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Technische Regeln Druckgase
Umsetzung der EG-Einzelrichtlinien
TRG 803 - Geschweißte Gasflaschen aus unlegiertem Stahl
Ausgabe Juni 1986
(BArbBl. 6/1986 S. 62 aufgehoben)
Nachfolgeregelung: TRBS Technische Regeln für Betriebssicherheit
Durch diese TRG werden die Anhänge I bis III der "Richtlinie des Rates vom 17. September 1984 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über geschweißte Gasflaschen aus unlegiertem Stahl" 84/527/EWG (Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften Nr. L 300 S. 48) in die Technischen Regeln Druckgase überführt, d. h. insoweit umgesetzt. Der Geltungsbereich der Richtlinie erstreckt sich auf Flaschen mit einer effektiven Wanddicke von höchstens 5 mm und einem Rauminhalt von 0,5 Liter bis einschließlich 150 Liter. Der Prüfüberdruck darf bei diesen Flaschen 60 bar nicht übersteigen. Diese TRG gilt nicht für Flaschen, die zur Aufnahme flüssiger tiefkalter Druckgase sowie von Acetylen bestimmt sind.
Diese Richtlinie beruht auf dem Prinzip der optionellen Harmonisierung. Deshalb kann diese TRG unabhängig von den anderen für Gasflaschen geltenden TRG angewandt werden.
Die Umsetzung des verfügenden Teils der EG-Einzelrichtlinie in deutsches Recht geschieht durch die z. Zt. vorbereitete Novellierung der Druckbehälterverordnung.
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Anhang I |
1. Zeichen und Benennungen, die in diesem Anhang verwendet werden
1.1. Die in diesem Anhang verwendeten Zeichen haben folgende Bedeutung:
| Ph = | Prüfüberdruck bei der Wasserdruckprüfung (Konstruktions-Nenndruck) in bar; |
| Pr = | beim Berstversuch gemessener Berstüberdruck der Flasche in bar; |
| Prt = | rechnerischer theoretischer Mindestberstüberdruck in bar; |
| Re = | vom Flaschenhersteller gewährleisteter Mindestwert für die obere Streckgrenze an der fertigen Flasche in N/mm2; |
| Rm = | Mindestwert der durch die Werkstoffnorm garantierten Zugfestigkeit in N/mm2; |
| Rmt = | tatsächliche Zugfestigkeit in N/mm2; |
| a = | rechnerische Mindest-Wanddicke des zylindrischen Teils in mm; |
| b = | rechnerische Mindest-Wanddicke der gewölbten Böden in mm; |
| D = | Nennaußendurchmesser der Flasche in mm; |
| R = | innerer Wölbungsradius eines konvexen Flaschenbodens in mm; |
| r = | Krempenradius eines konvexen Flaschenbodens in mm; |
| H = | äußere Höhe der Wölbung eines Flaschenbodens in mm; |
| h = | Höhe des zylindrischen Bordes des gewölbten Flaschenbodens in mm; |
| L = | Länge des drucktragenden Teiles der Flasche in mm; |
| A = | Wert der Bruchdehnung des Grundwerkstoffes in %; |
| V0 = | Anfangs-Rauminhalt der Flasche zu Beginn des Druckanstiegs für die Berstprüfung in l; |
| V = | End-Rauminhalt der Flasche im Augenblick des Berstens in l; |
| Z = | Schweißnahtwertigkeit |
1.2. Im Sinne dieser Richtlinie ist Berstüberdruck der Druck, bei dem plastische Instabilität eintritt, d.h. der höchste Druck, der bei einem Innendruckversuch erreicht wird.
1.3. Normalglühen
Der Ausdruck "Normalglühen" wird in dieser Richtlinie im Sinne der Begriffsbestimmung unter Punkt 68 der EURONORM 52 - 83 verwendet.
