6.9.1 Anwendungsbereich und allgemeine Vorschriften

6.9.1.1 Die Vorschriften des Abschnitts 6.9.2 gelten für ortsbewegliche Tanks mit einem FVK-Tankkörper zur Beförderung gefährlicher Güter der Klassen 1, 3, 5.1, 6.1, 6.2, 8 und 9 mit allen Verkehrsträgern. Sofern nichts anderes angegeben ist, müssen neben den Vorschriften dieses Kapitels die anwendbaren Vorschriften des Internationalen Übereinkommens über sichere Container (CSC) von 1972 in der jeweils geänderten Fassung von jedem multimodalen ortsbeweglichen Tank mit einem FVK-Tankkörper, der der Begriffsbestimmung von ≪Container≫ im Wortlaut dieses Übereinkommens entspricht, erfüllt werden.

6.9.1.2 Die Vorschriften dieses Kapitels gelten nicht für ortsbewegliche Offshore-Tanks.

6.9.1.3 Die Vorschriften des Kapitels 4.2 und des Abschnitts 6.7.2 gelten für FVK-Tankkörper ortsbeweglicher Tanks mit Ausnahme derjenigen, welche die Verwendung von metallenen Werkstoffen für den Bau von Tankkörpern ortsbeweglicher Tanks betreffen, und der in diesem Kapitel genannten zusätzlichen Vorschriften.

6.9.1.4 Um dem Fortschritt von Wissenschaft und Technik Rechnung zu tragen, dürfen die technischen Vorschriften dieses Kapitels durch andere Vorschriften (≪alternative Vereinbarungen≫) ersetzt werden, die hinsichtlich der Verträglichkeit der beförderten Stoffe und der Fähigkeit des ortsbeweglichen FVK-Tanks, Beanspruchungen durch Stoß, Belastung und Feuer standzuhalten, ein im Vergleich zu den Vorschriften dieses Kapitels mindestens gleichwertiges Sicherheitsniveau bieten. Für internationale Beförderungen müssen die ortsbeweglichen FVK-Tanks, die nach diesen alternativen Vereinbarungen gebaut sind, von den zuständigen Behörden zugelassen sein.

6.9.1.5 ²⁷ Die Vorschriften des Abschnitts 6.9.3 gelten für FVK-Bedienungsausrüstungen von ortsbeweglichen Tanks mit Tankkörpern aus Metall oder FVK-Werkstoffen zur Beförderung gefährlicher Güter der Klassen 1, 3, 5.1, 6.1, 6.2, 8 und 9 mit allen Verkehrsträgern.

6.9.2 Vorschriften für die Auslegung, den Bau und die Prüfung von ortsbeweglichen FVK-Tanks

6.9.2.1 Begriffsbestimmungen ²⁷

"Für Zwecke dieses Abschnitts gelten die Begriffsbestimmungen des Unterabschnitts 6.7.2.1 für den Bau des Tankkörpers eines ortsbeweglichen Tanks, ausgenommen die Begriffsbestimmungen in Bezug auf metallene Werkstoffe (≪Baustahl≫, ≪Bezugsstahl≫ und ≪Feinkornstahl≫)."

Zusätzlich gelten folgende Begriffsbestimmungen für ortsbewegliche Tanks mit einem FVK-Tankkörper:

Außenschicht: Der Teil des Tankkörpers mit direktem Kontakt zur Umgebung.

Ersatz-Tankkörperprobe: Ein FVK-Muster, das für den Tankkörper repräsentativ sein muss und das parallel zum Bau des Tankkörpers hergestellt wird, wenn es nicht möglich ist, Ausschnitte aus dem Tankkörper selbst zu verwenden. Die Ersatz-Tankkörperprobe kann flach oder gekrümmt sein.

Faserverstärkter Kunststoff (FVK): siehe Abschnitt 1.2.1.

FVK-Tankkörper: ²⁷ Ein geschlossenes Teil von zylindrischer Form mit einem Innenvolumen, das für die Beförderung von chemischen Stoffen bestimmt ist. Der aus faserverstärkten Kunststoffen hergestellte Teil des ortsbeweglichen Tanks, der den zu befördernden Stoff enthält (eigentlicher Tank), einschließlich der Öffnungen und ihrer Verschlüsse, jedoch ohne Bedienungsausrüstung und äußere bauliche Ausrüstung. Die Öffnungen und ihre Verschlüsse dürfen aus metallenen Werkstoffen oder aus faserverstärkten Kunststoffen hergestellt sein.

Glasübergangstemperatur (T_g): Ein charakteristischer Wert des Temperaturbereichs, in dem der Glasübergang stattfindet.

Handlaminieren: Ein Verfahren zum Formen von verstärkten Kunststoffen, bei dem Verstärkung und Harz auf eine Form gelegt werden.

Harzinfusion: Eine FVK-Baumethode, bei der die trockene Verstärkung in eine geschlossene Form, in eine einseitige Form mit Vakuumsack oder auf andere Weise eingelegt wird und flüssiges Harz durch die Aufbringung äußeren Drucks am Einlass und/oder die Anwendung von vollem oder teilweisem Unterdruck an der Entlüftung dem Teil zugeführt wird.

Liner: Eine Schicht auf der inneren Oberfläche eines FVK-Tankkörpers, die eine Berührung mit dem zu befördernden gefährlichen Gut verhindert.

Matte: Eine Faserverstärkung aus ungeordneten, zerkleinerten oder verdrillten Fasern, die als Schichten unterschiedlicher Länge und Dicke miteinander verbunden sind.

"Ortsbeweglicher FVK-Tank: ²⁷ Ein ortsbeweglicher Tank gemäß der Begriffsbestimmung in Unter abschnitt 6.7.2.1 mit einem FVK-Tankkörper. , der aus einem FVK-Tankkörper und Böden, Bedienungsausrüstung, Sicherheitseinrichtungen und anderen angebauten Ausrüstungen gebaut ist.

Präzisionswickelverfahren: Ein Verfahren zur Herstellung von FVK-Strukturen, bei dem kontinuierliche Verstärkungen (Faser, Band oder andere), die entweder zuvor mit einem Matrixwerkstoff imprägniert wurden oder während des Wickelns imprägniert werden, über einen rotierenden Dorn gelegt werden. Im Allgemeinen ist die Form eine Rotationsfläche und kann Böden umfassen.

Repräsentative Probe: Eine aus dem Tankkörper ausgeschnittene Probe.

Tragschicht: Die FVK-Schicht eines Tankkörpers, die erforderlich ist, um den Auslegungsbelastungen standzuhalten.

Vlies: Eine dünne Matte mit hoher Saugfähigkeit, die in FVK-Produktlagen verwendet wird, bei denen ein Überschussanteil an Polymermatrix erforderlich ist (Oberflächenebenheit, chemische Beständigkeit, Dichtheit usw.).

6.9.2.2 Allgemeine Vorschriften für die Auslegung und den Bau

6.9.2.2.1 Für ortsbewegliche FVK-Tanks gelten die Vorschriften des Abschnitts 6.7.1 und des Unterabschnitts 6.7.2.2. Für Bereiche des Tankkörpers, die aus FVK hergestellt sind, sind die folgenden Vorschriften des Kapitels 6.7 ausgenommen: Absätze 6.7.2.2.1, 6.7.2.2.9.1, 6.7.2.2.13 und 6.7.2.2.14. Die Tankkörper müssen in Übereinstimmung mit den Bestimmungen eines von der zuständigen Behörde anerkannten, für FVK-Werkstoffe anwendbaren Regelwerks für Druckbehälter ausgelegt und gebaut sein.

Darüber hinaus gelten die folgenden Vorschriften.

6.9.2.2.2 Qualitätssicherungssystem des Herstellers

6.9.2.2.2.1 Das Qualitätssicherungssystem muss alle Elemente, Anforderungen und Vorschriften umfassen, die vom Hersteller angewendet werden. Es muss auf eine systematische und ordentliche Weise in Form schriftlich niedergelegter Grundsätze, Verfahren und Anweisungen dokumentiert werden.

6.9.2.2.2.2 Der Inhalt muss insbesondere geeignete Beschreibungen umfassen über:

1. die Organisationsstruktur und Verantwortlichkeiten des Personals hinsichtlich der Auslegung und der Produktqualität;
2. die bei der Auslegung der ortsbeweglichen Tanks verwendeten Techniken, Prozesse und Verfahren für die Auslegungskontrolle und -überprüfung;
3. die entsprechenden Anweisungen, die für die Herstellung, die Qualitätskontrolle, die Qualitätssicherung und die Arbeitsabläufe verwendet werden;
4. Qualitätsaufzeichnungen, wie Prüfberichte, Prüf- und Kalibrierungsdaten;
5. Überprüfungen durch die Geschäftsleitung in Folge der Nachprüfungen (Audits) gemäß Absatz 6.9.2.2.2.4, um die erfolgreiche Wirkungsweise des Qualitätssicherungssystems sicherzustellen;
6. das Verfahren, das beschreibt, wie Kundenanforderungen erfüllt werden;
7. das Verfahren für die Kontrolle der Dokumente und deren Überarbeitung;
8. die Mittel für die Kontrolle nicht konformer ortsbeweglicher Tanks, von Zukaufteilen, Zwischenprodukten und Fertigteilen und
9. Schulungsprogramme und Qualifizierungsverfahren für das betroffene Personal.

