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KTA 3205.3
Komponentenstützkonstruktionen mit nichtintegralen Anschlüssen
Teil 3: Serienmäßige Standardhalterungen
Sicherheitstechnische Regel des KTA
- Fassung 11/06 -
Vom 24. Juli 2007
(BAnz. Nr. 163a vom 31.08.2007 S. 1aufgehoben)
Siehe FN *
Grundlagen
(1) Die Regeln des Kerntechnischen Ausschusses (KTA) haben die Aufgabe, sicherheitstechnische Anforderungen anzugeben, bei deren Einhaltung die nach dem Stand von Wissenschaft und Technik erforderliche Vorsorge gegen Schäden durch die Errichtung und den Betrieb der Anlage getroffen ist (§ 7 Abs. 2 Nr. 3 Atomgesetz -AtG-), um die im AtG und in der Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) festgelegten sowie in den "Sicherheitskriterien für Kernkraftwerke" und den "Leitlinien zur Beurteilung der Auslegung von Kernkraftwerken mit Druckwasserreaktoren gegen Störfälle im Sinne des § 28 Abs. 3 StrlSchV - Störfall-Leitlinien - " (in der Fassung vom 18.10.1983) weiter konkretisierten Schutzziele zu ereichen.
(2) Basierend auf den Sicherheitskriterien für Kernkraftwerke des Bundesministers des Innern werden in dieser Regel die Anforderungen an serienmäßig hergestellte Standardhalterungen festgelegt, für die eine Eignungsprüfung durchgeführt werden soll. Dies sind z.B.: starre Standardhalterungen und Hänger, Stoßbremsen, Dämpfer sowie Gelenkstreben.
(3) Komponentenstützkonstruktionen mit integralen Anschlüssen für den Primärkreis oder für die äußeren Systeme sind in den Regeln der Reihe KTA 3201 und KTA 3211 enthalten. Komponentenstützkonstruktionen mit nichtintegralen Anschlüssen sind in den Regeln KTA 3205.1 und KTA 3205.2 enthalten.
(4) Standardhalterungen haben die sicherheitstechnische Aufgabe, Kräfte vom gehaltenen Bauteil auf die lastabtragenden Anlagenteile zu übertragen. Bewegliche Standardhalterungen sollen zusätzlich Relativbewegungen ermöglichen.
(5) Ziel dieser Regel ist es, durch Vereinheitlichung der Anforderungen für die Eignungsprüfung von Standardhalterungen eine Vereinfachung zu erreichen. Im Rahmen dieser Eignungsprüfung sollen die Qualitätsmerkmale, die der Hersteller im Hinblick auf das geplante Einsatzspektrum der Standardhalterung spezifiziert hat, nachgewiesen werden. Nach erfolgreich abgeschlossener Eignungsprüfung können die während der Fertigung üblichen Prüfungen und Kontrollen an jeder einzelnen Standardhalterung auf ein Mindestmaß reduziert werden.
(6) Neben den Anforderungen an die Eignungsprüfung behandelt diese Regel die Herstellung und Prüfungen sowie die Anforderungen an Montage und Inbetriebsetzung. Außerdem enthält sie Festlegungen für wiederkehrende Prüfungen und Wartung sowie zur Dokumentation von Standardhalterungen.
(7) Für Teile von Standardhalterungen, die in den Anwendungsbereich dieser Regel fallen und nicht eignungsgeprüft sind, ist entsprechend KTA 3205.1 oder KTA 3205.2 zu verfahren.
(8) Eignungsgeprüfte Standardhalterungen können für unterschiedliche Anwendungsfälle eingesetzt werden. Der Umfang der Prüfungen und die Teilnahme des Anlagenlieferers, des Herstellers, des Betreibers und des Sachverständigen nach § 20 AtG an den Prüfungen während der Montage, der Inbetriebsetzung, der wiederkehrenden Prüfungen und der Dokumentation hängen von den jeweiligen Anforderungen ab, die an die Standardhalterung zu stellen sind.
1 Anwendungsbereich
(1) Diese Regel ist anzuwenden auf serienmäßig hergestellte Standardhalterungen, nachfolgend Standardhalterungen genannt, die in Komponentenstützkonstruktionen nach KTA 3205.1 und KTA 3205.2 bis zu Auslegungstemperaturen von 350 °C eingesetzt und einer Eignungsprüfung unterzogen werden.
(2) In dieser Regel werden starre Standardhalterungen behandelt, z.B.:
(3) Außerdem werden bewegliche Standardhalterungen und Gelenkstreben (Lenker) behandelt, z.B.:
(4) An die Komponente angeschweißte Teile, z.B. Nocken, als Verbindungsglied zwischen der Komponente und der Standardhalterung, sind nicht Bestandteil dieser Regel.
2 Begriffe
(1) Lastketten für Standardhalterungen
Lastketten bestehen aus mehreren hintereinander oder parallel angeordneten starren oder beweglichen Standardhalterungen.
(2) Sachverständiger
Sachverständiger ist eine aufgrund von § 20 AtG durch die atomrechtliche Genehmigungsbehörde oder Aufsichtsbehörde zugezogene fachkundige Person oder Organisation.
(3) Standardhalterung, beweglich
Bewegliche Standardhalterungen sind serienmäßig hergestellte nichtintegrale Komponentenstützkonstruktionen oder deren Teile mit gleicher Ausführung und gleicher Qualität. Bewegliche Standardhalterungen haben die Aufgabe, bei bestimmungsgemäßem Einsatz zwischen gehaltenem Bauteil und lastabtragendem Anlagenteil Relativbewegungen in Kraftrichtungen zu ermöglichen.
(4) Standardhalterung, starr
Starre Standardhalterungen sind serienmäßig hergestellte nichtintegrale Komponentenstützkonstruktionen oder deren Teile mit gleicher Ausführung und gleicher Qualität. Starre Standardhalterungen dienen der Lastabtragung zwischen Bauteil und Baustruktur.
