BG BAU Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft

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Anhang

Prüfungen von PLT-Schutzeinrichtungen (Begrenzungseinrichtungen) gegen Überschreitungen der zulässigen Betriebsgrenzen von Druckanlagen

Eine beispielhafte Vorgehensweise zur Prüfung von PLT-Schutzeinrichtungen (gesamte sicherheitsrelevante Messkette bestehend aus Sensor, Logik und Aktor) ist im Diagramm in Abbildung A1 innerhalb des gesamten Lebenszyklus der Druckanlage dargestellt. Die einzelnen Prozessschritte werden nachfolgend im Text erläutert.

 

Abb. A1 Prozess für Bereitstellung und Betrieb einer PLT-Schutzeinrichtung

Zur Durchführung der einzelnen Prozessschritte sind qualitätssichernde Maßnahmen zu definieren und zu dokumentieren. Dieses kann beispielsweise nach DIN EN 61511-Reihe: 2005, DIN EN 50156-1:2005 erfolgen.

Mindestanforderungen sind dabei die Festlegung der Verantwortlichkeiten und die Dokumentation der Prozessschritte.

1. Sollzustand ermitteln

Der Sollzustand für die PLT-Schutzeinrichtungen wird im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung ermittelt. Die Prozessschritte A) bis C) gehören in den Umfang der Gefährdungsbeurteilung der Druckanlage nach TRBS 1111 .

Bei der Gefährdungsbeurteilung für die Druckanlage ist zu ermitteln und festzulegen, welche Sicherheitseinrichtungen für den sicheren Betrieb der Druckanlage erforderlich sind. Maßnahmen zur Begegnung der ermittelten Gefährdungen können gemäß TRBS 2141 und deren Teile PLT-Schutzeinrichtungen sein. Für die PLT-Schutzeinrichtungen muss der Betreiber die sicherheitstechnischen Anforderungen gemäß TRBS 1111 Abschnitt 3 ermitteln.

A)  Definition des Konzepts und des Umfangs der Anlage
  Die Druckanlage wird in ihrem Umfang und der vorgesehenen Betriebsweise betrachtet. Dabei werden alle Phasen der Benutzung berücksichtigt, alle Wechselwirkungen mit der Umgebung ermittelt und vorhandene Schnittstellen mit anderen Anlagen beurteilt.
B)  Ermittlung und Bewertung von Gefährdungen (Sicherheitsbetrachtung der Anlage)
  In diesem Schritt werden gemäß dem Stand der Technik die Gefährdungen für die Druckanlage ermittelt und bewertet. Dieses kann beispielsweise auf Basis einer "Gefährdungs- und Risikoanalyse" nach DIN EN 61511-Reihe:2005 erfolgen.
C)  Festlegung der Maßnahmen
  Im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung gemäß TRBS 1111 Abschnitt 3 werden die Schutzfunktionen und der sichere Zustand der Druckanlage bestimmt sowie die Anforderungen an die PLT-Schutzeinrichtung und deren Komponenten festgelegt. Dabei sind unter anderem die umgebungs- und betriebsbedingten Einflüsse auf die PLT-Schutzeinrichtung bei der Spezifikation zu berücksichtigen. Die festgelegten sicherheitstechnischen Anforderungen definieren den Sollzustand und müssen bei der Bestimmung der Prüffristen und -inhalte für die PLT-Schutzeinrichtungen beachtet werden.

Bei der Festlegung der Sicherheitsanforderungen können beispielsweise folgende Gesichtspunkte relevant sein:

  • Beschreibung aller für die erforderliche funktionale Sicherheit notwendigen sicherheitstechnischen Funktionen
  • Definition des sicheren Zustandes
  • Festlegung der Auslöser einer Anforderung sowie deren geschätzte Anforderungsrate (Eintrittswahrscheinlichkeit)
  • Intervall der Wiederholungsprüfung
  • Antwortzeiten des sicherheitsrelevanten Systems, um den Prozess in einen sicheren Zustand zu halten
  • Ermittlung der SIL (Safety Integrity Level nach DIN EN 61508:2010)
  • Signaleingänge und deren Grenzwerte
  • Signalausgänge und deren Wirkungsweise
  • funktionaler Zusammenhang zwischen Signalein- und -ausgängen
  • Anforderungen zum Abfahren der Anlage im Handbetrieb
  • Anforderungen zum Zurücksetzen des sicherheitsrelevanten Systems
  • Anforderungen zur Inbetriebnahme
  • alle Schnittstellen zwischen den sicherheitsrelevanten Systemen und zu anderen Systemen
  • Beschreibung der Betriebsarten der Anlage und eine Aufstellung der sicherheitstechnischen Funktionen, die zum Betreiben der Anlage in jeder dieser Betriebsarten benötigt werden
  • Sicherheitsanforderungen an die Anwendersoftware
  • Anforderungen für Überbrückungen
  • Berücksichtigung aller Umgebungsbedingungen und Produkteigenschaften
  • Berücksichtigung der Rücksetzfunktion
  • Fehlererkennung
  • mögliche Bedienungsfehler
  • Manipulationsmöglichkeit
  • Ex-Anforderungen
  • IP-Schutzart
  • Blitzschutz
  • Umgebungstemperatur