6.9.2.2.2.3 Im Rahmen des Qualitätssicherungssystems müssen die folgenden Mindestanforderungen für jeden hergestellten ortsbeweglichen FVK-Tank erfüllt werden:

1. Verwendung eines Prüfplans;
2. Sichtprüfungen;
3. Überprüfung der Faserausrichtung und des Massenanteils mittels eines dokumentierten Kontrollverfahrens;
4. Überprüfung der Faser- und Harzqualität und -eigenschaften anhand von Bescheinigungen oder anderen Dokumenten;
5. Überprüfung der Liner-Qualität und -Eigenschaften anhand von Bescheinigungen oder anderen Dokumenten;
6. Überprüfung der Eigenschaften des geformten Thermoplastharzes bzw. des Aushärtungsgrades des Duroplastharzes durch direkte oder indirekte Mittel (z.B. Barcol-Test oder dynamische Differenz-Thermoanalyse), die in Übereinstimmung mit Absatz 6.9.2.7.1.2 h) zu bestimmen sind, oder durch Kriechversuche an einer repräsentativen Probe oder einer Ersatz-Tankkörperprobe in Übereinstimmung mit Absatz 6.9.2.7.1.2 e) über einen Zeitraum von 100 Stunden;
7. Dokumentation der Formungsverfahren von Thermoplastharzen bzw. der Aushärtungs- und Nachhärtungsverfahren von Duroplasten und
8. Aufbewahrung und Archivierung von Tankkörperproben für zukünftige Prüfungen und Tankkörperüberprüfungen (z.B. vom Mannlochausschnitt) für einen Zeitraum von 5 Jahren.

6.9.2.2.2.4 Nachprüfung (Audit) des Qualitätssicherungssystems

Das Qualitätssicherungssystem ist erstmalig zu bewerten, um festzustellen, ob es die Anforderungen der Absätze 6.9.2.2.2.1 bis 6.9.2.2.2.3 zur Zufriedenheit der zuständigen Behörde erfüllt.

Der Hersteller ist über die Ergebnisse der Nachprüfung in Kenntnis zu setzen. Die Mitteilung muss die Schlussfolgerungen der Nachprüfung und eventuell erforderliche Korrekturmaßnahmen umfassen.

Wiederkehrende Nachprüfungen sind zur Zufriedenheit der zuständigen Behörde durchzuführen, um sicherzustellen, dass der Hersteller das Qualitätssicherungssystem aufrechterhält und anwendet. Berichte über die wiederkehrenden Nachprüfungen sind dem Hersteller zur Verfügung zu stellen.

6.9.2.2.2.5 Aufrechterhaltung des Qualitätssicherungssystems

Der Hersteller muss das Qualitätssicherungssystem in der zugelassenen Form so aufrechterhalten, dass es geeignet und effizient bleibt.

Der Hersteller hat die zuständige Behörde, die das Qualitätssicherungssystem zugelassen hat, über beabsichtigte Änderungen in Kenntnis zu setzen. Die vorgeschlagenen Änderungen sind zu bewerten, um festzustellen, ob das geänderte Qualitätssicherungssystem die Anforderungen der Absätze 6.9.2.2.2.1 bis 6.9.2.2.2.3 weiterhin erfüllt.

6.9.2.2.3 FVK-Tankkörper

6.9.2.2.3.1 Die FVK-Tankkörper müssen sicher mit den Konstruktionselementen des Rahmens des ortsbeweglichen Tanks verbunden sein. Die Verstärkungs- und Versteifungselemente des FVK-Tankkörpers und die Befestigungen am Rahmen dürfen keine lokalen Spannungskonzentrationen verursachen, welche die zulässigen Auslegungswerte der Tankkörperstruktur in Übereinstimmung mit den in diesem Kapitel genannten Vorschriften für alle Betriebs- und Prüfbedingungen überschreiten.

6.9.2.2.3.2 Die Tankkörper sind aus geeigneten Werkstoffen herzustellen, die für den Betrieb in einem Mindestauslegungstemperaturbereich von -40 °C bis +50 °C geeignet sind, sofern von der zuständigen Behörde des Staates, in dem die Beförderung durchgeführt wird, wegen besonderer klimatischer oder betrieblicher Bedingungen (z.B. Heizelemente) keine anderen Temperaturbereiche festgelegt sind.

6.9.2.2.3.3 Wenn ein Heizsystem eingebaut ist, muss dieses den Absätzen 6.7.2.5.12 bis 6.7.2.5.15 und den folgenden Vorschriften entsprechen:

1. die höchste Betriebstemperatur der in den Tankkörper eingebauten oder mit dem Tankkörper verbundenen Heizelemente darf die höchste Auslegungstemperatur des Tanks nicht überschreiten;
2. die Heizelemente müssen so ausgelegt, gesteuert und verwendet werden, dass die Temperatur des beförderten Stoffes die höchste Auslegungstemperatur des Tanks oder einen Wert, bei dem der Innendruck den höchstzulässigen Betriebsdruck übersteigt, nicht überschreiten kann, und
3. die Konstruktionselemente des Tanks und seiner Heizelemente müssen eine Untersuchung des Tankkörpers in Bezug auf mögliche Überhitzungseffekte ermöglichen.

6.9.2.2.3.4 Die Tankkörper müssen aus folgenden Elementen bestehen:

• Liner,
• Tragschicht,
• Außenschicht.

6.9.2.2.3.5 Der Liner ist das innere Element des Tankkörpers, das als erste Barriere zur Gewährleistung der chemischen Langzeitbeständigkeit gegenüber den zu befördernden Stoffen sowie zur Verhinderung gefährlicher Reaktionen mit dem Inhalt oder der Bildung gefährlicher Verbindungen und einer wesentlichen Schwächung der Tragschicht infolge der Diffusion von Stoffen durch den Liner ausgelegt ist. Die chemische Verträglichkeit ist in Übereinstimmung mit Absatz 6.9.2.7.1.3 zu überprüfen.

Der Liner kann ein FVK-Liner oder ein Thermoplastliner sein.

6.9.2.2.3.6 Die FVK-Liner müssen aus folgenden Elementen bestehen:

1. Oberflächenschicht (≪gelcoat≫): eine entsprechend harzreiche Oberflächenschicht, verstärkt mit einem Vlies, das mit dem Harz und dem Inhalt verträglich ist. Diese Schicht muss einen höchsten Fasermassenanteil von 30 %, eine Mindestdicke von 0,25 mm und eine höchste Dicke von 0,60 mm haben.
2. Verstärkungsschicht(en): eine oder mehrere Lagen mit einer Mindestdicke von 2 mm, die eine Glasmatte oder Spritzfasern von mindestens 900 g/m² enthalten und einen Glasgehalt von mindestens 30 Masse-% aufweisen, es sei denn, für geringere Glasgehalte wird eine vergleichbare Sicherheit nachgewiesen.

6.9.2.2.3.7 Wenn der Liner aus Thermoplastkunststoffplatten besteht, müssen diese zur erforderlichen Form unter Verwendung eines qualifizierten Schweißverfahrens und qualifizierten Personals zusammengeschweißt werden. Geschweißte Liner müssen eine Schicht aus elektrisch leitfähigem Material aufweisen, die an der Oberfläche der Schweißnähte, die nicht im Kontakt mit dem flüssigen Stoff steht, angeordnet ist, um eine Funkenprüfung zu erleichtern. Die Dauerhaftigkeit der Verbindung zwischen Liner und Tragschicht ist durch die Verwendung einer geeigneten Methode herzustellen.

6.9.2.2.3.8 Die Tragschicht muss so ausgelegt sein, dass sie den Auslegungsbelastungen gemäß den Absätzen 6.7.2.2.12, 6.9.2.2.3.1, 6.9.2.3.2, 6.9.2.3.4 und 6.9.2.3.6 standhält.

6.9.2.2.3.9 Die Außenschicht aus Harz oder Farbe muss einen ausreichenden Schutz der Tragschichten des Tanks vor Umwelt- und Betriebseinflüssen, einschließlich UV-Strahlung und Salznebel, und vor gelegentlichen Spritzern der Ladung gewährleisten.

6.9.2.2.3.10 Harze

Die Verarbeitung der Harzmischung muss genau nach den Empfehlungen des Lieferanten erfolgen. Diese Harze können sein:

• ungesättigte Polyesterharze,
• Vinylesterharze,
• Epoxyharze,
• Phenolharze,
• Thermoplastharze.

Die gemäß Absatz 6.9.2.7.1.1 ermittelte Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) des Harzes muss mindestens 20 °C über der in Absatz 6.9.2.2.3.2 festgelegten höchsten Auslegungstemperatur des Tankkörpers liegen und mindestens 70 °C betragen.

6.9.2.2.3.11 Verstärkungswerkstoffe

Die Verstärkungswerkstoffe der Tragschichten müssen so ausgewählt werden, dass sie den Anforderungen an die Tragschicht genügen.

Für den Liner müssen Glasfasern mindestens des Typs C oder ECR gemäß der Norm ISO 2078:1993 + Amd 1:2015 verwendet werden. Thermoplastvliese dürfen für den Liner nur verwendet werden, wenn ihre Verträglichkeit mit dem vorgesehenen Inhalt nachgewiesen wurde.

