Ein Druckluftbehälter mag zu den einfachsten Ausrüstungsgegenständen einer Industrieanlage gehören. Aus Sicherheitsgründen müssen jedoch Mantel, Böden, Schweißnähte, Werkstoffe und Konstruktion die gespeicherte Druckenergie während der gesamten vorgesehenen Betriebsdauer sicher einschließen.
Die Richtlinie 2014/29/EU legt den europäischen Rechtsrahmen für bestimmte serienmäßig hergestellte geschweißte Druckbehälter fest, die allgemein als einfache Druckbehälter bezeichnet werden. Diese Behälter sind für Luft oder Stickstoff vorgesehen, dürfen nicht befeuert werden und müssen bestimmte Anforderungen an Werkstoffe, Druck, Temperatur und Geometrie erfüllen, um unter die Richtlinie zu fallen.
Die Unterscheidung zwischen der Richtlinie über einfache Druckbehälter (SPVD) und der Druckgeräterichtlinie (PED) ist besonders wichtig. Ein Druckbehälter darf nicht allein deshalb der SPVD zugeordnet werden, weil seine Konstruktion einfach erscheint. Er muss die spezifischen Kriterien des Geltungsbereichs der Richtlinie 2014/29/EU erfüllen.
Bei Behältern, deren Produkt aus maximal zulässigem Druck und Fassungsvermögen den in der Richtlinie festgelegten Schwellenwert überschreitet, ist eine notifizierte Stelle an der Konformitätsbewertung beteiligt. Konstruktion, Werkstoffe, Schweißen, Fertigungskontrollen, Prüfungen und technische Unterlagen werden Bestandteil des Konformitätsprozesses.
Dieser GAR Insight erläutert den SPVD-Geltungsbereich, die PS × V-Einstufung, wesentliche Sicherheitsanforderungen, Behälterwerkstoffe, Schweißen, Konstruktionsberechnungen, Fertigungskontrollen, Prüfungen, Konformitätsbewertung, Beteiligung notifizierter Stellen, technische Unterlagen und CE-Kennzeichnung.
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Entdecken Sie den SPVD-Geltungsbereich, Behältereinstufung, wesentliche Sicherheitsanforderungen, Werkstoffe, Schweißen, Prüfungen, Konformitätsbewertung, technische Unterlagen und CE-Kennzeichnung.
Die Richtlinie 2014/29/EU Verstehen
Die Richtlinie 2014/29/EU harmonisiert Anforderungen an die Bereitstellung einfacher Druckbehälter auf dem europäischen Markt, die in ihren definierten Geltungsbereich fallen.
Sie ist eine Neufassung der früheren europäischen Gesetzgebung über einfache Druckbehälter und gilt seit dem 20. April 2016.
Die Richtlinie legt Pflichten für Hersteller, Bevollmächtigte, Einführer und Händler fest und sieht erforderlichenfalls Konformitätsbewertungsverfahren unter Beteiligung notifizierter Stellen vor.
Welche Behälter Fallen Unter Die SPVD?
Die Richtlinie 2014/29/EU gilt nur, wenn der Behälter eine spezifische Kombination von Bedingungen zu Konstruktion, Werkstoff, Druck, Inhalt, Temperatur und Geometrie erfüllt.
Serienfertigung
Die von der Richtlinie erfassten Behälter werden serienmäßig hergestellt.
Geschweißte Konstruktion
Der Behälter muss geschweißt und für einen inneren Überdruck von mehr als 0,5 bar vorgesehen sein.
Luft oder Stickstoff
Der Behälter ist für Luft oder Stickstoff statt für andere Gase oder Flüssigkeiten vorgesehen.
Nicht Befeuert
Der Behälter ist nicht dafür vorgesehen, während seines Betriebs befeuert zu werden.
Definierte Werkstoffe
Drucktragende Teile müssen die von der Richtlinie zugelassenen Stahl- oder Aluminiumwerkstoffe verwenden.
