Text

                                                        Anlage A.4.2

                                                       --------------

                        Nahtlose Stahlflaschen

   Bemessung, Werkstoffe, Herstellung, Fertigungs- und Erstprüfungen

1.    Bemessung

1.1   Die Wanddicke des zylindrischen Mantels wird nach folgender

      Formel berechnet:

            p x D tief i

      s = ------------------

           20Sigma tief zul

      Die Wanddicke darf aber nicht geringer sein als sich nach

      folgender Formel ergibt:

      D tief a

      -------- + 1 <- s >- 1,5

        250

      Hiebei bedeuten:

      s ....................... Mindestwanddicke (mm)

      p ....................... Probedruck (bar)

      D tief i ................ Innendurchmesser (mm)

      D tief a ................ Außendurchmesser (mm)

      Sigma tief zul .......... zulässige Beanspruchung (N/mm2)

      Die zulässige Beanspruchung Sigma tief zul beträgt 0.75 der

      garantierten Mindeststreckgrenze oder, wenn diese nicht

      feststellbar ist, 0.75 der garantierten Mindestdehngrenze

      R tief p0.2. Bei Flaschen aus vergütetem Stahl darf jedoch die

      Streckgrenze bzw. Dehngrenze mit höchstens 0.9 der garantierten

      Mindestzugfestigkeit R tief m in die Berechnungsformel

      eingesetzt werden.

1.2 Die Wanddicke s tief 1 von konvexen Böden in der Bodenmitte muß mindestens folgenden Berechnungsformeln entsprechen:

1. a)Litera a
   s tief 1 = 1.5 s,

   wobei der Krempenradius r mindestens 0.075 D tief a und H/D tief a mindestens 0.20 betragen muß;
2. b)Litera b
   s tief 1 = s,

   wobei der Krempenradius r mindestens 0.075 D tief a und H/D tief a mindestens 0.40 betragen muß. Diese Formel ist nicht anzuwenden für aus Strangguß geschmiedete Flaschen. Hiebei bedeutet H die äußere Höhe des Bodens; der Übergang vom Boden zum zylindrischen Mantel darf keine Wanddickensprünge aufweisen.

1.3 Die Wanddicken s tief 2 und s tief 3 von konkaven Böden müssen mindestens folgender Bedingung entsprechen:

s tief 2 = s tief 3 >- 2 tief s,

wobei s tief 2 die Bodendicke in der Mitte und s tief 3 die Bodendicke im Bereich der Aufstandfläche bedeuten. Hierbei muß die Tiefe h der Bodeneinwölbung mindestens 0.12 D tief a betragen. Der Übergang vom Boden zum zylindrischen Mantel darf keinen Wanddickensprung aufweisen.

2. Werkstoffe

2.1 Es dürfen nur beruhigte, hinreichend alterungsbeständige

Stähle, erschmolzen im Elektroofen, nach dem Sauerstoff-Blasverfahren oder nach anderen gleichwertigen Verfahren hergestellte Werkstoffe verwendet werden. Der Ausgangswerkstoff muß frei von Fehlern sein und darf nicht mehr als 0.02% Schwefel und 0.02% Phosphor, zusammen aber nicht mehr als 0.03% enthalten. Über die Analysewerte sind schmelzenweise Abnahmeprüfzeugnisse 3.1 B nach ÖNORM EN 10204 vom Stahlhersteller zu erbringen. Die Sprödbruchtemperatur des Stahles (Übergangstemperatur) muß unter 40 Grad C liegen.

