Vakuumbehälter: Druckbehälter nach japanischem Recht?

Ein japanischer Lieferant bietet Ihnen einen Vakuumtrockner oder einen beheizten Rührbehälter an, für Ihr Werk in Japan oder für den Export nach Europa. Im Datenblatt steht „−0,1 MPaG“, und im Anschreiben findet sich ein Satz wie 第一種圧力容器 非該当 (dai-isshu atsuryoku yoki higaito), also „kein Druckbehälter der Klasse 1“. Ihre Arbeitssicherheit fragt, ob das stimmt und ob der Tank überhaupt evakuiert werden darf.

Die kurze Antwort: Ein Behälter wird nach dem japanischen Gesetz über Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz nicht allein deshalb zum Druckbehälter, weil er unter Vakuum läuft. Die Einstufung hängt davon ab, was im Behälter geschieht (Erwärmen, Reagieren, Trennen oder Vorhalten heißer Flüssigkeit), welchen höchsten positiven Überdruck er sieht und wie groß er ist. Ein Dampfmantel, das Ausdrücken mit Stickstoff oder eine Dampfsterilisation kann einen Teil der Anlage in eine geregelte Klasse bringen, auch wenn die Produktseite nur Vakuum erlebt.

Die rechtliche Frage und die Festigkeitsfrage sind zwei getrennte Dinge. Auch ein Tank außerhalb der Regelung muss der Atmosphäre standhalten, die von außen auf ihn drückt; ein für Normaldruck gebauter, dichter Tank lässt sich deshalb nicht einfach abpumpen. Dieser Leitfaden geht zuerst die japanischen Klassen durch, dann die Seite des äußeren Überdrucks und endet mit dem, was Sie dem Lieferanten schicken sollten, samt Beispieltext für die Anfrage.

Inhalt

1. Überdruck und absoluter Druck auf japanischen Zeichnungen
2. Wie Japan Druckbehälter einstuft
3. Behälter mit Heizmantel: Mantel und Innenbehälter getrennt einstufen
4. Versteckte Überdruckschritte in einem „Vakuum“-Prozess
5. Vakuumfestigkeit ist nicht dasselbe wie Druckfestigkeit
6. Was Sie dem japanischen Lieferanten schicken sollten
7. Wo dieser Leitfaden nicht gilt
8. FAQ
9. Quellen

Überdruck und absoluter Druck auf japanischen Zeichnungen

Bevor Sie eine Definition anwenden, bringen Sie alle Drücke auf dieselbe Bezugsbasis. Beim Überdruck (gauge) ist die umgebende Atmosphäre die Null, beim absoluten Druck das vollkommene Vakuum. Japanische Zeichnungen schreiben Überdruck als „MPaG“ (G = gauge), absoluten Druck als „kPa abs“ oder „MPa abs“; in deutschen Unterlagen entspricht das bar(ü) bzw. bar(a). Dasselbe Vakuum ergibt zwei verschiedene Zahlen, und die rechtlichen Schwellen unten sind durchweg positive Überdrücke. Wer beides vermischt, landet in der falschen Klasse.

Abbildung 1: Ein Vakuum, gelesen als absoluter Druck und als Überdruck

Bei 101,3 kPa Umgebungsdruck entspricht ein Innendruck von 20,0 kPa abs einem Überdruck von −81,3 kPa.

Auf kleinen Bildschirmen können Sie die Abbildung seitlich scrollen.

Die Skala dient der Veranschaulichung. Der tatsächliche Atmosphärendruck schwankt mit Höhenlage und Wetter.

Bei 101,3 kPa Umgebungsdruck und 20,0 kPa abs im Behälter ergibt sich der Überdruck wie folgt. Ein negativer Überdruck bedeutet nur „unter Atmosphäre“; der absolute Druck wird nie kleiner als null.

