POŽADAVKY NA KONSTRUKCI, VÝROBU, VÝSTROJ, SCHVÁLENÍ TYPU, ZKOUŠENÍ A OZNAČOVÁNÍ CISTEREN Z VYZTUŽENÝCH PLASTŮ (FRP)KAPITOLA 6.9
- 6.9.1 Všeobecná ustanovení
- 6.9.1.1 Cisterny FRP musí být konstruovány, vyrobeny a zkoušeny podle programu zajišťujícího kvalitu uznávaného příslušným orgánem; zejména laminovací práce a svařování termoplastových vyložení musí být prováděny odborně kvalifikovanými pracovníky podle postupů uznávanými příslušným orgánem.
- 6.9.1.2 Na konstrukci a zkoušení cisteren FRP se vztahují též ustanovení 6.8.2.1.1, 6.8.2.1.7, 6.8.2.1.13, 6.8.2.1.14 a) a b), 6.8.2.1.25, 6.8.2.1.27, 6.8.2.1.28 a 6.8.2.2.3.
- 6.9.1.3 Pro cisterny FRP nesmí být použity.žádné ohřívací prvky
- 6.9.1.4 Na stabilitu cisternových vozidel se vztahují požadavky 9.7.5.1.
- 6.9.2 Konstrukce
- 6.9.2.1 Nádrže musí být vyrobeny z vhodných materiálů, které jsou snášenlivé s přepravovanými látkami při provozní teplotě mezi - 40 °C a +50 °C, pokud teplotní rozsah není stanoven pro specifické klimatické podmínky příslušným orgánem země, ve které je přeprava prováděna.
- 6.9.2.2 Nádrže musí tvořit tři dále uvedené elementy:
- - vnitřní vrstva
- - konstrukční vrstva,
- - vnější vrstva.
- 6.9.2.2.1 Vnitřní výstelka je část vnitřní stěny nádrže jako prvotní překážka tvořící dlouhodobou chemickou odolnost proti přepravovaným látkám, zabraňující jakékoli nebezpečné reakci s obsahy nebo přípravky nebezpečných složek a jakémukoli podstatnému zeslabení konstrukční vrstvy v důsledku pronikání látek skrze vnitřní výstelku.Vnitřní výstelka může být vystlána z vyztužených plastů nebo vystlána z termoplastů.
- 6.9.2.2.2 Výstelku FRP musí tvořit:
(a) Povrchová vrstva („gelový potah“): povrchová vrstva s přiměřeným obsahem pryskyřice zesílené tkaninou snášenlivou s pryskyřicí a plnidla. Tato vrstva smí mít hmotnost obsahu vláken nejvýše 30 % a tloušťku mezi 0,25 a 0,60 mm;
(b) vyztužující vrstva(y): vrstva nebo několik vrstev s minimální tloušťkou 2mm obsahující nejméně 900 g/m2 skelné rohože nebo řezaných vláken s nejmenší hmotností obsahu skla 30 %, pokud dostatečná bezpečnost není prokázána pro nižší obsah skla.
- 6.9.2.2.3 Termoplastickou výstelku musí tvořit termoplastický tenký materiál, jak uvedeno v 6.9.2.3.4, svařený do požadovaného tvaru, který je spojen s konstrukčními vrstvami. Trvalé spojení výstelky a konstrukční vrstvy musí být dosaženo použitím vhodné přilnavostí.
- POZN.: Pro přepravu hořlavých kapalin vnitřní vrstva může požadovat dodatečná opatření podle 6.9.2.14 pro ochranu proti akumulaci elektrostatických nábojů.
- 6.9.2.2.4 Konstrukční vrstva nádrže je v zóně zvláštně zkonstruované podle 6.9.2.4 až 6.9.2.6, aby odolala mechanickým namáháním. Tuto část tvoří normálně několik vrstev vyztužených vlákny v definovaných směrových orientacích.
