Novellierte Betriebssicherheitsverordnung erlaubt Ersatzprüfungen mit Hilfe zerstörungsfreier Prüfverfahren

Seit Inkrafttreten der novellierten Betriebssicherheitsverordnung am 1. Juni 2015 ist es Betreibern von überwachungsbedürftigen Anlagen und Einrichtungen im Rahmen der wiederkehrenden Prüfungen von Druckanlagen erlaubt, auf alternative Prüfverfahren zurückzugreifen. Neben den gewohnten inneren und äußeren Prüfungen sowie Festigkeitsprüfungen, sind nun auch zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP-Verfahren) gestattet.

Voraussetzung für diese Art der Prüfung ist ein von einer Zugelassenen Überwachungsstelle (ZÜS) bestätigtes Prüfkonzept, das sicherheitstechnisch gleichwertige Aussagen liefert wie die klassischen Prüfungen. Auf Grundlage eines derartigen Prüfkonzepts können sogar Anlagenteile mit den ZfP-Verfahren geprüft werden, ohne dass sie dafür außer Betrieb genommen werden müssen. Das bedeutet zum Beispiel, dass große Gaskugeln, erdgedeckte Flüssiggasbehälter, Druckbehälter für Wasserstoff oder Stickstoff und Tankanlagen nicht mehr zu entleeren, zu säubern und mit einem Druckmedium zu füllen sind. „Die teilweise schädigenden Einflüsse von Luftsauerstoff oder Wasser auf die Druckbehälterwerkstoffe werden somit von vornherein ausgeschlossen“, sagt Horst-Lorenz Halliger, Geschäftsführer TÜV NORD MPA. „Die damit verbundenen Kosteneinsparungen für den Betreiber sind hingegen enorm“, ergänzt er.

TÜV NORD MPA, eine Tochtergesellschaft der TÜV NORD GROUP und hervorgegangen aus der ehemaligen Materialprüfung der Leuna-Werke, hat jahrzehntelange Erfahrungen bei der Anwendung von zerstörungsfreien Prüfverfahren im Rahmen der Zustandsbewertung von Druckbehältern und Rohrleitungen in der chemischen und petrochemischen Industrie.

Gemeinsam mit TÜV NORD Systems, die als ZÜS akkreditiert ist, wurden bereits Prüfkonzepte für den Einsatz von ZfP-Verfahren im Rahmen der wiederkehrenden Prüfung von Druckgeräten anstelle der klassischen Prüfungen erstellt und erfolgreich umgesetzt. So wird bei Wasserstoffspeicherbehältern die innere Prüfung durch eine Ultraschallprüfung der Schweißnähte bei 100 Prozent des zulässigen Betriebsdrucks sowie durch eine Wanddickenmessung ersetzt. Die Festigkeitsprüfung wird als Gasdruckprüfung mit dem Behälterinhalt H2 bei zehn Prozent oberhalb des zulässigen Betriebsdrucks von einer Schallemissionsanalyse begleitet. Der Behälter muss dabei nicht geöffnet, entleert und gesäubert werden. Betreiber setzen lediglich einen Wasserstofftrailer ein, der den erforderlichen Druckaufbau während der Druckprüfung erzeugt. Um derartige Ersatzprüfungen zu realisieren, empfiehlt Halliger zwei Prüfverfahren:

Schallemissionsanalyse oder Acoustic Emission

Schallemission entsteht in einem Bauteil immer dann, wenn Energie in Form von transienten, elastischen Spannungswellen freigesetzt wird. Dieses Freisetzen, das mit Versetzungsbewegungen, Rissbildung, Delaminationen, plastischen Verformungen oder Rissuferreibungen einhergeht, ist die Folge von mechanischen, chemischen oder thermischen Belastungen oder Überbelastungen des Bauteilwerkstoffs.

Mit Hilfe von piezoelektrischen Wandlern oder Sensoren werden diese mechanischen Wellen in elektrische Signale umgewandelt und in einer Rechnereinheit zur Analyse verarbeitet. Die SE-Sensoren werden gleichmäßig über Länge und Breite am Bauteil angebracht. So können sie in Echtzeit die Signale erfassen. Über ein Ortungsprogramm werden gleichzeitig die Quellen dieser Signale im Bauteil ermittelt. Die Schallemissionsanalyse, die bei Behältern im Rahmen einer Druckprüfung erfolgt, ist ein integrales Verfahren, bei dem in einem Arbeitsgang das gesamte Bauteilvolumen bewertet werden kann.

P-scan System

Das P-scan System ist ein automatisiertes System, mit dem schwer zugänglicher Objekte mittels Ultraschall geprüft und bewertet werden. Hauptbestandteil des Systems ist eine ferngesteuerte Scannereinheit, die mit mehreren Ultraschallsensoren bestückt ist und über Magneträder angetrieben wird.

Mittels exakter Weg- und Zeitmessung ist eine millimetergenaue Zuordnung von Messwerten zu konkreten Ortskoordinaten des zu prüfenden Bauteils gegeben. Entscheidender Vorteil dieses Verfahrens ist die teilweise oder sogar vollkommene Einsparung von Rüstungen an den zu prüfenden Komponenten, wie diese für die Anwendung einer manuellen Ultraschall-Prüfung noch immer erforderlich sind.