Steht in einem Dokument „−0,08 MPaG“ und in einem anderen „20 kPa abs“, rechnen Sie beide auf dieselbe Einheit und Basis um, bevor Sie vergleichen. Prüfen Sie außerdem den Messbereich des Manometers im Datenblatt und ob der Anzeigewert zur Bauart und zum Messprinzip passt.

Wie Japan Druckbehälter einstuft

Im japanischen Recht bezeichnet „Druckbehälter“ die Klassen, die in der Durchführungsverordnung zum Gesetz über Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz definiert sind (Art. 1 Nr. 5–7). Die Klasse folgt aus diesen Definitionen und nicht aus der Produktbezeichnung im Katalog. Auf japanischen Unterlagen begegnen Ihnen vier Begriffe:

• Dai-isshu atsuryoku yoki (第一種圧力容器): Druckbehälter der Klasse 1
• Kogata atsuryoku yoki (小型圧力容器): Klein-Druckbehälter, eine kleinere Teilmenge der Klasse 1 mit geringeren Anforderungen
• Dai-nishu atsuryoku yoki (第二種圧力容器): Druckbehälter der Klasse 2, für Gas unter Druck
• Kan'i yoki (簡易容器): Einfachbehälter, ein Behälter außerhalb der Klassen 1 und 2, der die besonderen Bedingungen in Art. 13 Abs. 3 Nr. 26 oder 27 der Verordnung erfüllt. Das ist kein Sammelbegriff für jeden nicht geregelten Behälter, und er ist nicht identisch mit den „einfachen Druckbehältern“ der EU-Richtlinie 2014/29/EU.

Kessel, die Dampf oder Heißwasser an andere Anlagen liefern, werden getrennt eingestuft und sind hier nicht Thema. Einen Überblick über die Einstufung von Kesseln und Druckbehältern bietet die Japan Boiler Association (auf Japanisch).

Klasse 1: Maßgeblich ist, was im Behälter geschieht

Klasse 1 geht von der Funktion des Behälters aus und nicht von einem Druckwert. Die Verordnung nennt vier Typen (im Japanischen mit i, ro, ha und ni bezeichnet, entsprechend a, b, c, d) und nimmt dann kleine Behälter wieder heraus.

Abbildung 2: Die vier Typen der Klasse 1 und ihre Druckbedingungen

Bei den Typen (a) bis (c) muss der Innendruck über dem Atmosphärendruck liegen. Typ (d) ist über die Temperatur der Flüssigkeit definiert.

Typ	Vorgang im Behälter	Bedingung in der Definition
(a) Erwärmen	Nimmt Dampf oder ein anderes Heizmedium auf (oder erzeugt Dampf), um Feststoff oder Flüssigkeit zu erwärmen	Innendruck über Atmosphärendruck; ohne (b) und (c)
(b) Reaktion	Eine Reaktion im Behälter erzeugt Dampf	Innendruck über Atmosphärendruck
(c) Trennung	Erwärmt eine Flüssigkeit, erzeugt Dampf und trennt so Bestandteile	Innendruck über Atmosphärendruck
(d) Heiße Flüssigkeit	Hält eine Flüssigkeit oberhalb einer festgelegten Temperatur vor (außer (a) bis (c))	Flüssigkeitstemperatur über ihrem Siedepunkt bei Atmosphärendruck

Zusammenfassung von Art. 1 Nr. 5 der Durchführungsverordnung. Die Ausnahmen nach Größe und nach Druck × Volumen gelten zusätzlich nach dieser Prüfung.

Bei Typ (d) vergleichen Sie die Temperatur der Flüssigkeit mit ihrem Siedepunkt bei Atmosphärendruck, nicht mit dem Siedepunkt beim Betriebsdruck. Bei einem Gemisch spielt die Zusammensetzung eine Rolle. Welcher Typ auch zutrifft: Über die endgültige Klasse entscheiden die Ausnahmen nach Größe weiter unten.