- 6.9.2.2.5 Vnější vrstva je část nádrže, která je přímo vystavena klimatickým vlivům musí být tvořena vrstvou bohatou na pryskyřici o tloušťce nejméně 0,2 mm. Pro tloušťky větší než 0,5 mm může být použito rohoží. Tato vrstva musí obsahovat nejvýše 30% hmotnosti skla a musí být schopna odolat vnějším podmínkám, zejména náhodnému styku s přepravovanou látkou. Pryskyřice musí obsahovat plnidla nebo přísady zajišťující ochranu proti zhoršení konstrukční vrstvy nádrže ultrafialovým zářením.
- 6.9.2.3 Surové materiály
- 6.9.2.3.1 Všechny materiály použité pro výrobu cisteren FRP musí být známého původu a specifikace.
- 6.9.2.3.2 Pryskyřice
Příprava směsi pryskyřice musí být prováděna přesně podle doporučení dodavatele. To se týká především tužidel, iniciátorů a urychlovačů. Tyto nenasycené polyesterové pryskyřice jsou:
- - vinylesterové pryskyřice,
- - epoxydové pryskyřice,
- - fenolové pryskyřice.
Teplota tepelné deformace (HTD) pryskyřice stanovená podle ISO 75-1:1993 musí být nejméně o 20 °C vyšší než nejvyšší provozní teplota cisterny, avšak v žádném případě nesmí být nižší než 70°C.
- 6.9.2.3.3 Vyztužovací vlákna
Vyztužovací materiál konstrukčních vrstev musí být vhodného stupně vláken, takových, jako skelná vlákna typu E nebo ERC podle ISO 2078:1993. Pro vnitřní povrchové výstelky mohou být použita skelná vlákna typu C podle ISO 2078:1993.
Termoplastické výstelky smí být použita pro vnitřní vyložení pouze tehdy, pokud je prokázána jejich snášenlivost s jejich předem určeným obsahem.
- 6.9.2.3.4 Materiál pro termoplastické výstelky
Termoplasty, takové, jako nevrstvený polyvinylchlorid (PVC-U), polypropylen (PP), polyvinyldenfluorid (PVFD), polytetrafluorethylen (PTFE) atd.
- 6.9.2.3.5 Přísady
Přísady nezbytné pro zušlechťování pryskyřice, takové jako katalyzátory, urychlovače, tužidla, tixotropní látky, jakož i materiály používané pro zlepšení cisterny, takové jako plniče, barvy, pigmenty atd. nesmějí způsobit zeslabení materiálu, při uvážení životnosti a očekávané teplotě konstrukce.
- 6.9.2.4 Nádrže, jejich výbava a jejich provozní a konstrukční výstroj musí být konstruovány tak, aby odolaly beze ztráty obsahu (jiné než množství plynu unikajícího jakýmkoli odplyňovacím otvorem) během životnosti konstrukce:
- - statickým a dynamickým zatížením při normálních podmínkách přepravy;
- - předepsaným minimálním zatížením uvedeným v 6.9.2.5 až 6.9.2.10.
- 6.9.2.5 Při tlacích uvedených v 6.8.2.1.14 a) a b) a při statických gravitačních silách tíže obsahu s maximální hustotou stanovenou pro konstrukci a při nejvyšším stupni plnění konstrukční napětí σ v podélném a obvodovém směru jakékoli vrstvy nádrže nesmí překročit dále uvedené hodnoty:
- kde:
Rm = hodnota pevnosti v tahu daná střední hodnotou výsledků zkoušek po odečtení dvojnásobku standardní odchylky výsledků zkoušek. Zkoušky musí být provedeny, v souladu s požadavky EN 61:1977, s nejméně šesti vzorky reprezentativního konstrukčního typu a výrobních metod;
K = S x K0 x K1 x K2 x K3 - kde:
K musí mít minimální hodnotu shodnou s minimální hodnotou 4 a
