Intreekeuring ammoniakkoelinstallaties

’s-Gravenhage, 18 maart 1996

Door de Commissie Preventie van Rampen door Gevaarlijke Stoffen (CPR) is op 23 november 1988 de tweede druk uitgebracht van de richtlijn CPR-13 ’Ammoniak, vervoer, opslag en toepassingen’.

Als aanvulling hierop is de onderstaande richtlijn vastgesteld. Deze intreekeuring kan worden toegepast bij koelinstallaties met ammoniak als koudemiddel, die gebouwd zijn vóór 23 november 1988 en die niet voldoen aan de in CPR-13 geformuleerde constructie-eisen.

H.C.M. Middelplaats, voorzitter.

Richtlijn voor intreekeuring van het ammoniakvoerende deel van bestaande NH₃-koelinstallaties

1. Inleiding

Op 23 november 1988 werd de tweede druk van de richtlijn CPR-13 ’Ammoniak; vervoer, opslag en toepassingen’ van de Commissie Preventie van Rampen door Gevaarlijke Stoffen (CPR) gepubliceerd. In deze tweede druk werden richtlijnen opgenomen voor koelinstallaties met ammoniak als koudemiddel.

Deze richtlijnen zijn primair van toepassing op installaties die zijn gebouwd ná de genoemde publikatiedatum; de voordien gebouwde installaties dienen zo veel mogelijk te worden afgestemd op de richtlijnen. Voor de eisen aan de constructie van het ammoniakvoerende deel van de installatie kan dat een probleem zijn. Vaak ontbreken de ontwerpgegevens, tekeningen of materiaal-specificaties.

Om die reden zijn voor installaties die gebouwd zijn vóór 23 november 1988 minder stringente constructie-eisen voor het ammoniakvoerende deel geformuleerd, aan de hand waarvan dit deel van de installaties - met in aanmerking neming van aantoonbare jarenlange veilige en betrouwbare bedrijfsvoering - kan worden gekeurd (intree-keuring).

De gehele installatie - met uitzondering van bovengenoemde constructie-eisen - moet worden getoetst aan de richtlijn CPR-13.

Na de intree-keuring worden de installaties op dezelfde wijze periodiek herkeurd als de installaties die geheel volgens de richtlijnen in CPR-13 zijn gekeurd.

De intree-keuring is niet bedoeld als een alternatieve methode voor het keuren van installaties die ná 23 november 1988 zijn gebouwd.

Met het goedkeuren van de installatie op grond van de intree-keuring wordt niet aangetoond dat de installatie voldoet aan de risiconormen voor externe veiligheid zoals genoemd in de brief van de minister van VROM aan de Tweede Kamer dd 25-10-1993, TK 22666 nr.3. Ook kan het bevoegd gezag nog aanvullende of afwijkende eisen stellen.

Op initiatief van de Nederlandse vereniging voor Koude (NVvK) werd in samenwerking met de leden van de NVvK-werkgroep ’Veiligheid ammoniak koelinstallaties’ door Stoomwezen BV, TNO-Milieu en Energie en de Vereniging Krachtwerktuigen een eerste aanzet gegeven voor deze richtlijn voor intree-keuring.

In een volgende druk van CPR-13 wordt de intreekeuring - mogelijk in aangepaste vorm - verwerkt.

2. Algemeen

Ten behoeve van deze richtlijn is het ammoniakvoerende deel van de koelinstallatie als volgt onderverdeeld:

- vaten met toebehoren

- leidingen met toebehoren.

Uitgezonderd van deze richtlijn zijn compressoren, luchtgekoelde warmtewisselaars en vlotterpotten. Deze dienen slechts uitwendig visueel onderzocht te worden.

Ammoniakvoerende delen die niet als vat kunnen worden beschouwd zullen als leiding worden behandeld.

3. Intreekeur

3.1 Vaten

De intreekeur van vaten omvat de volgende stappen:

- Verificatie van de keuringsbescheiden t.b.v. vaten

- Controle van tekeningen met minimaal hoofdmaten en plaats van de tubulures.

- Visueel uitwendige inspectie naar de toestand van het vat m.b.t.:

- ondersteuning.