Ausnahmen nach Größe und Klein-Druckbehälter

Ein Behälter, der zu einem der vier Typen passt, bleibt trotzdem außerhalb der Klasse 1, wenn er klein genug ist. Zu den Ausnahmen gehören:

• Überdruck höchstens 0,1 MPa (1 bar) und Innenvolumen höchstens 0,04 m³ (40 l)
• Überdruck höchstens 0,1 MPa und Mantel-Innendurchmesser höchstens 200 mm bei einer Länge von höchstens 1.000 mm
• höchster Überdruck in MPa × Innenvolumen in m³ höchstens 0,004

Deshalb ist ein Behälter vom Typ (d), der nur unter Vakuum genutzt wird, keiner der Klasse 1. Beträgt der höchste Überdruck im Betrieb 0 MPa, ist auch das Produkt aus Druck und Volumen 0 und fällt unter die Ausnahme „höchstens 0,004“. Setzen Sie die Tiefe des Vakuums (zum Beispiel 0,08 MPa) nicht wie einen positiven Druck ein. Ein getrennter Heizmantel oder ein Schritt mit Überdruck wird nach seinen eigenen Bedingungen beurteilt. Zur Orientierung: 0,004 MPa·m³ entsprechen 40 bar·l, 0,02 MPa·m³ entsprechen 200 bar·l.

Innerhalb der Klasse 1 ist ein Klein-Druckbehälter (kogata atsuryoku yoki) einer, der eine der folgenden Bedingungen erfüllt:

• Überdruck höchstens 0,1 MPa und entweder Innenvolumen höchstens 0,2 m³ (200 l) oder Mantel-Innendurchmesser höchstens 500 mm bei einer Länge von höchstens 1.000 mm
• höchster Überdruck (MPa) × Innenvolumen (m³) höchstens 0,02

Die zweite Bedingung steht für sich; der Behälter muss nicht zusätzlich bei höchstens 0,1 MPa liegen. Ein Behälter eines Klasse-1-Typs mit einem höchsten Überdruck von 0,20 MPa (2 bar) und 0,080 m³ ergibt zum Beispiel ein Produkt von 0,016 und liegt damit im Klein-Bereich.

Klein-Druckbehälter und Einfachbehälter unterliegen leichteren Verfahren als vollwertige Behälter der Klasse 1, haben aber eigene Anforderungen. Klein-Druckbehälter brauchen eine Einzelprüfung (kobetsu kentei). Bestimmte Heizbehälter, die aus der Klasse 1 herausfallen, können unter Nr. 26 als Einfachbehälter laufen. Für sie gilt die Konstruktionsnorm für einfache Kessel und ähnliche Einrichtungen (Kan'i-boirā-tō kōzō kikaku). Nr. 26 hat eigene Grenzwerte, die von denen der Klasse 1 abweichen; übernehmen Sie dort also nicht die Werte 0,04 m³ und 0,004. „Leichtere Prüfung“ heißt nicht „keine Konstruktionsregeln“.

Klasse 2: Gas ab 0,2 MPa Überdruck

Ein Druckbehälter der Klasse 2 enthält Gas mit einem Überdruck von mindestens 0,2 MPa (2 bar) und gehört nicht zur Klasse 1. Zusätzlich muss eine Größenbedingung erfüllt sein: Innenvolumen mindestens 0,04 m³ oder Mantel-Innendurchmesser mindestens 200 mm bei einer Länge von mindestens 1.000 mm. Eine der beiden Größenbedingungen genügt.

Ein Tank, der bei Raumtemperatur nur Gas unter Vakuum enthält, erreicht die Bedingung 0,2 MPa nie. Ein Druckluftbehälter außerhalb der Klasse 1 dagegen, der mit 0,20 MPa Überdruck läuft und 0,050 m³ fasst, erfüllt beide Bedingungen. Wird ein sonst evakuierter Tank unter Druck gesetzt, um Produkt auszudrücken, zählt dieser Schritt mit.

