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Anlage 5
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TEIL 1
Fertigung und Prüfung nahtloser Stahlflaschen
Als Werkstoffe sind zugelassen:
Beruhigte, hinreichend alterungsbeständige Stähle, erschmolzen im Siemens-Martin-Ofen, im Elektroofen, nach dem Sauerstoff-Blasverfahren oder nach anderen gleichwertigen Verfahren. Der Ausgangswerkstoff muß frei von Fehlern sein und darf nicht mehr als 0,03% Schwefel und 0,03% Phosphor, zusammen aber nicht mehr als 0,05% enthalten. Über die Analysewerte sind schmelzenweise Abnahmeprüfzeugnisse B nach ÖNORM M 3000 vom Stahlhersteller zu erbringen. Die Sprödbruchtemperatur des Stahles (Übergangstemperatur) muß unter -40 Grad C liegen.
Für Wasserstoff folgende Stähle:
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Analyse 28 Mn 6 34 CrMo 4
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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 <= 0,025 <= 0,025
P <= 0,025 <= 0,025
S + P <= 0,04 <= 0,04
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max. Härte
HB 30 290 280
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max. Zugfe-
stigkeit 950
N/mm2
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Die Bruchdehnung delta5 muß mindestens 16% an bearbeiteten zylindrischen Proben betragen.
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 und Anlassen richten sich nach den Angaben des Stahlherstellers. Die Anlaßtemperatur muß mindestens 455 Grad C betragen. Die erfolgte Wärmebehandlung ist im Rahmen der Bauprüfung durch Werksprüfzeugnis nach ÖNORM M 3000 vom Flaschenhersteller nachzuweisen.
Zu nahtlosen Flaschen zählen auch solche, die aus nahtlosen Rohren geformt werden, wenn beim Schließen des Bodens kein Werkstoff hinzugefügt wird.
Die Wanddicke des zylindrischen Mantels wird nach folgender Formel berechnet:
(Anm.: Formel nicht direkt darstellbar.)Anmerkung, Formel nicht direkt darstellbar.)
s = p x Di/20 sigma zul
Die Wanddicke darf aber nicht geringer sein, als sich nach folgender Formel ergibt:
(Anm.: Formel nicht direkt darstellbar.)Anmerkung, Formel nicht direkt darstellbar.)
Da/250 +1 <= s >= 1,5
Hiebei bedeuten:
s .................... Mindestwanddicke (mm)
p .................... Probedruck (bar)
Di ................... Innendurchmesser (mm)
Da ................... Außendurchmesser (mm)
sigma zul ............ zulässige Beanspruchung (N/mm2).
Die zulässige Beanspruchung sigmazul beträgt 0,75 der garantierten Mindeststreckgrenze oder, wenn diese nicht feststellbar ist, 0,75 der garantierten Mindestdehngrenze sigma0,2. Bei Flaschen aus vergütetem Stahl darf jedoch die Streckgrenze bzw. Dehngrenze mit höchstens 0,9 der garantierten Mindestzugfestigkeit sigmaB in die Berechnungsformel eingesetzt werden.
Die Wanddicke s1 von konvexen Böden in der Bodenmitte muß mindestens folgenden Berechnungsformeln entsprechen:
wobei der Krempenradius r mindestens 0,075 Da und H/Da mindestens 0,20 betragen muß;
wobei der Krempenradius r mindestens 0,075 Da und H/Da 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.
Die Wanddicken s2 und s3 von konkaven Böden müssen mindestens folgender Bedingung entsprechen:
s2 = s3 = 2s,
wobei s2 die Bodendicke in der Mitte und s3 die Bodendicke im Bereich der Aufstandfläche bedeuten. Hiebei muß die Tiefe h der Bodeneinwölbung mindestens 0,12 Da betragen. Der Übergang vom Boden zum zylindrischen Mantel darf keinen Wanddickensprung aufweisen.
Die Erzeuger haben dem zuständigen Dampfkesselüberwachungsorgan im Rahmen einer Eignungsprüfung nachzuweisen, daß sie imstande sind, Flaschen in gleichbleibender Güte zu fertigen und die Fertigung in vorgeschriebener Weise zu prüfen. Über diese Eignungsprüfung hat das zuständige Dampfkesselüberwachungsorgan eine Bestätigung auszustellen.
Während der Herstellung der Flaschen hat der Erzeuger nachweislich die Güte der Flaschen laufend zu kontrollieren. Hiezu gehört die Kontrolle der Wanddicken und der äußeren und inneren Oberflächen vor dem Verschließen der Flasche 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, Dopplungen, 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 R 79) mit einem Kugeldurchmesser von 2,5 mm oder nach einem vom Dampfkesselüberwachungsorgan 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.
Sind Halsringe 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.
