EN 13445
Europejska norma dotycząca nieogrzewanych zbiorników ciśnieniowych
EN 13445 to zharmonizowana norma europejska, która zawiera kompleksowe zasady projektowania, wytwarzania i kontroli nieogrzewanych zbiorników ciśnieniowych pracujących pod ciśnieniem powyżej 0,5 bar. Uznawana w całym Europejskim Obszarze Gospodarczym, stanowi główną ścieżkę wykazywania zgodności z Dyrektywą ciśnieniową (PED) 2014/68/UE.
Oblicz z NextGenCzym jest EN 13445?
EN 13445 to seria norm europejskich opublikowanych przez CEN (Europejski Komitet Normalizacyjny), która określa wymagania dotyczące nieogrzewanych zbiorników ciśnieniowych wykonanych ze stali, stopów niklu i innych materiałów metalowych.
Po raz pierwszy opublikowana w 2002 roku jako zamiennik różnych norm krajowych w Europie, EN 13445 ujednoliciła praktyki projektowania zbiorników ciśnieniowych w ramach jednego, zharmonizowanego systemu. Ma zastosowanie do zbiorników, które nie są bezpośrednio narażone na działanie płomieni lub gazów spalinowych, obejmując szeroki zakres urządzeń przemysłowych, w tym wymienniki ciepła, reaktory, kolumny, zbiorniki magazynowe i zbiorniki sprężonego powietrza.
Norma składa się z jedenastu części. Części od 1 do 5 stanowią rdzeń, obejmując wymagania ogólne, materiały, projektowanie, wytwarzanie i kontrolę. Części 6, 8, 10 i 11 rozszerzają normę o dodatkowe materiały (żeliwo, aluminium, nikiel, tytan), natomiast Części 7 i 9 są Raportami Technicznymi CEN dotyczącymi oceny zgodności z PED i zgodności z ISO 16528.
Najważniejsze fakty
- Wydawca: CEN (TC 54)
- Pierwsze wydanie: 2002
- Zakres: Nieogrzewane zbiorniki ciśnieniowe > 0,5 bar
- Zharmonizowana z: PED 2014/68/UE
- Materiały: Stale, stopy niklu, aluminium, tytan, żeliwo
- Zastępuje: Normy krajowe (BS 5500, CODAP, AD Merkblatt, VSR itp.)
Jedenaście części EN 13445
Część 1 Wymagania ogólne
Zawiera ogólne informacje o zakresie normy, a także terminy, definicje, wielkości, symbole i jednostki stosowane w całej normie.
Część 2 Materiały
Dotyczy ogólnej filozofii materiałowej, grupowania materiałów i zachowania w niskich temperaturach. Ograniczona do stali o wystarczającej ciągliwości oraz, dla elementów w zakresie pełzania, o wystarczającej ciągliwości pełzania. Podaje również ogólne wymagania dotyczące warunków dostawy technicznej i oznaczania materiałów.
Część 3 Projektowanie
Podaje zasady projektowania i obliczeń pod ciśnieniem wewnętrznym i/lub zewnętrznym, obciążeniami lokalnymi i oddziaływaniami innymi niż ciśnienie. Zapewnia metody: Projektowanie wg Wzorów (DBF), Projektowanie wg Analizy (DBA) oraz Projektowanie wg Eksperymentu (DBE). Określa również wymagania dotyczące analizy zmęczeniowej. Jest to główna sekcja obliczeniowa używana codziennie przez inżynierów zbiorników ciśnieniowych.
Część 4 Wytwarzanie
Określa wymagania dotyczące wytwarzania nieogrzewanych zbiorników ciśnieniowych i ich połączeń z elementami nieciśnieniowymi, w tym identyfikowalność materiałów, tolerancje produkcyjne, wymagania spawalnicze, połączenia trwałe inne niż spawanie, próby produkcyjne, kształtowanie, obróbkę cieplną, naprawy i operacje wykończeniowe.