Gasbehälter außerhalb der Klasse 2 können als Einfachbehälter unter Nr. 27 fallen. Diese Nummer betrifft Gas über Atmosphärendruck mit Bedingungen, zu denen ein Innenvolumen von mehr als 0,1 m³ gehört. „Unter 0,2 MPa“ heißt also nicht automatisch „nicht geregelt“. Umgekehrt führt allein ein großes Volumen einen Raumtemperatur-Luftbehälter, der nur unter Vakuum steht, nicht in Nr. 27, denn die Bedingung eines Drucks über Atmosphäre kommt zuerst. Die Verordnung nimmt außerdem Einrichtungen aus, die unter andere Gesetze fallen (etwa das Hochdruckgas-Sicherheitsgesetz oder das Elektrizitätswirtschaftsgesetz), sowie Kraftstoffanlagen von Schiffen und Fahrzeugen. Fragen Sie in jeder Grauzone den Lieferanten, welches Gesetz und welche Nummer er angewendet hat.

Behälter mit Heizmantel: Mantel und Innenbehälter getrennt einstufen

Ein Heizmantel (Jacket) ist eine äußere Hülle um den Behälter, durch die Dampf oder Heißwasser strömt. Die Produktseite kann unter Vakuum stehen, während die Dampfseite unter Überdruck steht. Die Bezeichnung „Vakuumanlage“ für das Gesamtgerät klärt die Einstufung deshalb nicht.

Abbildung 3: Innenbehälter unter Vakuum mit Dampfmantel unter Überdruck

Die gemeinsame Wand trägt die Differenz der absoluten Drücke von Dampfseite und Produktseite.

Beispiel mit einem Umgebungsdruck von 0,1013 MPa. Bei realen Anlagen hängen die rechtliche Klasse, das zu beurteilende Volumen und die Auslegungstemperatur von Bauweise und Verwendung ab.

In diesem Beispiel liegt der Mantel bei 0,4013 MPa abs (0,30 MPaG, also 3 bar Überdruck) und die Produktseite bei 0,0200 MPa abs. Die gemeinsame Wand wird mit 0,3813 MPa (rund 3,8 bar) nach innen gedrückt, eine größere Last, als die Atmosphäre allein sie aufbringen würde.

Nennen Sie dem Lieferanten Druck, Temperatur und Volumen von Innenbehälter und Mantel getrennt, einschließlich des Falls, in dem nur eine Seite unter Druck steht. Bitten Sie ihn, die rechtliche Einstufung und den Festigkeitsnachweis für die gemeinsame Wand als getrennte Positionen auszuweisen. Damit ist der Umfang des Angebots klar.

Versteckte Überdruckschritte in einem „Vakuum“-Prozess

Am häufigsten übersehen werden das Brechen des Vakuums mit Stickstoff, das Ausdrücken des Produkts, die Reinigung und die Sterilisation. Liegt die Stickstoff- oder Dampfversorgung auf hohem Druck, muss die Spezifikation festlegen, ob der Behälter nur auf Atmosphärendruck zurückkehrt oder darüber gehalten wird, und wie der Druck reduziert, abgesperrt oder begrenzt wird.

Ein niedrigerer Ansprechdruck des Sicherheitsventils ändert die Klasse eines Behälters für sich allein nicht. Die Sicherheitsverordnung für Kessel und Druckbehälter definiert den höchstzulässigen Betriebsdruck (saikō shiyō atsuryoku) als den höchsten Überdruck, bei dem die Konstruktion benutzt werden kann, nicht als Ansprechdruck des Ventils. Er steht dem Begriff PS (maximal zulässiger Druck) der Druckgeräterichtlinie nahe, ist aber nicht wortgleich definiert. Gleichen Sie den höchstzulässigen Betriebsdruck auf Typenschild und Datenblatt mit Ansprechdruck und Abblaseleistung des Sicherheitsventils ab und behandeln Sie die Ventilauslegung als eigene Prüfung neben der Festigkeit des Behälters.