(5) Erläuterungen von Formelzeichen
FN: | Nennlast, kleiner oder gleich der zulässigen Last der Bemessungsklasse H |
FR: | Lastreserve für Konstanthänger und Konstantstütze |
FS: | Sollast als rechnerisch ermittelte Last |
PF: | Fließlast |
PK: | Knicklast |
PTr: | Traglast |
SN: | Nennweg der beweglichen Standardhalterung |
SR: | Reserveweg |
SS: | Sollweg als rechnerisch ermittelter Weg aus Wärmedehnungen und gegebenenfalls aus dynamischen Belastungen |
TM: | Auslegungstemperatur für die Rohrleitung |
VO: | Exzentrizität |
3 Eignungsprüfung
3.1 Allgemeine Anforderungen
(1) Eignungsprüfungen sind nach abgeschlossener Entwicklung eines Typs einer Standardhalterung durchzuführen.
(2) Eignungsprüfungen sind in theoretische Untersuchungen und, soweit gefordert, in experimentelle Prüfungen zu unterteilen.
(3) Für die Durchführung der experimentellen Prüfungen sind Prüfeinrichtungen und Messgeräteausrüstungen zu verwenden, die geeignet sind, die Erfüllung der Qualitätsanforderungen dieser Regel nachzuweisen.
3.2 Antragstellung
Der Hersteller der Standardhalterung oder der Anlagenlieferer hat beim Sachverständigen unter Beifügung der nachfolgend genannten Unterlagen die Eignungsprüfung zu beantragen.
3.3 Unterlagen
Der Antragsteller hat folgende Unterlagen zu erstellen und zur Prüfung einzureichen:
3.4 Prüfprogramm für die Eignungsprüfung
(1) Das Prüfprogramm muss die Art der Prüfungen, die Prüfeinrichtungen und die Durchführung der Prüfungen beschreiben. Die Reihenfolge und der Umfang der Prüfschritte sind für einige Standardhalterungen in den Anhängen a bis F festgelegt. Für andere Standardhalterungen ist mit dem Sachverständigen ein Prüfprogramm in Anlehnung an diese Anhänge abzustimmen.
(2) Soweit in diesen Anhängen keine anders lautende Festlegung getroffen ist, sind die experimentellen Prüfungen unter statischer Beanspruchung bei Raumtemperatur durchzuführen.
(3) Lastwechselversuche sind nur für Standardhalterungen erforderlich, die einer Wechselbeanspruchung unterliegen, z.B. Dämpfer, Gelenkstreben und Stoßbremsen mit deren Anschlussteilen.
(4) Die experimentellen Prüfungen sind in Anwesenheit des Sachverständigen vorzunehmen.
3.5 Bescheinigung über die Eignungsprüfung (Prüfbescheid)
Nach erfolgreich abgeschlossener Eignungsprüfung ist vom Sachverständigen, der für die Eignungsprüfung verantwortlich zeichnet, eine Prüfbescheinigung einzuholen, die Angaben enthalten muss über:
3.6 Gültigkeitsdauer der Eignungsprüfung
(1) Die Gültigkeitsdauer der Eignungsprüfung ist nach erfolgreichem Abschluss der theoretischen und experimentellen Prüfungen auf 3 Jahre zu begrenzen.
(2) Die Gültigkeitsdauer ist auf Antrag des Herstellers um jeweils 3 weitere Jahre zu verlängern, wenn weder am Produkt noch am Qualitätssicherungssystem Änderungen vorgenommen worden sind.
3.7 Änderungen
(1) Jede Änderung an der eignungsgeprüften Standardhalterung ist dem Sachverständigen, der die Eignungsprüfung bestätigt hat, anzuzeigen.
(2) Bei wesentlichen Änderungen, z.B. Änderung der Konstruktion, Verwendung eines anderen Werkstoffes, ist eine ergänzende, oder erforderlichenfalls eine neue Eignungsprüfung nach den Abschnitten 3.1 bis 3.6 durchzuführen.
3.8 Eignung für den Verwendungszweck
(1) Sollen nach dieser Regel eignungsgeprüfte Standardhalterungen in einem Kernkraftwerk eingesetzt werden, so müssen die durch die Eignungsprüfung bestätigten Eigenschaften den Bedingungen des jeweiligen Einsatzfalles genügen. Es ist beim Sachverständigen eine Bescheinigung darüber einzuholen, dass die Bedingungen erfüllt sind.
(2) Ergibt sich bei dieser Prüfung, dass in Hinblick auf den Verwendungszweck andere oder zusätzliche Anforderungen zu erfüllen sind, ist dafür Sorge zu tragen, dass das weitere Vorgehen mit dem Sachverständigen vereinbart wird.
4 Anforderungen an die Auslegung und konstruktive Gestaltung
4.1 Lasten
(1) Für jede Standardhalterung sind, soweit zutreffend, für die Bemessungsklassen H, HZ und HS die zulässigen Lasten anzugeben.
Hinweis:
Die Bemessungsklassen H, HZ und HS sind in KTA 3205.1 definiert. Dabei entspricht HS in KTA 3205.3 HS 3 in KTA 3205.1.
(2) Standardhalterungen, die durch Schrägzug oder Schrägdruck beansprucht werden, müssen die zusätzlichen seitlichen Kraftkomponenten rechtwinklig zur Hauptlastrichtung aufnehmen können.
(3) Die zulässige Belastung ist für den blockierten Zustand und in der Endlage von Hängern anzugeben. Diese ist der Bemessungsklasse HZ zuzuordnen.
(4) Für Lastketten ist die zulässige Belastung des Standardteils maßgebend, das die niedrigste zulässige Last in der jeweiligen 13emessungsklasse aufweist.
4.2 Auslegungstemperaturen
(1) Der Auslegung sind die dem Verwendungszweck entsprechenden Temperaturen zugrunde zu legen.
