
� ZfP bei der Herstellung von Druckgeräten auf Basis Druckgeräterichtlinie unter Berücksichtigung der späteren Betriebsweise
� Erfahrungsbasierte ZfP (good workmanship criteria)
� ZfP nach nationalen Regelwerken oder EN-Normen (RT, UT, PT, MT)
� ZfP im Betrieb auf Basis nationaler Regeln
� ZfP hängt von der erwarteten Schadensart ab
� individuell festzulegende Zulässigkeitskriterien
� Qualifizierung / Validierung neuer Methoden erforderlich
BetriebHerstellungEntwurf
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