Część 5 Kontrola i badania
Obejmuje działania kontrolne i badawcze w celu weryfikacji zgodności, w tym przegląd projektu, badania nieniszczące (NDT), kontrolę dokumentów, identyfikowalność materiałów, przygotowanie złączy i spawanie. Grupa badawcza określa poziom NDT i współczynnik złącza używany w projektowaniu. NDT jest zgodne z EN ISO 5817, poziom jakości ‘C’ dla obciążeń niecyklicznych i ‘B’ dla obciążeń cyklicznych.
Część 6 Żeliwo sferoidalne
Specjalne zasady dotyczące materiałów, projektowania, wytwarzania, kontroli i badań zbiorników ciśnieniowych wykonanych z żeliwa sferoidalnego. Zasady z Części 2–5 mają zastosowanie z uzupełnieniami i wyjątkami określonymi w tej części.
Część 7 Ocena zgodności z PED CEN/TR
Raport Techniczny CEN zawierający wytyczne dotyczące stosowania procedur oceny zgodności z Dyrektywą ciśnieniową.
Część 8 Aluminium i stopy aluminium
Specjalne zasady dotyczące materiałów, projektowania, wytwarzania, kontroli i badań zbiorników ciśnieniowych wykonanych z aluminium i stopów aluminium. Zasady z Części 2–5 mają zastosowanie z uzupełnieniami i wyjątkami określonymi w tej części.
Część 9 Zgodność z ISO 16528 CEN/TR
Raport Techniczny CEN opisujący zgodność serii EN 13445 z ISO 16528-1 “Kotły i zbiorniki ciśnieniowe — Część 1: Wymagania eksploatacyjne”.
Część 10 Nikiel i stopy niklu
Specjalne zasady dotyczące materiałów, projektowania, wytwarzania, kontroli i badań zbiorników ciśnieniowych wykonanych z niklu i stopów niklu. Zasady z Części 2–5 mają zastosowanie z uzupełnieniami i wyjątkami określonymi w tej części.
Część 11 Tytan i stopy tytanu Nowość — 2024
Najnowszy dodatek do serii EN 13445 (wrzesień 2024). Specjalne zasady dotyczące materiałów, projektowania, wytwarzania, kontroli i badań zbiorników ciśnieniowych wykonanych z tytanu i stopów tytanu.
Klauzule projektowe EN 13445-3
Część 3 stanowi serce EN 13445, dostarczając szczegółowe zasady obliczeniowe DBF dla elementów zbiorników ciśnieniowych. Poniższa tabela przedstawia wszystkie główne klauzule projektowe i załączniki, wskazując które obliczenia są obsługiwane przez oprogramowanie NextGen.
| Klauzula | Opis | NextGen |
|---|---|---|
| Klauzula 5 | Podstawowe kryteria projektowe — warunki obciążenia, ciśnienie obliczeniowe, temperatura, współczynniki bezpieczeństwa | |
| Klauzula 6 | Maksymalne dopuszczalne wartości naprężeń — nominalne naprężenie projektowe dla wszystkich grup materiałowych | |
| Klauzula 7 | Płaszcze pod ciśnieniem wewnętrznym — odcinki cylindryczne, sferyczne i stożkowe | |
| Klauzula 8 | Płaszcze pod ciśnieniem zewnętrznym — analiza wyboczenia, projektowanie pierścieni usztywniających | |
| Klauzula 9 | Otwory w płaszczach — wzmocnienie króćców, wydajność wiązań, otwory wielokrotne | |
| Klauzula 10 | Dna płaskie — okrągłe i nieokrągłe dna płaskie, z kotwami i bez kótw | |
| Klauzula 11 | Kołnierze — kołnierze integralne, luźne i odwrócone z interakcją uszczelki | |
| Klauzula 12 | Skręcane dna wypukłe — dna obciążone ciśnieniem i zamknięcia skręcane | |