Definierte Geometrie
Der Druckbehälter muss eine der in der Richtlinie festgelegten geometrischen Konfigurationen aufweisen.
| Parameter | Bedingung des SPVD-Geltungsbereichs |
|---|---|
| Innerer Überdruck | Mehr als 0,5 bar |
| Inhalt | Luft oder Stickstoff |
| Maximaler Betriebsdruck | Nicht mehr als 30 bar |
| PS × V | Nicht mehr als 10.000 bar·L |
| Minimale Betriebstemperatur | Nicht unter −50 °C |
| Maximale Temperatur — Stahl | Nicht über 300 °C |
| Maximale Temperatur — Aluminium | Nicht über 100 °C |
Einfacher Druckbehälter oder Druckgerät nach PED?
Eine der ersten rechtlichen Entscheidungen für einen Druckbehälter ist die Bestimmung der einschlägigen europäischen Druckgerätegesetzgebung.
SPVD
Die Richtlinie 2014/29/EU gilt für die eng definierte Kategorie serienmäßig hergestellter geschweißter Behälter, die ihre Geltungsbereichsbedingungen erfüllen.
PED
Die Richtlinie 2014/68/EU erfasst ein wesentlich breiteres Spektrum von Druckgeräten und Baugruppen nach ihren eigenen Bestimmungen zum Geltungsbereich und zur Einstufung.
Von der SPVD ausgeschlossen sind speziell für die kerntechnische Verwendung entwickelte Behälter, deren Ausfall radioaktive Freisetzungen verursachen kann, speziell für den Einbau in oder den Antrieb von Schiffen und Luftfahrzeugen vorgesehene Behälter sowie Feuerlöscher.
↑ Zurück zur ArtikelübersichtPS × V Verstehen
Das Produkt aus maximal zulässigem Druck und Behältervolumen ist einer der zentralen Parameter der SPVD zur Bestimmung der einschlägigen Konformitätsanforderungen.
Betrachten Sie einen Behälter mit einem maximal zulässigen Druck von 10 bar und einem Volumen von 500 Litern:
| PS × V | Allgemeine SPVD-Einordnung |
|---|---|
| ≤ 50 bar·L | Der Behälter muss nach der guten Ingenieurpraxis eines Mitgliedstaats ausgelegt und hergestellt werden und die in der Richtlinie festgelegten Aufschriften tragen. Er folgt jedoch nicht dem SPVD-Konformitätsweg mit CE-Kennzeichnung für Behälter über 50 bar·L. |
| > 50 bar·L | Der Behälter muss die wesentlichen Sicherheitsanforderungen in Anhang I erfüllen und die einschlägige Konformitätsbewertung durchlaufen. |
| > 10,000 bar·L | Außerhalb der oberen PS × V-Geltungsbereichsgrenze der Richtlinie 2014/29/EU. |
Wesentliche Sicherheitsanforderungen
Behälter mit PS × V über 50 bar·L müssen die wesentlichen Sicherheitsanforderungen aus Anhang I der Richtlinie 2014/29/EU erfüllen.
Werkstoffeignung
Werkstoffe müssen geeignete Eigenschaften für ihre drucktragenden und fertigungstechnischen Funktionen besitzen.
Mechanische Festigkeit
Der Behälter muss den Drücken und Lasten standhalten, die beim vorgesehenen Betrieb vernünftigerweise auftreten können.
Schweißnahtintegrität
Drucktragende Schweißnähte müssen Eigenschaften aufweisen, die der erforderlichen Behältersicherheit entsprechen.
Berücksichtigung von Korrosion
Die Behälterkonstruktion muss vorhersehbare Korrosion angemessen berücksichtigen, soweit sie für die vorgesehenen Einsatzbedingungen relevant ist.
Fertigungsqualität
Fertigungsprozesse dürfen die durch die Konstruktion festgelegten Sicherheitsmerkmale nicht beeinträchtigen.
Inspektion und Prüfung
Geeignete Untersuchungen und Prüfungen müssen die Konformität des gefertigten Behälters bestätigen.
Werkstoffanforderungen
Die SPVD begrenzt bewusst die zugelassenen Werkstoffe für drucktragende Teile und Baugruppen, die zur Behälterfestigkeit beitragen.
Stahlbehälter
Drucktragende Teile können aus unlegiertem Qualitätsstahl hergestellt werden, der die einschlägigen Werkstoffanforderungen der Richtlinie erfüllt.
