Normgerechte Erdbebenqualifizierung von Anlagenteilen und mechanischen sowie elektrischen Komponenten

Der deutsche Maschinen- und Anlagenbau ist Exportweltmeister und vertreibt seine Produkte weltweit, zunehmend auch in seismisch aktive Gebiete. Abhängig vom Produkt und dessen Klassifizierung ist – je nach (landesspezifischem) Regelwerk – mindestens die Standsicherheit der Verankerung einer Komponente unter Erdbebeneinwirkung nachzuweisen. Weitere Anforderungen können sich auf Integrität (Dichtheit) und Funktionsfähigkeit (insbesondere bei elektrischen Komponenten) während und nach dem Erdbebenereignis erstrecken.

Wir stehen Ihnen als erfahrener Ansprechpartner in allen Fragen rund um Erdbebenanforderungen sowie Erdbebenauslegung von Anlagenteilen und Komponenten zur Seite:

Welche mechanischen Komponenten (z. B.  Rohrleitungen, Behälter, Kühler, LNG, Wasserstoff-Behälter/-Leitungen) im Rahmen der Erdbebenauslegung betrachtet werden müssen, hängt insbesondere vom übergeordneten Schutzziel für die Maschine oder Anlage ab.

Je nach Anforderung kann der Nachweis durch Berechnung (quasistatische Ersatzverfahren, Antwort-Spektren-Verfahren, Zeitverlauf-Verfahren), experimentelle Verfahren (Erdbebentest) und/oder alternative Verfahren (Ähnlichkeit, Plausibilität) erfolgen. International wird für mechanische Komponenten häufig das Regelwerk ASCE/SEI 7 angewendet, für detaillierte Nachweise gibt es zusätzliche komponentenspezifische Regelwerke.

In diesem Bereich bieten wir insbesondere folgende Leistungen an:

  • Beratung bei der Ermittlung von Eingangsdaten, der Anpassung von Konstruktionen sowie bei der Entwicklung eines Nachweiskonzepts
  • Beratung bezüglich international anerkannter Normen
  • Auslegung von Komponenten für den Lastfall Erdbeben
  • Unterstützung bei der Einführung eines einheitlichen Vorgehens bei Ihnen und Ihren Zulieferern
  • Unterstützung bei der Klärung von Kundenfragen zum Thema Erdbeben und bei der Vertretung gegenüber Behörden und TÜV-Prüfstellen

Der Einsatz von elektrischen Komponenten (z.B. Schaltschränke, Elektromotoren, Generatoren, Transformatoren, Gasisolierte Schaltanlagen (GIS), Gasisolierte Leitungen (GIL), Ventile, Pumpen, …) kann sowohl im In- als auch im Ausland an das Einhalten von länderspezifischen Erdbebenanforderungen gebunden sein. Ist dies der Fall, ist die Erdbebensicherheit der jeweiligen Komponenten gemäß der lokalen Vorschriften nachzuweisen.

In diesem Bereich bieten wir insbesondere folgende Leistungen an:

  • Beratung bei der Ermittlung von Erdbeben-Eingangsdaten
  • Nachweis durch Berechnung (i.d.R. FE-Berechnung: linear/nichtlinear, quasi-statisch/dynamisch mit Time-History Methode oder RSMA-Berechnung)
  • Nachweis durch Rütteltest (uni- oder mehrachsial, elektrischer oder hydraulischer Rütteltisch)
    • Testplanung, Testspezifikation, Testbegleitung, Testbewertung
  • Falls die Randbedingungen es zulassen: Nachweis durch Plausibilität/Ähnlichkeitsbetrachtungen (geringster Zeit- und Kostenaufwand)
  • Beratung bei der konstruktiven Optimierung
  • Vertretung gegenüber Prüfern und Behörden
  • Erstellung kundenspezifischer Software zur Verarbeitung/Analyse von (Erdbeben-)Signalen: Zeitverläufe, Antwortspektren

Dabei beachten wir projektspezifische Anforderungen, die sich aus (inter-)nationalen konventionellen und kerntechnischen Vorschriften und Erdbebenspezifikationen ergeben:

  • KTA 2201.4 – Auslegung von KKW gegen seismische Einwirkungen, Teil 4: Anlagenteile
  • RCC-E – Design and Construction Rules for Electrical Equipment of Nuclear Islands
  • IEEE 344 – IEEE Standard for Seismic Qualification of Equipment for Nuclear Power Generating Stations
  • IEC 68-3-3 –  Umweltprüfungen – Seismische Prüfverfahren für Geräte, Leitfaden
  • IEC 980 – Recommended practices for seismic qualification of electrical equipment of the safety system for nuclear generating stations
  • IEEE 693 – IEEE Recommended Practice for Seismic Design of Substations
  • IEC 62271-207 High-voltage switchgear and controlgear – Part 207: Seismic qualification for gas-insulated switchgear assemblies for rated voltages above 52 kV
  • IEC 62271-210 High-voltage switchgear and controlgear – Part 210: Seismic qualification for metal enclosed and solid-insulation enclosed switchgear and controlgear assemblies for rated voltages above 1 kV and up to and including 52 kV
  • ASCE 7 – Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures
  • ICC-ES AC 156 – Acceptance Criteria for seismic certification by shake-table testing of non-structural components
  • DIN  EN 1998 (EC 8)  – Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben, Teil 1-6.

Kontaktieren Sie mich gerne persönlich

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Ich berate Sie gerne bei Fragen rund um die normgerechte Erdbebenauslegung und -qualifizierung von mechanischen und elektrischen Komponenten.

Dr.-Ing. Marcus Ries