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Inbetriebnahme und Betrieb von einfachen Druckbehältern

„Einfache Druckbehälter“ sind rechtlich gar nicht so einfach Teil 2
Inbetriebnahme und Betrieb

Ein ein­fach­er Druck­be­häl­ter ist eines der Schlüs­se­lele­mente jed­er Druck­gasan­lage. Seine primäre und offen­sichtlich­ste Funk­tion ist die Gasspe­icherung sowie die Dämp­fung der Pul­sa­tion des aus dem Kom­pres­sor aus­tre­tenden Medi­ums. Der Küh­lef­fekt ist eben­falls wichtig. Der Druck­be­häl­ter senkt die Gastem­per­atur und set­zt das Kon­den­sat frei, das feste Par­tikel, Öle und Staub enthält, die für das gesamte Sys­tem schädlich sind. Dieser zweite Teil der Beitragsserie (1. Teil in Sicher­heitsin­ge­nieur 10/2020, S. 31ff) zu Druck­be­häl­tern geht zunächst auf die Inbe­trieb­nahme und das sichere Betreiben dieser Kom­po­nen­ten ein.

Bei den rechtlichen Grund­la­gen hat sich für den Betreiber von ein­fachen Druck­be­häl­ter in den let­zten Jahren vieles verän­dert. Eine wesentliche Änderung ergibt sich mit Inkraft­treten der Betrieb­ssicher­heitsverord­nung (Betr­SichV). Seit­dem zählen ein­fache Druck­be­häl­ter mit einem Druck­in­halt­spro­dukt (PS·V) höher als 50 bar·Liter zu überwachungs­bedürfti­gen Anla­gen. Gemäß Betr­SichV soll der Betreiber bere­its vor der Auswahl und der Beschaf­fung der ein­fachen Druck­be­häl­ter die auftre­tenden Gefährdun­gen beurteilen und daraus notwendi­ge und geeignete Schutz­maß­nah­men ableiten.

Die sicher­heit­stech­nis­chen Über­legun­gen in der Pla­nungsphase und die Bestell­spez­i­fika­tion der Druck­gasan­lage sind Ele­mente der Gefährdungs­beurteilung. Eine rechtzeit­ige Gefährdungs­beurteilung kann zu ein­er sicheren Ver­wen­dung der Anlage führen, aber auch als Mit­tel zur Beschaf­fung von ein­er angemesse­nen und anwend­baren Anlage dienen.

Was ist bei der Auswahl einfacher Druckbehälter zu beachten?

Auf­grund der wichti­gen Funk­tio­nen, die er in der gesamten Anlage aus­führt, kann seine Wahl kein Zufall sein. Bei der Auswahl des richti­gen Mod­ells sind mehrere Fak­toren zu berücksichtigen:

  1. Funk­tion: Ins­beson­dere ist die Eig­nung des ein­fachen Druck­be­häl­ters für die geplante Ver­wen­dung, die Arbeitsabläufe und die Arbeit­sor­gan­i­sa­tion zu berücksichtigen.
  2. Aus­rich­tung: Auf dem Markt erhältliche ein­fache Druck­be­häl­ter gibt es in zwei Vari­anten – ver­tikal und hor­i­zon­tal aus­richt­bar. Die Auswahl eines dieser Behäl­ter sollte sich in erster Lin­ie aus der Spez­i­fika­tion des Auf­stel­lung­sortes ergeben, an dem das Behäl­ter instal­liert wer­den soll, sowie aus der Benutzer­sicher­heit und ‑fre­undlichkeit. Unab­hängig von der Mon­tagemöglichkeit ändern sich die ver­füg­baren Para­me­ter nicht. In bei­den Fällen kön­nte man zwis­chen einem Vol­u­men von 0,1 bis 20 000 Liter und einem max­i­mal zuge­lasse­nen Druck PS von 0,5 bis 30 bar wählen. Wenn die Anlage an ver­schiede­nen Arbeit­splätzen bere­it­ste­hen soll, die weit­er auseinan­der liegen, ist über die Anschaf­fung eines mobilen Gerätes nachzudenken.
  3. Betrieb­s­druck: Der Betrieb­s­druck des ein­fachen Druck­be­häl­ters ist auch ein­er der wichtig­sten Aspek­te, die bei der Abschätzung der Wirk­samkeit der gesamten Anlage berück­sichtigt wer­den müssen. Wie sich her­ausstellt, wirkt sich sein Wert auch auf die Auswahl eines geeigneten Behäl­ters aus. Der max­i­male zuge­lassene Betrieb­s­druck PB des Behäl­ters soll, aus Sicher­heits­grün­den, immer min­destens 1 bar über dem max­i­malen Kom­pres­sorhöch­st­druck liegen. Das Sicher­heitsven­til soll eben­falls auf 1 bar über dem Betrieb­s­druck PB eingestellt werden.
  4. Vol­u­men und Größe: Das Behäl­ter­vol­u­men ist auch ein wichtiger Fak­tor, der bei richtiger Auswahl die Sicher­heit und den ord­nungs­gemäßen Betrieb des gesamten Sys­tems gewährleis­tet. Um es richtig abzuschätzen, müssen mehrere Para­me­ter berück­sichtigt wer­den. Diese sind: max­i­male Leis­tung des stärk­sten Kom­pres­sors, emp­foh­lene Anzahl von Anschlüssen, zuläs­sige Motorschalt­spiele und Druck­d­if­ferenz im Behäl­ter zwis­chen Ein- und Auss­chal­ten des Kom­pres­sors. Zunächst ist zu beacht­en, dass einzelne Behäl­ter, obwohl sie das gle­iche Vol­u­men haben, unter­schiedliche Abmes­sun­gen haben kön­nen. Die Kon­struk­tion­sun­ter­schiede resul­tieren aus unter­schiedlichen Boden­größen, die von Her­stellern für das gle­iche Vol­u­men ver­wen­det wer­den, z. B. der 3 m³ Behäl­ter mit 16 bar kann in zwei Außen­größen erhältlich sein: mit einem Durchmess­er von 1212 mm und ein­er Höhe von 2960 mm und einem Durchmess­er von 1416 mm und ein­er Höhe von 2235 mm.
  5. Lebens­dauer: Bei der Auswahl eines ein­fachen Druck­be­häl­ters, kann auch die Lebens­dauer des Behäl­ters eine erhe­bliche Rolle spie­len. Um einen langfristi­gen Betrieb zu gewährleis­ten, sind die Art des Werkstoffes
    (z. B. Behäl­ter aus Alu­mini­um, verzinkter/beschichteter Stahl oder Edel­stahl) und die Art des ver­wen­de­ten Kor­ro­sion­ss­chutzes von großer Bedeutung.
  6. Betrieb­stem­per­atur: Die Betrieb­stem­per­atur ist ein­er der Schlüs­sel­pa­ra­me­ter, die den kor­rek­ten und effizien­ten Betrieb der gesamten Anlage bee­in­flussen kön­nen. Obwohl eine sorgfältige Steuerung haupt­säch­lich bei laufend­en Kom­pres­soren eine Auf­gabe ist, ist der Tem­per­aturbere­ich des Betriebs auch bei der Auswahl eines Druck­luft­be­häl­ters wichtig.
  7. Anschlüsse: Das näch­ste Ele­ment, auf das der Betreiber bei der Auswahl des geeigneten ein­fachen Druck­be­häl­ters acht­en sollte, ist die Art und Anzahl der Anschlüsse. Diese sind haupt­säch­lich abhängig vom ver­wen­de­ten Sys­tem zur Verbindung der Anlage mit dem Behäl­ter und sein­er Größe. Gewindean­schlüsse wer­den nor­maler­weise in kleinen Behäl­tern bis 4 m³ und Rohrleitungs­durchmessern bis DN100 ver­wen­det. Die lan­glebi­gen Flan­schverbindun­gen eignen sich für anspruchsvollere Anlagen.

Bei der Auswahl des Druck­be­häl­ter ist zu beacht­en, welche Aus­rüs­tung­steile und Arma­turen notwendig sind. Sie kön­nen bei dem Her­steller des Behäl­ters mitbestellt wer­den oder sep­a­rat vor Inbe­trieb­nahme an Behäl­ter ange­bracht wer­den. Dies ändert an der Tat­sache nichts, dass für den ein­wand­freien und sicheren Betrieb des Behäl­ters, die ord­nungs­gemäß aus­gewählten Arma­turen und Aus­rüs­tung­steile benöti­gen sind. Abhängig von der Art und dem Vol­u­men des Behäl­ters und der Größe der Gewindean­schlüsse soll­ten unter anderem die fol­gen­den Teile enthal­ten sein:

  • Sicher­heitsven­til,
  • Manome­ter (mit Stoßminderer),
  • Absper­rhähne,
  • Ablasshahn/Kondensatableiter,
  • Absper­rven­tile,
  • Winkeln mit Innen- und Außengewinde,
  • Reduk­tions- und Anschlussnippeln,
  • Gewindere­duzierun­gen,
  • Blind­flan­schen.