Für jede durch Werkstoff, Herstellungsverfahren, Wärmebehandlung, Flaschenform, äußeren Durchmesser- und Wanddickenbereich gekennzeichnete Flaschentype ist eine Bauartprüfung durch das zuständige Dampfkesselüberwachungsorgan durchzuführen. Hiezu sind aus der laufenden Erzeugung fünf Flaschen auszuwählen, deren Abmessungen den üblichen Herstellungstoleranzen entsprechen. An einer Flasche ist eine Bauprüfung nach Z 11 lit. a bis d und an einer weiteren Flasche ein Berstversuch nach Z 15 durchzuführen. Die restlichen Flaschen, die mit der vollständigen Kennzeichnung nach § 35a versehen sein müssen, sind einem Pulsationsversuch mit nichtkorrodierender Flüssigkeit zu unterziehen, wobei der Druck zwischen dem Probedruck und einem Wert von nicht mehr als 10% des Probedruckes 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. Über das Ergebnis dieser Bauartprüfung ist eine Bestätigung vom Dampfkesselüberwachungsorgan auszustellen. Im übrigen gelten die Bestimmungen des § 57a. Die Durchmesser- und Wanddickenbereiche werden vom zuständigen Dampfkesselüberwachungsorgan nach technischen Gesichtspunkten festgelegt.Für jede durch Werkstoff, Herstellungsverfahren, Wärmebehandlung, Flaschenform, äußeren Durchmesser- und Wanddickenbereich gekennzeichnete Flaschentype ist eine Bauartprüfung durch das zuständige Dampfkesselüberwachungsorgan durchzuführen. Hiezu sind aus der laufenden Erzeugung fünf Flaschen auszuwählen, deren Abmessungen den üblichen Herstellungstoleranzen entsprechen. An einer Flasche ist eine Bauprüfung nach Ziffer 11, Litera a bis d und an einer weiteren Flasche ein Berstversuch nach Ziffer 15, durchzuführen. Die restlichen Flaschen, die mit der vollständigen Kennzeichnung nach Paragraph 35 a, versehen sein müssen, sind einem Pulsationsversuch mit nichtkorrodierender Flüssigkeit zu unterziehen, wobei der Druck zwischen dem Probedruck und einem Wert von nicht mehr als 10% des Probedruckes 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. Über das Ergebnis dieser Bauartprüfung ist eine Bestätigung vom Dampfkesselüberwachungsorgan auszustellen. Im übrigen gelten die Bestimmungen des Paragraph 57 a, Die Durchmesser- und Wanddickenbereiche werden vom zuständigen Dampfkesselüberwachungsorgan nach technischen Gesichtspunkten festgelegt.
Im Rahmen der Bauprüfung (§ 57 Abs. 2) ist von einem Los zu höchstens 201 Stück von bauartgeprüften Flaschen derselben Flaschentype (Z 10) und derselben Schmelze eine vom Dampfkesselüberwachungsorgan ausgewählte Flasche folgenden Prüfungen zu unterziehen:Im Rahmen der Bauprüfung (Paragraph 57, Absatz 2,) ist von einem Los zu höchstens 201 Stück von bauartgeprüften Flaschen derselben Flaschentype (Ziffer 10,) und derselben Schmelze eine vom Dampfkesselüberwachungsorgan ausgewählte Flasche folgenden Prüfungen zu unterziehen:
Ein Zugversuch in Längsrichtung gemäß Z 12,Ein Zugversuch in Längsrichtung gemäß Ziffer 12,,
4 Biegeversuche in Umfangsrichtung gemäß Z 13,4 Biegeversuche in Umfangsrichtung gemäß Ziffer 13,,
3 Kerbschlagbiegeproben in Längsrichtung bei Wanddicken ab 3 mm gemäß Z 14,3 Kerbschlagbiegeproben in Längsrichtung bei Wanddicken ab 3 mm gemäß Ziffer 14,,
bei Flaschen mit Konkavboden Kontrolle der Bodenform.
Die Entnahme der Proben für die Versuche nach lit. a bis c erfolgt gemäß nachfolgender Skizze aus der Flaschenmitte:Die Entnahme der Proben für die Versuche nach Litera a bis c erfolgt gemäß nachfolgender Skizze aus der Flaschenmitte:
(Anm.: Die Skizze ist nicht darstellbar!)Anmerkung, Die Skizze ist nicht darstellbar!)
Alternierend an Stelle der Prüfungen nach lit. a bis c oder zusätzlich auf Grund vorliegender Prüfergebnisse kann das zuständige Dampfkesselüberwachungsorgan einen Berstversuch nach Z 15 vornehmen.Alternierend an Stelle der Prüfungen nach Litera a bis c oder zusätzlich auf Grund vorliegender Prüfergebnisse kann das zuständige Dampfkesselüberwachungsorgan einen Berstversuch nach Ziffer 15, vornehmen.