1.4. Spannungsarmglühen
Unter Spannungsarmglühen ist eine Wärmebehandlung der fertigen Flasche zu verstehen, bei der diese zur Verringung der Restspannungen auf eine Temperatur unterhalb des unteren Umwandlungspunktes des Stahls (Ac1) erwärmt wird.
2. Technische Vorschriften
2.1. Werkstoffe
2.1.1. Als Werkstoff für die Herstellung der drucktragenden Flaschenwandung ist Stahl gemäß EURONORM 120 - 83 zu verwenden.
2.1.2. Alle Teile des Flaschenkörpers sowie alle mit dem Flaschenkörper verschweißten Teile müssen aus Werkstoffen bestehen, die aufeinander abgestimmt sind.
2.1.3. Die Schweißzusätze müssen auf den Stahl abgestimmt sein, damit Schweißnähte entstehen, deren Eigenschaften denen des Grundwerkstoffes gleichwertig sind.
2.1.4. Der Flaschenhersteller hat die Werkatteste für die Schmelzenanalyse der für die Herstellung der drucktragenden Teile gelieferten Stähle zu beschaffen und zu liefern.
2.1.5. Es muß die Möglichkeit zu unabhängigen Analysen gegeben sein. Die Proben für diese Analysen sind entweder der Halbfertigware, wie sie dem Flaschenhersteller angeliefert wird, oder den fertigen Flaschen zu entnehmen.
2.1.6. Der Hersteller hat der Prüfstelle die Ergebnisse der Versuche und der metallurgischen und mechanischen Schweißnahtprüfungen zur Verfügung zu stellen und ihr die verwendeten Schweißverfahren zu beschreiben, die als repräsentativ für die bei der Fertigung hergestellten Schweißnähte anzusehen sind.
2.2. Wärmebehandlung
Die Flaschen müssen in normalgeglühten oder in spannungsarmgeglühtem Zustand geliefert werden. Der Flaschenhersteller muß bescheinigen, daß die fertigen Flaschen nach Ausführung aller Schweißnähte einer Wärmebehandlung unterzogen worden sind; die durchgeführte Wärmebehandlung ist dabei anzugeben. Eine örtliche Wärmebehandlung ist nicht zulässig.
2.3. Berechnung der drucktragenden Teile
2.3.1. Die Dicke des zylindrischen Teils der drucktragenden Flaschenwandung muß mindestens den aus der nachstehenden Formel berechneten Wert haben:
2.3.1.1. bei Flaschen ohne Längsnaht:
2.3.1.2. bei Flaschen mit Längsnaht:
dabei gilt
Werden bei diesen Röntgenprüfungen Fehler festgestellt, die nach der Definition der Nummer 3.4.1.4 nicht zulässig sind, so müssen alle erforderlichen Maßnahmen zur Überprüfung der betreffenden Produktion und zur Beseitigung der Fehler getroffen werden.
2.3.2. Abmessungen und Berechnung der Flaschenböden (siehe Abbildungen in Anlage 1).
2.3.2.1. Die Flaschenböden müssen folgenden Bedingungen genügen:
| gleichzeitige Beschränkungen: | 0,003 D < b < 0,08 D |
| r > 0,1 D | |
| R < D | |
| H > 0,18 D | |
| r > 2 b | |
| h > 4 b |
| gleichzeitige Beschränkungen: | 0,003 D < b < 0,08 D |
| H > 0,18 D | |
| h > 4 b |
Beschränkung: 0,003 D < b < 0,16 D.
2.3.2.2. Die Mindestwanddicke dieser gewölbten Böden darf nicht kleiner sein als der aus folgender Formel berechnete Wert:
Der Formbeiwert C für Böden ist der Tabelle in Anlage 1 zu entnehmen.
Die Nennwanddicke des zylindrischen Bodens muß jedoch mindestens gleich der Nennwanddicke des zylindrischen Teils der Flasche sein.
2.3.3. Die Nennwanddicke des zylindrischen Teils und des gewölbten Bodens darf auf keinen Fall kleiner sein als:
D/250 + 0,7 mm bei Ph < 30 bar
D/250 + 1 mm bei Ph > 30 bar
Der Mindestwert beträgt in beiden Fällen 1,5 mm.