S = koeficient bezpečnosti. Pro všeobecnou konstrukci, jestliže cisterny jsou uvedeny ve sloupci (12) tabulky A kapitoly 3.2 kódem cisterny zahrnujícím písmeno „G“ v jeho druhé části (viz 4.3.4.1.1), hodnota S musí být rovna nebo větší než 1,5. Pro cisterny určené pro přepravu látek, které vyžadují zvýšenou úroveň bezpečnosti, tj. jestliže cisterny jsou uvedeny ve sloupci (12) tabulky A kapitoly 3.2 kódem cisterny zahrnujícím číslici „4“ v jeho druhé části (viz 4.3.4.1.1), hodnota S musí znásobena dvěma, pokud nádrž není opatřena ochranou proti poškození tvořenou celistvou kovovou kostrou včetně podélných a příčných konstrukčních členů;
K0 = součinitel zhoršení vlastností materiálu vlivem únavy a stárnutí a jako výsledek působení přepravovaných chemických látek. Stanoví se podle tohoto vzorce:
kde „α „ je součinitel tečení a „β„ je součinitel stárnutí stanovený podle EN 978:1997 po provedení zkoušek podle EN 977:1997. Alternativně je možno použít normální hodnotu K0 = 2. Pro stanovení αa β první přiblížení musí odpovídat 2 σ;
- K1 = součinitel vlivu provozní teploty a tepelných vlastností pryskyřice stanovený podle dále uvedené rovnice:
K1 = 1,25 - 0,0125 (HDT - 70)
kde HTD je teplota tepelné distorze pryskyřice ve °C;
K2 = součinitel únavy materiálu; hodnota K2 = 1,75 musí být použita, pokud není dohodnuto jinak s příslušným úřadem. Pro dynamickou konstrukci, jak je uvedeno v pododdílu 6.9.2.6, musí být použita hodnota K2 = 1,1;
K3 = součinitel vytvrzování má následující hodnoty:
- - 1.1 kde stálost je prokázána podle schváleného a prokázaného postupu;
- - 1,5 v jiných případech.
- K1 = součinitel vlivu provozní teploty a tepelných vlastností pryskyřice stanovený podle dále uvedené rovnice:
- kde:
- kde:
- 6.9.2.6 Při dynamických namáháních, jak je uvedeno v 6.8.2.1.2, konstrukční napětí nesmí překročit hodnotu uvedenou v 6.9.2.5 dělenou součinitelem β.
- 6.9.2.7 Při jakémkoli jiném napětí, jak je uvedeno v 6.9.2.5 a 6.9.2.6, výsledné prodloužení v jakémkoli směru nesmí překročit 0,2 % nebo jednu desetinu prodloužení při přetržení pryskyřice, které z nich je nižší.
- 6.9.2.8 Při stanoveném zkušebním tlaku, který nesmí být nižší než příslušný výpočtový tlak, jak je uvedeno v 6.8.2.1.14 (a) a (b), nejvyšší napětí v nádrži nesmí být větší než prodloužení při přetržení pryskyřice.
- 6.9.2.9 Nádrž musí být schopna odolat zkoušce pádem podle 6.9.4.3.3 bez jakéhokoli viditelného vnitřního nebo vnějšího poškození.
- 6.9.2.10 Vnější laminované potahy používané ve spojích, včetně konců spojů, spoje peřejníků a přepážek s nádrží musí být schopny odolat statickým a dynamickým namáháním uvedeným výše. Pro zabránění koncentracím napětí v tenkých laminovaných potazích použité šroubení nesmí mít závitové stoupání větší než 1:6.
- Pevnost ve střihu mezi tenkým potahem a prvky cisterny, k nimž jsou připojeny, nesmí být menší než:
- kde:
τR = ohybová pevnost ve střihu podle EN 63:1977 s minimálním τR = 10 N/mm3, jestliže žádná naměřená hodnota není vhodná;
Q = zatížení na jednotku šířky, které musí spoj přenášet pod statickým a dynamickým zatížením;
K = výpočtový součinitel podle 6.9.2.5 pro statická a dynamická namáhání;
I = délka tenkého potahu.
- kde:
- Pevnost ve střihu mezi tenkým potahem a prvky cisterny, k nimž jsou připojeny, nesmí být menší než:
- 6.9.2.11 Otvory v nádrži musí být zesíleny, aby bylo dosaženo nejméně těchže bezpečnostních součinitelů proti statickým a dynamickým napětí, jak je uvedeno v 6.9.2.5 a 6.9.2.6 pro samotné nádrže. Počet otvorů musí být co nejmenší. Poměr délek os oválných cisteren nesmí být větší než 2.