6.9.2.2.3.12 Additive

Additive, die für die Behandlung des Harzes notwendig sind, wie Katalysatoren, Beschleuniger, Härter und Thixotropierstoffe, sowie Werkstoffe, die für die Verbesserung des Tanks verwendet werden, wie Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente usw., dürfen unter Berücksichtigung der Auslegungslebensdauer und -temperatur nicht zu einer Schwächung des Werkstoffes führen.

6.9.2.2.3.13 FVK-Tankkörper, ihre Befestigungseinrichtungen sowie ihre Bedienungsausrüstung und bauliche Ausrüstung müssen so ausgelegt sein, dass sie während der Auslegungslebensdauer ohne Verlust des Inhalts (ausgenommen Gasmengen, die aus eventuell vorhandenen Entlüftungseinrichtungen entweichen) den in den Absätzen 6.7.2.2.12, 6.9.2.2.3, 6.9.2.3.2, 6.9.2.3.4 und 6.9.2.3.6 erwähnten Belastungen standhalten.

6.9.2.2.3.14 Sondervorschriften für die Beförderung von Stoffen mit einem Flammpunkt von höchstens 60 °C

6.9.2.2.3.14.1 ²⁷ Orstbewegliche FVK-Tanks zur Beförderung von entzündbaren flüssigen Stoffen mit einem Flammpunkt von höchstens 60 °C sind so zu bauen, dass eine elektrostatische Aufladung der verschiedenen Bestandteile verhindert wird, um die Ansammlung gefährlicher Ladungen zu vermeiden.

6.9.2.2.3.14.2 Der an der Innen- und Außenseite des Tankkörpers gemessene Wert des elektrischen Oberflächenwiderstandes darf 10⁹ Ω nicht überschreiten. Dies kann durch die Verwendung von Additiven im Harz oder durch interlaminare, leitfähige Schichten, wie ein Metall- oder Kohlefasernetzwerk, erreicht werden.

6.9.2.2.3.14.3 Der gemessene elektrische Erdableitwiderstand darf 10⁷ Ω nicht überschreiten.

6.9.2.2.3.14.4 Alle Bauteile des Tankkörpers sind untereinander und mit den Metallteilen der Bedienungsausrüstung und der baulichen Ausrüstung des Tanks [sowie mit dem Fahrzeug] elektrisch zu verbinden. Der elektrische Widerstand zwischen sich berührenden Bauteilen und Ausrüstungsteilen darf 10 Ω nicht überschreiten.

6.9.2.2.3.14.5 Der elektrische Oberflächen- und Erdableitwiderstand ist erstmalig bei jedem hergestellten Tank oder an einer Probe des Tankkörpers mit einem von der zuständigen Behörde anerkannten Verfahren zu messen. Bei einer Beschädigung des Tankkörpers, die eine Reparatur erfordert, ist der elektrische Widerstand erneut zu messen.

6.9.2.2.3.15 Der Tank ist so auszulegen, dass er ohne wesentliche Undichtheiten den Auswirkungen einer allseitigen dreißigminütigen Brandbelastung, wie in den Prüfvorschriften nach Absatz 6.9.2.7.1.5 festgelegt, standhält. Bei Vorliegen von Daten von Prüfungen mit vergleichbaren Tankbaumustern kann mit Zustimmung der zuständigen Behörde auf eine Prüfung verzichtet werden.

6.9.2.2.3.16 Bauverfahren für FVK-Tankkörper

6.9.2.2.3.16.1 Für den Bau von FVK-Tankkörpern müssen Wickelverfahren, Handlaminierverfahren, Harzinfusionsverfahren oder andere geeignete Verbundwerkstoff-Herstellungsverfahren angewendet werden.

6.9.2.2.3.16.2 ²⁷ Das Gewicht Die Masse der Faserverstärkung muss dem der in der Verfahrensspezifikation festgelegten Gewicht Masse mit einer Toleranz von +10 % und -0 % entsprechen. Für die Verstärkung der Tankkörper sind eine oder mehrere der in Absatz 6.9.2.2.3.11 und in der Verfahrensspezifikation festgelegten Faserarten zu verwenden.

6.9.2.2.3.16.3 Das Harzsystem muss eines der in Absatz 6.9.2.2.3.10 festgelegten Harzsysteme sein. Es dürfen keine Füllstoffe, Pigmente oder Farbstoffzusätze verwendet werden, welche die natürliche Farbe des Harzes beeinträchtigen, es sei denn, dies ist nach der Verfahrensspezifikation zulässig.

6.9.2.3 Auslegungskriterien

6.9.2.3.1 FVK-Tankkörper müssen so ausgelegt sein, dass die Beanspruchung rechnerisch oder experimentell mit Hilfe von Dehnmessstreifen oder anderen von der zuständigen Behörde zugelassenen Methoden analysiert werden kann.

6.9.2.3.2 FVK-Tankkörper müssen so ausgelegt und gebaut sein, dass sie dem Prüfdruck standhalten. Für bestimmte Stoffe sind in der anwendbaren Anweisung für ortsbewegliche Tanks, die in Kapitel 3.2 Tabelle A Spalte (10) angegeben und in Abschnitt 4.2.5 beschrieben ist, oder in einer Sondervorschrift für ortsbewegliche Tanks, die in Kapitel 3.2 Tabelle A Spalte (11) angegeben und in Unterabschnitt 4.2.5.3 beschrieben ist, besondere Vorschriften festgelegt. Die Mindestwanddicke des FVK-Tankkörpers darf nicht geringer sein als in Unterabschnitt 6.9.2.4 festgelegt.

6.9.2.3.3 Beim festgelegten Prüfdruck darf die in mm/mm gemessene höchste Dehnung unter Zug des Tankkörpers nicht zu Mikrorissbildung führen und daher nicht größer als die nach Messungen im Zugversuch gemäß Absatz 6.9.2.7.1.2 c) bestimmte Dehnung für erste Risse oder Schädigungen des Harzes sein.

6.9.2.3.4 Für den inneren Prüfdruck, den in Absatz 6.7.2.2.10 festgelegten äußeren Auslegungsdruck, die in Absatz 6.7.2.2.12 festgelegten statischen Kräfte und die statischen Schwerkraftlasten, die durch den Inhalt mit der für die Auslegung festgelegten höchsten Dichte und bei höchstem Füllungsgrad verursacht werden, dürfen die Versagenskriterien (FC) in Längsrichtung, in Umfangsrichtung und in jeder anderen Richtung in der Ebene des Verbundaufbaus den folgenden Wert nicht überschreiten:

FC < 1/K

wobei:

K = K₀ × K₁ × K₂ × K₃ × K₄ × K₅,

Eine Auslegungsvalidierungsaufgabe unter Verwendung einer numerischen Analyse und eines geeigneten Versagenskriteriums für Verbundwerkstoffe muss durchgeführt werden, um zu überprüfen, ob die Beanspruchungen der Lagen im Tankkörper unter den zulässigen Werten liegen. Geeignete Versagenskriterien für Verbundwerkstoffe sind unter anderem Tsai-Wu, Tsai-Hill, Hashin, Yamada-Sun, Strain Invariant Failure Theory, Maximum Strain oder Maximum Stress. Mit Zustimmung der zuständigen Behörde sind andere Festigkeitskriterien zulässig. Die Methode und die Ergebnisse dieser Auslegungsvalidierungsaufgabe sind der zuständigen Behörde vorzulegen.

Die zulässigen Werte sind mit Hilfe von Versuchen zu ermitteln, um die Parameter abzuleiten, die für die gewählten Versagenskriterien in Verbindung mit dem Sicherheitsfaktor K, den nach Absatz 6.9.2.7.1.2 c) gemessenen Festigkeitswerten und den in Absatz 6.9.2.3.5 vorgeschriebenen Kriterien für die höchste Dehnung erforderlich sind. Die Analyse der Verbindungen ist in Übereinstimmung mit den gemäß Absatz 6.9.2.3.7 ermittelten zulässigen Werten und den gemäß Absatz 6.9.2.7.1.2 g) gemessenen Festigkeitswerten durchzuführen. Das Beulen ist gemäß Absatz 6.9.2.3.6 zu berücksichtigen. Die Auslegung von Öffnungen und metallenen Einschlüssen ist nach Absatz 6.9.2.3.8 zu berücksichtigen.

6.9.2.3.5 Bei jeder der in den Absätzen 6.7.2.2.12 und 6.9.2.3.4 definierten Beanspruchungen darf die resultierende Dehnung in jeder Richtung den in der folgenden Tabelle angegebenen Wert oder ein Zehntel der nach der Norm ISO 527-2:2012 ermittelten Bruchdehnung des Harzes, je nachdem, welcher Wert geringer ist, nicht überschreiten.

Beispiele bekannter Werte sind in nachstehender Tabelle angegeben:

6.9.2.3.6 Für den äußeren Auslegungsdruck muss der Mindestsicherheitsfaktor für die lineare Beulanalyse des Tankkörpers dem in dem anwendbaren Regelwerk für Druckbehälter definierten entsprechen, darf jedoch nicht kleiner als drei sein.