2.3.4. Der Flaschenkörper mit Ausnahme der Ventilmuffe kann aus zwei oder drei Teilen bestehen. Die Flaschenböden müssen aus einem Stück hergestellt und konvex sein.
2.4. Bau und Ausführung
2.4.1. Allgemeine Vorschriften
2.4.1.1. Der Hersteller gewährleistet auf eigene Verantwortung, daß ihm Fertigungsmittel und -verfahren zur Verfügung stehen, die so beschaffen sind, daß sichergestellt ist, daß die hergestellten Flaschen den Anforderungen dieser Richtlinie genügen.
2.4.1.2. Der Hersteller muß durch geeignete Überwachung dafür sorgen, daß die für die Herstellung der Flaschen verwendeten Ausgangsbleche und umgeformten Teile frei von Fehlern sind, die die Sicherheit beim Gebrauch der Flasche beeinträchtigen können.
2.4.2. Drucktragende Teile
2.4.2.1. Der Hersteller muß die gewählten Schweißverfahren beschreiben und die bei der Herstellung durchgeführten Kontrollen angeben.
2.4.2.2. Technische Vorschriften für das Schweißen
Die Stumpfschweißnähte müssen mit einem automatischen Schweißverfahren ausgeführt werden.
Stumpfschweißverbindungen der drucktragenden Wandung dürfen sich nicht im Krempenbereich der Böden befinden.
Kehlnahtschweißungen dürfen die Stumpfnahtschweißungen nicht überdecken und müssen von ihnen einen Abstand von mindestens 10 mm haben.
Die Verbindungsnähte von Teilen der Flaschenwandung müssen folgenden Bedingungen genügen (siehe die als Beispiel dienenden Abbildungen in Anlage 2):
Die Vorschriften unter diesem Gedankenstrich finden keine Anwendung, wenn der obere Boden eine Ventilmuffe im Flascheninnern hat und die Ventilmuffe durch eine Schweißnaht am Flaschenboden befestigt ist, die an der Dichtheit der Flasche nicht beteiligt ist (siehe Anlage 2 Abbildung 4).
Bei einer Stumpfnaht darf der Kantenversatz nicht mehr als ein Fünftel der Wanddicke (1/5a) betragen.
2.4.2.3. Kontrolle der Schweißnaht
Der Hersteller muß dafür sorgen, daß die Schweißnähte auf der ganzen Länge durchgeschweißt sind, daß kein Verlaufen der Schweißraupe stattgefunden hat und daß die Schweißnähte nicht Fehler aufweisen, die die Sicherheit der Verwendung der Flasche beeinträchtigen können.
Bei zweiteiligen Flaschen wird eine Röntgenprüfung der stumpfgeschweißten Rundnähte, mit Ausnahme der Schweißnähte, die der Abbildung 2A in Anlage 2 entsprechen, auf 100 mm durchgeführt, und zwar bei kontinuierlicher Herstellung an einer Flasche, die zu Beginn und eine Flasche, die am Ende jeder Schicht entnommen wird, und bei mehr als 12stündiger Unterbrechung der Herstellung auch an jeder ersten Flasche, die geschweißt wird.
2.4.2.4. Unrundheit
Die Unrundheit des zylindrischen Teils der Flasche muß in der Weise begrenzt sein, daß der Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Außendurchmesser im gleichen Querschnitt nicht mehr als 1 % des mittleren Durchmessers beträgt.
2.4.3. Anschweißteile
2.4.3.1. Handgriffe und Schutzkragen müssen so ausgeführt und an den Flaschenkörper angeschweißt sein, daß keine gefährlichen Spannungskonzentrationen auftreten können und sich kein Wasser ansammeln kann.