| Klauzula 13 | Płyty sitowe wymienników ciepła — konfiguracje stałe, z głowicą pływającą i z rurkami U | |
| Klauzula 14 | Kompensatory mieszkowe — trwałość zmęczeniowa, stała sprężystości i analiza stateczności | |
| Klauzula 15 | Zbiorniki o przekroju prostokątnym — zasady projektowania dla przekrojów nieokrągłych | |
| Klauzula 16 | Dodatkowe obciążenia nieciśnieniowe — wiatr, sejsmika, obciążenia stałe i siły z rurociągów | |
| Klauzula 17 | Uproszczona ocena zmęczeniowa — kryteria przesiewowe i konserwatywna ocena zmęczenia | |
| Klauzula 18 | Szczegółowa ocena zmęczeniowa — krzywe S-N, zliczanie cykli, kumulacja uszkodzeń | |
| Klauzula 19 | Projektowanie na pełzanie — zasady projektowania zależne od czasu w wysokich temperaturach | |
| Klauzula 20 | Zasady projektowania wzmocnionych ścian płaskich | |
| Klauzula 21 | Okrągłe dna płaskie z promieniowymi żebrami wzmacniającymi | |
| Klauzula 22 | Analiza statyczna wysokich zbiorników pionowych na płaszczach nośnych |
Załączniki
| Załącznik | Opis | NextGen |
|---|---|---|
| Załącznik E | Odchylenie od idealnego koła — metoda oceny owalnoSci | |
| Załącznik F | Dopuszczalne ciśnienie zewnętrzne dla zbiorników z odchyleniami od okrągłości | |
| Załącznik G | Alternatywne zasady projektowania kołnierzy — uproszczona metoda dla kołnierzy standardowych | |
| Załącznik J | Alternatywne projektowanie płyt sitowych wymienników ciepła — dodatkowe metody obliczeniowe | |
| Załącznik S | Ekstrapolacja naprężeń pełzania — prognozowanie wytrzymałości zależnej od czasu |
Dodatkowe weryfikacje
Poza głównymi klauzulami EN 13445-3, NextGen obsługuje również obliczenia według powiązanych norm często stosowanych równolegle z EN 13445:
- EN 1591-1 — Kołnierze i ich złącza (obliczenia oparte na uszczelkach)
- EN 1092-1 — Kołnierze stalowe (oznaczenie PN)
- EN 1759-1 — Kołnierze stalowe (oznaczenie Class)
- Biuletyny WRC — Obciążenia lokalne na króćcach (WRC 107/537)
- EN 13480 — Metalowe rurociągi przemysłowe
- EJMA — Normy Stowarzyszenia Producentów Złączy Kompensacyjnych
- TEMA — Normy Stowarzyszenia Producentów Wymienników Rurowych
- ASME PCC-1 — Wytyczne montażu połączeń kołnierzowych skręcanych
- PD 5500 — Specyfikacja dla nieogrzewanych zbiorników ciśnieniowych (norma brytyjska)
- Nozzle PRO — Analiza króćców oparta na MES
Zgodność z PED a EN 13445
Dyrektywa ciśnieniowa (PED) 2014/68/UE jest obowiązkowym prawodawstwem we wszystkich państwach członkowskich UE i EOG. EN 13445, jako norma zharmonizowana w ramach PED, zapewnia domniemanie zgodności z zasadniczymi wymaganiami bezpieczeństwa dyrektywy.
Gdy zbiornik ciśnieniowy jest zaprojektowany i wyprodukowany zgodnie z EN 13445, producent korzysta z domniemania zgodności z PED. Oznacza to, że zbiornik jest uznawany za spełniający Zasadnicze Wymagania Bezpieczeństwa (ZWB) dyrektywy bez dodatkowych dowodów, co znacznie upraszcza proces oceny zgodności.
Jak EN 13445 wspiera zgodność z PED
- Załącznik I (ZWB 1 – Ogólne): Części 1, 3 i 5 ustanawiają metodologię projektowania, współczynniki bezpieczeństwa i wymagania kontrolne zgodne z postanowieniami ogólnymi Załącznika I PED.
