Thermometer-Schutzrohre Wie das Regelwerk AD 2000 beim Auslegen von Thermometer-Schutzrohren hilft

Von Kai Grabenauer, Product Manager, WIKA Alexander Wiegand

Anbieter zum Thema

Die sichere Auslegung von Thermometer-Schutzrohren stellt Anlagenbetreiber immer wieder vor Herausforderungen. Namur-Empfehlungen und DIN-Standards nennen keine Details zu erforderlichen Berechnungen, Prüfungen und Zeugnissen. Das trifft ebenso auf die Druckgeräterichtlinie zu. Der Beitrag weist einen Ausweg.

Die „Rettung“: das Regelwerk der Arbeitsgemeinschaft Druckgeräte lässt sich auch auf Thermometer-Schutzrohre anwenden.
Die „Rettung“: das Regelwerk der Arbeitsgemeinschaft Druckgeräte lässt sich auch auf Thermometer-Schutzrohre anwenden.
(Bild: © bluedesign - stock.adobe.com)

In der Druckgeräterichtlinie (DGRL) 2014/68/EU ist festgelegt: Seit 2002 müssen alle in der EU in Verkehr gebrachten Druckgeräte mit einem maximal zulässigen Druck von mindestens 0,5 bar der DGRL entsprechen. Als Druckgeräte im Sinne dieser Richtlinie gelten z. B. Dampfkessel, Rohrleitungen und druckhaltende Ausrüstungsteile. Für viele Anwender stellt sich in dem Zusammenhang die Frage, ob die Druckgeräterichtlinie auch auf Thermometer-Schutzrohre angewendet werden muss, da diese ja einen Druckbehälter verschließen und es im Falle eines Versagens zu einer Leckage kommt, die möglicherweise schwerwiegende Folgen haben kann.

Doch die DGRL enthält keine expliziten Passagen über Schutzrohre, da sich in ihnen kein unter Druck stehendes Prozessmedium befindet, geschweige denn transportiert wird. Die Leitlinie A-40 zur DGRL definiert ein Schutzrohr lediglich als Bauteil eines Druckgerätes. Damit entspricht es nicht der Definition für Druckgeräte und darf deshalb gemäß Leitlinie A-22 nicht mit CE gekennzeichnet werden.

Andere Wege auf der Suche nach einer Orientierung enden ebenfalls rasch in der Sackgasse. Die Namur-Empfehlung NE 80 zum Beispiel reiht Schutzrohre in die Kategorie „Druckbeaufschlagte Gehäuse“ ein (Punkt 3.1). Demzufolge sind Schutzrohre nach dem aktuellen Stand der Technik, d. h. nach „guter Ingenieurpraxis“, auszulegen und anzufertigen. Konkretere Informationen fehlen.

Die DIN 43772 für Schutzrohre hilft dem Anwender im Detail ebenfalls nicht weiter. Unter Punkt 4.6 dieser Norm steht lediglich geschrieben, dass die Zeugnisse und Prüfungen zwischen Hersteller und Anwender nach den jeweiligen Betriebsbedingungen zu vereinbaren sind. Der Abschnitt spezifiziert jedoch nicht, was an Prüfungen notwendig, empfohlen oder gar überflüssig ist (und somit eine reine Geldverschwendung wäre).

Türöffner „AD 2000“

Nun wäre guter Rat teuer, würde auch das Regelwerk der Arbeitsgemeinschaft Druckgeräte – kurz: AD 2000 – keine Tür öffnen. AD 2000 wird in Deutschland üblicherweise für die Dimensionierung und Konstruktion von Druckbehältern herangezogen. Das Regelwerk ist DGRL-konform und präzisiert die Anforderungen sowohl der Richtlinie als auch von EN-Normen. Da liegt es nahe, es auch auf Thermometer-Schutzrohre anzuwenden und somit auf der sicheren Seite zu stehen. Die AD 2000 beschreibt auf über 100 Merkblättern die Berechnung, Konstruktion, Herstellung und Prüfung von Druckgeräten sowie die zu verwendenden Werkstoffe.

Was bedeutet nun die Anforderung „nach AD 2000“ für Schutzrohre? Die Antwort „Es kommt darauf an“ lässt schon erahnen, dass es mehrere Möglichkeiten gibt, welche unter anderem vom Prozessanschluss, dem Werkstoff oder von der gewählten Bauweise abhängig sind.

Das AD-2000-Regelwerk kennt sogenannte „harmonisierte Normen“, welche eine einfache Anwendung ermöglichen. Wenn es sich bei dem benötigten Schutzrohr z. B. um eine aus dem Edelstahl 1.4571 gefertigte Einschraub-Ausführung nach DIN 43772 Form 6 handelt, ist die Auslegung sehr einfach: Werkstoff und Ausführung entsprechen einer harmonisierten Norm. Muss allerdings während der Herstellung an dem Schutzrohr geschweißt werden, hat der Produzent zusätzlich über die erforderlichen Schweißzulassungen nach anerkannten Standards zu verfügen.