Vakuumfestigkeit ist nicht dasselbe wie Druckfestigkeit

Unter Vakuum drückt der Atmosphärendruck von außen auf die Wände. Ein dünner zylindrischer Mantel unter dieser Druckbelastung kann bei einer bestimmten Last schlagartig einbeulen. Das ist Beulen und eine andere Versagensart als das Bersten unter Innendruck.

Eine Auslegung für 0,2 MPa Innendruck beweist nicht, dass ein Behälter Vakuum aushält. Die Festigkeit gegen äußeren Überdruck hängt von Manteldurchmesser, Länge, Wanddicke und Anordnung der Versteifungsringe ab; suchen Sie im Berechnungsbericht oder Datenblatt nach der angegebenen Vakuumauslegung. Als europäische Auslegungsregeln für den äußeren Überdruck kommen zum Beispiel EN 13445-3 oder das AD 2000-Merkblatt B 6 in Frage; ob der japanische Lieferant danach oder nach einer anderen Regel gerechnet hat, müssen Sie erfragen.

Der Mantel ist nicht die einzige Stelle. Ebene Deckel biegen sich durch, und Dichtflächen verformen sich. Selbst wenn der Behälterkörper hält, kann ein verformter Deckel oder Stutzen undicht werden, und der Behälter erreicht das geforderte Vakuum nicht.

Abbildung 4: Ein Deckel mit 600 mm Durchmesser trägt rund 23 kN nach innen

Die Druckdifferenz von 81,3 kPa mal Deckelfläche. Das ist keine Berechnung der Wanddicke oder des Beulens.

Links: Vorderansicht. Rechts: Schnitt durch den Deckel. Maße und Drücke sind Beispielwerte; die Zeichnung ist nicht maßstäblich.

Ein runder Deckel mit 0,600 m Durchmesser hat eine Fläche von rund 0,283 m². Multipliziert mit der Differenz von 81,3 kPa zwischen außen und innen ergibt sich eine Gesamtkraft nach innen von rund 23,0 kN, entsprechend etwa 2,3 t Gewichtskraft. Je größer die Fläche, desto größer die Kraft.

Nahe am vollkommenen Vakuum nähert sich die Kraft auf denselben Deckel rund 28,6 kN (etwa 2,9 t Gewichtskraft). Mit Atmosphäre außen kann die Druckdifferenz nie deutlich über etwa eine Atmosphäre steigen, doch sie wirkt auf die gesamte Fläche, und die Konstruktion muss diese Last tragen.

Vakuum entsteht nicht nur durch eine Pumpe. Kühlt Dampf in einem geschlossenen Behälter ab und kondensiert, sinkt der Innendruck, derselbe Effekt, den ein Kondensator nutzt, um niedrigen Druck zu halten. Ein Tank, der ausgedampft und dann verschlossen wird, kann sich daher von selbst evakuieren.

Wo ungewolltes Vakuum verhindert werden muss, kommt ein Vakuumbrecher (Belüftungs- bzw. Unterdruckventil) zum Einsatz, der Luft einlässt. Bei einem Behälter, der Vakuum halten soll, muss der Schutz zu den Prozessbedingungen passen; ein Ventil, das den Behälter dauerhaft zur Atmosphäre öffnet, würde den Prozess vereiteln.

Auch eine Implosion bleibt gefährlich. Bruchstücke und Inhalt können umherfliegen, besonders bei Glasbehältern und Schaugläsern. „Er fällt nach innen zusammen, also fliegt nichts heraus“ ist kein Grund, auf Abschirmung oder Schadensprüfung zu verzichten.

Was Sie dem japanischen Lieferanten schicken sollten

Listen Sie die Betriebsbedingungen Schritt für Schritt auf und nicht nur das normale Vakuumniveau. Legen Sie den ganzen Zyklus vom Befüllen bis zur Reinigung auf einem Blatt dar, übersehen Sie kurzzeitige Druckbeaufschlagungen oder Temperaturspitzen kaum, und der Lieferant erkennt, für welche Druckkombinationen er auslegen muss.