- Załącznik I (ZWB 4 – Materiały): Część 2 zapewnia, że stosowane są wyłącznie materiały spełniające określone w EN właściwości mechaniczne i wymagania badawcze.
- Załącznik I (ZWB 3 – Wytwarzanie): Część 4 określa wymagania spawalnicze, formowania i obróbki cieplnej odpowiadające ZWB PED dotyczącym wytwarzania.
- Załącznik I (ZWB 5 – Uruchomienie): Część 5 definiuje ciśnienia próby hydrostatycznej i kryteria akceptacji zgodne z wymaganiami PED dotyczącymi uruchomienia.
Klasyfikacja PED
PED klasyfikuje urządzenia ciśnieniowe w czterech kategoriach (I do IV) na podstawie rodzaju płynu, maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia (PS) oraz objętości (V) lub średnicy nominalnej (DN). Im wyższa kategoria, tym bardziej rygorystyczna procedura oceny zgodności.
| Kategoria | Moduły oceny |
|---|---|
| I | Moduł A (wewnętrzna kontrola produkcji) |
| II | Moduły A2, D1, E1 |
| III | Moduły B+D, B+F, B+E, B+C2, H |
| IV | Moduły B+D, B+F, G, H1 |
EN 13445 jest wymieniona w Dzienniku Urzędowym Unii Europejskiej jako norma zharmonizowana w ramach PED 2014/68/UE.
EN 13445 w porównaniu z innymi kodeksami zbiorników ciśnieniowych
Inżynierowie często muszą wybierać między międzynarodowymi kodeksami zbiorników ciśnieniowych lub je porównywać. Poniższa tabela przedstawia kluczowe różnice między EN 13445, ASME VIII i AD 2000 Merkblatt.
| Aspekt | EN 13445 | ASME VIII Div. 1 & 2 | AD 2000 Merkblatt |
|---|---|---|---|
| Organ wydający | CEN (europejski) | ASME (USA) | VdTÜV (Niemcy) |
| Zasięg geograficzny | Kraje UE / EOG | Światowy (dominujący w obu Amerykach, Azji) | Niemcy, Europa Środkowa |
| Harmonizacja z PED | Tak — Wymieniona w Dzienniku Urzędowym UE | Częściowa — Akceptowana z lukami | Tak — Wymieniona w Dzienniku Urzędowym UE |
| Podejście projektowe | Zaawansowane podejście półanalityczne: DBF + DBA, bliskie współczesnej mechanice konstrukcji | Div. 1: tradycyjne DBF / Div. 2: DBF + DBA (sprężyste, sprężysto-plastyczne, zmęczeniowe) / Div. 3: bardzo wysokie ciśnienie | Silnie preskryptywne DBF z wysokimi współczynnikami bezpieczeństwa |
| Współczynnik bezpieczeństwa (rozciąganie) | 2,4 na Rm | 3,5 na Rm (Div. 1) / 2,4 (Div. 2) | 2,4 na Rm |
| Analiza zmęczeniowa | Kompleksowa (Klauzule 17 & 18) | Tylko Div. 2 (szczegółowa) | AD 2000 S1/S2 (uproszczona) |
| Projektowanie na pełzanie | Klauzula 19 + Załącznik S | Div. 1 & Div. 2 (Część 5) przez wartości dopuszczalne ASME IID zależne od czasu | AD 2000 S6 |
| System materiałowy | Normy EN (EN 10028, EN 10222 itp.) z identyfikowalnością PED (świadectwa EN 10204) | Specyfikacje ASME SA/SB — obszerna baza danych dla rafinerii i zakładów chemicznych | Materiały EN + DIN (W.Nr.) z surowszymi ograniczeniami dla niektórych stali |
| Konserwatywność naprężeń dopuszczalnych | Generalnie mniej konserwatywna — zoptymalizowane grubości ścianek, lżejsze elementy | Div. 1: konserwatywna (grubsze ścianki) / Div. 2: porównywalna z EN 13445 | Konserwatywna — duże zapasy bezpieczeństwa, często cięższe elementy |