- 6.9.2.12 Pro konstrukci okrajů a potrubí připojených k nádrži, manipulační síly a úchyty musí být též vzaty v úvahu.
- 6.9.2.13 Cisterna musí být zkonstruována tak, aby odolala bez znatelných úniků účinkům otevřeného ohně po dobu 30 minut, jak je uvedeno ve zkušebních požadavcích v 6.9.4.3.4. Od zkoušky může být upuštěno po dohodě s příslušným úřadem, pokud dostatečná těsnost může být prokázána zkouškou srovnatelných cisternových konstrukcí.
- 6.9.2.14 Zvláštní požadavky na přepravu látek s bodem vzplanutí nejvýše 61 °C
Cisterny FRP používané pro přepravu látek s bodem vzplanutí do 61 °C musí být konstruovány tak, aby bylo zajištěno vyloučení statické elektřiny z různých částí a tak zabráněno akumulaci nebezpečných nábojů.
- 6.9.2.14.1 Povrchový elektrický odpor vnitřku a povrchu nádrže zjištěný měřením nesmí být vyšší než 109 ohmů. Toho může být dosaženo použitím přísad v pryskyřici nebo zalaminovanými vnitřními proklady, takovými jako kovová nebo uhlíková síť.
- 6.9.2.14.2 Vybíjecí odpor vůči zemi stanovený měřením nesmí být vyšší než 107 ohmů.
- 6.9.2.14.3 Všechny prvky nádrže musí elektricky propojeny vzájemně mezi sebou a připojeny ke kovovým částem provozní a konstrukční výstroje cisterny a k vozidlu. Elektrický odpor mezi prvky a výstrojí ve vzájemných spojích nesmí překročit 10 ohmů.
- 6.9.2.14.4 Elektrický povrchový odpor a vybíjecí odpor musí být měřen nejprve na každé vyrobené cisterně nebo na vzorku nádrže v souladu s postupem uznávaným příslušným úřadem.
- 6.9.2.14.5 Vybíjecí odpor do země každé cisterny musí být měřen jako část periodické prohlídky v souladu s postupem uznávaným příslušným úřadem.
- 6.9.3 Ustanovení vztahující se na výstroj
- 6.9.3.1 Požadavky uvedené v 6.8.2.2.1, 6.8.2.2.2 až 6.8.2.2.8 musí být splněny.
- 6.9.3.2 Kromě toho musí být použita též zvláštní ustanovení uvedená v 6.8.4 (b) (TE), pokud jsou uvedena pod položkami ve sloupci (13) tabulky A kapitoly 3.2
- 6.9.4 Zkoušení a schválení typu
- 6.9.4.1 Pro každý konstrukční typ cisterny FRP musí být jeho materiály a reprezentativní prototyp podroben zkoušce konstrukčního typu, jak je uvedeno dále.
- 6.9.4.2 Zkoušení materiálu
- 6.9.4.2.1 Pro použitou pryskyřici musí být stanoveno prodloužení při přetržení podle EN 61:1997 a teplota tepelné deformace podle ISO 75-1:1993.
- 6.9.4.2.2 Následující charakteristiky musí být stanoveny pro vzorky vyříznuté z nádrže. Vzorky vyrobené souběžně směj být použity pouze tehdy, jestliže není možné použití výřezů z nádrže. Před zkouškou musí být sejmuto jakéhokoli vyložení.
- Zkouškám musí být podrobeny:
- - Tloušťka vrstev střední stěny nádrže a jejích konců;
- - Hmotnostní obsah a složení skla, směrování a uspořádání výztužných vrstev;
- - Pevnost v tahu, prodloužení při přetržení a modul pružnosti podle EN 61:1977 ve směru namáhání. Kromě toho prodloužení při přetržení musí být stanovenou ultrazvukovou metodou;
- - Pevnost v ohybu a ohyb při zkoušce ohybového tečení podle EN 63:1977 po dobu 1000 hodin s použitím vzorku o nejmenší šířce 50 mm a vzdáleností podpěry nejméně 20 násobku tloušťku stěny. Kromě toho součinitel tečení α a součinitel stárnutí β musí být stanoveny zkouškou podle EN 978:1977.