2.4.3.2. Die Flaschenfüße müssen eine ausreichende Festigkeit besitzen und aus einem auf den Flaschenstahl abgestimmten Metall bestehen. Ihre Form muß der Flasche eine ausreichende Standfestigkeit verleihen. Der obere Rand des Flaschenfußes muß so an die Flasche angeschweißt sein, daß weder eine Wasseransammlung noch ein Eindringen von Wasser zwischen Fuß und Flasche möglich ist.
2.4.3.3. Etwaige Kennzeichnungsschilder werden so an der drucktragenden Wandung angebracht, daß sie nicht abgenommen werden können; dabei sind alle erforderlichen Maßnahmen zum Korrosionsschutz zu treffen.
2.4.3.4. Für Flaschenfüße, Handgriffe und Schutzkragen können auch andere Werkstoffe verwendet werden, vorausgesetzt, daß die erforderliche Festigkeit gewährleistet ist und nicht die Gefahr einer Korrosion des Flaschenbodens besteht.
2.4.3.5. Ventilschutz
Ventile an Flaschen müssen wirkungsvoll gegen Beschädigung geschützt sein, entweder durch die Bauart der Ventile oder durch die Konstruktion der Gasflasche (z.B. Schutzkragen), oder durch eine Schutzkappe, die sicher befestigt sein muß.
3. Prüfungen
3.1. Mechanische Prüfungen
3.1.1. Allgemeine Vorschriften
3.1.1.1. Für die Durchführung der mechanischen Prüfungen gelten, sofern dieser Anhang dafür keine Vorschriften enthält, folgende EURONORMEN:
3.1.1.2. Alle mechanischen Prüfungen zur Kontrolle der Eigenschaften des Grundwerkstoffs und der Schweißnähte der drucktragenden Gasflaschenwandung werden an Werkstoffproben vorgenommen, die fertigen Flaschen entnommen sind.
3.1.2. Art der Prüfungen und Bewertung der Prüfergebnisse
3.1.2.1. An jeder Probeflasche werden folgende Prüfungen durchgeführt:
| 1 Zugversuch: | Grundwerkstoff in Längsrichtung der Flasche (a); wenn dies nicht möglich ist, in Umfangsrichtung; |
| 1 Zugversuch: | Quer zur Rundschweißnaht (b); |
| 1 Faltversuch: | Quer zur Rundschweißnaht über Decklage gebogen (c); |
| 1 Faltversuch: | Quer zur Rundschweißnaht über Wurzelseite gebogen (d); |
| 1 makroskopische Prüfung: | des Schweißquerschnitts. |
| 1 Zugversuch: | Grundwerkstoff des zylindrischen Teils in Längsrichtung der Flasche (a); wenn dies nicht möglich ist, in Umfangsrichtung; |
| 1 Zugversuch: | Grundwerkstoff des unteren Flaschenbodens (b); |
| 1 Zugversuch: | Quer zur Längsschweißnaht (c); |
| 1 Zugversuch: | Quer zur Rundschweißnaht (d); |
| 1 Faltversuch: | Quer zur Längsschweißnaht über Decklage gebogen (e); |
| 1 Faltversuch: | Quer zur Längsschweißnaht über Wurzelseite gebogen (f); |
| 1 Faltversuch: | Quer zur Rundschweißnaht über Decklage gebogen (g); |
| 1 Faltversuch: | Quer zur Rundschweißnaht über Wurzelseite gebogen (h); |
| 1 makroskopische Prüfung: | des Schweißnahtquerschnitts. |
3.1.2.1.1. Ungenügend ebene Proben sind durch Kaltpressen flachzudrücken.
3.1.2.1.2. An allen Proben mit Schweißnaht ist die Schweißnahtüberhöhung abzuarbeiten.
3.1.2.2. Zugversuch
3.1.2.2.1. Zugversuch am Grundwerkstoff.
3.1.2.2.1.1. Der Zugversuch ist nach den Vorschriften der entsprechenden EURONORM in Übereinstimmung mit Nummer 3.1.1.1 durchzuführen.
Die beiden Seiten der Probe, die die Innen - und Außenseite der Flasche darstellen, dürfen nicht bearbeitet werden.
