Druckprüfungen

Die Abnahme der Druckgeräte im Rahmen der Fertigung muss nach Anhang I der Druckgeräte-Richtlinie eine Druckfestigkeitsprüfung einschließen, die normalerweise in Form eines hydrostatischen Druckversuchs durchgeführt wird. Bei Druckbehältern muss dabei der hydrostatische Prüfdruck - soweit anwendbar - dem höheren der folgenden Werte entsprechen:

• dem 1,25fachen Wert der Höchstbelastung des Druckgeräts im Betrieb unter Berücksichtigung des höchstzulässigen Drucks und der höchstzulässigen Temperatur oder
• dem 1,43fachen Wert des höchstzulässigen Drucks.

Für serienmäßig hergestellte Druckgeräte der Kategorie I kann diese Prüfung auf statistischer Grundlage durchgeführt werden. Ist der hydrostatische Druckversuch nachteilig oder nicht durchführbar, so können andere Prüfungen, die sich als wirksam erwiesen haben, durchgeführt werden. Für andere Prüfungen als den hydrostatischen Druckversuch müssen zuvor zusätzliche Maßnahmen, wie zerstörungsfreie Prüfungen oder andere gleichwertige Verfahren, angewandt werden. Gasdruckprüfungen und damit verbundene Prüfdruckfaktoren sind in der Druckgeräte-Richtlinie nicht direkt erwähnt. Die Möglichkeit einer Gasdruckprüfung ist jedoch auch im Herstellungsverfahren von Druckgeräten nach DGRL eröffnet, da auch andere Prüfmethoden als der hydrostatische Druckversuch angewendet werden können, wenn dieser als nachteilig oder nicht anwendbar ausscheidet. Generell kann der Hersteller von den Festlegungen der Prüfdruck-Faktoren nach Abschnitt 7.4 im Anhang I der DGRL abweichen, wenn die von ihm angewendete Prüfmethode mit der dort beschriebenen Methode gleichwertig ist. Dabei ist nachzuweisen, dass die zu fordernde und per Prüfung nachzuweisende Gesamtsicherheit mit der gewählten Methode ebenfalls erreicht wird. Kommen Prüfdrücke zur Anwendung, die niedriger liegen - etwa im Fall einer Gasdruckprüfung mit dem bisher angewendeten Prüfdruck-Faktor 1,1, - so muss mit zusätzlichen Maßnahmen die äquivalente Sicherheit der Produkte nachgewiesen werden. Diese zusätzlichen Maßnahmen betreffen sowohl die Auslegung und Fertigung der betreffenden Druckgeräte als auch über die reine Gasdruckprüfung hinausgehende Prüfmaßnahmen. Die Anwendung einer Gasdruckprüfung mit gegenüber dem hydrostatischen Druckversuch nach Abschnitt 3.2.2 im Anhang I der DGRL reduziertem Prüfdruck bei der Abnahme des Druckgeräts muss in der Entwurfs-, Konstruktions- und Fertigungsphase berücksichtigt worden sein. Im Zuge der Herstellung von einfachen Druckbehältern nach Richtlinie 87/404/EWG wird eine Wasserdruckprüfung oder gleich wirksame Luftdruckprüfung angewendet mit einem Druck Ph, der dem 1,5fachen des Berechnungsdrucks entspricht, um ihre Dichte zu überprüfen. Die Durchführung von Luftdruckprüfungen setzt voraus, dass der Mitgliedstaat, in dem der Versuch stattfindet, die Sicherheitsverfahren für den Versuch genehmigt hat. Als Vorschrift für Montage, Installation und Betrieb von Druckbehältern bzw. Druckbehälteranlagen ist die Betriebssicherheitsverordnung zu beachten. Danach sind für Anlagenteile von überwachungsbedürftigen Dampfkesselanlagen, Druckbehälteranlagen, Anlagen zur Abfüllung von verdichteten, verflüssigten oder unter Druck gelösten Gasen und Rohrleitungen wiederkehrende Prüfungen durchzuführen, die auch Festigkeitsprüfungen beinhalten. Die wiederkehrenden Festigkeitsprüfungen müssen für Druckgeräte und einfache Druckbehälter spätestens alle zehn Jahre durchgeführt werden. Der Begriff der Festigkeitsprüfung ist in der Betriebssicherheitsverordnung nicht näher bestimmt. Die entsprechende konkretisierende technische Regel des Ausschusses für Betriebssicherheit ist noch nicht veröffentlicht. Da die bisherigen technischen Regeln für Druckbehälter, Rohrleitungen, Dampfkessel und andere überwachungsbedürftige Anlagen bezüglich der betrieblichen Anforderungen bis zur Überarbeitung durch den Ausschuss für Betriebssicherheit und ihrer Bekanntgabe durch das Bundesministerium für Arbeit und Soziales fortgelten, können auch die wiederkehrenden Druckprüfungen als Festigkeitsprüfung auf dieser Grundlage weiter durchgeführt werden. Dies bedeutet zunächst, dass auch die dort getroffenen Festlegungen über die Höhe des anzuwendenden Prüfdruckes noch gelten (mindestens das 1,3fache des höchstzulässigen Druckes bei Flüssigkeitsdruckprüfungen (Abbildung) bzw. das 1,1fache des höchstzulässigen Druckes bei Gasdruckprüfungen; in begründeten Einzelfällen sind höhere Prüfdrücke zulässig). Flüssigkeitsdruckprüfungen: Bei den prüftechnischen Anforderungen ist u. a. zu berücksichtigen:

• Eine Flüssigkeitsdruckprüfung wird in der Regel mit Wasser durchgeführt, soweit die Bauart oder die Betriebsweise des Druckbehälters/der Rohrleitung bzw. das Beschichtungsgut dies zulassen. Verwendet werden können auch andere geeignete, nicht heiße Flüssigkeiten, z. B. Petroleum, andere Mineralölprodukte, insbesondere Hydrauliköl, wenn dies zweckdienlich ist.
• Die Prüfung ist bei Umgebungstemperatur durchzuführen. Bei Umgebungstemperaturen £ 0 °C darf eine Wasserdruckprüfung nur durchgeführt werden, wenn sichergestellt ist, dass das Prüfmedium, das Manometer und die Zuleitungen nicht einfrieren können.
• Bei der Festlegung des Prüfdruckes müssen zusätzliche Belastungen, z. B. infolge eines erhöhten Differenzdrucks bei Außenhüllen mit Unterdruck oder des zusätzlichen statischen Drucks der Prüfflüssigkeitssäule im Verhältnis zum Betriebsmedium (mit dessen Dichte und maximalem Füllstand) berücksichtigt werden.
• Der Abfall der Festigkeitskennwerte der verwendeten Werkstoffe und Werkstoffverbindungen mit steigender Temperatur ist im Konzept der Druckprüfung im Zuge des Herstellungsverfahrens von Druckgeräten nach DGRL zu berücksichtigen. Sofern die Prüftemperatur (in der Regel Raumtemperatur) unterhalb der maximal zulässigen Temperatur (für die das Druckgerät ausgelegt ist) liegt, ist der Prüfdruck mit dem Prüfdruckfaktor 1,25 im Verhältnis der Festigkeitskennwerte bei Prüftemperatur bzw. Auslegungstemperatur zu korrigieren und dieser Wert als Prüfdruckfaktor in der Prüfung zu verwenden, wenn diese Korrektur zu einem Prüfdruckfaktor über 1,43 führt.

Bezüglich des Ablaufs sollte beachtet werden:

• Der Druckraum ist so zu entlüften, dass er vollständig mit Prüfflüssigkeit gefüllt ist.
• Während der Flüssigkeitsdruckprüfung müssen die Außenwandungen und lösbare sowie unlösbare Verbindungen des Prüfobjekts trocken sein. In der Regel lassen sich Leckagen nicht an der Manometeranzeige feststellen.
• Das Prüfobjekt sollte stufenweise bis zum zulässigen Betriebsüberdruck vorgedrückt werden. Erst dann ist der Druck bis zum festgelegten Prüfdruck langsam zu steigern und dann ausreichend lange, in der Regel eine halbe Stunde, zu halten. Danach ist der Prüfdruck langsam auf den zulässigen Betriebsdruck abzusenken.