2. PLT-Schutzeinrichtung wird durch Hersteller in einer verwendungsfertigen Baugruppe auf dem Markt bereitgestellt

Wird die PLT-Schutzeinrichtung durch einen Hersteller als Bestandteil einer Baugruppe nach Druckgeräterichtlinie in Verkehr gebracht, unterliegt diese den Anforderungen des ProdSG .

Die sicherheitstechnischen Anforderungen an die PLT-Schutzeinrichtung als Ergebnis der Ermittlung und Bewertung der Gefährdungen nach Abschnitt 1 sind dem Hersteller mitzuteilen.

3. Prüfung vor Inbetriebnahme der PLT-Schutzeinrichtung bei der Eigenherstellung

Bei der Eigenherstellung der PLT-Schutzeinrichtung durch den Betreiber sind neben der ordnungsgemäßen Montage, Installation und sicheren Funktion auch folgende Prozessschritte zu prüfen:

A)  Planung und Entwurf
  Auf Basis der unter Abschnitt 1 ermittelten sicherheitstechnischen Anforderungen ist die PLT-Schutzeinrichtung zu planen und zu entwerfen. Es ist zu prüfen, ob der Entwurf (z. B. Funktionspläne, Redundanzen, Grenzwerte, Umgebungsbedingungen) diesen sicherheitstechnischen Anforderungen entspricht. Es wird davon ausgegangen, dass die einzelnen Komponenten der PLT-Schutzeinrichtung von den jeweiligen Herstellern schon sicherheitstechnisch auf die funktionale Sicherheit geprüft sind. Andernfalls sind die erforderlichen Nachweise zu erbringen.
  Bei der Auswahl von Sensoren und Aktoren ist beispielsweise für die Erfüllung der zuverlässigen Funktion auf Folgendes zu achten:
  • Stellantriebe müssen bei max. möglichem Produktdruck funktionsfähig sein
  • Materialbeständigkeit
  • Dimensionierung von Antrieben (z. B. Losbrechkräfte und strömungsdynamische Beanspruchung, z. B. beim schnellen Verzögern von Flüssigkeitsströmen, Stellkraftreserven, Schließzeiten)
  • Übereinstimmung mit der Spezifikation: PN, DN, Werkstoff
  • Sicherheitsstellung (Auf- und Zu-Stellung)
  • Dichtheitsprüfung (innere Dichtheit, Leckrate)
  • Vorgesehene Einbaulage und Prozessanschluss
  • Ansprechzeit
  • Messbereich
  • Überdrucksicherheit
B)  Errichtung und Inbetriebnahme der PLT-Schutzeinrichtung
  Es ist die sichere Funktion der PLT-Schutzeinrichtung nach Installation aber vor Inbetriebnahme der Druckanlage zu prüfen.
  Die Überprüfung der sicheren Funktion bezieht sich auf die vollständige, sicherheitsrelevante Kette, bestehend aus Sensor (z. B. Druckaufnehmer), Signalverarbeitung (Logik) und Aktor (z. B. Ventil). Die Prüfung vor Inbetriebnahme der PLT-Schutzeinrichtung beinhaltet, ob diese nach Stand der Technik ausgeführt wurde. Dieses kann beispielsweise auf Basis der einschlägigen Normen für funktionale Sicherheit (DIN EN 61511-Reihe:2005, DIN EN 50156-1:2005) nachgewiesen werden.
C)  Validierung
  Es ist zu prüfen, dass die ausgeführte PLT-Schutzeinrichtung dem Entwurf und den sicherheitstechnischen Anforderungen entspricht.
  In der Dokumentation müssen die erforderlichen Angaben über Auslegung, Zusammenwirken verschiedener Einrichtungen sowie Aufbau und räumliche Anordnung enthalten sein. Je nach Umfang der Schutzeinrichtung können dies sein:
 