3.1.2.2.1.2. Die für die Streckgrenze ermittelten Werte müssen mindestens gleich den vom Flaschenhersteller gewährleisteten Werten sein.
Die für die Zugfestigkeit und die Bruchdehnung des Grundwerkstoffs ermittelten Werte müssen den Angaben der EURONORM 120-83 (Tabelle III) entsprechen.
3.1.2.2.2. Zugversuch an den Schweißnähten
3.1.2.2.2.1. Der Zugversuch quer zur Schweißnaht muß, wie in Anlage 4 dargestellt, an einer Probe vorgenommen werden, dessen Querschnitt über eine Länge von 15 mm beiderseits der Schweißnaht auf 25 mm Breite verringert ist. Von da an muß die Probenbreite gleichmäßig zunehmen.
3.1.2.2.2.2. Der beim Zugversuch festgestellte Wert für die Zugfestigkeit muß mindestens dem Wert entsprechen, der für den Grundwerkstoff gewährleistet ist, unabhängig davon, an welcher Stelle des Querschnitts im Mittelteil der Probe des Bruch erfolgt.
3.1.2.3. Faltversuch
3.1.2.3.1. Der Faltversuch ist nach den Vorschriften der einschlägigen EURONORM in Übereinstimmung mit Nummer 3.1.1.1 durchzuführen. Er muß jedoch an einer 25 mm breiten Probe quer zur Schweißnaht vorgenommen werden. Dabei muß der Dorn in der Mitte der Schweißnaht liegen.
3.1.2.3.2. An der Probe dürfen beim Biegen um einen Dorn keine Risse auftreten, wenn der Abstand der beiden Innenseiten der gebogenen Probe nicht größer ist als der Durchmesser des Dornes (siehe Abbildung 2 in Anlage 5).
3.1.2.3.3. Das Verhältnis (n) des Dorndurchmessers zur Dicke der Probe darf die Werte der nachstehenden Tabelle nicht überschreiten:
| Tatsächliche Zugfestigkeit Rmt in N/mm2 | Wert von n |
| bis einschließlich 440 | 2 |
| über 440 bis einschließlich 520 | 3 |
| über 520 | 4 |
3.2. Wasserdruck-Berstprüfung
3.2.1. Prüfbedingungen
Flaschen, bei denen diese Prüfung vorgenommen wird, müssen die für den drucktragenden Teil vorgesehenen Aufschriften tragen.
3.2.1.1. Die Wasserdruck-Berstprüfung ist mittels einer Prüfeinrichtung durchzuführen, die einen stetigen Druckanstieg bis zum Bersten der Flasche und eine Aufzeichnung des Druckverlaufs über der Zeit erlaubt.
3.2.2. Auswertung des Versuchs
3.2.2.1. Zur Auswertung des Wasserdruck-Berstversuchs dienen folgende Kriterien:
3.2.2.1.1. Zunahme des Rauminhalts der Flasche; sie ist
3.2.2.1.2. Untersuchung des Risses und der Form der Bruchkanten.
3.2.3. Mindestbedingungen für die Prüfung
3.2.3.1. Der gemessene Berstüberdruck (Pr) darf auf keinen Fall niedriger sein als 9/4 des Prüfdrucks (Ph).
3.2.3.2. Verhältnis zwischen der Zunahme des Rauminhalts der Flasche und dem ursprünglichen Rauminhalt der Flasche:
3.2.3.3. Der Berstversuch darf nicht zur Folge haben, daß sich von der Flasche Bruchstücke ablösen.
3.2.3.3.1. Der Hauptriß darf nicht sprödbrüchig sein, d.h. die Bruchkanten dürfen nicht radial verlaufen, sondern müssen gegen die Durchmesserebene geneigt sein und über die ganze Dicke eine Brucheinschnürung aufweisen.
3.2.3.3.2. Der Riß darf keine charakteristischen Werkstoffehler erkennen lassen.
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