Bild 4-1 : Temperaturverteilung
(2) Falls kein Nachweis über die Temperaturverteilung geführt wird, gilt für die Auslegungstemperaturen der Standardhalterung und ihrer Teile entsprechend Bild 4-1 folgende Festlegung, wobei TMdie Auslegungstemperatur für die Rohrleitung ist.
(3) Für Standardhalterungen, deren Funktionsfähigkeit bei Störfällen mit Umgebungstemperaturen von mehr als 80 °C erhalten bleiben muss, sind entsprechend höhere Auslegungstemperaturen anzusetzen.
4.3 Konstruktive Gestaltung
4.3.1 Allgemeine Anforderungen
(1) Standardhalterungen sind so zu konstruieren, dass sie unter den auftretenden Umgebungsbedingungen, z.B. Schmutz, Feuchtigkeit, funktionsfähig bleiben. Für den Einsatz unter besonderen Umgebungsbedingungen, z.B. korrosive Medien, ist gegebenenfalls die Eignungsprüfung zu ergänzen.
(2) Die Oberflächen von Standardhalterungen sollen so beschaffen sein, dass eine Dekontamination möglich ist.
(3) Beidseitige Schweißverbindungen sind einseitig geschweißten vorzuziehen. Einseitig geschweißte Kehlnähte sind nur zulässig, wenn durch diese Schweißverbindungen keine örtlichen Biegemomente übertragen werden.
(4) Einlagige Schweißverbindungen mit einer Schweißnahtdicke kleiner als oder gleich 5 mm sind zulässig.
(5) Bei Schweißverbindungen mit nachzuweisender Nahtgüte ist die Prüfbarkeit sicherzustellen.
(6) Die Einschraublänge von Gewindeteilen soll bei geeigneter Werkstoffpaarung mindestens 0,8 d betragen. Dabei ist d der Gewindenenndurchmesser des Gewindeteils. Die Zulässigkeit kleinerer Einschraublängen muss gesondert nachgewiesen werden.
(7) Bei Beanspruchung in Dickenrichtung (Zug) ist sicherzustellen, dass bei Blechen aus ferritischen Stählen ab einer Wanddicke größer als oder gleich 20 mm diese nach DIN EN 10.164 Güteklasse Z25 qualifiziert und im Anschweißbereich auf Dopplungsfreiheit geprüft sind.
(8) Für druckbeanspruchte Standardhalterungen sind nur Schlankheitsgrade kleiner als oder gleich 150 zulässig.
(9) Bei Langlöchern, die quer zu ihrer Längsachse beansprucht werden, ist auf ausreichenden Randabstand zu achten.
(10) Standardhalterungen mit nichtmetallischen Teilen einschließlich Schmierstoffen sollen bis zu einer Strahlendosis von 105 J/kg während ihrer spezifizierten Lebensdauer ihre Funktionsfähigkeit nicht verlieren.
(11) Herstellungstoleranzen sind anzugeben.
4.3.2 Starre Teile
(1) Für die im Kraftfluss liegenden Standardhalterungen aus ferritischen Werkstoffen sollen folgende Mindestabmessungen nicht unterschritten werden:
(2) Scharfe Kanten sind zu brechen. Dies gilt insbesondere für Schnittkanten, Kanten von Bohrungen, Kanten von Schellen an der rohranliegenden Seite.
(3) Das Gewinde von Rundstahlbügeln darf nicht am Rohr anliegen.
(4) Beim Kaltumformen von unlegierten und niedriglegierten Stählen für rohrumschließende Bauteile mit DN größer als 50 sind die für S 235 / S 355 geltenden Mindestradien nach DIN EN 10025-1 einzuhalten.
(5) Beim Kaltumformen von austenitischen Stählen sind die Mindestradien so zu wählen, dass der Kaltumformungsgrad kleiner als oder gleich 15 % bleibt. Bei Kaltumformgraden über 15 % ist im Einzelfall nachzuweisen, dass die Restbruchdehnung A5 nach der Kaltumformung noch mindestens 15 % beträgt.
(6) Die Abmessungen der Schelle müssen so gewählt werden, dass im zusammengebauten Zustand die Schellenschenkel parallel sind.
(7) Zwischen Rohrleitung und Schelle eingelegte Austenitbleche müssen in ihrer Lage gesichert werden, z.B. durch Umbördeln.
(8) Rohrlager sind so zu konstruieren, dass ein Verklemmen ausgeschlossen ist. Gleitplatten oder Gleitbeschichtungen müssen lagegesichert sein. Die Herstellervorschriften sind zu berücksichtigen.
(9) Für Gleitlagerführungen ist ein ausreichendes Spiel für den Betriebszustand vorzusehen. Das Gesamtspiel sollte im Betriebszustand 3 mm nicht überschreiten.
4.3.3 Verbindungsmittel
(1) Schrauben sollen im Gewindebereich nicht auf Biegung beansprucht werden. Abweichungen von den planparallelen Auflagerungen von Schraubenkopf und Muttern sind bis zu einem Winkel von ± 1° zulässig.
(2) Geschraubte Verbindungen sind zu sichern. Als Schraubensicherung sind Sicherungen geeignet, wie Sicherungsbleche, Sicherungsmuttern und Kontermuttern. Als Sicherung gilt auch eine planmäßige Vorspannung.
(3) Bolzen sind z.B. mit Scheiben und Splinten zu sichern. Sicherungsringe sind zulässig, wenn das Spiel zwischen Bohrung und Bolzen kleiner als 0,5 mm und Korrosion ausgeschlossen sind.
4.3.4 Hänger
(1) Hänger sollen zur Kraftübertragung ein entsprechend ausgebildetes Gehäuse haben, in dem Besichtigungsöffnungen vorzusehen sind. Außerdem ist dafür Sorge zu tragen, dass eintretendes Wasser ablaufen kann.
(2) Federn sind gegen Oberflächenbeschädigungen durch geeignete Maßnahmen zu schützen.
(3) Die Konstruktion und Berechnung von Druckfedern muss den Anforderungen nach DIN EN 13906-1 und DIN EN 13906-2 entsprechen. Die Federteller sind so auszuführen und zu zentrieren, dass keine Reibung der Feder an der Gehäusewand auftreten kann.
(4) Es dürfen nur solche Federn verwendet werden, die sicherstellen, dass nach 48stündiger Beaufschlagung mit 80 °C und maximaler Federspannung die Funktionsfähigkeit erhalten bleibt.
(5) Innerhalb des Nennweges müssen die Hänger mit einfachen Mitteln in jeder beliebigen Stellung blockierbar sein.
(6) Die Bewegungsmöglichkeit aus der Hauptbelastungsrichtung muss mindestens 4° betragen.
(7) Die Sollwege sSsind so zu wählen, dass die Reservewege sR nicht genutzt werden. Für Konstanthänger sind Reservewege von mindestens 10 % des Sollweges, für Federhänger mindestens 20 % des Sollweges, jedoch mindestens 5 mm in jeder Endlage, vorzusehen.
(8) Für Konstant- und Federstützen sind die Horizontalkräfte durch geeignete konstruktive Maßnahmen auf 7 % der Vertikallast zu begrenzen.
(9) Für Konstanthänger und -stützen muss innerhalb des planmäßigen Verstellbereichs eine Lastverstellung von mindestens ± 15 % möglich sein, ohne dass dadurch die Wegreserven eingeschränkt werden.
4.3.5 Stoßbremsen, Gelenkstreben und deren Anschlussteile
(1) Hydraulisch sowie mechanisch wirkende Stoßbremsen sind konstruktiv so zu gestalten, dass sie ausschließlich bei dynamischer Beanspruchung der Komponenten eine lastabtragende Funktion übernehmen. Die Stoßbremsen müssen auf Zug und Druck in gleicher Weise belastbar sein.
(2) Die Stellung der Schubstange ist durch eine Skalierung des Bewegungsbereiches mit Markierung der möglichen Endstellung sichtbar zu machen. Die Bewegungsreserven sind besonders zu kennzeichnen.
(3) Für Stoßbremsen ist eine Wegreserve von mindestens 10 mm je Endlage vorzusehen.
(4) Die Bewegungsmöglichkeit aus der Anschlussachse muss mindestens 5° betragen. Der maximal mögliche Hub soll mindestens 100 mm sein.
(5) Die Lebensdauer von Verschleißteilen, wie Lager, Dichtungen, Führungen, ist anzugeben.
(6) Örtlich gemeinsam wirkende Stoßbremsen sind grundsätzlich statisch bestimmt anzuordnen. Abweichungen sind bei entsprechenden Nachweisen zulässig.
(7) Das Gesamtspiel von Gelenkstreben einschließlich ihrer Anschlussteile muss bei Verwendung von Bolzen oder Passschrauben bis zu einem Durchmesser von 33 mm kleiner als 0,5 mm, bei größeren Durchmessern kleiner als 1,5 % des Bolzendurchmessers sein.
(8) Die Länge der Gelenkstrebe muss für alle typen und Größen verstellbar sein. Die maximal zulässige Verstellung eines jeden Gelenkkopfes muss kenntlich gemacht werden.
(9) Die Exzentrizität vOzwischen Auge und Stabachse darf für Längen kleiner als oder gleich 1000 mm nicht größer als 1 mm, für Längen größer als 1000 mm höchstens L/1000 sein.
4.3.6 Dämpfer
(1) Dämpfer sind konstruktiv so zu gestalten, dass sie ausschließlich bei dynamischer Beanspruchung der Komponenten eine lastabtragende Funktion übernehmen. Sie müssen in jeder spezifizierten Richtung belastbar sein.
(2) Die Anfangs-, End- und Arbeitsstellung des Dämpferstempels sind durch eine Markierung sichtbar zu machen. Die Bewegungsreserven sind besonders zu kennzeichnen.
(3) Während des Normalbetriebs müssen die Dämpfer im gesamten Wegbereich betriebliche Schwingungen dämpfen. Sie sollen aber keinen wesentlichen Einfluss auf die Komponenten auch beim An- und Abfahren ausüben. Dazu sind die Widerstandskräfte des Dämpfers in Abhängigkeit von der Temperatur, des Dämpfungsmediums und der Geschwindigkeit des Stempels vom Hersteller anzugeben.
(4) Das Dämpfungsverhalten soll der Betriebstemperatur der Rohrleitung angepasst sein. Dazu ist ein Dämpfungsmedium zu wählen, das für die sich im Medium einstellende Temperatur geeignet ist. Bei niedrigeren Temperaturen als Betriebstemperatur soll der Dämpfer mit größeren dynamischen Kennwerten reagieren.
(5) Für Dämpfer ist eine Wegreserve von mindestens 10 mm je Endlage vorzusehen.
(6) Dämpfer müssen spielfrei ansprechen.
(7) Das Dämpfungsmedium muss sich auch nach Überlastung regenerieren. Danach muss der Dämpfer wieder voll funktionsfähig sein.
(8) Für Dämpfer müssen die dynamischen Kennwerte wie Betriebslast, Dämpfungswiderstand und Ersatzsteifigkeit für jede Bewegungsrichtung bei der spezifizierten Betriebstemperatur im vorgegebenen Frequenzbereich angegeben werden. Die dynamischen Kennwerte gelten für die Arbeitsstellung des Dämpferstempels, die gleich der Mittenstellung sein soll. Die Toleranzen sind dämpferspezifisch im Prüfbescheid der Eignungsprüfung festzulegen.
(9) Nicht selbsttragende Dämpfer müssen mit einer Haltevorrichtung für die Montage ausgerüstet sein.
(10) Dämpferstempel und Dämpfertopf sind für 0,1 ⋅Nennlast dauerfest auszulegen.
4.3.7 Lagesicherung
(1) Rohrlager und Schellen sind zur Übertragung von Axialkräften oder Torsionsmomenten in ihrer Lage auf dem Rohr zu sichern.