Aluminiumbehälter
Die Richtlinie erlaubt auch unlegiertes Aluminium oder bestimmte nicht aushärtbare Aluminiumlegierungen.
Werkstoffeigenschaften
Werkstoffe sollten geeignete mechanische Eigenschaften, Duktilität und Eignung für die vorgesehenen Fertigungsverfahren besitzen.
Werkstoffrückverfolgbarkeit
Werkstoffkennzeichnung und zugehörige Unterlagen sollten eine Zuordnung des drucktragenden Werkstoffs zum gefertigten Behälter und zu den Konformitätsnachweisen ermöglichen.
Behälterkonstruktion und Druckfestigkeit
Die Druckbehälterkonstruktion muss sicherstellen, dass Mantel, Böden, Anschlüsse und drucktragende Verbindungen unter allen vorgesehenen Betriebsbedingungen ausreichende Festigkeit bieten.
Maximaler Druck
Die Auslegung muss den für den Behälter festgelegten maximal zulässigen Betriebsdruck berücksichtigen.
Betriebstemperatur
Werkstoffeigenschaften und Konstruktion müssen im gesamten festgelegten Temperaturbereich geeignet bleiben.
Wanddicke
Drucktragende Bereiche benötigen ausreichende Dicke, um die einschlägigen Konstruktions- und Fertigungskriterien zu erfüllen.
Bodengeometrie
Behälterböden und Übergänge müssen der zulässigen Konfiguration und den einschlägigen Konstruktionsberechnungen entsprechen.
Öffnungen und Anschlüsse
Anschlüsse und Öffnungen dürfen die strukturelle Integrität der druckhaltenden Hülle nicht beeinträchtigen.
Korrosionszuschlag
Wenn vorhersehbare Korrosion die Wanddicke verringern könnte, sollten geeignete konstruktive Maßnahmen berücksichtigt werden.
Anforderungen an Schweißen und Fertigung
Schweißen zählt zu den sicherheitskritischsten Fertigungsaktivitäten eines einfachen Druckbehälters, weil die wesentliche druckhaltende Struktur dauerhaft durch Schweißnähte verbunden wird.
Schweißverfahren
Das Schweißen sollte nach angemessen kontrollierten und technisch geeigneten Verfahren erfolgen.
Schweißerqualifizierung
Personal, das drucktragende Schweißnähte ausführt, benötigt eine geeignete Qualifizierung für die einschlägigen Werkstoffe, Verfahren und Verbindungsbedingungen.
Fertigungskonsistenz
Fertigungskontrollen sollten gewährleisten, dass serienmäßig hergestellte Behälter mit der bewerteten Konstruktion übereinstimmen.
Nahtvorbereitung
Umformung, Zusammenbau, Vorbereitung und Schweißbedingungen sollten eine reproduzierbare Schweißnahtqualität unterstützen.
Wärmeeinflüsse
Fertigungsschritte dürfen die Eigenschaften drucktragender Werkstoffe nicht unter die konstruktiv geforderten Werte verschlechtern.
Inspektion
Die Schweißkonstruktion sollte den Untersuchungen unterzogen werden, die die einschlägige Konstruktion und der Konformitätsweg erfordern.
Inspektion, Prüfung und Druckverifizierung
Serienbehälter müssen nach dem einschlägigen Konformitätsverfahren untersucht und geprüft werden, um ihre Übereinstimmung mit der bewerteten Konstruktion und die erforderliche Druckintegrität nachzuweisen.
Sichtprüfung
Fertigungszustand, Schweißnähte, Kennzeichnung und relevante Konstruktionsdetails sollten auf Konformität untersucht werden.
Maßprüfung
Für Konstruktionsfestigkeit und Konformität relevante Maße sollten den freigegebenen Fertigungsunterlagen entsprechen.
Druckprüfung
Einschlägige Druckprüfungen liefern Nachweise, dass der gefertigte Behälter den erforderlichen Prüfbedingungen ohne unzulässige Leckage oder strukturelles Verhalten standhält.
Schweißnahtprüfung
Geeignete Untersuchungsmethoden sollten erforderlichenfalls die Integrität drucktragender Verbindungen verifizieren.