- toestand isolatie, hiervoor kan naast visueel onderzoek ook thermografisch onderzoek plaats vinden. Indien thermografisch onderzoek plaats vindt kan bij het visueel uitwendig onderzoek op corrosie punt b. met een kleinere steekproef worden volstaan.

- Visueel uitwendig onderzoek op corrosie.

a. Door verwijdering van een representatief deel van de isolatie op alle plaatsen met ijsvorming en/of vochtdoorslag.

b. Door verwijdering van de isolatie op een representatief aantal plaatsen, indien de isolatie in goede staat is (geen ijs/vochtdoorslag).

- Verificatie van de wanddikte:

a.- uit de beschikbare ontwerpgegevens.

- indien nodig, door berekening op basis van staal Fe 360 (treksterkte in N/mm₂) en aan de hand van de tekening met de minimale hoofdmaten. De vereiste verzwakkingsfactor moet voldoen aan z ≤ 0.6. De tubulures in het vat moeten zodanig van afmeting zijn dat de gatverzwakkingsfactor groter is dan de vereiste gatverzwakkingsfactor.

b. door wanddikte-metingen op een representatief aantal plaatsen (waaronder altijd plaatsen met ijs/vochtdoorslag).

- Meting van zuurstof- en watergehalte van de vloeibare ammoniak-inhoud is vereist in verband met mogelijk optreden van spanningscorrosie.

Bemonstering en analyse van de ammoniak dienen uitgevoerd te worden door instanties, welke door het Bevoegd Gezag zijn geaccepteerd.

Bemonstering dient volgens ISO-7103 te worden uitgevoerd, waarbij het monster genomen dient te worden uit het opslagvat, via een speciaal hiervoor aangebrachte aansluiting aan de onderzijde van het vat of via een leiding, die vloeibare ammoniak transporteert van het opslagvat naar de verdamper.

Het watergehalte dient volgens ISO-7105 te worden bepaald, terwijl voor zuurstof de procedure volgens VGB-Handbuch ’Chemie im Kraftwerk’ Blatt 4.7.1 dient te worden gevolgd.

Ook instrumentele methoden van bepalen van zuurstof- en watergehalte kunnen onder bepaalde voorwaarden worden geaccepteerd.

Via het hanteren van een nomogram (zie bijlage) kan beoordeeld worden of spanningscorrosie op kan treden. De keurende instantie dient aan de hand van materiaalgegevens¹ te bepalen of correctie van de ammoniaksamenstelling en/of inwendige inspectie nodig is.

Als het zuurstofgehalte in relatie tot het watergehalte te hoog is kan dit door afzuigen van gasvormige ammoniak worden verlaagd.

Ook kan, als de bedrijfsvoering dit toelaat, door toevoegen van water de kwaliteit van de ammoniak worden verbeterd. In verband met de hieraan verbonden risico’s, dient bij het toevoegen van water het advies van de leverancier van ammoniak gevolgd te worden.

Is verbeteren van de kwaliteit van de ammoniak noodzakelijk doch niet uitvoerbaar, dan moet de ammoniak worden vervangen.

- Controle op het goed functioneren van Toebehoren op: druk, temperatuur en medium.

Onder toebehoren wordt verstaan: kleppen, afsluiters, pompen, manometers, interne drukbeveiligingen, veiligheden, enz.

Dit goed functioneren kan worden aangetoond door beproeving of een bewijs van goed functioneren door de leverancier, het zg. typekeur.

Van de veerbelaste veiligheden dient de meetbrief gewaarmerkt te zijn door Stoomwezen b.v.

Uitbreiding van de keuring vindt plaats indien de berekende wanddikte groter is dan de gemeten wanddikte.

De keuring wordt als volgt uitgebreid:

1. door een herberekening van de vatwanddikte zonder verzwakkingsfactor, op basis van Fe 360 of op basis van sterktecijfers van het toegepaste romp c.q. frontmateriaal d.m.v. mechanische beproeving.

2. met een steekproef middels Röntgen-onderzoek aan lassen van het vat volgens blad T0110 van de Regels voor Toestellen onder Druk (RToD) en T0111 van de RToD v.w.b. de beoordeling.