Abbildung 5: Von den Prozessschritten zu den Punkten im Datenblatt

Erfassen Sie Innenbehälter und Mantel getrennt und vermerken Sie, ob die Bedingungen gleichzeitig auftreten.

Schritt oder Zustand	Zu erfassende Bedingungen	Anzufordernde Unterlagen
Entgasen / Trocknen	Niedrigster absoluter Druck, höchste Temperatur und Inhalt des Innenbehälters	Auslegungsbedingungen für äußeren Überdruck und Festigkeitsberechnung
Dampfbeheizung	Höchster Manteldruck und höchste Manteltemperatur sowie gleichzeitige Bedingungen im Innenbehälter	Zeichnungen, Volumina und rechtliche Klasse beider Räume
Belüften mit Stickstoff / Ausdrücken	Versorgungsdruck, Obergrenze im Behälter und Art der Begrenzung bzw. Absperrung	R&I-Fließbild (P&ID) und Spezifikation der Sicherheitseinrichtungen
Reinigen / Abkühlen	Reinigungstemperatur, Dampfkondensation und Belüftung beim Entleeren	Betriebsanleitung und Verfahrensanweisungen
Instandhaltung / Wiedermontage	Vorgeschriebene Deckel, Dichtungen und Schaugläser sowie deren Montage	Stückliste, Prüfprotokolle, Prüfunterlagen

Tragen Sie die Zahlen aus der Spezifikation des jeweiligen Geräts ein. Ist unklar, welches Gesetz greift, nennen Sie dem Hersteller und der zuständigen Behörde die Bedingungen und lassen Sie sie entscheiden.

Die Zeichnungen sollten die Anschlüsse der Vakuum- und der Stickstoffleitung, Absperrventile, Manometer und Sicherheitseinrichtungen zeigen, mit Kennzeichen, die zur Schrittliste passen. Ein R&I-Fließbild (P&ID), nicht nur ein Verfahrensfließbild (PFD), ist das Dokument mit diesem Detailgrad. Ersatzdeckel und Dichtungen müssen die ursprüngliche, vakuumgeeignete Kombination behalten. Gleiche Nennweite beweist keine Austauschbarkeit; prüfen Sie Anschlussart (Gewinde oder Flansch) und Verschraubung anhand der vorgeschriebenen Teile und Zeichnungen.

Fordern Sie in der Anfrage die rechtliche Einstufung und die Auslegungsbedingungen für Innen- und Außendruck als getrennte Positionen. Listet Ihre Einkaufsspezifikation (kobai shiyosho) außerdem die einzureichenden Unterlagen und den Prüfumfang auf, müssen Sie nach der Lieferung nicht mehr nach dem Nachweis der Vakuumauslegung suchen. Prüfen Sie dieselben Punkte noch einmal, wenn die Freigabezeichnungen (shonin-zu) zurückkommen.

Fragen an den Lieferanten

• Welche Klasse haben Sie für den Innenbehälter und für den Mantel angewendet (Klasse 1, klein, Klasse 2, Einfachbehälter oder keine), und nach welcher Nummer der Verordnung?
• Welchen höchsten Überdruck und welches Innenvolumen haben Sie dieser Entscheidung zugrunde gelegt?
• Wie lautet der Auslegungsdruck für äußeren Überdruck: Vollvakuum (FV) oder ein genannter Grenzwert? Bei welcher Auslegungstemperatur?
• Gilt die Auslegung für äußeren Überdruck nur für den Mantel, oder auch für Deckel, Stutzen, Schaugläser und Dichtungen?
• Haben Sie den Fall geprüft, dass der Mantel unter Druck steht, während der Innenbehälter unter Vakuum ist?
• Was begrenzt den Druck beim Belüften mit Stickstoff, beim Ausdrücken und bei der Sterilisation?
• Wie hoch ist der höchstzulässige Betriebsdruck auf dem Typenschild, und wie lauten Ansprechdruck und Abblaseleistung des Sicherheitsventils?
• Greift ein weiteres Gesetz (zum Beispiel das Hochdruckgas-Sicherheitsgesetz)?
• Soll die Anlage in der EU betrieben werden: Wird der Heizmantel (PS über 0,5 bar) nach der Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU bewertet, und liegt dafür eine CE-Konformitätserklärung vor?