Bei der Abnahme des Behäl­ters ist darauf zu acht­en, dass der geset­zlich vorgegebene Liefer­um­fang vol­lum­fänglich genutzt wird. Das heißt, im Liefer­um­fang müssen enthal­ten sein:

  • Behäl­ter (mit/ohne Aus­rüs­tung­steile) mit Typenschild,
  • CE-Kennze­ich­nung,
  • EU-Kon­for­mität­serk­lärung
  • und Betrieb­san­leitung mit allen notwendi­gen Sicherheitsinformationen.

Zusät­zlich zu dem vorgegebe­nen Liefer­um­fang sollen bei Bedarf weit­ere tech­nis­che Unter­la­gen ange­fordert wer­den, die bei der Gefährdungs­beurteilung und der darauf basieren­den Ermit­tlung der Prüf­fris­ten durch den Betreiber zweck­di­en­lich sein können.

Die Pflichten des Betreibers

Die Wahl des richti­gen ein­fachen Behäl­ters und das Vorhan­den­sein ein­er CE-Kennze­ich­nung des Behäl­ters ent­binden nicht von der Durch­führung ein­er Gefährdungs­beurteilung. Gemäß den gel­tenden Vorschriften, laut denen ein­fache Druck­be­häl­ter erst ver­wen­det wer­den dür­fen, nach­dem der Betreiber:

  • eine Gefährdungs­beurteilung durchge­führt und doku­men­tiert hat,
  • die dabei ermit­tel­ten Schutz­maß­nah­men nach dem Stand der Tech­nik getrof­fen hat,
  • fest­gestellt hat, dass die Ver­wen­dung des Behäl­ters nach dem Stand der Tech­nik sich­er ist.

Der Betreiber hat weit­er­hin die Beschäftigten in regelmäßi­gen Abstän­den zu unter­weisen, min­destens jedoch ein­mal jährlich. Die Unter­weisung umfasst Anweisun­gen und Erläuterun­gen für Arbeit­splatz und ‑bere­ich. Die Unter­weisung muss bei der Ein­führung eines neuen Druck­be­häl­ters, sein­er Änderung und vor der Tätigkeit­sauf­nahme der Beschäftigten erfol­gen. Des Weit­eren müssen die
Unter­weisun­gen schriftlich doku­men­tiert werden.

Bevor Beschäftigte Druck­be­häl­ter erst­ma­lig ver­wen­den, hat der Betreiber ihnen eine schriftliche Betrieb­san­weisung für die Ver­wen­dung des Behäl­ters, in ein­er für die Beschäftigten ver­ständlichen Form und Sprache, an geeigneter Stelle zur Ver­fü­gung zu stellen.

Bei dem Betrieb von einem überwachungs­bedürfti­gen ein­fachen Druck­be­häl­ter hat der Betreiber unter anderem fol­gende Pflichten:

  • der Behäl­ter ist nach dem Stand der Tech­nik zu mon­tieren, zu instal­lieren und zu betreiben;
  • der Behäl­ter ist in ord­nungs­gemäßem Zus­tand zu erhal­ten, zu überwachen, notwendi­ge Instand­set­zungs- oder Wartungsar­beit­en sind unverzüglich vorzunehmen und die den Umstän­den nach erforder­lichen Sicher­heits­maß­nah­men zu treffen;
  • der Behäl­ter darf nicht betrieben wer­den, wenn er Män­gel aufweist, durch die Beschäftigte oder Dritte gefährdet wer­den können.

Prüfungen

Ein­fache Druck­be­häl­ter müssen vor der erst­ma­li­gen Inbe­trieb­nahme, vor Wieder­in­be­trieb­nahme nach prüf­pflichti­gen Änderun­gen sowie regelmäßig wiederkehrend geprüft werden.

Unter Inbe­trieb­nahme ver­ste­ht man die erst­ma­lige Ver­wen­dung eines Druck­be­häl­ters und diese darf erst erfol­gen, wenn der Behäl­ter den Anforderun­gen der Richtlin­ie 2014/29/EU über ein­fach­er Druck­be­häl­ter entspricht. Mit der Inbe­trieb­nahme begin­nen die Pflicht­en des Betreibers nach der Betrieb­ssicher­heitsverord­nung (Betr­SichV).