(2) Für Schellen in Verbindung mit Gelenkstreben, Stoßbremsen oder Dämpfer ist der Nachweis zu führen, dass die Schellen sich unter den Auslegungsbelastungen nicht verschieben oder verdrehen können. Der Nachweis kann über Formschluss, bleibenden Reibschluss oder über eine unter den Auslegungsbelastungen stabile Positionierung erfolgen.
5 Nachweis der zulässigen Belastungen und Beanspruchungen
5.1 Zulässige Belastungen
(1) Die zulässige Belastung ist nachzuweisen:
(2) Die Nachweise für die Belastbarkeit sind so zu erstellen, dass sie nachvollzogen werden können.
5.2 Zulässige Beanspruchungen
Für die Ermittlung der zulässigen Beanspruchungen für die Festigkeitsnachweise gilt KTA 3205.1 Abschnitt 7.
5.3 Ermittlung der zulässigen Lasten
(1) Die für die Bemessungsklasse H zulässige Last ist aus der durch experimentelle Prüfungen ermittelten maximal aufnehmbaren Last (Traglast PTr, Knicklast PKoder Fließlast PF) unter Berücksichtigung der Bemessungsfaktoren nach Tabelle 5.3-1 zu bestimmen, wobei die Fließlast bei einer bleibenden Dehnung von 0,2 % der Anfangsmesslänge (siehe Bild a 2-1) für die einzelnen Elemente der starren Standardhalterung und bei 1 % der Anfangsmesslänge für Hängerschellen erreicht wird.
(2) Ausgehend von den zulässigen Lasten der Bemessungsklasse H sind die zulässigen Lasten in den Bemessungsklassen HZ und HS in Abhängigkeit von der Beanspruchungsart und den zulässigen Spannungen nach KTA 3205.1 Abschnitt 7 zu ermitteln.
(3) Wenn bei starren Standardhalterungen unter 2facher Nennlast FN keine bleibenden Verformungen auftreten, oder wenn die Traglast größer als das 4fache von FNist, dann gilt für die zulässige Last in der Bemessungsklasse HZ das 1,5fache und in der Bemessungsklasse HS das 1,7fache von FN.
(4) Die Traglast von Stoßbremsen unter statischer Zugbeanspruchung muss größer als das (2,4 ⋅K2)fache von FNund die Knicklast unter statischer Druckbelastung größer als das 2,5fache von FNsein.
(5) Für Stoßbremsen ist die Nennlast FN entsprechend der Eignungsprüfung nach Anhang D als zulässige Last für alle Bemessungsklassen qualifiziert, sofern die Schwingungsprüfungen nach Abschnitt D 3.2.4 erfolgreich abgeschlossen werden konnten. Sofern die Überlastprüfung nach Abschnitt D 3.2.5 erfolgreich abgeschlossen werden konnte, gilt bei dynamischen Belastungen aus Bemessungserdbeben bei Nachweis mit statischem Ersatzverfahren als zulässige Last das 1,5fache von FN; bei allen anderen dynamischen Sonderlastfällen der Bemessungsklasse HS (einschließlich Überlagerungen verschiedener Lastfälle) gilt als zulässige Last das 1,7fache von FN.
(6) Für Dämpfer ist als zulässige Last die Nennlast FNfür alle Bemessungsklassen aufgrund der Eignungsprüfung qualifiziert, wenn die Prüfungen nach Anhang E erfolgreich abgeschlossen wurden.
(7) Zusätzlich zu Absatz 3 gilt für Gelenkstreben:
Sofern die zusätzlichen Prüfungen nach Abschnitt F 3.2.4 erfolgreich abgeschlossen werden konnten, gilt für die zusätzlichen Belastungen in der Bemessungsklasse HZ das 1,5fache von FNund für Belastungen der Bemessungsklasse HS das 1,7fache von FN.
(8) Für Hänger ist als zulässige Last die Nennlast FNfür alle Bemessungsklassen aufgrund der Eignungsprüfungen qualifiziert, wenn die Prüfungen gemäß den Anhängen erfolgreich abgeschlossen wurden. Für den blockierten Zustand gilt als zulässige Last das 1,5fache von FN.
Tabelle 5.3-1: Bemessungsfaktoren zur Bestimmung der für die Bemessungsklasse H zulässigen Last aus den experimentell ermittelten Lasten
Bauteil | Traglast1 PTr |
Fließlast PF |
Knicklast PK |
Bemerkungen | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Starre Standardhalterungen | 4,0 oder 2,4 ⋅K2 | 1,6 ⋅ K3 | - | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Hängerschellen | 4,0 oder 2,4 ⋅K2 | 1,6 ⋅K3 | - | kleinster Wert der zulässigen Last aus PTrund PFmaßgebend | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Gelenkstrebe/ Stoßbremse | 4,0 oder 2,4 ⋅K2 | - | 2,5 | - | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Dämpfer | 4,0 oder 2,4 ⋅K2 | - | 2,5 | - | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Hänger | 4,0 oder 2,4 ⋅K2 | - | - | |||||||||||||||||||||||||||||||||
1) Die für PTrangegebenen Werte können gleichwertig verwendet werden. Sie beziehen sich mit Ausnahme der Fließlast für Rohrlager auf Zugbelastungen. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Es gilt:
Diese Faktoren dürfen auch aus den in den Werkstoffnormen angegebenen Minimal- und Maximalwerten ermittelt werden. Für Standardhalterungen aus austenitischen Werkstoffen müssen die Bemessungsfaktoren gegen Knicklast im Einzelfall festgelegt werden. |
6 Anforderungen an die Werkstoffe
(1) Zulässig sind die in KTA 3205.1 Abschnitt 6 aufgeführten Werkstoffe.
(2) Andere als die dort aufgeführten Werkstoffe sind zulässig, sofern deren Eignung für den vorgesehenen Zweck durch den Sachverständigen, der für die Eignungsprüfung verantwortlich zeichnet, anerkannt worden ist.