- Zkouškám musí být podrobeny:
- 6.9.4.2.3 Mezivrstvá střihová pevnost spojů musí být změřena zkouškou reprezentativních vzorků v tahu podle EN 61:1977.
- 6.9.4.2.4 Chemická snášenlivost nádrže s přepravovanými látkami musí být prokázána jednou z následujících metod po dohodě s příslušným úřadem. Toto prokázání musí vzít v úvahu všechna hledisky slučitelnosti materiálů nádrže a její výstroje s přepravovanými látkami, včetně chemického zhoršování nádrže, vzniku kritických reakcí obsahů a nebezpečných reakcí mezi nimi.
- - Pro stanovení jakéhokoli zhoršení nádrže musí být reprezentativní vzorky vyjmuté z nádrže, včetně jakéhokoli vnitřního vyložení se svary, podrobeny zkoušce chemické snášenlivosti podle EN 977:1997 po dobu 1000 hodin při 50 °C. Ve srovnání s čerstvým vzorkem ztráta pevnosti a modulu pružnosti změřená ohybovou zkouškou podle EN 978:1997 nesmí překročit 25 %. Praskliny, výdutě, vypoukliny jakož i separace vrstev a vyložení a nerovnosti nejsou přípustné.
- - Osvědčeny a dokumentovány musí být údaje o kladných zkušenostech se snášenlivostí plněných látek s materiály nádrže, které přicházejí do styku při dané teplotě, o době a jakýchkoliv závažných provozních podmínkách.
- - Technické údaje uveřejněné v příslušné literatuře, normách nebo jiných zdrojích přijatelná pro příslušný úřad.
- 6.9.4.3 Zkouška typu
Reprezentativní prototypová cisterna musí být podrobena zkouškám uvedeným dále. Pro tento účel může být provozní výstroj nahrazena jinými prostředky, pokud je to nezbytné.
- 6.9.4.3.1 Prototyp musí být zkontrolován na shodnost se specifikací konstrukčního typu. Tato kontrola musí zahrnovat vnitřní a vnější vizuální prohlídku a změření hlavních rozměrů.
- 6.9.4.3.2 Prototyp polepený tenzometry na všech místech, kde je to požadováno konstrukčním výpočtem, musí být podroben dále uvedeným zatížením a napětí musí být zaznamenáváno:
- - Naplněný vodou na nejvyšší stupeň plnění. Měření výsledků musí být použito pro ověření konstrukčních výpočtů podle 6.9.2.5;
- - Naplněný vodou na nejvyšší stupeň plnění a vystavený zrychlení ve všech třech směrech jízdní a brzdovou zkouškou s prototypem upevněným na vozidle. Pro porovnání s konstrukčním výpočtem podle 6.9.2.6 zaznamenaná napětí musí být extrapolována ve vztahu ke kvocientu zrychlení požadovaných v 6.8.2.1.2 a změřených;
- - Naplněný vodou a podrobený stanovené tlakové zkoušce. Při tomto zatížení nádrž nesmí vykazovat žádné viditelné poškození nebo netěsnost.
- 6.9.4.3.3 Prototyp musí být podroben zkoušce pádem podle EN 976-1:1997, č, 6.6. Nesmí se objevit žádné poškození vnějšku nebo vnitřku cisterny.
- 6.9.4.3.4 Prototyp zkompletovaný se svojí provozní a konstrukční výstrojí a naplněný vodou na 80 % svého maximálního vnitřního objemu musí být vystaven plnému ohni po dobu 30 minut, kterým je hoření topného oleje v otevřené kaluži nebo jinému druhu ohně s tímže účinkem. Rozměry kaluže musí přesahovat rozměry nádrže nejméně o 50 cm na každou stranu a vzdálenost mezi hladinou paliva a cisternou musí být mezi 50 a 80 cm. Zbytek cisterny hladinou kapaliny, včetně otvorů a uzávěrů, musí zůstat těsný kromě odkapů.