Prüfin­halte, die im Rah­men von EU-Kon­for­mitäts­be­w­er­tungsver­fahren geprüft und doku­men­tiert wur­den (tech­nis­che Prü­fun­gen wie z. B. Fes­tigkeit­sprü­fung), müssen nicht bei der Prü­fung vor Inbe­trieb­nahme erneut durchge­führt werden.

Son­der­fall (nach Num­mer 7.25 des Anhangs 2 Abschnitt 4 der Betriebssicherheitsverordnung):

Bei ver­wen­dungs­fer­ti­gen Druck­an­la­gen mit ein­fachen Druck­be­häl­tern mit einem Druck­in­halt­spro­dukt von höch­stens 1 000 bar·Liter kann eine Prü­fung vor Inbe­trieb­nahme durchge­führt wer­den, und zwar ohne Bezug auf einen Auf­stellplatz, an einem Muster, durch eine zuge­lasse­nen Überwachungsstelle (ZÜS). Die Prü­fung vor Inbe­trieb­nahme, hin­sichtlich der Auf­stel­lungs­be­din­gun­gen, darf von ein­er zur Prü­fung befähigte Per­son (bP) durchge­führt werden.

Bei ver­wen­dungs­fer­tig hergestell­ten Maschi­nen mit einge­baut­en ein­fachen Druck­be­häl­ter (z. B. Kom­pres­soren) beschränkt sich die Prü­fung auf die Ord­nung­sprü­fung. Dies gilt jedoch nur, wenn aus den tech­nis­chen Unter­la­gen, für die vorge­se­hene Betrieb­sweise sowie die sichere Mon­tage und Instal­la­tion in der Mas­chine, her­vorge­ht, dass nach­weis­lich die Sicher­heit der Druck­be­häl­ter nicht von den Auf­stel­lungs­be­din­gun­gen der Mas­chine abhängt.

Bei der Prü­fung vor Inbe­trieb­nahme, vor Wieder­in­be­trieb­nahme nach prüf­pflichti­gen Änderun­gen und wiederkehrend ist zu prüfen, ob

  • die benötigten tech­nis­chen Unter­la­gen vorhan­den sind und ihr Inhalt plau­si­bel ist,
  • der Druck­be­häl­ter vorschriftsmäßig errichtet oder geän­dert wurde und in einem sicheren Zus­tand ist,
  • die getrof­fe­nen sicher­heit­stech­nis­chen Maß­nah­men geeignet und funk­tions­fähig sind,
  • die Fris­ten für die näch­sten wiederkehren­den Prü­fun­gen zutr­e­f­fend fest­gelegt wurden.

Nach prüf­pflichti­gen Änderun­gen darf sich darauf beschränkt wer­den, zu prüfen, ob der ein­fache Druck­be­häl­ter vorschrifts­gemäß geän­dert wurde und sich­er funk­tion­iert. Die Prü­fun­gen kön­nen in fol­gende Prü­farten aufgeteilt werden:

  • Ord­nung­sprü­fun­gen (ob Doku­men­ta­tion und Ist-Zus­tand über­stim­men, z. B. EU-Kon­for­mität­serk­lärung, Type­n­schild, Betrieb­san­leitung, Prüfaufzeichnungen),
  • tech­nis­che Prüfungen.

Die Prü­fun­gen (siehe Abbil­dung 2) sind durchzuführen von einer:

  • zur Prü­fung befähigten Per­son (bP) mit den Grun­dan­forderun­gen nach § 2 Num­mer 6 Betr­SichV – für Druck­be­häl­ter die nicht überwachungs­bedürftig sind (PS·V ≤ 50 bar·L),
  • zur Prü­fung befähigte Per­son (bP) gemäß Betr­SichV Anhang 2 Abschnitt 4 Num­mer 3) – überwachungs­bedürftige ein­fache Druckbehälter,
  • zuge­lasse­nen Überwachungsstelle (ZÜS) – überwachungs­bedürftige ein­fache Druckbehälter.

Für ein Druck­in­halt­spro­dukt größer als 10 000 bar·L ist der Druck­be­häl­ter als Druck­gerät nach Richtlin­ie 2014/68/EU zu betra­cht­en. In diesem Fall siehe Tabelle 2 bis 6 der Betrieb­ssicher­heitsverord­nung für die Prüfzuständigkeit­en. Der Betreiber hat die Fris­ten für die wiederkehren­den Prü­fun­gen inner­halb von 6 Monat­en nach Inbe­trieb­nahme zu ermit­teln und mit der zuge­lasse­nen Überwachungsstelle (ZÜS) oder zur Prü­fung befähigten Per­son (bP) abzus­tim­men. Die wiederkehren­den Prü­fun­gen sind von ihm frist­gerecht zu veranlassen.

Tab. 1: Prüfzuständigkeit­en und Prüf­fris­ten bei ein­fachen Druckbehältern

Bei einem ein­fachen Druck­be­häl­ter mit einem Druck­in­halt­spro­dukt von höch­stens 1 000 bar·L kön­nen die wiederkehren­den Prü­fun­gen durch eine zur Prü­fung befähigte Per­son (bP) aus­ge­führt wer­den (siehe Tabelle 1). Die Prüf­fris­ten liegen bei max­i­mal 10 Jahren für die innere Prü­fung und höch­stens 15 Jahren bei Fes­tigkeit­sprü­fung (wenn im Rah­men der inneren Prü­fung nachgewiesen wird, dass der Behäl­ter sich­er betrieben wer­den kann). Für Behäl­ter, die wiederkehrend durch ZÜS geprüft sind (PS·V 1 000 bar·L), liegen die max­i­malen Prüf­fris­ten bei 5 Jahren für innere Prü­fung und 10 Jahren für Fes­tigkeit­sprü­fung. Sollte ein Betreiber eine Prüf­fristver­längerung anle­gen, muss er dar­legen kön­nen, dass der Druck­be­häl­ter über die Zeit bis zur näch­sten Prü­fung sich­er betrieben wer­den kann. Eine Begrün­dung für eine Prüf­fristver­längerung kann eine langjährige Prax­is mit ähn­lichen oder gle­ichen Druck­be­häl­tern und Ver­fahrensweisen sein.

Die Prü­fungsergeb­nisse sind in Form von Prüf­bescheini­gun­gen durch die zuge­lassene Überwachungsstelle (ZÜS) oder Aufze­ich­nun­gen durch die zur Prü­fung befähigte Per­son (bP) zu doku­men­tieren. In jedem Fall ist die Prüf­doku­men­ta­tion am Betrieb­sort der Druck­be­häl­ter aufzubewahren.

Lit­er­atur

  • Richtlin­ie 2014/29/EU des Europäis­chen Par­la­ments und des Rates vom 26. Feb­ru­ar 2014 zur Har­mon­isierung der Rechtsvorschriften der Mit­glied­staat­en über die Bere­it­stel­lung ein­fach­er Druck­be­häl­ter auf dem Markt (Neu­fas­sung)
  • Richtlin­ie 2014/68/EU des Europäis­chen Par­la­ments und des Rates vom 15. Mai 2014 zur Har­mon­isierung der Rechtsvorschriften der Mit­glied­staat­en über die Bere­it­stel­lung von Druck­geräten auf dem Markt (Neu­fas­sung) (Text von Bedeu­tung für den EWR)
  • Gesetz über die Durch­führung von Maß­nah­men des Arbeitss­chutzes zur Verbesserung der Sicher­heit und des Gesund­heitss­chutzes der Beschäftigten bei der Arbeit (Arbeitss­chutzge­setz – ArbSchG)
  • Verord­nung über Sicher­heit und Gesund­heitss­chutz bei der Ver­wen­dung von Arbeitsmit­teln (Betrieb­ssicher­heitsverord­nung – BetrSichV)
  • Tech­nis­che Regeln für Betrieb­ssicher­heit TRBS 1111: Gefährdungsbeurteilung
  • Tech­nis­che Regeln für Betrieb­ssicher­heit TRBS1201: Prü­fun­gen und Kon­trollen von Arbeitsmit­teln und überwachungs­bedürfti­gen Anlagen
  • Tech­nis­che Regeln für Betrieb­ssicher­heit TRBS 1201: Teil 2: Prü­fun­gen und Kon­trollen bei Gefährdun­gen durch Dampf und Druck
  • Tech­nis­che Regeln für Betrieb­ssicher­heit TRBS 1203: Zur Prü­fung befähigte Personen
  • Tech­nis­che Regeln für Betrieb­ssicher­heit TRBS 2141: Gefährdun­gen durch Dampf und Druck
  • Bekan­nt­machun­gen zur Betrieb­ssicher­heit BekBS 1113: Beschaf­fung von Arbeitsmitteln

Foto: privat

Autorin: Dr. Eweli­na Broda-Kaczmarek

Mitar­bei­t­erin im Refer­at Anla­gen- und Ver­fahrenssicher­heit der Beruf­sgenossen­schaft Rohstoffe und Chemis­che Indus­trie (BG RCI)

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