2.2   Für Wasserstoff dürfen folgende Stähle verwendet werden:

       --------------------------------------------------------------

            Analyse           28 Mn 6                 34 CrMo 4

       --------------------------------------------------------------

       C                     0.23-0.32                0.30-0.37

       Si                    0.15-0.40                0.15-0.40

       Mn                    1.30-1.65                0.50-0.80

       Cr                    -                        0.90-1.20

       Mo                    -                        0.15-0.30

       S                     <- 0.020                 <- 0.020

       P                     <- 0.020                 <- 0.020

       S + P                 <- 0.030                 <- 0.030

       --------------------------------------------------------------

       max. Härte HB 30      290                      280

       --------------------------------------------------------------

       max. Zugfestigkeit N/mm2            950

      Die Bruchdehnung A5 mindestens 16% an bearbeiteten

      zylindrischen Proben betragen. Wird dieser Wert an einer

      rechteckigen Probe nach Z 6.2 erreicht, ist die Bedingung auch

      als erfüllt anzusehen.

2.2.1 Stähle mit höheren Festigkeiten als in Z 2.2 angegeben können von einer Erstprüfstelle zugelassen werden, wenn durch geeignete Prüfungen vom Flaschenhersteller der Nachweis einer ausreichenden Widerstandsfähigkeit der Flaschen gegen Wasserstoffversprödung erbracht wird.2.2.1 Stähle mit höheren Festigkeiten als in Ziffer 2 Punkt 2, angegeben können von einer Erstprüfstelle zugelassen werden, wenn durch geeignete Prüfungen vom Flaschenhersteller der Nachweis einer ausreichenden Widerstandsfähigkeit der Flaschen gegen Wasserstoffversprödung erbracht wird.

3. Herstellung und Fertigungsprüfungen

3.1 Die Flaschen sind nach der Fertigung einer Wärmebehandlung zu

unterziehen; diese kann in einem Normalglühen oder Vergüten bestehen. Die bei der Herstellung der Flaschen einzuhaltenden Temperaturen für Warmformgebung, Glühen, Austenitisieren und Anlassen richten sich nach den Angaben des Stahl- bzw. Flaschenherstellers. Die Anlaßtemperatur muß mindestens 455 Grad C betragen. Die erfolgte Wärmebehandlung ist im Rahmen der Bauprüfung durch Werksprüfzeugnis nach ÖNORM EN 10204 vom Flaschenhersteller nachzuweisen.

3.2 Sind Halsringe, Schutzkrägen oder Fußkränze vorgesehen, so müssen diese aus einem mit dem Flaschenwerkstoff verträglichen Werkstoff bestehen. Sie sind ohne Schweißen, Hartlöten oder Weichlöten sicher mit dem Flaschenkörper zu verbinden.

3.3 Zu nahtlosen Flaschen zählen auch solche, die aus nahtlosen Rohren geformt werden, wenn beim Schließen des Bodens kein Werkstoff hinzugefügt wird.

3.4 Während der Herstellung der Flaschen hat der Hersteller nachweislich die Güte der Flaschen laufend zu kontrollieren. Hiezu gehört die Kontrolle der Wanddicken und der äußeren und inneren Oberflächen sowie die Prüfung der Rundheit der fertigen Flasche. Die Wanddicke der Flaschen darf an keiner Stelle die erforderliche Mindestwanddicke unterschreiten. Die Oberflächen müssen frei von Kerben, Überschmiedungen, Beulen und Riefen sein, soweit diese die Sicherheit der Flaschen beeinträchtigen. Massive Rost- und Zunderschichten an der Innenseite sind zu entfernen. Der Unterschied zwischen größtem und kleinstem Durchmesser darf nicht größer als 2% des Mittelwertes dieser Durchmesser sein. Nach der letzten Wärmebehandlung ist an jeder Flasche am zylindrischen Teil eine Härteprüfung nach DIN 50351 (entsprechend ISO R79) mit einem Kugeldurchmesser von 2.5 mm oder nach einem von der Erstprüfstelle als gleichwertig anerkannten Verfahren vorzunehmen. Bei normalisierten Flaschen genügt eine stichprobenweise Prüfung je Charge. Bei Wasserstoffflaschen ist die Prüfung an beiden Enden des zylindrischen Teiles vorzunehmen.