Beispieltext für die Anfrage

Sie können den Text übernehmen und anpassen; für japanische Lieferanten übertragen Sie ihn am besten ins Englische (alle Werte sind fiktiv):

Bitte bieten Sie den beheizten Vakuumtank auf Grundlage der beigefügten Liste der Betriebsschritte an. Weisen Sie im Angebot getrennt aus: (1) die rechtliche Einstufung nach dem japanischen Gesetz über Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz für Innenbehälter und Mantel, mit dem zugrunde gelegten höchsten Überdruck und Innenvolumen; (2) die Auslegungsdrücke und Auslegungstemperaturen für Innen- und Außendruck jedes Raumes, einschließlich des Falls 0,30 MPaG im Mantel bei Vollvakuum im Innenbehälter; (3) die Unterlagen, mit denen Sie die Vakuumauslegung nachweisen (Festigkeitsberechnungen, Zeichnungen und Prüfprotokolle), einschließlich Deckel, Schaugläser und Stutzen. Geben Sie zusätzlich an, ob die Anlage die Anforderungen der Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU für den Mantel erfüllt.

Wo dieser Leitfaden nicht gilt

• Anlagen außerhalb Japans. Die genannten Klassen stammen aus dem japanischen Recht. Eine „非該当“-Angabe des Lieferanten bezieht sich nur darauf und ersetzt keine Bewertung an Ihrem Standort. In der EU gilt die Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU für Druckgeräte mit einem maximal zulässigen Druck PS von mehr als 0,5 bar. Ein reiner Vakuumbehälter erreicht diese Schwelle nicht, ein Heizmantel mit 3 bar Überdruck aber schon. Welche Kategorie und welches Konformitätsbewertungsverfahren dann gelten, hängt unter anderem von Druck, Volumen und Fluid ab und ist mit Hersteller und gegebenenfalls einer Benannten Stelle zu klären. Für den Betrieb in Deutschland kommen Prüfpflichten nach der Betriebssicherheitsverordnung hinzu; klären Sie sie mit Ihrer Arbeitssicherheit und der zugelassenen Überwachungsstelle (ZÜS). Die Klassen 1 und 2 lassen sich nicht eins zu eins auf die DGRL-Kategorien abbilden.
• Wer entscheidet. Dieser Beitrag erklärt, wie man die Einstufung liest, nicht, wie man sie vornimmt. Ist bei einer realen Anlage unklar, welche Vorschriften gelten, nennen Sie dem Hersteller und der zuständigen Behörde die Bedingungen (in Japan das örtliche Arbeitsaufsichtsamt, Rōdō-kijun-kantokusho) und lassen Sie sich die Einstufung bestätigen.
• Kessel und andere Gesetze. Kessel, Hochdruckgasanlagen und Einrichtungen, die unter das Elektrizitätswirtschaftsgesetz fallen, folgen anderen Regeln.
• Schwellenwerte können sich ändern. Prüfen Sie den aktuellen Wortlaut der Verordnung, bevor Sie sich auf eine Zahl verlassen.

FAQ

Ist ein Vakuumtank in Japan ein Druckbehälter der Klasse 2?

Nicht, wenn er bei Raumtemperatur Gas nur unter Vakuum enthält, denn Klasse 2 setzt Gas mit mindestens 0,2 MPa Überdruck voraus. Erreicht ein Schritt wie das Ausdrücken mit Stickstoff 0,2 MPa Überdruck, prüfen Sie zuerst, ob der Behälter zu einem Typ der Klasse 1 passt, und wenden Sie dann die Größenbedingungen an.