(3) Die Werkstoffprüfungen nach Abschnitt 6 Absatz 1 sind entsprechend den zutreffenden Normen durchzuführen und für die Erzeugnisformen nach DIN EN 10204 zu belegen:
(4) Schweißzusätze und -hilfsstoffe müssen auf die jeweiligen Schweißverfahren abgestimmt und nach VdTÜV-Merkblatt 1153 eignungsgeprüft oder nach DIN 18800-1 Abschnitt 4.2.2 zugelassen sein.
(5) Für Standardhalterungen, die ausschließlich in den Anwendungsbereich von KTA 3205.2 fallen, sind die Werkstoffprüfungen für folgende Erzeugnisformen aus den Stählen S 235 durchzuführen und nach DIN EN 10204 zu belegen:
(6) Für Verbindungsmittel sind die nach DIN EN ISO 898-1 und DIN EN 20898-2 erforderlichen Prüfungen beim Hersteller durchzuführen. Die Stempelung gilt als Nachweis. Schrauben der Festigkeitsklasse 10.9 sind mit einem 3.1 Zeugnis nach DIN EN 10204 oder nach AD 2000 W7 zu belegen. Für warmfeste Schrauben gelten DIN EN 10269 und DIN 267-13 mit einer Zeugnisbelegung 3.1 nach DIN EN 10204.
(7) Bei Beanspruchung in Dickenrichtung (Zug) ist sicherzustellen, dass bei Blechen aus ferritischen Stählen ab einer Wanddicke größer als oder gleich 20 mm diese nach DIN EN 10164 Güteklasse Z25 qualifiziert und im Anschweißbereich auf Dopplungsfreiheit geprüft sind.
(8) Bauteile aus Werkstoffen mit bereits abgeschlossener Dokumentation (z.B. Lagermaterial) dürfen verwendet werden, sofern keine sicherheitstechnisch relevanten Bedenken bestehen.
(9) Das Hydrauliköl und das Dämpfungsmedium müssen mindestens die nachfolgenden Kennwerte erreichen:
(10) Das Hydrauliköl und das Dämpfungsmedium müssen alterungsbeständig und beständig gegen Luftfeuchtigkeit und Wasserdampf sein. Außerdem dürfen sie nicht korrosiv und nicht toxisch sein. Als Nachweis gilt die Herstellerbescheinigung.
7 Anforderungen an die Herstellung
(1) Der Hersteller hat für die sachgemäße Ausführung aller notwendigen Arbeiten unter Einhaltung dieser Regel zu sorgen. Der Eignungsnachweis nach DIN 18800-7, Klasse E (Großer Eignungsnachweis mit Erweiterung auf dynamischen Bereich) ist grundsätzlich nachzuweisen. Der Eignungsnachweis nach DIN 18800-7, Klasse C (Kleiner Eignungsnachweis mit Erweiterung) ist nur nach Abstimmung mit dem Sachverständigen zulässig.
(2) Der Hersteller muss verantwortliches und fachkundiges Aufsichtspersonal für alle in seinem Verantwortungsbereich durchzuführenden Fertigungs- und Prüfschritte einsetzen.
(3) Der Hersteller hat die Aufgaben und Verantwortlichkeiten im Rahmen seines Qualitätssicherungssystems schriftlich festzulegen.
(4) Die Personen oder Stellen, die die qualitätssichernde Tätigkeit in Form von Qualitätskontrollen oder Prüfungen ausführen, müssen von den Personen oder Stellen unabhängig sein, die für die Fertigung verantwortlich sind.
(5) Der Hersteller soll über Einrichtungen und Personal verfügen, um die Standardhalterungen einwandfrei verarbeiten, prüfen und transportieren zu können. Es dürfen auch Einrichtungen und Personal anderer Stellen, die diese Voraussetzungen erfüllen, in Anspruch genommen werden.
(6) Einrichtungen und Maschinen für Schweißarbeiten, Umformarbeiten und Prüfarbeiten müssen regelmäßig gewartet und überprüft werden. Die Fertigungsverfahren müssen überprüft sein (z.B. Schweißerprüfung, Verfahrensprüfung für Schweißen und Umformen). Dies ist dem Sachverständigen zu bestätigen. Im Zuge der Herstellung ist dieser berechtigt, sich jederzeit von der Einhaltung der Voraussetzungen der Absätze 2 bis 6 zu überzeugen.
8 Prüfungen
8.1 Prüfungen während der Fertigung
Die laufenden Serien sind von der Qualitätsstelle des Herstellers nach dem Prüfplan zu prüfen. Die Prüfungen sind zusätzlich vom Sachverständigen stichprobenweise zu überwachen.
8.2 Prüfung der fertigen Standardhalterung
8.2.1 Starre Standardhalterungen und Gelenkstreben
(1) An 5 % der starren Standardhalterungen und Gelenkstreben sind visuelle Prüfungen und Maßkontrollen vorzunehmen. In die Prüfung sind das erste und das letzte Stück einer Serie einzuschließen.
(2) Die Prüfungen sind vom Hersteller zu bestätigen.
8.2.2 Hänger
(1) Folgende Prüfungen sind vom Hersteller an jedem Hänger durchzuführen:
(2) An 10 % der Hänger einer Serie sollen diese Prüfungen einschließlich der Aufnahme der Last-Weg-Kurve für Feder- und Konstanthänger in Anwesenheit des Sachverständigen durchgeführt werden. Sofern genügend Erfahrungen vorliegen, darf die Prüfbeteiligung in Abstimmung mit dem Sachverständigen entsprechend reduziert werden. Die Prüfungen des Sachverständigen sind entsprechend seiner Teilnahme zu bescheinigen.
(3) Die Erfüllung der Anforderungen an die Federn nach Abschnitt 4.3.4 Absatz 4 ist dem Sachverständigen zu bestätigen.
8.2.3 Stoßbremsen
(1) Folgende Prüfungen sind an jeder Stoßbremse vom Hersteller durchzuführen:
(2) Hydraulische Stoßbremsen sind zusätzlich zu prüfen auf:
(3) An 10 % der Stoßbremsen einer Serie, mindestens jedoch an 2 Stück, sollen diese Prüfungen in Anwesenheit des Sachverständigen durchgeführt werden. Sofern genügend Erfahrungen vorliegen, darf die Prüfbeteiligung in Abstimmung mit dem Sachverständigen entsprechend reduziert werden.
(4) Die geforderten und im Rahmen der Eignungsprüfung bestätigten Qualitätsmerkmale sind an jeder fünfzigsten, mindestens an einer und maximal an fünf Stoßbremsen je Serie mit folgendem Prüfumfang zu prüfen:
Zusätzlich zu den Prüfungen der Abschnitte 8.2.3 Absatz 1 und 8.2.3 Absatz 2 ist die dynamische Funktion der Stoßbremse unter schwingender Belastung in Anwesenheit des Sachverständigen bei drei unterschiedlichen Frequenzen zwischen 2 Hz und 15 Hz zu bestimmen. Die Belastungsdauer soll für jeden Frequenzwert mindestens 10 s betragen. Die Stoßbremsen sind bei Mittelstellung weg- und kraftgesteuert wechselnd zu belasten, bis die Nennlast FN erreicht ist. Kraft und Weg sind sowohl in Zeitabhängigkeit als auch in Parameterdarstellungen (Phasendiagramm) aufzuzeichnen.
Falls bei der zur Verfügung stehenden Prüfeinrichtung die Prüflast nicht erreicht werden kann, ist ein anderes geeignetes Prüfverfahren zu wählen.
(5) Der Sachverständige bestätigt im Prüfprotokoll die erzielten Ergebnisse und die Erfüllung der Anforderungen.
8.2.4 Dämpfer
(1) Folgende Prüfungen sind je Dämpfertyp pro Lieferlos und Betriebstemperatur vom Hersteller durchzuführen:
1 | 20 | 35 | Hz |
10 | 0,75 | 0,1 | mm |
bc) Messen der 1,7fachen Last FN durch weg- oder kraftgeregelte 4-cyclebeat-Anregung (modulierter Sinus nach DIN EN 60.068-2-59) unter Beachtung der zulässigen Auslenkung,
bd) Ermittlung des Verstellwiderstandes für spezifizierte Geschwindigkeiten und Temperaturen.
(2) An etwa 10 % der Dämpfer, mindestens jedoch an 2 Stück, sind diese Prüfungen in Anwesenheit des Sachverständigen durchzuführen. Das Prüfergebnis ist von diesem im Prüfprotokoll zu bestätigen. Sofern genügend Erfahrungen vorliegen, darf die Prüfbeteiligung in Abstimmung mit dem Sachverständigen entsprechend reduziert werden.
8.3 Bescheinigung
(1) Über die Prüfungen der fertigen Standardhalterung ist vom Hersteller eine Bescheinigung zu erstellen, die in zusammenfassender Form Aussagen enthalten muss über:
(2) Der Bescheinigung sind folgende Unterlagen beizufügen:
9 Kennzeichnung
(1) Starre Standardhalterungen einschließlich Gelenkstreben müssen mindestens wie folgt gekennzeichnet sein:
(2) Bewegliche Standardhalterungen müssen mindestens wie folgt gekennzeichnet sein:
(3) Die Kennzeichnung muss dauerhaft und darf nicht lösbar sein.
10 Montage und Inbetriebsetzung
10.1 Unterlagen
(1) Zur Durchführung der Montage müssen folgende Unterlagen vorliegen:
(2) Für die Prüfungen auf der Baustelle müssen folgende Unterlagen vorliegen:
10.2 Allgemeine Anforderungen
(1) Die Montage und Inbetriebsetzung von beweglichen Standardhalterungen darf nur von eingewiesenem Personal unter Beachtung der Einbau- und Montageanweisung durchgeführt werden.
(2) Sofern Stahlbauteile durch Schweißen auf der Baustelle zu Standardhalterungen zusammengefügt werden, sind die Prüfungen nach den Abschnitten 8.1 und 8.2.1 durchzuführen und nach Abschnitt 8.3 zu bescheinigen.
(3) Bei Schweißarbeiten an Rohrleitungssystemen oder an Stahlkonstruktionen ist darauf zu achten, dass keine Schweißströme über Stoßbremsen, Konstanthänger oder Konstantstützen fließen. Falls keine elektrischen Überbrückungsbänder eingesetzt werden können, müssen Stoßbremsen, Konstanthänger oder Konstantstützen ausgebaut werden.
(4) Lastverstellungen an Konstanthängern oder Konstantstützen dürfen nur durch vom Hersteller eingewiesenes Personal vorgenommen werden. Sie sind zu protokollieren.
(5) Standardhalterungen sind bei Lagerung und Transport vor Beschädigungen sowie vor Schmutz und Feuchtigkeit zu schützen.
(6) Bei hydraulischen Stoßbremsen muss der Füllstand nach den Anweisungen des Herstellers überwacht werden.
10.3 Prüfungen auf der Baustelle
Zur Durchführung der Prüfungen und Kontrollen auf der Baustelle ist von der Montagefirma ein Bauprüfplan zu erstellen, der Angaben enthalten muss über:
10.4 Bescheinigung
Die Prüfungen und Kontrollen auf der Baustelle sind in zusammenfassender Form aufzulisten und zu bescheinigen. Protokolle über Lastverstellungen sind beizufügen.
11 Wiederkehrende Prüfungen
11.1 Allgemeines
Standardhalterungen, an denen Relativbewegungen auftreten, sind wiederkehrend zu prüfen.
11.2 Durchführung
(1) Die Durchführung der wiederkehrenden Prüfungen ist im Prüfhandbuch der Anlage zu regeln. Hierbei sind insbesondere der Prüfumfang, die Prüfintervalle, die Durchführung anhand von Checklisten, sowie die Prüfzuständigkeiten und die Art der Dokumentation festzulegen.
(2) Bei der Erstellung der Prüfunterlagen ist folgendes zu berücksichtigen:
(3) An Stoßbremsen sind zusätzlich wiederkehrende Funktionsprüfungen in Abstimmung mit dem Sachverständigen durchzuführen. Ein Prüfbericht ist anzufertigen und von diesem zu bestätigen.
12 Standardhalterungen für Rohrleitungen und Armaturen mit DN kleiner als oder gleich 50
(1) Grundsätzlich gelten für die Standardhalterungen für Rohrleitungen und Armaturen mit DN kleiner als oder gleich 50 die Anforderungen der Abschnitte 10 und 11 .
(2) Ist ein ausreichender Korrosionsschutz vorhanden, dürfen kleinere Abmessungen als in Abschnitt 4.3.2 Absatz 1 angegeben, verwendet werden.
(3) Reibschluss zwischen Schelle und Rohr ist zulässig. Der Nachweis über eine Lagesicherung entfällt. Als Bemessungsfaktor zur Bestimmung der zulässigen resultierenden Normalkraft ist ein Wert von 2,4 ⋅K2 entsprechend Tabelle 5.3-1 anzusetzen. Der Bemessungsfaktor zur Bestimmung der zulässigen Belastung aus den experimentell ermittelten Reibkräften muss mindestens 1,7 betragen.
13 Dokumentation
(1) Alle im Folgenden genannten Unterlagen, Prüfprotokolle, Prüfberichte und Bescheinigungen sowie weitere Belege sind Bestandteil der Dokumentation, deren Verteilung und Aufbewahrung als Beispiel in Tabelle 13-1 wiedergegeben sind:
(2) Die Unterlagen über die Eignungsprüfung müssen beim Hersteller wenigstens 7 Jahre nach Ablauf der Gültigkeit der Eignungsprüfung aufbewahrt werden.
(3) Die Unterlagen d) bis f) sind beim Hersteller aufzubewahren.
(4) Die Unterlagen c) und f) bis 1) sind der Endablage beim Betreiber zuzuführen.
(5) Die Dokumentationsunterlagen dürfen als Originale, Kopien oder als Mikrofilm der jeweiligen Dokumentation beigefügt werden.
Tabelle 13-1: Verbleib der Dokumentationsunterlagen
Art der Prüfung | Unterlagenart nach Abschnitt 13 (1) |
Hersteller Standardhalterung |
Betreiber Kernkraftwerk |
Eignungsprüfung | a) b) c) |
X X X |
- - X |
Fertigungsprüfungen | d) e) f) |
X X X |
- - X |
Bauprüfungen | g) h) |
- - |
X X |
Wiederkehrende Prüfungen | i) k) 1) |
- - - |
X X X |
Prüfprogramm der Eignungsprüfung für starre Standardhalterungen (Experimentelle Prüfungen) |
Anhang A |
a 1 Geltungsbereich
Dieser Anhang gilt für das Prüfprogramm der experimentellen Prüfungen, die im Rahmen der Eignungsprüfung für starre Standardhalterungen durchzuführen sind.
a 2 Begriffe und Erläuterungen Anfangsmesslänge L0
Die Anfangsmesslänge L0ist im Allgemeinen gleich der geometrischen Bezugslänge. Für Gewindestangen und Spannschlösser ist L0gleich der Bauteillänge, für Schellen ist L0gleich da, dem Außendurchmesser des Rohres (siehe Bild a 2-1).
Bild a 2-1: Anfangsmesslänge L0
a 3 Prüfprogramm
a 3.1 Prüfdurchführung
(1) Wenn im Rahmen der Eignungsprüfung durch experimentelle Prüfungen die zulässigen Belastungen der Festigkeitsberechnung bestätigt oder abgesichert werden sollen, so sind je Typ der starren Standardhalterung für drei unterschiedliche Abmessungsbereiche je drei Versuche durchzuführen.
(2) Wenn im Rahmen der Eignungsprüfung die zulässigen Belastungen nur durch experimentelle Prüfungen ermittelt werden sollen, so sind je Typ und Größe der starren Standardhalterung für jede Lastrichtung drei Versuche durchzuführen.
(3) Die vorgesehene Einbaulage der Standardhalterung ist bei der Prüfanordnung zu berücksichtigen.
a 3.2 Prüfumfang
(1) Zur Ermittlung der zulässigen Last entsprechend Tabelle 5.3-1 sind Fließlast oder Traglast zu bestimmen.
(2) Für starre Standardhalterungen, die durch Schrägzug oder Schrägdruck, z.B. Rohrlager, unter einem Winkel größer als 5° beansprucht werden, ist eine zusätzliche experimentelle Prüfung mit Schrägzug oder Schrägdruck durchzuführen.
(3) Bei einer Tragsicherheit größer als 5 dürfen die experimentellen Prüfungen abgebrochen werden.
(4) Wechsellastschellen (z.B. für Stoßbremsen und Gelenkstreben) sind nach Abschnitt F 3.2.2 Absatz 1 zusätzlich zu prüfen.
a 4 Beurteilung der Prüfergebnisse
(1) Zur Bewertung der Prüfergebnisse ist die kleinste gemessene Fließ- oder Traglast heranzuziehen.
(2) Die aus der Tabelle 5.3-1 für die Bemessungsklasse H zu ermittelnde zulässige Last muss größer als oder gleich der maximalen Betriebslast sein.
(3) Wechsellastschellen (z.B. für Stoßbremsen und Gelenkstreben), die zusätzlich nach Abschnitt F 3.2.2 Absatz 1 geprüft wurden, sind nach Abschnitt F 4.2 zu bewerten.
a 5 Dokumentation
Alle Prüfungen sind in Prüfprotokollen aufzunehmen. Diese sind Bestandteil der Dokumentation.
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(Stand: 16.05.2019)
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