Der Zugversuch erfolgt nach DIN 50145 mit Probenform nach DIN 50125 am kurzen Proportionalstab. Bei Wanddicken unter 3 mm sind die Versuche am langen Proportionalstab für eine Probendicke von 5 mm durchzuführen. Die Bruchdehnung muß mindestens dem aus folgender Berechnungsformel sich ergebenden Wert
(Anm.: Formel nicht direkt darstellbar.)Anmerkung, Formel nicht direkt darstellbar.)
delta5 = 2 500/0,224 x ermittelte Zugfestigkeit
entsprechen, darf aber nicht weniger als 14% betragen. Bei Wanddicken unter 3 mm ist zur Berechnung der Mindestbruchdehnung folgende Formel maßgebend:
(Anm.: Formel nicht direkt darstellbar.)Anmerkung, Formel nicht direkt darstellbar.)
delta5 = (2 500/0,285 x ermittelte Zugfestigkeit) >= 11%
Für Wasserstoffflaschen ist Z 1 lit. b maßgebend.Für Wasserstoffflaschen ist Ziffer eins, Litera b, maßgebend.
Die Biegeversuche sind in sinngemäßer Anwendung der DIN 50121 für folgende Dorndurchmesser „d'' durchzuführen:
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ermittelte Zugfestigkeit „d'' als Vielfaches der
(N/mm2) Probendicke
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bis 430 2
über 430 bis 510 3
über 510 bis 590 4
über 590 bis 690 5
über 690 bis 780 6
über 780 bis 890 7
über 890 8
Der Biegewinkel von 180 Grad ist ohne Rißbildung zu erreichen. Die Probenbreite beträgt 20 mm. Die Proben sind je nach Flaschendurchmesser aus einem oder aus zwei Ringen zu entnehmen.
Die Kerbschlagversuche sind nach ISO 148 oder DIN 50115 an ISO-Charpy V-Proben durchzuführen. Kerb senkrecht zur Fläche der Flaschenwand. Die Proben sind allseitig zu bearbeiten. Bei Flaschen mit Wanddicken unter 10 mm ist dabei zu beachten, daß die Nennwanddicke nicht wesentlich unterschritten wird. Die Prüftemperatur beträgt -20 Grad C. Folgende Mindestwerte dürfen bei dieser Prüfung nicht unterschritten werden:
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C-Stahl und CrMo-Stahl und
Stahltype C-Mn-Stahl andere legierte
Stähle
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Probendicke 3 bis 5 über 5 3 bis 5 über 5
bis10 bis 10
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Kerbschlag- M 36 33 61 49
zähigkeit
J/cm2 E 29 26 49 39
M sind die Mittelwerte aus drei Proben;
E sind die Werte der einzelnen Proben.
Der Berstversuch wird mit Wasser oder Hydraulikflüssigkeit bei Raumtemperatur durchgeführt. 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 pb muß mindestens der folgenden Formel entsprechen:
(Anm.: Formel nicht direkt darstellbar.)Anmerkung, Formel nicht direkt darstellbar.)
pb >= 1,05 (20 x s x sigmaB/Da - s),
wobei sigmaB die garantierte Mindestzugfestigkeit bedeutet. Der Fließdruck muß mindestens vier Drittel des Probedruckes betragen. Beim Bersten darf die Flasche nicht in mehrere Teile zerfallen. 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.
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 11 lit. d) ist sinngemäß vorzugehen. Versagt die Berstprobe, so sind aus dem gleichen Los zwei weitere Flaschen einem Berstversuch zu unterziehen. Versagt eine dieser Flaschen, so ist das Los zu verwerfen. Dem Erzeuger ist es zu überlassen, die verworfenen Flaschen nach erneuter Wärmebehandlung nochmals zur Abnahme vorzulegen, die in vollem Umfange einschließlich Vornahme der Bauprüfung und Wasserdruckprobe durchzuführen ist.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 (Ziffer 11, Litera d,) ist sinngemäß vorzugehen. Versagt die Berstprobe, so sind aus dem gleichen Los zwei weitere Flaschen einem Berstversuch zu unterziehen. Versagt eine dieser Flaschen, so ist das Los zu verwerfen. Dem Erzeuger ist es zu überlassen, die verworfenen Flaschen nach erneuter Wärmebehandlung nochmals zur Abnahme vorzulegen, die in vollem Umfange einschließlich Vornahme der Bauprüfung und Wasserdruckprobe durchzuführen ist.
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 dem zuständigen Dampfkesselüberwachungsorgan zu vereinbaren. Der Erzeuger hat über diese Prüfungen laufend Aufzeichnungen zu führen. Das zuständige Dampfkesselüberwachungsorgan hat stichprobenweise die Genauigkeit der Prüfgeräte sowie die Prüfprotokolle zu kontrollieren. Über diese Kontrollen sind Bestätigungen auszustellen.
Jede Flasche ist einer Wasserdruckprobe gemäß § 41 Abs. 1 zu unterziehen.Jede Flasche ist einer Wasserdruckprobe gemäß Paragraph 41, Absatz eins, zu unterziehen.
Die Kennzeichnung der Flaschen erfolgt nach § 35a.Die Kennzeichnung der Flaschen erfolgt nach Paragraph 35 a,