Braucht ein Vakuumbehälter eine Druckbehälterprüfung?

Das hängt von Funktion und Klasse des Behälters ab, nicht von seinem Namen. Steht die Produktseite unter Vakuum, aber ein Heizmantel läuft mit Überdruck, wird jeder Raum nach seinen eigenen Bedingungen beurteilt, und die nötigen Unterlagen sollten Sie mit dem Hersteller abstimmen.

Darf ich einen dichten Normaldruck-Tank evakuieren?

Nicht mit dieser Begründung. Dass sich ein Tank bei Atmosphärendruck verschließen lässt, zeigt nicht, dass er Vakuum aushält. Verwenden Sie Geräte, die der Hersteller für Vakuum ausweist, und stellen Sie sicher, dass Deckel, Schaugläser und Anschlüsse für denselben Druck und dieselbe Temperatur ausgelegt sind.

Was bedeutet Auslegung für „Vollvakuum“?

Gemeint ist in der Regel, dass der Behälter für die äußere Druckdifferenz bei nahezu vollkommenem Vakuum im Inneren ausgelegt ist. Zur Angabe gehören auch Umgebungsdruck und Auslegungstemperatur; bei einem Behälter mit Heizmantel sollte die Spezifikation zusätzlich die gleichzeitig auftretenden Manteldrücke nennen. Nach einem Auszug aus EN 13445-3 sind Behälter unter Vakuum für 0,1 MPa äußeren Überdruck auszulegen, sofern der Unterdruck nicht etwa durch ein Unterdruckventil begrenzt wird; prüfen Sie die gültige Fassung.

Verhindert ein Sicherheitsventil, dass ein Behälter unter Vakuum einbeult?

Nein. Ein Sicherheitsventil lässt überschüssigen Überdruck ab; ein Vakuumbrecher lässt unter Vakuum Gas ein. Die erste Verteidigungslinie ist eine für Vakuum ausgelegte Konstruktion, kombiniert mit Druckbegrenzungen und Schutzeinrichtungen, die zum Prozess passen.

Quellen

• Definitionen der Druckbehälter der Klassen 1 und 2, der Klein-Druckbehälter und Einfachbehälter: e-Gov, Durchführungsverordnung zum Gesetz über Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz, Art. 1 Nr. 5–7 und Art. 13 Abs. 3 Nr. 26–27 (japanisch)
• Definition des höchstzulässigen Betriebsdrucks: Ministerium für Gesundheit, Arbeit und Soziales (MHLW), Sicherheitsverordnung für Kessel und Druckbehälter, Art. 1 Nr. 6 (japanisch)
• Überblick über die einzelnen Klassen: Arbeitsamt Tokio, Voraussetzungen für Berechtigungen nach dem Gesetz über Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz (japanisch)
• Einstufung von Kesseln und Druckbehältern: Japan Boiler Association (japanisch)
• Äußerer Überdruck, Beulen, Deckel und Dichtflächen: Pfeiffer Vacuum, „3.4 Vacuum chambers“ (nur zum konstruktiven Inhalt; europäische Rechtsklassen werden nicht auf Japan übertragen)
• Deckel für Normaldruck und Vakuumbetrieb: MONOVATE, FAQ zu Deckelformen (japanisch)
• Aufgabe von Vakuumbrechern: TLV, Vakuumbrecher mit großer Kapazität (japanisch)
• Gefahren von Glasgeräten unter Vakuum: University of Pennsylvania EHRS, „SOP: Glassware Under Vacuum“
• Anwendungsbereich der Druckgeräterichtlinie (PS über 0,5 bar): Richtlinie 2014/68/EU (EUR-Lex); zusammenfassend LRQA, „Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU kompakt erklärt“
• Auslegung gegen äußeren Überdruck: DIN EN 13445-3, Unbefeuerte Druckbehälter, Teil 3: Konstruktion (Aussage zu 0,1 MPa aus einem Auszug der Norm; gültige Fassung prüfen); AD 2000-Regelwerk