  • Fließschemata
  • Festlegung und Ergebnisprotokolle des Sicherheitsgespräches
  • PLT-Stellenblätter (Messlistenblätter)
  • Berechnungsunterlagen
  • Funktionsbeschreibung (Betriebsanleitung)
  • Stromlaufpläne
  • Logikpläne oder Funktionspläne
  • Verwendete Geräte und deren Sicherheitsanforderungen
  • Prüfanweisung
  • Programme von sicherheitstechnischen Bauteilen
  • Datenblätter des Herstellers für Betriebsmittel
  • Prüfprotokolle
  • Sicherheitshandbuch oder Betriebsanleitung
  • Konformitätserklärung
  Sind Prüfnachweise erforderlich, so sind diese Unterlagen in die Dokumentation zu integrieren. Je nach Prüfzuständigkeit ist durch eine zugelassene Überwachungsstelle oder durch eine befähigte Person beispielsweise Folgendes zu prüfen:
 
  • Anwendungsgerechte Auswahl (z. B. Eignung für das Medium und die Aufstellungsbedingungen)
  • richtiger Einbau (z. B. gemäß Vorgaben Gerätehersteller)
  • Bemessung (z. B. Reaktionszeiten)
  • Einstellung (z. B. Grenzwert, Sicherheitsstellung)
  • Signatur der Software
  • Anordnung und Funktion (z. B. Zugänglichkeit, verfahrenstechnisch richtige Anordnung)

4. Prüfung vor Inbetriebnahme der Druckanlage

Die ZÜS/BP prüft, ob eine Gefährdungsbeurteilung für die Druckanlage durchgeführt wurde und ob die für die PLT-Schutzeinrichtung ermittelten sicherheitstechnischen Anforderungen richtig sind und eingehalten werden (siehe TRBS 1201-2 3.4.2.1.1 ). Dazu ist der Schutz vor Überschreitung der zulässigen Betriebsgrenzen durch die PLT-Schutzeinrichtung zu bewerten. Bei Bereitstellung der PLT-Schutzeinrichtung durch einen Hersteller prüft die ZÜS/BP, ob die Eignung für die vorgesehene Betriebsweise und das rechtskonforme Inverkehrbringen dokumentiert sind. Die sichere Funktion braucht nur insoweit geprüft werden, wie sie von den unter Abschnitt 3 durchgeführten Prüfungen oder einem Konformitätsbewertungsverfahren des Herstellers nicht erfasst wurde.

5. Betrieb und wiederkehrende Prüfungen

Für die PLT-Schutzeinrichtung muss sichergestellt werden, dass sie während der gesamten Betriebsdauer der Druckanlage ihre vorgesehene Funktion erfüllt. Die Prüffristen und -inhalte werden dazu in der Gefährdungsbeurteilung ermittelt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass ggf. Funktionen durch Diagnosesysteme kontinuierlich geprüft werden. Die Ergebnisse dieser Diagnosen können bei wiederkehrenden Prüfungen von Anlagenteilen oder der Druckanlage berücksichtigt werden. Die Prüfung erfolgt für die gesamte sicherheitsrelevante Kette (Sensor, Logik und Aktor) und kann nach Abstimmung mit der zugelassenen Überwachungsstelle/befähigten Person im Einzelfall auch in Teilschritten (Sensoren, Aktoren, etc.) erfolgen. Die Bewertung der vorstehenden Teilprüfungen und Diagnoseergebnisse muss den umfassenden Nachweis der sicheren Funktion der PLT-Schutzeinrichtung ergeben.

6. Änderung oder Austausch

Sind Änderungen oder der Austausch von Teilen der PLT-Schutzeinrichtung erforderlich, so sind folgende Fälle zu unterscheiden:

A)  Es werden Komponenten der PLT-Schutzeinrichtung gegen identische Teile ausgetauscht. Dieser Austausch ist vom Betreiber ordnungsgemäß durchzuführen, die Funktionsfähigkeit zu prüfen und zu dokumentieren. Der Nachweis der ordnungsgemäßen Durchführung ist ggf. Bestandteil der nächsten wiederkehrenden Prüfung.Ergibt sich mit dem Austausch das Erfordernis einer Änderung der Parametrierung dieses Teils, so ist im Einzelfall eine Abstimmung mit der ZÜS oder der befähigten Person erforderlich und ggf. eine Prüfung vor Inbetriebnahme nach Änderung durchzuführen.
B)  Es werden Teile der PLT-Schutzeinrichtung durch nicht identische Teile ersetztoder sicherheitsrelevante Änderungen in der Steuerung/Parametrierung vorgenommen. Es muss eine Prüfung vor Inbetriebnahme nach Änderung gemäß Abschnitt 3 und 4 je nach Prüfzuständigkeit durch eine zugelassene Überwachungsstelle oder eine befähigte Person durchgeführt werden.
C)  Bei Änderungen der PLT-Schutzeinrichtung, die über 6A) und 6B) hinausgehen (z. B. Änderungen im Schutzkonzept), muss der Betreiber die sicherheitstechnischen Anforderungen nach Abschnitt 1 neu ermitteln.

 

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