Gasdruckprüfungen: Bei der Durchführung von Gasdruckprüfungen sind u. a. folgende allgemeinen Anforderungen zu berücksichtigen:

• Vor der Gasdruckprüfung sind bei Druckbehältern innere Prüfungen, zerstörungsfreie oder andere Prüfungen und ggf. äußere Prüfungen durchzuführen. Diese Prüfungen müssen einschließlich ihrer Auswertung vor der Gasdruckprüfung abgeschlossen sein. Nur wenn die Ergebnisse von allen vorab durchzuführenden Prüfungen sicherheitstechnisch keine Beanstandungen aufweisen, kann die Gasdruckprüfung mit ihrem erhöhten Gefährdungspotenzial durchgeführt werden.
• Die mit Gasdruck beaufschlagten Anlagen oder Anlagenteile müssen aus zähem Werkstoff gefertigt sein. Das gilt sinngemäß auch für Bauteile aus Kunststoff.
• Eine Gasdruckprüfung darf in der Regel erst durchgeführt werden, wenn die Schweißnähte bei metallischen Werkstoffen objektgebunden zerstörungsfrei geprüft sind.

Zu den Anforderungen für den Ablauf der Prüfung zählen insbesondere:

• Zweckmäßigerweise wird der Druck stufenweise bis zum Prüfdruck erhöht und beim Haltepunkt im Bereich von 0,2 bis 0,5 bar eine Dichtheitsprüfung des zu prüfenden Druckbehälters oder der Rohrleitung durchgeführt. Dazu werden die drucktragenden Teile an Stellen, die besonders beachtet werden müssen (z. B. Schweißnähte, Dichtungen oder Armaturen) mit schaumbildender Flüssigkeit benetzt. Bei den weiteren Haltepunkten (der maximal zulässige Druck wird halb oder ganz erreicht) werden die Druckbehälter bzw. Rohrleitungen in der Regel durch Sicht- und Geräuschkontrolle überprüft.
• Nach Gutbefund wird der Druck weiter erhöht. Der Prüfdruck ist ausreichend lange zu halten, in der Regel eine halbe Stunde. Druckänderungen durch Temperaturausgleich sind hierbei zu berücksichtigen. Solange der Druck größer als der zulässige Betriebsüberdruck ist, darf der abgesperrte Bereich nicht betreten werden.
• Nach Absenken des Prüfdruckes auf den zulässigen Betriebsüberdruck wird die Dichtheit nochmals geprüft. Das erfolgt in der Regel durch Sicht- und Geräuschkontrolle oder durch eine Prüfung mit einem schaumbildenden Mittel.

Bei Gasdruckprüfungen müssen besondere Personenschutzmaßnahmen getroffen werden. Hierzu gehören:

• Der Bereich um die mit Gasdruck beaufschlagten Druckbehälter oder Rohrleitungen, der z. B. durch andere Anlagenteile, Gebäude, Wände nicht abgeschirmt ist, ist je nach den örtlichen Gegebenheiten deutlich sichtbar abzusperren. Dieser Bereich darf nur betreten werden von den mit der Prüfung beauftragten Personen und bei einem Druck unterhalb des zulässigen Betriebsüberdruckes. Erforderliche Bedienungselemente sind in sicherer Entfernung anzubringen.
• Der Zeitpunkt der Prüfung ist so zu wählen, dass sich in der näheren Umgebung des abgesperrten Bereichs möglichst wenige Personen aufhalten.
• Es sind Maßnahmen festzulegen, damit beim Abblasen bzw. Ablassen des Prüfgases keine Gefährdungen (z. B. durch das Verdrängen von Luftsauerstoff aus der Atmosphäre) auftreten können.