6.9.2.3.7 Die für die Verbindungsstellen, einschließlich der Verbindungen an Böden, der Verbindungen zwischen den Ausrüstungsteilen und dem Tankkörper, der Verbindungen zwischen Schwall- und Trennwänden und dem Tankkörper, verwendeten Klebeverbindungen und/oder Überlaminate müssen in der Lage sein, den Belastungen der Absätze 6.7.2.2.12, 6.9.2.2.3.1, 6.9.2.3.2, 6.9.2.3.4 und 6.9.2.3.6 standzuhalten. Um Spannungskonzentrationen im Überlaminat zu vermeiden, sind Neigungen mit einem Steigungsverhältnis von höchstens 1:6 zu verwenden.

Die Scherfestigkeit zwischen dem Überlaminat und den damit verbundenen Tankbauteilen darf nicht kleiner sein als:

τ = γ x Q/l ≤ τ_R/K

wobei:

Andere Berechnungsmethoden für die Verbindungen sind nach Genehmigung durch die zuständige Behörde zulässig.

6.9.2.3.8 Metallene Flansche und ihre Verschlüsse dürfen in FVK-Tankkörpern gemäß den Auslegungsvorschriften des Abschnitts 6.7.2 verwendet werden. Öffnungen im FVK-Tankkörper müssen so verstärkt sein, dass sie mindestens dieselben Sicherheitsfaktoren gegen die in den Absätzen 6.7.2.2.12, 6.9.2.3.2, 6.9.2.3.4 und 6.9.2.3.6 festgelegten statischen und dynamischen Beanspruchungen aufweisen wie der Tankkörper selbst. Die Anzahl der Öffnungen ist zu minimieren. Das Achsenverhältnis der ovalen Öffnungen darf nicht mehr als 2 betragen.

Werden metallene Flansche oder Bauteile durch Kleben in den FVK-Tankkörper integriert, so ist für die Verbindung zwischen Metall und FVK die in Absatz 6.9.2.3.7 genannte Charakterisierungsmethode anzuwenden. Werden die metallenen Flansche oder Bauteile auf andere Weise befestigt, z.B. durch Schraubverbindungen, so gelten die entsprechenden Bestimmungen des anwendbaren Regelwerks für Druckbehälter.

6.9.2.3.9 Die Festigkeitsnachweise des Tankkörpers müssen mit der Finite-Elemente-Methode berechnet werden, wobei der Lagenaufbau des Tankkörpers, die Verbindungen innerhalb des FVK-Tankkörpers, die Verbindungen zwischen dem FVK-Tankkörper und dem Containerrahmen sowie die Öffnungen simuliert werden. Die Behandlung von Besonderheiten muss mit einer geeigneten Methode gemäß dem anwendbaren Regelwerk für Druckbehälter erfolgen.

6.9.2.4 Mindestwanddicke des Tankkörpers

6.9.2.4.1 Die Mindestwanddicke des FVK-Tankkörpers ist durch Nachberechnungen der Festigkeit des Tankkörpers unter Berücksichtigung der Festigkeitsanforderungen des Absatzes 6.9.2.3.4 zu bestätigen.

6.9.2.4.2 Die Mindestdicke der Tragschichten des FVK-Tankkörpers ist gemäß Absatz 6.9.2.3.4 zu bestimmen, die Mindestdicke der Tragschichten muss jedoch mindestens 3 mm betragen.

6.9.2.5 Ausrüstungsteile für ortsbewegliche Tanks mit FVK-Tankskörper ²⁷

Bedienungseinrichtungen, Bodenöffnungen, Druckentlastungseinrichtungen, Füllstandsanzeigevorrichtungen, Traglager, Rahmen und Hebe- und Befestigungseinrichtungen von ortsbeweglichen FVK-Tanks müssen den Vorschriften der Unterabschnitte 6.7.2.5 bis 6.7.2.17 entsprechen. Wenn andere metallene Vorrichtungen in den FVK-Tankkörper integriert werden müssen, gelten die Vorschriften des Absatzes 6.9.2.3.8. FVK-Bedienungsausrüstungen in Übereinstimmung mit Abschnitt 6.9.3 dürfen verwendet werden.

6.9.2.6 Baumusterzulassung ^RSEB

6.9.2.6.1 Die Baumusterzulassung von ortsbeweglichen FVK-Tanks muss gemäß den Vorschriften des Unterabschnitts 6.7.2.18 erfolgen. Für ortsbewegliche FVK-Tanks gelten zusätzlich die folgenden Vorschriften.

6.9.2.6.2 Der Baumusterprüfbericht für die Baumusterzulassung muss zusätzlich Folgendes enthalten.

1. Ergebnisse der Prüfungen der Werkstoffe, die für die Herstellung des FVK-Tankkörpers gemäß den Vorschriften des Absatzes 6.9.2.7.1 verwendet wurden.
2. Ergebnisse des Kugelfallversuchs in Übereinstimmung mit den Vorschriften des Absatzes 6.9.2.7.1.4.
3. Ergebnisse der Feuerbeständigkeitsprüfung in Übereinstimmung mit den Vorschriften des Absatzes 6.9.2.7.1.5.

6.9.2.6.3 Es muss ein Betriebsdauer-Prüfprogramm erstellt werden, das Teil des Betriebshandbuchs ist, um den Zustand des Tanks bei wiederkehrenden Prüfungen zu überwachen. Das Prüfprogramm muss sich auf die Stellen mit kritischer Beanspruchung konzentrieren, die in der gemäß Absatz 6.9.2.3.4 durchgeführten Auslegungsanalyse ermittelt wurden. Die Prüfmethode muss die potenzielle Schadensart an der kritischen Spannungsstelle berücksichtigen (z.B. Zugspannung oder Interlaminatspannung). Die Prüfung muss eine Kombination aus Sichtprüfung und zerstörungsfreier Prüfung sein (z.B. Schallemission, Ultraschallauswertung, Thermografie). Bei Heizelementen muss das Betriebsdauer-Prüfprogramm eine Untersuchung des Tankkörpers oder seiner repräsentativen Bereiche ermöglichen, um die Auswirkungen von Überhitzung zu berücksichtigen.

6.9.2.6.4 ²⁷ Ein repräsentativer Prototyp eines ortsbeweglichen FVK-Tanks ist den nachstehend dargestellten Prüfungen zu unterziehen. Soweit erforderlich, darf die Bedienungsausrüstung zu diesem Zweck durch andere Teile ersetzt werden.

6.9.2.6.4.1 Der Prototyp ist auf Übereinstimmung mit der Baumusterspezifikation zu prüfen. Dies schließt eine innere und äußere Prüfung und eine Maßkontrolle der Hauptabmessungen ein.

6.9.2.6.4.2 Der Prototyp, der an allen Stellen mit hoher Dehnung, die bei der Auslegungsvalidierungsaufgabe in Übereinstimmung mit Absatz 6.9.2.3.4 ermittelt wurden, mit Dehnmessstreifen ausgerüstet ist, ist folgenden Belastungen zu unterziehen, wobei die dabei auftretenden Dehnungen aufzuzeichnen sind:

1. Füllung mit Wasser bis zum höchsten Füllungsgrad. Die Messergebnisse sind zur Überprüfung der Auslegungsberechnung nach Absatz 6.9.2.3.4 zu verwenden.
2. Füllung mit Wasser bis zum höchsten Füllungsgrad und Aufbringung statischer Belastungen in allen drei Richtungen, die auf die Bodeneckbeschläge wirken, ohne zusätzliche Masse, die von außen auf den Tankkörper aufgebracht wird. Für den Vergleich mit der Auslegungsberechnung nach Absatz 6.9.2.3.4 sind die aufgezeichneten Dehnungen im Verhältnis zu den in Absatz 6.7.2.2.12 geforderten und den gemessenen Beschleunigungswerten zu extrapolieren.
3. Füllung mit Wasser und Anwendung des festgelegten Prüfdrucks. Unter dieser Belastung darf der Tankkörper keine sichtbaren Schäden und keine Undichtheit aufweisen.

Die Beanspruchung, die dem gemessenen Dehnungsniveau entspricht, darf den in Absatz 6.9.2.3.4 berechneten Mindestsicherheitsfaktor unter keiner dieser Belastungsbedingungen überschreiten.

6.9.2.7 Zusätzlich geltende Vorschriften für ortsbewegliche FVK-Tanks

6.9.2.7.1 Werkstoffprüfung

6.9.2.7.1.1 Harze

Die Zugdehnung des Harzes ist in Übereinstimmung mit der Norm ISO 527-2:2012 zu bestimmen. Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) des Harzes ist in Übereinstimmung mit der Norm ISO 75-1:2013 zu bestimmen.

6.9.2.7.1.2 Tankkörperproben

Vor der Prüfung müssen alle Beschichtungen von den Proben entfernt werden. Wenn Tankkörperproben nicht möglich sind, dürfen Ersatz-Tankkörperproben verwendet werden. Die Prüfungen müssen Folgendes umfassen:

1. Die Dicke der Laminate des Mantels und der Böden des Tankkörpers.
2. Der Massegehalt und die Zusammensetzung der Verstärkung des Verbundwerkstoffs anhand der Norm ISO 1172:1996 oder ISO 14127:2008 sowie die Orientierung und der Aufbau der Verstärkungslagen.
3. Die Zugfestigkeit, die Bruchdehnung und das Elastizitätsmodul gemäß der Norm ISO 527-4:1997 oder ISO 527-5:2009 für die Umfangs- und Längsrichtung des Tankkörpers. Für Bereiche des FVK-Tankkörpers sind Prüfungen an repräsentativen Laminaten in Übereinstimmung mit der Norm ISO 527-4:1997 oder ISO 527-5:2009 durchzuführen, um eine Bewertung der Eignung des Sicherheitsfaktors (K) zu ermöglichen. Es sind mindestens sechs Proben pro Zugfestigkeitsmessung zu verwenden; als Zugfestigkeit gilt der Mittelwert minus zwei Standardabweichungen.
4. Die Durchbiegung und Biegefestigkeit, ermittelt anhand der Drei- oder Vier-Punkt-Biegeprüfung gemäß der Norm ISO 14125:1998 und Amd 1:2011 unter Verwendung einer Probe mit einer Mindestbreite von 50 mm und einem Auflagerabstand von mindestens der zwanzigfachen Wanddicke. Es sind mindestens fünf Proben zu verwenden.
5. Der Kriechfaktor α, ermittelt aus dem Mittelwert der Ergebnisse von mindestens zwei Proben mit der in Absatz d) beschriebenen Konfiguration, die bei der in Absatz 6.9.2.2.3.2 angegebenen höchsten Auslegungstemperatur über einen Zeitraum von 1000 Stunden einem Kriechvorgang in einer Drei- oder Vier-Punkt-Biegung unterzogen werden. An jeder Probe ist die folgende Prüfung durchzuführen:
   1. unbelastetes Einspannen der Probe in die Biegevorrichtung in einem auf die höchste Auslegungstemperatur eingestellten Ofen und Akklimatisierung über mindestens 60 Minuten;
   2. Belastung der Probe gemäß der Norm ISO 14125:1998 und Amd 1:2011 mit einer Biegespannung, die der in Absatz d) ermittelten Festigkeit geteilt durch vier entspricht. Aufrechterhaltung der mechanischen Belastung bei der höchsten Auslegungstemperatur ohne Unterbrechung für mindestens 1000 Stunden;
   3. Messung der Anfangsverformung sechs Minuten nach dem Aufbringen der vollen Last gemäß Absatz e) (ii). Beibehaltung der Belastung der Probe im Prüfstand;
   4. Messung der endgültigen Verformung 1000 Stunden nach dem Aufbringen der vollen Last gemäß Absatz e)(ii) und
   5. Berechnung des Kriechfaktors α durch Division der Anfangsverformung aus Absatz e) (iii) durch die endgÌltige Verformung aus Absatz e) (iv).
6. Der Alterungsfaktor β, ermittelt aus dem Mittelwert der Ergebnisse von mindestens zwei Proben mit der in Absatz d) beschriebenen Konfiguration, die bei der in Absatz 6.9.2.2.3.2 angegebenen höchsten Auslegungstemperatur einer statischen Drei- oder Vier-Punkt-Biegung in Verbindung mit einem Eintauchen in Wasser über einen Zeitraum von 1000 Stunden unterzogen werden. An jeder Probe ist die folgende Prüfung durchzuführen:
   1. vor der Prüfung oder Konditionierung Trocknung der Proben in einem Ofen bei 80 °C über einen Zeitraum von 24 Stunden;
   2. Belastung der Probe mit einer Drei- oder Vier-Punkt-Biegung gemäß der Norm ISO 14125:1998 und Amd 1:2011 bei Umgebungstemperatur mit einer Biegespannung, die der in Absatz d) ermittelten Festigkeit geteilt durch vier entspricht. Messung der Anfangsverformung sechs Minuten nach Aufbringen der vollen Last. Entfernung der Probe aus dem Prüfstand;
   3. Eintauchen der unbelasteten Probe in Wasser bei der höchsten Auslegungstemperatur für eine Dauer von mindestens 1000 Stunden ohne Unterbrechung der Konditionierungszeit. Entfernung der Proben nach Ablauf der Konditionierungszeit, Feuchthalten bei Umgebungstemperatur und Absolvierung des Schrittes gemäß Absatz f) (iv) innerhalb von drei Tagen;
   4. Unterziehung der Probe einer zweiten Runde statischer Belastung in der gleichen Weise wie in Absatz f) (ii). Messung der endgültigen Verformung sechs Minuten nach dem Aufbringen der vollen Last. Entfernung der Probe aus dem Prüfstand und
   5. Berechnung des Alterungsfaktors β durch Division der Anfangsverformung aus Absatz f) (ii) durch die endgÌltige Verformung aus Absatz f) (iv).
7. Die interlaminare Scherfestigkeit der Verbindungen, gemessen durch Prüfung repräsentativer Proben in Übereinstimmung mit der Norm ISO 14130:1997.
8. Für die Laminate je nach Anwendungsfall die Effizienz der Umformeigenschaften für Thermoplastharze oder die Effizienz der Aushärtungs- und Nachhärtungsverfahren für Duroplastharze, bestimmt mit einer oder mehreren der folgenden Methoden:
   1. direkte Messung der Eigenschaften des geformten Thermoplastharzes oder des Aushärtungsgrades des Duroplastharzes: die unter Verwendung der dynamischen Differenz-Thermoanalyse (DSC) in Übereinstimmung mit der Norm ISO 11357-2:2016 bestimmte Glasübergangstemperatur (T_g) oder Schmelztemperatur (T_m) oder
   2. indirekte Messung der Eigenschaften des geformten Thermoplastharzes oder des Aushärtungsgrades des Duroplastharzes:
      • HDT gemäß der Norm ISO 75-1:2013,
      • Tg oder T_m mittels thermomechanischer Analyse (TMA) gemäß der Norm ISO 11359-1:2014,
      • dynamische thermomechanische Analyse (DMA) gemäß der Norm ISO 6721-11:2019,
      • Barcol-Test gemäß der Norm ASTM D2583:2013-03 oder EN 59:2016.

6.9.2.7.1.3 Die chemische Verträglichkeit des Liners mit den zu befördernden Stoffen und der mit diesen in Kontakt stehenden Flächen der Bedienungsausrüstung ist durch eine der nachstehenden Methoden nachzuweisen. Dieser Nachweis muss alle Aspekte der Verträglichkeit der Werkstoffe des Tankkörpers und seiner Ausrüstungen mit den zu befördernden Stoffen, einschließlich der chemischen Schädigung des Tankkörpers, der Einleitung kritischer Reaktionen des Inhalts und gefährlicher Reaktionen zwischen beiden, berücksichtigen.

1. Für die Feststellung einer Schädigung des Tankkörpers sind aus dem Tankkörper entnommene repräsentative Proben, einschließlich gegebenenfalls vorhandener Liner mit Schweißnähten, der chemischen Verträglichkeitsprüfung nach der Norm EN 977:1997 für eine Dauer von 1000 Stunden bei 50 °C oder bei der höchsten Temperatur, bei der ein bestimmter Stoff zur Beförderung zugelassen ist, zu unterziehen. Im Vergleich mit ungeprüften Proben darf der im Biegeversuch gemäß der Norm EN 978:1997 gemessene Abfall der Festigkeit und des Elastizitätsmoduls 25 % nicht übersteigen. Risse, Blasen, punktförmige Vertiefungen (Pitting), Trennung von Schichten und Linern sowie Rauigkeit sind nicht zulässig.
2. Bescheinigte und dokumentierte Daten über positive Erfahrungen hinsichtlich der Verträglichkeit der betreffenden Füllgüter mit den Werkstoffen des Tankkörpers, mit denen sie bei den angegebenen Temperaturen, zu den angegebenen Zeiten und unter anderen bedeutsamen Betriebsbedingungen in Kontakt kommen.
3. In der Fachliteratur, in Normen oder in anderen Quellen veröffentlichte und von der zuständigen Behörde anerkannte technische Daten.
4. Mit Zustimmung der zuständigen Behörde dürfen andere Methoden zur Überprüfung der chemischen Verträglichkeit verwendet werden.

6.9.2.7.1.4 Kugelfallversuch nach der Norm EN 976-1:1997

Der Prototyp ist dem Kugelfallversuch nach der Norm EN 976-1:1997 Nr. 6.6 zu unterziehen. Dabei darf am Tank kein sichtbarer innerer oder äußerer Schaden auftreten.

6.9.2.7.1.5 Feuerbeständigkeitsprüfung

6.9.2.7.1.5.1 ²⁷ Ein zu 80 % seines höchsten Fassungsraumes mit Wasser gefüllter repräsentativer Prototyp eines ortsbeweglichen FVK-Tanks, einschließlich seiner Bedienungsausrüstung und baulichen Ausrüstung, ist einer allseitigen dreißigminütigen Brandbelastung durch ein Heizölbeckenfeuer oder einer anderen Art von Feuer mit gleicher Wirkung auszusetzen. Das Feuer muss einem theoretischen Feuer mit einer Flammentemperatur von 800 °C, einem Strahlungskoeffizienten von 0,9 und einem Wärmedurchgangskoeffizienten von 10 W/(m²K) und einem Oberflächenabsorptionsvermögen von 0,8 für den FVK-Tank körper entsprechen. Ein minimaler Nettowärmestrom von 75 kW/m² ist gemäß der Norm ISO 21843:2018 zu kalibrieren. Diese Vorschriften gelten als erfüllt, wenn das Feuer durch ein Heizölbeckenfeuer oder einer anderen Art von Feuer mit gleicher Wirkung verursacht wird. Die Abmessungen des Beckens müssen den "ortsbeweglichen FVK-"Tank um mindestens 50 cm nach allen Seiten überragen, und der Abstand zwischen dem Brennstoffspiegel und dem FVK-Tank körper muss zwischen 50 cm und 80 cm betragen. Der unterhalb des Flüssigkeitsspiegels verbleibende ortsbewegliche FVK-Tank, einschließlich der Öffnungen und Verschlüsse, muss, abgesehen von Tropfleckagen, dicht bleiben.

6.9.2.8 Prüfung

6.9.2.8.1 Die Prüfung von ortsbeweglichen FVK-Tanks ist nach den Vorschriften des Unterabschnitts 6.7.2.19 durchzuführen. Darüber hinaus müssen geschweißte Thermoplastliner nach der Druckprüfung, die im Rahmen der in Absatz 6.7.2.19.4 festgelegten wiederkehrenden Prüfung durchzuführen ist, einer Funkenprüfung nach einer geeigneten Norm unterzogen werden.

6.9.2.8.2 Darüber hinaus müssen die erstmalige und die wiederkehrende Prüfung nach dem Betriebsdauer-Prüfprogramm und den damit verbundenen Prüfmethoden gemäß Abschnitt 6.9.2.6.3 erfolgen.

6.9.2.8.3 ²⁷ Bei der erstmaligen Prüfung muss überprüft werden, ob der Bau des ortsbeweglichen FVK-Tanks in Übereinstimmung mit dem in Unter abschnitt 6.9.2.2.2 vorgeschriebenen Qualitätssicherungssystem erfolgt ist.

6.9.2.8.4 ²⁷ Zusätzlich muss bei der Prüfung des FVK-Tankkörpers die Lage der durch Heizelemente beheizten Bereiche angegeben oder gekennzeichnet werden, auf Auslegungszeichnungen vorhanden sein oder durch eine geeignete Technik (z.B. Infrarot) sichtbar gemacht werden. Bei der Untersuchung des FVK-Tankkörpers sind die Auswirkungen von Überhitzung, Korrosion, Erosion, Überdruck und mechanischer Überlastung zu berücksichtigen.

6.9.2.9 Aufbewahrung von Proben

Proben von FVK-Tankkörperproben (z.B. aus dem Mannlochausschnitt) für jeden hergestellten ortsbeweglichen FVK-Tank müssen für zukünftige Prüfungen und Überprüfungen von ortsbeweglichen FVK-Tankkörperüberprüfungen für einen Zeitraum von fünf Jahren ab dem Zeitpunkt der erstmaligen Prüfung und bis zum erfolgreichen Abschluss der erforderlichen wiederkehrenden 5-Jahres-Prüfung aufbewahrt werden.

6.9.2.10 Kennzeichnung ^RSEB

6.9.2.10.1 Die Vorschriften des Absatzes 6.7.2.20.1 mit Ausnahme der Vorschriften des Absatzes 6.7.2.20.1 f) (ii) gelten für ortsbewegliche Tanks mit einem FVK-Tankkörper.

6.9.2.10.2 ²⁷ Die in Absatz 6.7.2.20.1 f) (i) geforderten Angaben müssen umfassen:

≪Werkstoff der FVK-Tankkörperstruktur: Faserverstärkter Kunststoff≫, die Verstärkungsfaser, z.B. ≪Verstärkung: E-Glas≫, und das Harz, z.B. ≪Harz: Vinylester≫.

6.9.2.10.3 Die Vorschriften des Absatzes 6.7.2.20.2 gelten für ortsbewegliche Tanks mit einem FVK-Tankkörper.

6.9.3 Vorschriften für die Auslegung, den Bau und die Prüfung von FVK-Bedienungsausrüstungen für ortsbewegliche Tanks

6.9.3.1 Begriffsbestimmungen

Für Zwecke dieses Abschnitts gelten die Begriffsbestimmungen der Unterabschnitte 6.7.2.1 und 6.9.2.1 für den Bau von Bedienungsausrüstungen von ortsbeweglichen Tanks, ausgenommen die Begriffsbestimmungen in Bezug auf metallene Werkstoffe.

Zusätzlich gelten folgende Begriffsbestimmungen für FVK-Bedienungsausrüstungen:

Arbeitsmuster: Ein FVK-Muster, das nach nationalen oder internationalen Normen hergestellt und geprüft wird, um zulässige Auslegungswerte zu ermitteln.

Formpressen: Ein Verfahren zur Herstellung von Verbundwerkstoffteilen in einem breiten Volumenbereich, bei dem in der Regel ein passendes Metallwerkzeug in einer beheizten (normalerweise hydraulischen) Presse verwendet wird, um Plattenwerkstoffe oder Formmassen unter Druck zu formen.

FVK-Bedienungsausrüstung: Eine in Unterabschnitt 6.7.2.1 definierte Bedienungsausrüstung, die aus FVK-Werkstoffen hergestellt ist und sowohl für metallene Tankkörper als auch für FVK-Tankkörper von ortsbeweglichen Tanks verwendet wird, einschließlich der aus anderen Werkstoffen hergestellten Teile, wie Verschluss- und Dichtungsbaugruppen, und Metallteile, z.B. Federn oder Befestigungen.

FVK-Bestandteile: Verstärkungsfasern oder -partikel, duroplastische oder thermoplastische Polymere (Matrix), Klebstoffe und Additive.

Prüfmuster: Ein aus der FVK-Bedienungsausrüstung herausgeschnittenes Muster zur Feststellung der Übereinstimmung der Serien-FVK-Ausrüstung mit dem Prototyp.

Spritzguss: Ein Verfahren, bei dem Kunststoffgranulat (duroplastische/thermoplastische Polymere) geschmolzen und mit Verstärkungsstoffen, wie zerkleinerten Glasfasern, vermischt wird. Anschließend wird die Mischung mit Hilfe von Hochdruckpumpen oder Injektionszylindern in eine Gussform eingebracht, die ausgefüllt wird und in der die Mischung aushärtet, um das Endprodukt herzustellen.

Verstärkter Reaktionsspritzguss: Ein Verfahren, bei dem zwei oder mehr Harze in der Mischkammer miteinander vermischt werden, um unter hohem Druck ein duroplastisches Polymer zu formen. Der Mischung werden Verstärkungsstoffe, wie Glasfasern, zugesetzt. Anschließend wird das Harzgemisch mit Hilfe von Hochdruckpumpen oder Injektionszylindern in eine Gussform eingebracht.

6.9.3.2 Allgemeine Vorschriften für die Auslegung und den Bau

6.9.3.2.1 Für Zwecke dieses Abschnitts gelten die Vorschriften der Absätze 6.7.2.2.11, 6.7.2.5.1 bis 6.7.2.5.6, 6.7.2.5.10, 6.7.2.6.3, 6.7.2.8.2 und 6.7.2.8.3 sowie der Unterabschnitte 6.7.2.9, 6.7.2.12, 6.7.2.14 und 6.7.2.15 für FVK-Bedienungsausrüstungen, einschließlich Metallteile (Federn, Befestigungen usw.). FVK-Bedienungsausrüstungen müssen in Übereinstimmung mit einem Regelwerk für Druckbehälter sowie nationalen und internationalen Normen, die für FVK-Werkstoffe anwendbar und von der zuständigen Behörde anerkannt sind, ausgelegt und gebaut sein.

6.9.3.2.2 Qualitätssicherungssystem des Herstellers

6.9.3.2.2.1 Die Hersteller von FVK-Bedienungsausrüstungen müssen über ein dokumentiertes Qualitätssicherungssystem verfügen, das die Übereinstimmung jedes Teils der Serienproduktion von FVK-Bedienungsausrüstungen mit dem zugelassenen Prototyp sicherstellt. Das Qualitätssicherungsprogramm muss der zuständigen Behörde zur Genehmigung vorgelegt werden. Alle Lieferanten des Herstellers für Werkstoffe und Bauteile von FVK-Bedienungsausrüstungen müssen über ein dokumentiertes Qualitätssicherungssystem verfügen. Das Qualitätssicherungssystem muss in Übereinstimmung mit den allgemeinen Grundsätzen internationaler und nationaler Qualitätsnormen entwickelt werden.

6.9.3.2.2.2 Die anwendbaren Vorschriften des Absatzes 6.9.2.2.2 gelten für das Qualitätssicherungssystem des Herstellers von FVK-Bedienungsausrüstungen.

6.9.3.2.3 FVK-Bedienungsausrüstungen

6.9.3.2.3.1 Die FVK-Bedienungsausrüstungen müssen über geeignete starre Verbindungen mit dem Tankkörper des ortsbeweglichen Tanks verfügen. Die Verbindungsstellen dürfen keine lokalen Spannungskonzentrationen verursachen, welche die zulässigen Auslegungswerte für alle Betriebs- und Prüfbedingungen überschreiten.

6.9.3.2.3.2 FVK-Bedienungsausrüstungen sind aus geeigneten Werkstoffen herzustellen, die für den Betrieb in einem Mindestauslegungstemperaturbereich von -40 °C bis +50 °C geeignet sind, sofern von der zuständigen Behörde des Staates, in dem die Beförderung durchgeführt wird, wegen besonderer klimatischer oder betrieblicher Bedingungen (z.B. Heizelemente) keine anderen Temperaturbereiche festgelegt sind.