Indien dit niet uitvoerbaar is, kan in overleg met de inspecteur van buitenaf onder een hoek Röntgen-onderzoek plaatsvinden.

Afkeur van het vat vindt plaats indien:

a. het visueel uitwendigonderzoek tot een negatief resultaat leidt;

b. de toegepaste wanddikte te dun is;

c. het Röntgen-onderzoek tot een negatief resultaat leidt;

d. spanningscorrosie aan de binnenzijde is geconstateerd.

3.2 Leidingen

De intreekeur van leidingen omvat de volgende stappen:

- Verificatie van de keuringsbescheiden t.b.v. de leidingen.

- Controle van P. en ID’s.

- Visueel uitwendig onderzoek naar de toestand van de leidingen m.b.t.:

- ophanging.

- toestand isolatie, hiervoor kan naast visueel onderzoek ook thermografisch onderzoek plaats vinden. Indien thermografisch onderzoek plaats vindt kan bij het visueel uitwendig onderzoek op corrosie punt b met een kleinere steekproef worden volstaan.

- Visueel uitwendig onderzoek op corrosie:

- indien onbekleed, aan het materiaaloppervlak

- indien geïsoleerd,

a. Door verwijdering van een representatief deel van de isolatie op alle plaatsen met ijsvorming en/of vochtdoorslag.

b. Door verwijdering van de isolatie op een representatief aantal plaatsen, indien de isolatie in goede staat is (geen ijs/vochtdoorslag).

- Verificatie van de wanddikte:

- uit de beschikbare ontwerpgegevens, indien nodig, door berekening.

- door wanddiktemetingen op een representatief aantal plaatsen (waaronder altijd plaatsen met ijs/vochtdoorslag).

- Een steekproef van 10% van de lassen, met inachtneming van de meest kritische lassen, van alle vloeistofleidingen die zich buiten het gebouw bevinden en vloeistofleidingen met een inwendige diamater groter dan 60 mm, die zijn geinstalleerd in verblijfruimtes, waar zich regelmatig gedurende langere tijd personen bevinden, middels Röntgen-onderzoek volgens T0110 van de RToD.

De beoordeling dient te gebeuren aan de hand van blad T0111 van de RToD.

- Leidingen met twee-fasen stroming worden beschouwd als gasleidingen.’

- Daar waar Röntgen-onderzoek wordt uitgevoerd, een lasnaadcontrole op uitlijnigheid.

Toelaatbaarheid uitlijnigheid is ¼ x wanddikte.

- Controle op het goed functioneren van Toebehoren op: druk, temperatuur en medium.

Afkeur van een leiding vindt plaats indien:

a. het visueel uitwendigonderzoek tot een negatief resultaat leidt;

b. de toegepaste wanddikte te dun is;

c. het Röntgen-onderzoek tot een negatief resultaat leidt;

d. ontoelaatbare uitlijnigheid is geconstateerd.

4. Nader onderzoek

Het doel van het ’nader onderzoek’ op de appendering van het onderhavige systeem is het controleren of de ontwerpcondities niet worden overschreden.

De appendering dient voor wat betreft omvang en werking te voldoen aan de eisen gesteld in CPR 13 of door het Bevoegd Gezag.

Bijlage

Nomogram ter bepaling van de mogelijkheid van optreden van spanningscorrosie.

Voorbeeld:

Stel er is 50 ppm O₂ en 500 ppm H₂O in de ammoniak aanwezig. De lijn loopt dan van punt 50 op de linker as naar punt 500 op de rechter as. Deze lijn snijdt de middelste as in het donkere gedeelte, hetgeen betekent dat spanningscorrosie kan optreden.

Is er echter 2,5 ppm O₂ en 1500 ppm H₂O aanwezig, dan kan er geen spanningscorrosie optreden en is (uiteraard) geen inspectie nodig.

¹ Optreden van spanningscorrosie is behalve van de ammoniaksamenstelling ook afhankelijk van de toegepaste staalsoorten. Staalsoorten met een gegarandeerde minimumrekgrens van > 355 N/mm² kunnen in vloeibare ammoniak gevoelig zijn voor spanningscorrosie.