4. Qualifikation von Herstellerbetrieben

4.1 Der Hersteller hat die Erfüllung der Anforderungen der §§ 104.1 Der Hersteller hat die Erfüllung der Anforderungen der Paragraphen 10

und 11 im Rahmen einer Eignungsprüfung gegenüber einer Erstprüfstelle nachzuweisen. Der Hersteller muß imstande sein, Flaschen in gleichbleibender Güte zu fertigen und die Fertigung in vorgeschriebener Weise zu überwachen. Über diese Eignungsprüfung hat die befaßte Erstprüfstelle eine Bescheinigung auszustellen.

5. Baumusterprüfung

5.1 Für jede durch Werkstoff, Herstellungsverfahren,

Wärmebehandlung, Flaschenform, äußeren Durchmesser- und Wanddickenbereich definierte Flaschentype ist eine Baumusterprüfung von einer Erstprüfstelle durchzuführen. Die Durchmesser- und Wanddickenbereiche sind nach technischen Gesichtspunkten festzulegen. Aus der laufenden Fertigung sind sechs Flaschen auszuwählen, deren Abmessungen den üblichen Herstellungstoleranzen entsprechen. An zwei Flaschen ist eine Bauprüfung nach Z 6.1 lit. a bis d und an zwei weiteren Flaschen ein Berstversuch nach Z 5.2 durchzuführen. Die restlichen zwei Flaschen, die mit der vollständigen Kennzeichnung versehen sein müssen, sind einem Pulsationsversuch nach Z 5.3 zu unterziehen. Von der Erstprüfstelle ist über das Ergebnis der Baumusterprüfung eine Bescheinigung auszustellen. Wärmebehandlung, Flaschenform, äußeren Durchmesser- und Wanddickenbereich definierte Flaschentype ist eine Baumusterprüfung von einer Erstprüfstelle durchzuführen. Die Durchmesser- und Wanddickenbereiche sind nach technischen Gesichtspunkten festzulegen. Aus der laufenden Fertigung sind sechs Flaschen auszuwählen, deren Abmessungen den üblichen Herstellungstoleranzen entsprechen. An zwei Flaschen ist eine Bauprüfung nach Ziffer 6 Punkt eins, Litera a bis d und an zwei weiteren Flaschen ein Berstversuch nach Ziffer 5 Punkt 2, durchzuführen. Die restlichen zwei Flaschen, die mit der vollständigen Kennzeichnung versehen sein müssen, sind einem Pulsationsversuch nach Ziffer 5 Punkt 3, zu unterziehen. Von der Erstprüfstelle ist über das Ergebnis der Baumusterprüfung eine Bescheinigung auszustellen.

5.2 Der Berstversuch ist mit Wasser oder Hydraulikflüssigkeit bei Raumtemperatur durchzuführen. Die Druckerhöhung darf nicht mehr als 10 bar/s betragen. Festzustellen ist der Druck (Fließdruck), bei dem in den Wandungen die Fließgrenze erkennbar erreicht wird (Volumsvergrößerung ohne Druckerhöhung) sowie der Berstdruck. Der Berstdruck P tief b muß mindestens der folgenden Formel entsprechen:

20 x s x R tief m

P tief b >- 1.05 -------------------

D tief a - s

wobei R tief m die garantierte Mindestzugfestigkeit bedeutet. Der Fließdruck muß mindestens vier Drittel des Probedruckes betragen. Beim Bersten darf die Flasche nicht in mehrere Teile zerreißen. Der Riß muß im wesentlichen im zylindrischen Teil in Längsrichtung verlaufen, darf sich bei vergüteten Flaschen nicht verästeln und darf nicht die Eigenschaften eines Sprödbruches aufweisen. Die Rißstelle darf keinen Werkstoffehler erkennen lassen.

5.3 Der Pulsationsversuch ist an Flaschen mit nicht korrodierend wirkender Flüssigkeit durchzuführen, wobei der Druck zwischen dem Prüfdruck und einem Wert von nicht mehr als 10% des Prüfdruckes bei maximal 15 Lastwechsel pro Minute und einer Temperatur von nicht mehr als 50 Grad C zu führen ist. Es sind mindestens 12 000 Lastwechsel zu erreichen.