Werkstoffprüfung
Werkstoffunterlagen sollten den im gefertigten Behälter eingesetzten Werkstoffen entsprechen.
Fertigungsaufzeichnungen
Inspektions- und Prüfergebnisse sollten rückverfolgbare Nachweise für die nachgewiesene Fertigungskonformität liefern.
Harmonisierte Normen und Konformitätsvermutung
Harmonisierte Normen können Herstellern technische Spezifikationen und Methoden bieten, die die Konformität mit den von diesen Normen erfassten wesentlichen Anforderungen unterstützen.
Behälterkonstruktion
Einschlägige Normen können detaillierte Regeln für Werkstoffe, Konstruktionsberechnungen, Fertigung und Inspektion liefern.
Schweißen
Harmonisierte oder unterstützende Normen können Schweißverfahren, Personalqualifizierung und Fertigungskontrolle behandeln.
Prüfung
Normen können anerkannte Untersuchungs- und Prüfmethoden zum Nachweis der Fertigungs- und Druckintegrität bereitstellen.
Konformitätsvermutung
Die korrekte Anwendung einer harmonisierten Norm, deren Fundstelle im Amtsblatt veröffentlicht wurde, kann für die von ihr erfassten Anforderungen eine Konformitätsvermutung begründen.
SPVD-Konformitätsbewertung
Für Behälter mit PS × V über 50 bar·L muss der Hersteller vor CE-Kennzeichnung und Inverkehrbringen die einschlägigen Konformitätsbewertungsverfahren nach Richtlinie 2014/29/EU abschließen.
Vor der Fertigung unterliegen Behälter oberhalb dieses Schwellenwerts einer EU-Baumusterprüfung nach dem einschlägigen SPVD-Verfahren. Die Fertigungskonformität wird anschließend durch eines der zulässigen Verfahren nachgewiesen, das gemäß der Richtlinie und dem PS × V-Wert des Behälters ausgewählt wird.
| Stufe | Zweck |
|---|---|
| EU-Baumusterprüfung | Eine unabhängige Bewertung stellt fest, dass die technische Konstruktion des Behältertyps die einschlägigen Anforderungen erfüllt. |
| Konformität mit dem Baumuster auf Grundlage interner Fertigungskontrolle mit überwachten Behälterprüfungen | Der Hersteller kontrolliert die Fertigung mit den zusätzlichen überwachten Prüfungen, die das einschlägige Verfahren verlangt. |
| Konformität mit dem Baumuster auf Grundlage interner Fertigungskontrolle mit überwachten Behälterprüfungen in unregelmäßigen Abständen | Prüfungen durch eine notifizierte Stelle in unregelmäßigen Abständen unterstützen die Fertigungskonformität gemäß dem einschlägigen Verfahren. |
| Konformität mit dem Baumuster auf Grundlage interner Fertigungskontrolle | Soweit die Richtlinie dies für den einschlägigen PS × V-Bereich erlaubt, erfüllt der Hersteller die Fertigungskontrollpflichten des betreffenden Verfahrens. |
Technische Unterlagen
Die technischen Unterlagen sollten eine Bewertung der Behälterkonformität mit den einschlägigen Anforderungen ermöglichen und Konstruktion, Fertigung sowie vorgesehenen Betrieb eindeutig beschreiben.
CE-Kennzeichnung, Identifikation und Rückverfolgbarkeit
Nach Abschluss der einschlägigen Konformitätsbewertung müssen Behälter, die den CE-Kennzeichnungsbestimmungen der Richtlinie unterliegen, vor dem Inverkehrbringen die erforderliche Kennzeichnung und Identifikationsinformationen tragen.
CE-Kennzeichnung
Die CE-Kennzeichnung zeigt, dass der Hersteller die Verantwortung für die Konformität mit den einschlägigen EU-Harmonisierungsrechtsvorschriften übernimmt, die diese Kennzeichnung verlangen.
Kennnummer der Notifizierten Stelle
Soweit das einschlägige Verfahren zur Fertigungskonformität dies verlangt, wird die CE-Kennzeichnung von der Kennnummer der notifizierten Stelle begleitet.