6.9.3.2.3.3 FVK-Bedienungsausrüstungen müssen so ausgelegt und hergestellt sein, dass sie einem Prüfdruck standhalten, der mindestens das 1,5-fache des höchstzulässigen Betriebsdrucks beträgt. Absperrventile, Rohrleitungseinrichtungen und Rohrleitungsverbindungen für das Füllen oder Entleeren müssen so ausgelegt und hergestellt sein, dass sie einem Druck standhalten, der mindestens das Vierfache des höchstzulässigen Betriebsdrucks beträgt. Für bestimmte Stoffe sind besondere Vorschriften in der in Kapitel 3.2 Tabelle A Spalte (10) angegebenen und in Absatz 4.2.5.2.6 beschriebenen Anweisung für ortsbewegliche Tanks oder in einer in Kapitel 3.2 Tabelle A Spalte (11) angegebenen und in Unterabschnitt 4.2.5.3 beschriebenen Sondervorschrift für ortsbewegliche Tanks vorgesehen.

6.9.3.2.3.4 FVK-Bedienungsausrüstungen müssen den Vibrationen, betrieblichen Belastungen, Einwirkungen durch die Temperatur des Stoffes und Umwelteinflüssen standhalten.

6.9.3.2.3.5 Die Auslegungsberechnungen für FVK-Bedienungsausrüstungen und ihre Verbindungen mit dem Tankkörper des ortsbeweglichen Tanks müssen mit der Finite-Elemente-Methode oder einer anderen von der zuständigen Behörde anerkannten Methode durchgeführt werden.

6.9.3.2.3.6 Die FVK-Bedienungsausrüstungen müssen den gleichen Vorschriften entsprechen, wie sie in Absatz 6.9.2.2.3.14 für die Beförderung von Stoffen mit einem Flammpunkt von höchstens 60 °C enthalten sind.

6.9.3.2.4 Werkstoffe

6.9.3.2.4.1 Harze

Die Verarbeitung der Harzmischung muss genau nach den Empfehlungen des Lieferanten erfolgen. Dies betrifft hauptsächlich die Verwendung von Härtern, Initiatoren und Beschleunigern. Harze können sein:

1. ungesättigte Polyesterharze;
2. Vinylesterharze;
3. Epoxyharze;
4. Phenolharze oder
5. Thermoplastharze.

Die in Übereinstimmung mit der Norm ISO 75-1:2020 ermittelte Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) des Harzes und des faserverstärkten Kunststoffs muss mindestens 20 °C über der höchsten Betriebstemperatur des Tanks liegen und mindestens 70 °C betragen.

6.9.3.2.4.2 Additive

Additive, die für die Behandlung des Harzes notwendig sind, wie Katalysatoren, Beschleuniger, Härter und Thixotropierstoffe, sowie Werkstoffe, die für die Verbesserung der FVK-Bedienungsausrüstungen verwendet werden, wie Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente usw., dürfen unter Berücksichtigung der Auslegungslebensdauer und -temperatur nicht zu einer Schwächung des Werkstoffes führen.

6.9.3.2.4.3 Verstärkungsfasern

Verstärkungsfasern müssen zerkleinerte Fasern oder endlose Fasern verschiedener Arten sein.

6.9.3.2.4.4 FVK-Bedienungsausrüstungen müssen durch Formpressen, Spritzguss, verstärkten Reaktionsspritzguss oder Handlaminieren hergestellt werden. Andere Herstellungstechnologien dürfen mit Zustimmung der zuständigen Behörde angewendet werden.

6.9.3.3 Auslegungskriterien

6.9.3.3.1 FVK-Bedienungsausrüstungen müssen so ausgelegt sein, dass die Beanspruchung rechnerisch oder experimentell mit Hilfe von Dehnmessstreifen oder anderen von der zuständigen Behörde zugelassenen Methoden analysiert werden kann.

6.9.3.3.2 FVK-Bedienungsausrüstungen müssen so ausgelegt und hergestellt sein, dass sie den in Absatz 6.9.3.2.3.3 festgelegten Prüfdrücken standhalten.

6.9.3.3.3 Beim festgelegten Prüfdruck darf die in mm/mm gemessene höchste Dehnung unter Zug der FVK-Bedienungsausrüstung nicht zu Mikrorissbildung führen und daher nicht größer als die nach Messungen im Zugversuch gemäß den Absätzen 6.9.2.7.1.2 c) und 6.9.3.4.1.1 bestimmte Dehnung für erste Risse oder Schädigungen des Harzes sein.

6.9.3.3.4 Für den in Absatz 6.9.3.2.3.3 festgelegten inneren Prüfdruck dürfen die Versagenskriterien (FC) den folgenden Wert nicht überschreiten:

FC ≤ 1/Κ

wobei:

Κ = Κ₀ x Κ₁ x Κ₂ x Κ₃ x Κ₄ x Κ₅

wobei:

Κ einen Mindestwert von 4 haben muss;

Κ₀, Κ₁, Κ₂, K₃, K₄ in Absatz 6.9.2.3.4 angeben sind;

Κ₅ ein Faktor ist, der sich auf die Verschlechterung der Werkstoffeigenschaften aufgrund der Auswirkungen der Exposition gegenüber Salznebel und ultravioletter Strahlung bezieht.
Er wird durch die folgende Formel bestimmt:

Κ₅ = σ_n / σ_eff

wobei:

Eine Auslegungsvalidierungsaufgabe unter Verwendung einer numerischen Analyse und eines geeigneten Versagenskriteriums für Verbundwerkstoffe muss durchgeführt werden, um zu überprüfen, ob die Beanspruchungen der FVK-Bedienungsausrüstung unter den zulässigen Werten liegen. Geeignete Versagenskriterien für Verbundwerkstoffe sind unter anderem Strain Invariant Failure Theory, Maximum Strain oder Maximum Stress. Mit Zustimmung der zuständigen Behörde sind andere Festigkeitskriterien zulässig. Die Methode, ein Eignungsnachweis für das gewählte Versagenskriterium mit einer Liste einschlägiger Versuche für alle im gewählten Versagenskriterium verwendeten Parameter sowie die Ergebnisse dieser Auslegungsvalidierungsaufgabe sind der zuständigen Behörde vorzulegen.

Die für das gewählte Versagenskriterium verwendeten Parameter sind anhand der entsprechenden Versuche und der in Absatz 6.9.2.3.5 vorgeschriebenen höchsten Dehnung unter Zugbelastung in Verbindung mit dem Sicherheitsfaktor Κ zu bestimmen. Es sind mindestens alle in Absatz 6.9.3.4.2 festgelegten Versuche durchzuführen.

6.9.3.3.5 Die Festigkeitsnachweise der FVK-Bedienungsausrüstung und ihrer Verbindungen mit dem Tankkörper des ortsbeweglichen Tanks müssen mit der Finite-Elemente-Methode berechnet werden. Die Behandlung von Besonderheiten muss mit einer geeigneten Methode gemäß dem anwendbaren Regelwerk für Druckbehälter erfolgen.

6.9.3.4 Werkstoffprüfung

6.9.3.4.1 Harze

Wenn für die in den Absätzen 6.9.3.4.1.1 und 6.9.3.4.1.2 festgelegten Werkstoffprüfungen Proben aus unbehandeltem Harz verwendet werden, muss das Harz auf die gleiche Weise verarbeitet werden wie bei der Verwendung in einem Verbundwerkstoff, wobei Mischungsverhältnisse, Harzadditive, Nachhärtung und alle anderen Parameter zu berücksichtigen sind, die für die Aushärtung als relevant angesehen werden.

6.9.3.4.1.1 Die Zugdehnung des Harzes ist in Übereinstimmung mit der Norm ISO 527-2:2012 zu prüfen.

6.9.3.4.1.2 Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) ist in Übereinstimmung mit der Norm ISO 75-1:2020 zu prüfen.

6.9.3.4.2 Arbeitsmuster

Die Arbeitsmuster müssen mit der gleichen Technologie hergestellt werden wie die entsprechenden FVK-Bedienungsausrüstungen.

6.9.3.4.2.1 Die Zugfestigkeit und Bruchdehnung müssen in Übereinstimmung mit der Norm ISO 527-4:2021 oder ISO 527-5:2021 in Abhängigkeit von den verwendeten Verstärkungsfasern und Laminaten geprüft werden.

6.9.3.4.2.2 Die Bestimmung der Druckeigenschaften muss in der Richtung der Ebene in Übereinstimmung mit der Norm ISO 14126:1999 + Cor 1:2001 erfolgen.

6.9.3.4.2.3 Die Bestimmung des Scherspannungs-/Dehnungsverhaltens in der Ebene und des Schermoduls müssen in Übereinstimmung mit der Norm ISO 20337:2018 erfolgen.

6.9.3.4.2.4 Die Dichte muss in Übereinstimmung mit der Norm ISO 1183-1:2019 geprüft werden.

6.9.3.4.2.5 Der Massegehalt und die Zusammensetzung der Verstärkungsfasern müssen in Übereinstimmung mit der Norm ISO 1172:1996 oder ISO 14127:2008 geprüft werden. Der Fasermassegehalt der Arbeitsmuster muss zwischen 90 % und 100 % des Mindestfasermassegehalts betragen, der für die entsprechende FVK-Bedienungsausrüstung festgelegt und bei der Prüfung der Prüfmuster ermittelt wurde.