6. Bauprüfung

6.1 Im Rahmen der Bauprüfung ist von einem Los zu höchstens

201 Stück von baumustergeprüften Flaschen derselben Flaschentype und derselben Schmelze eine von der Erstprüfstelle ausgewählte Flasche folgenden Prüfungen zu unterziehen:

1. a)Litera a
   1 Zugversuch in Längsrichtung gemäß Z 6.2,1 Zugversuch in Längsrichtung gemäß Ziffer 6 Punkt 2,,
2. b)Litera b
   4 Biegeproben in Umfangsrichtung gemäß Z 6.3,4 Biegeproben in Umfangsrichtung gemäß Ziffer 6 Punkt 3,,
3. c)Litera c
   3 Kerbschlagbiegeproben in Längsrichtung bei Wanddicken ab 3 mm gemäß Z 6.4,3 Kerbschlagbiegeproben in Längsrichtung bei Wanddicken ab 3 mm gemäß Ziffer 6 Punkt 4,,
4. d)Litera d
   bei Flaschen mit Konkavboden Kontrolle der Bodenform.

6.2 Der Zugversuch erfolgt nach DIN EN 50145 mit Probenform nach DIN 50125 am kurzen Proportionalstab. Die Bruchdehnung muß mindestens dem aus folgender Berechnungsformel sich ergebenden Wert

25 000

A tief 5 = ------------------------------

2 x ermittelte Zugfestigkeit

entsprechen, darf aber nicht weniger als 14% betragen. Für Wasserstoffflaschen ist Z 2.2 maßgebend. entsprechen, darf aber nicht weniger als 14% betragen. Für Wasserstoffflaschen ist Ziffer 2 Punkt 2, maßgebend.

6.3   Die Biegeversuche sind in sinngemäßer Anwendung der DIN 50121

      für folgende Dorndurchmesser „d'' durchzuführen:

      ---------------------------------------------------------------

         ermittelte Zugfestigkeit          „d'' als Vielfaches der

               (N/mm2)                             Probedicke

      ---------------------------------------------------------------

      bis 440                                           2

      über 440 bis 520                                  3

      über 520 bis 600                                  4

      über 600 bis 700                                  5

      über 700 bis 800                                  6

      über 800 bis 900                                  7

      über 900                                          8

      Der Biegewinkel von 180 Grad ist ohne Rißbildung zu erreichen.

Die Probenbreite beträgt den größeren der beiden Werte 25 mm bzw. 4 x Wanddicke. Die Proben sind je nach Flaschendurchmesser aus einem oder aus zwei Ringen zu entnehmen.

6.4 Die Kerbschlagbiegeversuche sind nach ÖNORM EN 10045-1 an ISO-Charpy-V-Proben durchzuführen; Kerb senkrecht zur Fläche der Flaschenwand. Die Proben sind allseitig zu bearbeiten. Bei Proben aus Flaschen mit Wanddicken unter 10 mm, darf die Probendicke die Nennwanddicke der Flasche nicht wesentlich unterschreiten. Die Prüftemperatur beträgt 50 Grad C. Folgende Mindestwerte dürfen bei dieser Prüfung nicht unterschritten werden:

      ---------------------------------------------------------------

      ermittelte           <- 650                    > 650

      Zugfestigkeit

      N/mm2

      ---------------------------------------------------------------

      Probendicke   3 bis 5     über 5 bis 10  3 bis 5  über 5 bis 10

      ---------------------------------------------------------------

      Kerb-

      schlag-

      zähigkeit  M    36             33          60          50

      J/cm2      E    29             26          50          40

      M sind die Mittelwerte aus drei Proben; E sind die Werte der

6.5   Versagt einer der Zug-, Biege- oder Kerbschlagversuche, so

sind aus derselben Flasche zwei weitere Proben zu entnehmen, die den Anforderungen entsprechen müssen. Versagt wieder eine dieser Ersatzproben, so ist aus zwei weiteren Flaschen desselben Loses je ein Probensatz zu entnehmen, der entsprechen muß. Versagt eine Probe aus einem Probensatz, so ist das ganze Los zu verwerfen. Bei Beanstandungen der Bodenform (Z 6.1 lit. d) ist sinngemäß vorzugehen. Versagt die Berstprobe, so sind aus dem gleichen Los zwei weitere Flaschen einem Berstversuch zu unterziehen. Ver sagt (Anm.: richtig: Versagt) eine dieser Flaschen, so ist es dem Hersteller überlassen, die verworfenen Flaschen nach erneuter Wärmebehandlung nochmals zur Abnahme vorzulegen, die in vollem Umfange einschließlich Vornahme der Bauprüfung und ersten Druckprüfung durchzuführen ist. sind aus derselben Flasche zwei weitere Proben zu entnehmen, die den Anforderungen entsprechen müssen. Versagt wieder eine dieser Ersatzproben, so ist aus zwei weiteren Flaschen desselben Loses je ein Probensatz zu entnehmen, der entsprechen muß. Versagt eine Probe aus einem Probensatz, so ist das ganze Los zu verwerfen. Bei Beanstandungen der Bodenform (Ziffer 6 Punkt eins, Litera d,) ist sinngemäß vorzugehen. Versagt die Berstprobe, so sind aus dem gleichen Los zwei weitere Flaschen einem Berstversuch zu unterziehen. Ver sagt Anmerkung, richtig: Versagt) eine dieser Flaschen, so ist es dem Hersteller überlassen, die verworfenen Flaschen nach erneuter Wärmebehandlung nochmals zur Abnahme vorzulegen, die in vollem Umfange einschließlich Vornahme der Bauprüfung und ersten Druckprüfung durchzuführen ist.

6.6 Wasserstoffflaschen sind vom Erzeuger oder einem beauftragten Sachverständigen zusätzlich einer 100%igen Prüfung des zylindrischen Teiles auf längsorientierte Fehler mittels Ultraschalles zu unterziehen. Ferner ist im Übergangsbereich vom Boden zum zylindrischen Teil bei Flaschen mit konkavem Boden eine Prüfung auf Querfehler vorzunehmen. Das genaue Prüfverfahren ist mit der zuständigen Erstprüfstelle zu vereinbaren. Die Prüfungen sind von geschultem Personal durchzuführen und von qualifizierten Prüfern der Qualifikationsstufe II gemäß ÖNORM EN 473 bzw. ÖNORM M 3040 zu bewerten. Der Erzeuger hat über diese Prüfungen laufend Aufzeichnungen zu führen. Die zuständige Erstprüfstelle hat stichprobenweise die Eignung der Prüfgeräte sowie die Prüfprotokolle zu kontrollieren. Über diese Kontrollen sind Bestätigungen auszustellen.6.6 Wasserstoffflaschen sind vom Erzeuger oder einem beauftragten Sachverständigen zusätzlich einer 100%igen Prüfung des zylindrischen Teiles auf längsorientierte Fehler mittels Ultraschalles zu unterziehen. Ferner ist im Übergangsbereich vom Boden zum zylindrischen Teil bei Flaschen mit konkavem Boden eine Prüfung auf Querfehler vorzunehmen. Das genaue Prüfverfahren ist mit der zuständigen Erstprüfstelle zu vereinbaren. Die Prüfungen sind von geschultem Personal durchzuführen und von qualifizierten Prüfern der Qualifikationsstufe römisch zwei gemäß ÖNORM EN 473 bzw. ÖNORM M 3040 zu bewerten. Der Erzeuger hat über diese Prüfungen laufend Aufzeichnungen zu führen. Die zuständige Erstprüfstelle hat stichprobenweise die Eignung der Prüfgeräte sowie die Prüfprotokolle zu kontrollieren. Über diese Kontrollen sind Bestätigungen auszustellen.