Behälteridentifikation
Die erforderlichen Behälterangaben müssen eine angemessene Identifizierung des Produkts und seiner Betriebsgrenzen ermöglichen.
Herstelleridentifikation
Name und Kontaktinformationen des Herstellers müssen gemäß der Richtlinie angegeben werden.
Betriebsinformationen
Relevante Angaben zu Druck, Temperatur, Volumen und weitere erforderliche Informationen müssen dem Behälter gegebenenfalls beiliegen.
EU-Erklärung
Die EU-Konformitätserklärung dokumentiert formell die Verantwortung für die Konformität des Behälters mit den einschlägigen Rechtsvorschriften.
Von der Behälterkonstruktion zum EU-Marktzugang
SPVD-Konformität ist am effizientesten, wenn die rechtliche Einstufung vor Abschluss der detaillierten Behälterkonstruktion und der Produktionswerkzeuge feststeht.
Behälter Definieren
Druck, Volumen, Inhalt, Werkstoff, Temperatur und vorgesehenen Einsatz festlegen.
Geltungsbereich Bestätigen
Feststellen, ob alle Geltungsbereichsbedingungen der Richtlinie 2014/29/EU erfüllt sind.
PS × V Berechnen
Den Druck-Volumen-Einstufungswert bestimmen.
Anforderungen Erfassen
Einschlägige wesentliche und weitere rechtliche Anforderungen identifizieren.
Normen Auswählen
Geeignete harmonisierte Normen und technische Spezifikationen bestimmen.
Behälter Auslegen
Werkstoffauswahl, Berechnungen, Zeichnungen und Fertigungsspezifikationen abschließen.
Schweißen Qualifizieren
Geeignete Schweißverfahren, Personal und Fertigungskontrollen festlegen.
Bewertungsweg Auswählen
Die für den PS × V-Bereich geltenden Konformitätsverfahren bestimmen.
Notifizierte Stelle
Die erforderliche unabhängige Konstruktions- und/oder Fertigungsbewertung abschließen.
Fertigen und Prüfen
Behälter unter den einschlägigen Kontrollen herstellen, inspizieren und prüfen.
Erklären und Kennzeichnen
Die EU-Erklärung abschließen und die erforderlichen Konformitätskennzeichnungen anbringen.
Konformität Aufrechterhalten
Sicherstellen, dass die Serienfertigung mit der bewerteten Konstruktion übereinstimmt.
Vom Geschweißten Behälter zur Nachweisbaren Drucksicherheitskonformität
Die scheinbare Einfachheit eines Druckluft- oder Stickstoffbehälters darf die technische Bedeutung seiner gespeicherten Druckenergie nicht verdecken. Seine Sicherheit hängt vom Zusammenspiel von Druck, Volumen, Werkstoffeigenschaften, Wanddicke, Geometrie, Schweißverbindungen, Fertigungsqualität und Betriebstemperatur ab.
Europäische Konformität beginnt daher mit der Einstufung. Der Hersteller muss feststellen, ob das Produkt tatsächlich jede Bedingung für die Anwendung der Richtlinie 2014/29/EU erfüllt und nicht unter einen anderen Druckgeräterechtsrahmen fällt.
Nach Bestätigung der SPVD-Anwendbarkeit wird PS × V zu einem kritischen Parameter. Er bestimmt, ob der Behälter den wesentlichen Sicherheitsanforderungen unterliegt, und beeinflusst den einschlägigen Konformitätsbewertungsweg.
Werkstoffe, Konstruktionsberechnungen, Schweißen, Fertigungskontrollen, Inspektion und Druckprüfung sollten anschließend zusammenhängende Nachweise liefern, dass der gefertigte Behälter der bewerteten Konstruktion entspricht.
Die Technische Frage
Kann der Behälter seinen vorgesehenen Druck im gesamten festgelegten Betriebstemperaturbereich und unter vorhersehbaren Einsatzbedingungen sicher halten?
Die Konformitätsfrage
Kann der Hersteller nachweisen, dass jeder in Verkehr gebrachte Behälter den Werkstoffen, Berechnungen, Schweißverfahren, Fertigungskontrollen, Prüfungen und dem Konformitätsverfahren entspricht, auf denen seine Konformität beruht?