6.9.3.4.2.6 Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur muss in Übereinstimmung mit der Norm ISO 75-1:2020, ISO 75-2:2013 oder ISO 75-3:2004 in Abhängigkeit von den verwendeten Verstärkungsfasern und Laminaten geprüft werden.

6.9.3.4.2.7 Die Härte muss in Übereinstimmung mit der Norm ISO 868:2003 geprüft werden.

6.9.3.4.2.8 Der Kriechfaktor α muss in Übereinstimmung mit dem in Absatz 6.9.2.7.1.2 e) beschriebenen Verfahren gemessen werden. Die Prüfmuster müssen in Übereinstimmung mit der Norm ISO 14125:1998 + Amd 1:2011 entnommen werden.

6.9.3.4.2.9 Der Alterungsfaktor β muss in Übereinstimmung mit dem in Absatz 6.9.2.7.1.2 f) beschriebenen Verfahren bestimmt werden. Die Prüfmuster müssen in Übereinstimmung mit der Norm ISO 14125:1998 + Amd 1:2011 entnommen werden. Diese Prüfung kann entweder an unbehandelten Mustern oder an Mustern durchgeführt werden, die zuvor einer Konditionierung durch Salznebel, wie in Absatz 6.9.3.4.2.10 beschrieben, ausgesetzt wurden.

6.9.3.4.2.10 Die Prüfung der Exposition gegenüber Salznebel muss in Übereinstimmung mit den Normen ISO 12944-2:2017 und ISO 12944-6:2018 für eine Dauer von 168 Stunden bei 35 ± 2 °C durchgeführt werden.

6.9.3.4.2.11 Die Prüfung der Exposition gegenüber ultravioletter Strahlung muss in Übereinstimmung mit der Norm ISO 4892-2:2013 für eine Dauer von 168 Stunden bei 23 ± 2 °C durchgeführt werden.

6.9.3.4.2.12 Die chemische Verträglichkeit mit den beförderten Stoffen muss in Übereinstimmung mit Absatz 6.9.2.7.1.3 geprüft werden.

6.9.3.4.3 Zusätzliche Werkstoffprüfungen

Die zusätzlichen Werkstoffprüfungen müssen zur Bestimmung der für die Auslegungsberechnung erforderlichen Werkstoffeigenschaften durchgeführt werden.

6.9.3.4.3.1 Die Biegefestigkeit muss in Übereinstimmung mit der Norm ISO 14125:1998 + Amd 1:2011 gemessen werden.

6.9.3.4.3.2 Die Leibungsprüfung muss in Übereinstimmung mit der Norm ISO 12815:2013 durchgeführt werden.

6.9.3.4.4 Prüfmuster

Vor der Prüfung müssen alle Beschichtungen von den Mustern entfernt werden. Die Prüfungen müssen die Absätze 6.9.3.4.2.1 bis 6.9.3.4.2.8 abdecken.

6.9.3.5 Baumusterzulassung

6.9.3.5.1 Die zuständige Behörde oder eine von ihr bestimmte Stelle muss die Baumusterzulassungsbescheinigung für die FVK-Bedienungsausrüstung ausstellen. Diese Bescheinigung muss bestätigen, dass das Baumuster von der Behörde begutachtet worden ist, für die beabsichtigte Verwendung geeignet ist und den Vorschriften dieses Kapitels entspricht. Die Bescheinigung muss einen Hinweis, dass die Baumusterprüfungen gemäß Absatz 6.9.3.5.2 durchgeführt wurden, Angaben über die für die Beförderung zugelassenen Stoffe, Angaben zu den Werkstoffen des Gehäuses und der Dichtungen und die Nummer der Bescheinigung enthalten.

6.9.3.5.2 Der Baumusterprüfbericht für die FVK-Bedienungsausrüstung muss mindestens folgende Angaben enthalten:

1. die Prüfergebnisse der für die Herstellung von FVK-Bedienungsausrüstungen verwendeten Werkstoffe in Übereinstimmung mit den Absätzen 6.9.3.4.1 bis 6.9.3.4.3;
2. die Prüfergebnisse in Übereinstimmung mit der Norm ISO 4126-1:2013 für die entsprechenden Entlastungseinrichtungen.
3. die Ergebnisse der Druckprüfungen, die in Übereinstimmung mit den entsprechenden ISO-Normen, sofern anwendbar, oder nach einem von der zuständigen Behörde zugelassenen Verfahren durchgeführt wurden. Der Prüfdruck darf nicht geringer sein als der in Absatz 6.9.3.2.3.3 festgelegte Druck;
4. die Ergebnisse des im Handbuch Prüfungen und Kriterien Teil IV Abschnitt 42 vorgeschriebenen Brandversuchs an einem repräsentativen Prototyp der FVK-Betriebsausrüstung;
5. die Ergebnisse der elektrischen Widerstandsprüfungen in Übereinstimmung mit einem von der zuständigen Behörde anerkannten Verfahren und
6. die Ergebnisse der anderen in den anwendbaren Normen oder Regelwerken für Druckgeräte vorgeschriebenen Prüfungen im Einvernehmen mit der zuständigen Behörde.

6.9.3.5.3 Es muss ein Betriebsdauer-Prüfprogramm erstellt werden, das Teil des Betriebshandbuchs ist, um den Zustand der FVK-Bedienungsausrüstung bei wiederkehrenden Prüfungen zu überwachen. Das Betriebsdauer-Prüfprogramm muss von der zuständigen Behörde zugelassen sein.

6.9.3.6 Prüfung

6.9.3.6.1 FVK-Bedienungsausrüstungen müssen vor der Inbetriebnahme geprüft werden. Die erstmalige Prüfung nach der Herstellung muss eine Überprüfung der Auslegungsmerkmale, eine äußere Untersuchung der FVK-Bedienungsausrüstung unter Berücksichtigung der zu befördernden Stoffe sowie eine Druckprüfung umfassen. Vor der Inbetriebnahme der Bedienungsausrüstung muss auch eine Dichtheitsprüfung und eine Funktionsprüfung durchgeführt werden. Entlastungsventile müssen vor dem Einbau auf ihren Öffnungs-/Schließdruck geprüft werden. Das Programm für die erstmalige Prüfung muss von der zuständigen Behörde zugelassen sein.

6.9.3.6.2 Die wiederkehrende Prüfung von FVK-Bedienungsausrüstungen muss während der Prüfung des ortsbeweglichen Tanks in Übereinstimmung mit den Absätzen 6.7.2.19.2, 6.7.2.19.4 und 6.7.2.19.5 oder 6.9.2.8.1 gemäß dem von der zuständigen Behörde zugelassenen Betriebsdauer-Prüfprogramm durchgeführt werden.

6.9.3.6.3 Die Prüfungen der Absätze 6.9.3.6.1 und 6.9.3.6.2 müssen von einem von der zuständigen Behörde zugelassenen Sachverständigen durchgeführt oder beglaubigt werden.

6.9.3.6.4 Reparaturarbeiten an FVK-Bedienungsausrüstungen müssen auf den Ersatz beschädigter Bauteile durch Bauteile beschränkt werden, die unter die Baumusterzulassung der Bedienungsausrüstung fallen.

6.9.3.7 Kennzeichnung

6.9.3.7.1 Kennzeichnung von Entlastungseinrichtungen

Jede Entlastungseinrichtung muss mit folgenden Angaben gekennzeichnet sein:

1. Name des Herstellers und Seriennummer der Ausrüstung;
2. Name der Gehäuse- und Dichtungswerkstoffe;
3. Nummer der Baumusterzulassungsbescheinigung;
4. Ansprechdruck der Einrichtung (in MPa oder bar);
5. zulässige Toleranz für den Entlastungsdruck von federbelasteten Einrichtungen;
6. nominale Abblasmenge von federbelasteten Druckentlastungseinrichtungen unter Normalbedingungen (äußerer Druck von 1 bar und Umgebungstemperatur von 0 °C) in Standardkubikmetern (Normkubikmetern) Luft pro Sekunde in m³/s (gemäß Absatz 6.7.2.13.2 bestimmt);
7. Querschnitt von federbelasteten Druckentlastungseinrichtungen in mm²;
8. höchstzulässiger Betriebsdruck in MPa oder bar;
9. äußerer Auslegungsdruck (sofern zutreffend) in MPa oder bar und
10. Auslegungstemperaturbereich.

6.9.3.7.2 Kennzeichnung von Absperreinrichtungen

Jede Absperreinrichtung muss mit folgenden Angaben gekennzeichnet sein:

1. Name des Herstellers und Seriennummer der Ausrüstung;
2. Name der Gehäuse- und Dichtungswerkstoffe;
3. Nummer der Baumusterzulassungsbescheinigung;
4. Bezeichnung der Absperreinrichtung;
5. Nenndurchmesser in mm;
6. höchstzulässiger Betriebsdruck in MPa oder bar;
7. Prüfdruck in MPa oder bar;
8. Strömungsrichtung des Mediums und
9. Auslegungstemperaturbereich.

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