Eine vergleichsweise größere Herausforderung ist z. B. die Fertigung eines Schutzrohrs nach Kundenvorgabe mit einem Flansch gemäß Standard ASME B16.5 aus einem ASTM-Werkstoff. Doch selbst in diesem Fall ist eine AD-2000-konforme Ausführung möglich. Da die amerikanischen Normen für Flansch, Werkstoff sowie Schweißung nicht harmonisiert sind, müssen allerdings besondere Zeugnisanforderungen beachtet werden. Außerdem ist eine Berechnung aller Bauteile nach dem Regelwerk notwendig.

Auf der sicheren Seite

Kurz zusammengefasst, erfüllt eine dem AD-2000-Regelwerk entsprechende Schutzrohr-Auslegung folgende Anforderungen, die der Anwender im Detail nicht zu spezifizieren braucht:

  • Festigkeitsnachweis des Schutzrohres auf Außendruckbelastung;
  • Berechnung des Flansches und der Schweißverbindung bezogen auf die jeweiligen Einsatzbedingungen (Prozessdruck und Temperatur);
  • Schweißverfahrensprüfung, hydrostatische Druckprüfung, Farbeindringprüfung der Schweißverbindungen;
  • mögliche TÜV-Einzelabnahme bei bestimmten Sonderwerkstoffen;
  • umfangreiche Kennzeichnung des Produktes;
  • Dokumentation (Materialzeugnisse, Berechnungen, Prüfzertifikate etc.).

Mit all diesen Spezifikationen ist der Anwender des Schutzrohrs auf der sicheren Seite. Nach allen durchgeführten Berechnungen und zerstörungsfreien Prüfungen unterscheidet sich das Endprodukt optisch – abgesehen von einer umfassenderen Kennzeichnung und Dokumentation – jedoch nicht von einem herkömmlichen Standardprodukt aus dem Katalog.

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung.

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

CE-Kennzeichnung – ja, aber …

Wäre es angesichts des Aufwands nicht einfacher, wenn das Schutzrohr eine CE-Kennzeichnung tragen würde, so dass selbst ein Laie auf den ersten Blick erkennt, dass das Schutzrohr allen Anforderungen genügt? Diese Frage kann eindeutig mit „Ja“ beantwortet werden. Aber nach Leitlinie A-22 der DGRL ist, wie bereits erwähnt, die CE-Kennzeichnung eines Thermometer-Schutzrohrs nicht zulässig.

Für Schutzrohre mit einem Flansch als Prozessanschluss gibt es jedoch eine elegante Lösung für dieses Dilemma: die Einstufung des Produktes Flansch-Schutzrohr als „Flanschanbaukomponente“. Denn für diese Komponenten gilt das Gleiche wie für die Flansche selbst: Sie fallen unter die Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU und müssen mit CE gekennzeichnet werden.

Bildergalerie

Herstellern muss die Verwendung dieses Konformitätslabels von einer Benannten Stelle der EU gemäß Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU (Notified Body) zuerkannt werden. Flanschanbaukomponenten von Wika z. B. hat der TÜV Süd bescheinigt, dass für Flansch-Nennweiten >DN 25 alle Anforderungen nach DGRL Anhang III Modul H erfüllt sind. Komponenten mit „CE 0036“ (bei der Ziffernfolge handelt es sich um die Kennnummer des TÜV Süd als Benannter Stelle) kommen vielfach in Prozessen mit kritischen Bedingungen zum Einsatz, zum Beispiel eine Variante in ScrutonWell-Ausführung. Dieses Design schließt eine wirbelinduzierte Schwingungsanregung aus und erhöht somit die Sicherheit ohne jeglichen Mehraufwand bei der Montage. Eine CE-Kennzeichnung gibt dem Anwender ohne Nachprüfung die Gewissheit, dass die Lösung in jedem Fall den physikalischen und materialtechnischen Anforderungen entspricht.

Fazit: Die Auslegung eines Thermometer-Schutzrohres nach dem Regelwerk AD 2000 erleichtert dem Anwender die Entscheidung, welche Details bezüglich Berechnung, Prüfungen oder Zeugnissen bei der Bestellung des Produkts beachtet werden müssen. Kommt für die Schutzeinrichtung der jeweiligen Temperaturmessstelle eine spezifische Flanschanbaukomponente in Frage, hat der Anwender gar keine Mühe: Solche Komponenten müssen gemäß Druckgeräterichtlinie eine CE-Kennzeichnung tragen. Folglich ist die bestmögliche Sicherheit gewährleistet.

Wika auf der Achema: Halle 11.0 Stand C35

(ID:48504115)