| Obciążenia zewnętrzne | Klauzula 16: wiatr, sejsmika, obciążenia stałe, siły z rurociągów — z odniesieniami do Eurokodów | Div. 2 (4.1): postanowienia ogólne; obciążenia lokalne przez kody pomocnicze WRC | AD S3/S4: wiatr i obciążenia dodatkowe (uproszczone) |
| Zbiorniki prostokątne | Klauzula 15 | Div. 1 (Part UNC) & Div. 2 (4.12) | AD B5, B5/1 |
| Kompensatory mieszkowe | Klauzula 14 | Div. 1 (Part UEB) & Div. 2 (4.19) | AD B13 (tylko jednowarstwowe) |
| Złożoność i najlepsze zastosowania | Złożona i szczegółowa — idealna do projektów niestandardowych, zaawansowanych weryfikacji i optymalizacji masy. Wymaga zaawansowanego oprogramowania obliczeniowego. | Div. 1: łatwa w stosowaniu, globalny standard referencyjny dla projektów międzynarodowych. Div. 2: bardziej wymagająca, ale skuteczna dla zoptymalizowanych projektów. | Prostsza w stosowaniu — preferowana w niemieckim kontekście regulacyjnym i dla urządzeń standardowych. |
| Licencja / dostęp | Zakup od członków CEN | Subskrypcja lub zakup BPVC | Zakup od Beuth Verlag |
Mocne strony EN 13445
Zaawansowane podejście półanalityczne bliskie współczesnej mechanice konstrukcji. Mniej konserwatywne naprężenia dopuszczalne umożliwiają zoptymalizowane grubości ścianek i lżejsze zbiorniki. Dedykowane klauzule dla zbiorników prostokątnych, kompensatorów mieszkowych i wzmocnionych ścian płaskich. Kompleksowe metodologie zmęczeniowe, pełzania i obciążeń zewnętrznych z integracją Eurokodów. Bezpośrednia zgodność z PED. Idealna do projektów niestandardowych i optymalizacji masy — oprogramowanie NextGen sprawia, że te zaawansowane obliczenia są szybkie i dostępne.
Kiedy stosować ASME
Globalny standard referencyjny dla projektów międzynarodowych, szczególnie w Ameryce Północnej, na Bliskim Wschodzie i w Azji. Wymagany przez NBIC dla zbiorników zarejestrowanych w jurysdykcjach amerykańskich. Div. 1 jest szeroko stosowany i łatwy w użyciu; Div. 2 oferuje zaawansowaną analizę sprężystą i sprężysto-plastyczną porównywalną z EN 13445 DBA; Div. 3 obejmuje zastosowania bardzo wysokiego ciśnienia.
Kiedy stosować AD 2000
Silnie preskryptywne podejście preferowane w niemieckim kontekście regulacyjnym i przez producentów z tradycjami DIN. Prostsze w stosowaniu dla urządzeń standardowych, z dużymi zapasami bezpieczeństwa skutkującymi solidnymi, ale cięższymi elementami. Często stosowane jako alternatywa lub uzupełnienie EN 13445 w Europie Środkowej.
Oblicz EN 13445 z NextGen
Sant'Ambrogio NextGen to profesjonalna aplikacja desktopowa do obliczeń zbiorników ciśnieniowych, która w pełni obsługuje EN 13445 i powiązane normy.
Odkryj EN 13445 w NextGen
Zobacz pełną listę obsługiwanych klauzul, przykładowe obliczenia i dokumentację techniczną.
Dowiedz się więcejZamów bezpłatną wersję próbną
Uzyskaj bezpłatny dostęp do NextGen i uruchom swoje pierwsze obliczenie EN 13445 w kilka minut.
Rozpocznij bezpłatny okres próbny