- 6.9.4.4 Schválení typu
- 6.9.4.4.1 Pověřený orgán nebo jím pověřený orgán vydá se zřetelem ke každému novému typu cisterny nebo cisternového kontejneru schválení osvědčující, že konstrukce je vhodná pro účel, pro který je určena, a splňuje požadavky této kapitoly na konstrukci a výstroj jakož i zvláštní ustanovení vztahující se na látky určené k přepravě.
- 6.9.4.4.2 Schválení musí být založeno na výpočtu a zkušebním protokolu, včetně všech výsledků materiálových a prototypových zkoušek a jejich srovnání s konstrukčními výpočty, a musí odpovídat specifikaci konstrukčního typu a kvalitu zajišťujícímu programu.
- 6.9.4.4.3 Schválení musí zahrnovat látky nebo skupinu látek, jejichž snášenlivost s nádrží je prokázána. Musí v něm být uvedeny chemické názvy nebo hromadná pojmenování (viz 2.1.1.2) a jejich třída, číslice a písmeno (klasifikační kód).
- 6.9.4.4.4 Kromě toho musí obsahovat stanovené konstrukční a mezní hodnoty (takové jako doba životnosti, rozsah provozní teploty, provozní a zkušební tlak, údaje materiálu) a všechna bezpečnostní opatření pro výrobu, zkoušení, schvalování typu, označování a používání jakékoli cisterny vyrobené podle schváleného konstrukčního typu.
- 6.9.5 Prohlídky
- 6.9.5.1 Pro každou cisternu vyrobenou podle schválené konstrukce musí být provedeny zkoušky materiálů a prohlídky, jak je uvedeno níže:
- 6.9.5.1.1 Zkoušky materiálů podle 6.9.4.2.2, kromě zkoušky v tahu a zkrácení doby ohybové zkoušky tečení na 100 hodin, musí být provedeny se vzorky vyříznuté z nádrže. Vzorky vyrobené souběžně smějí být použity pouze tehdy, jestliže výřezy z nádrže jsou možné. Schválené konstrukční hodnoty musí být dodrženy.
- 6.9.5.1.2 Nádrže a jejich výstroj musí být společně nebo odděleně podrobeny první prohlídce před jejich uvedením do provozu. Tato prohlídka zahrnuje:
- - kontrolu shodnosti se schválenou konstrukcí;
- - kontrolu konstrukčních charakteristik;
- - vnitřní a vnější prohlídku;
- - hydraulickou tlakovou zkoušku při zkušebním tlaku uvedeném na cisterně předepsaném v 6.8.2.5.1;
- - kontrolu provozuschopnosti výstroje;
- - zkoušku těsnosti, pokud nádrž a její výstroj byla tlakově zkoušena odděleně.
- 6.9.5.2 Pro periodickou zkoušku cisteren platí požadavky 6.8.2.4.2 a 6.8.2.4.4.
- 6.9.5.3 Prohlídky a zkoušky podle 6.9.5.1 a 6.9.5.2 musí být prováděny znalci schválenými příslušným úřadem. Ve vydaných osvědčeních musí být uvedeny výsledky těchto prohlídek a zkoušek. V osvědčeních musí být uveden podle 6.9.4.4 seznam látek, jejichž přeprava v této nádrži je dovolena.
- 6.9.5.1 Pro každou cisternu vyrobenou podle schválené konstrukce musí být provedeny zkoušky materiálů a prohlídky, jak je uvedeno níže:
- 6.9.6 Označování
- 6.9.6.1 Požadavky 6.8.2.5 se vztahují na označování cisteren FRP s následujícími změnami:
- - štítek cisterny může být též nalaminován na nádrž nebo může být vyroben z vhodného plastu;
- - vždy musí být vyznačen rozsah konstrukční teploty.
- 6.9.6.2 Kromě toho musí být dodržena zvláštní ustanovení uvedená v 6.8.4 (e) (TM), pokud jsou uvedena pod položkou ve sloupci (13) tabulky A kapitoly 3.2.
- 6.9.6.1 Požadavky 6.8.2.5 se vztahují na označování cisteren FRP s následujícími změnami: