Klassifikations- und Bauvorschriften I...

Klassifikations- und Bauvorschriften I Schiffstechnik

5 Unterwassertechnik

3 Unbemannte Unterwasserfahrzeuge (ROV, AUV) und Unterwasser-Arbeitsmaschinen Geändert 2016-01: Abschnitt 1, D dieser Vorschriften gilt nicht für Unbemannte Unterwasserfahrzeuge (ROV, AUV) und Unterwasser-Arbeitsmaschinen, die in das gemeinsame DNV GL Produktionssystem transferiert wurden, ab dem Datum des Transfers. Für solche Unbemannte Unterwasserfahrzeuge (ROV, AUV) und Unterwasser-Arbeitsmaschinen, siehe DNV GL rules for classification: Underwater technology, Pt.7.

Ausgabe 2009

Diese Vorschriften treten am 1. November 2009 in Kraft.

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Es gelten die "Allgemeinen Geschäftsbedingungen" in der jeweils gültigen Fassung (siehe Klassifikations- und Bauvorschriften, I - Schiffstechnik, Teil 0 - Klassifikation und Besichtigungen).

Nachdruck oder Vervielfältigung, auch auszugsweise, ist nur mit Genehmigung der Germanischer Lloyd Aktiengesellschaft gestattet.

Verlag: Germanischer Lloyd Aktiengesellschaft, Hamburg

Inhaltsverzeichnis

Abschnitt 1 Zertifizierung und Klassifikation von unbemannten Unterwasserfahrzeugen

A. Geltungsbereich .......................................................................................................................... 1- 1 B. Zertifizierung .............................................................................................................................. 1- 1 C. Klassifikation und Klassenzeichen ............................................................................................. 1- 2 D. Besichtigungen für die Erhaltung der Klasse ............................................................................. 1- 3 E. Arbeitsausführung ...................................................................................................................... 1- 4

Abschnitt 2 Grundsätze für den Bau von unbemannten Unterwasserfahrzeugen

A. Allgemeine Grundsätze .............................................................................................................. 2- 1 B. Zu berücksichtigende Vorschriften ............................................................................................ 2- 1 C. Begriffsbestimmungen ............................................................................................................... 2- 1 D. Umgebungsbedingungen ............................................................................................................ 2- 4 E. Genehmigungsunterlagen ........................................................................................................... 2- 4 F. Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse (FMEA) ................................................................ 2- 7 G. Prüfungen und Erprobungen ...................................................................................................... 2- 9 H. Kennzeichnung ........................................................................................................................... 2- 11 I. Reserveteile ................................................................................................................................ 2- 12

Abschnitt 3 Auslegung und Konstruktion von unbemannten ferngesteuerten Unterwasserfahr-zeugen (ROV)

A. Allgemeine Grundsätze .............................................................................................................. 3- 1 B. Werkstoffe .................................................................................................................................. 3- 1 C. Entwurfsbelastungen .................................................................................................................. 3- 3 D. Behälter und Apparate unter Druck ............................................................................................ 3- 4 E. Trage- und Außenstruktur, Ausrüstung ...................................................................................... 3- 5 F. Launcher ..................................................................................................................................... 3- 6 G. Rohrleitungssysteme und Umbilicals ......................................................................................... 3- 7 H. Einrichtungen zur Steuerung bzw. Einstellung von Tiefe, Trimm, Auf- und Abtrieb ................ 3- 8 I. Antriebs- und Manövriereinrichtungen ...................................................................................... 3- 8 J. Positioniereinrichtungen ............................................................................................................. 3- 9 K. Arbeitsgeräte .............................................................................................................................. 3- 9 L. Elektrische Einrichtungen .......................................................................................................... 3- 10 M. Steuerungs-, Automations-, Datenüber-tragungs-, Navigations- und Ortungseinrichtungen ........ 3- 11 N. Brand- und Explosionsschutz ..................................................................................................... 3- 14 O. Betriebsstoffe ............................................................................................................................. 3- 14 P. Korrosionsschutz ........................................................................................................................ 3- 14

Abschnitt 4 Zusätzliche Anforderungen an unbemannte, autonome Unterwasserfahrzeuge (AUV)

A. Allgemeine Grundsätze .............................................................................................................. 4- 1 B. Grundsätze für die Auslegung und Konstruktion ....................................................................... 4- 1 C. Genehmigungsunterlagen ........................................................................................................... 4- 4 D. Prüfungen und Erprobungen ...................................................................................................... 4- 4

I - Teil 5 GL 2009

Inhaltsverzeichnis Kapitel 3Seite 3

Abschnitt 5 Grundsätze für den Bau von Unterwasser-Arbeitsgeräten und Unterwasser-Arbeitsmaschinen

A. Geltungsbereich .......................................................................................................................... 5- 1 B. Zertifizierung .............................................................................................................................. 5- 1 C. Zu berücksichtigende Vorschriften ............................................................................................. 5- 2 D. Begriffsbestimmungen ................................................................................................................ 5- 2 E. Umgebungsbedingungen ............................................................................................................. 5- 4 F. Grundsätze für die Auslegung und Konstruktion ........................................................................ 5- 5 G. Genehmigungsunterlagen ............................................................................................................ 5- 6 H. Prüfungen und Erprobungen ....................................................................................................... 5- 6 I. Kennzeichnung ........................................................................................................................... 5- 7 J. Reserveteile ................................................................................................................................. 5- 8 K. Betriebsstoffe .............................................................................................................................. 5- 8 L. Korrosionsschutz ........................................................................................................................ 5- 8

Abschnitt 6 Unterstützende Einrichtungen auf dem Versorgungsschiff

A. Allgemeines ................................................................................................................................ 6- 1 B. Klassifikation und Zertifizierung ................................................................................................ 6- 1 C. Steuerungseinrichtungen ............................................................................................................. 6- 1 D. Versorgungseinrichtungen .......................................................................................................... 6- 3 E. Aussetz- und Bergeeinrichtung ................................................................................................... 6- 4 F. Stauung und Decktransport ......................................................................................................... 6- 7

Anhang A Berechnung des Druckkörpers

A. Allgemeines ................................................................................................................................ A- 1 B. Betriebsfestigkeit ........................................................................................................................ A- 1 C. Spannungen bei Nenntauchdruck ................................................................................................ A- 2 D. Spannungen bei Prüftauchdruck ................................................................................................. A- 2 E. Nachweis der Grenztragfähigkeit bei Zerstörungstauchdruck ..................................................... A- 2 F. Berechnung ................................................................................................................................. A- 2 G. Literatur ...................................................................................................................................... A- 17

Anhang B Fertigungstoleranzen für den Druckkörper

A. Allgemein .................................................................................................................................... B- 1 B. Abmessungen des Druckkörpers ................................................................................................. B- 1 C. Spanten des Druckkörpers .......................................................................................................... B- 2 D. Unrundheit des zylindrischen bzw. konischen Druckkörpers ..................................................... B- 3 E. Kugelförmige Schalen und gewölbte Endböden ......................................................................... B- 6 F. Literatur ...................................................................................................................................... B- 8

Anhang C Acrylglasfenster

A. Allgemeines ................................................................................................................................ C- 1 B. Werkstoff .................................................................................................................................... C- 1 C. Herstellung von Fenstern ............................................................................................................ C- 2 D. Fensterformen und Abmessungen ............................................................................................... C- 2 E. Montage der Fenster.. ................................................................................................................. C- 3

Kapitel 3 Seite 4

Inhaltsverzeichnis I - Teil 5GL 2009

Anhang D Herstellung und Behandlung von faserverstärkten Kunststoffen (FVK)

A. Allgemeines ................................................................................................................................ D- 1

B. Anforderungen an die Werkstoffe und deren Verarbeitung ....................................................... D- 1

C. Anforderungen an die Konstruktion ........................................................................................... D- 2

Anhang E Grundsätzliche Anforderungen an Umbilicals

A. Allgemeines ................................................................................................................................ E- 1

B. Grundsätze für Auslegung und Konstruktion ............................................................................. E- 1

C. Genehmigungsunterlagen ........................................................................................................... E- 5

D. Prüfungen und Erprobungen ...................................................................................................... E- 5

E. Kennzeichnung ........................................................................................................................... E- 7

I - Teil 5 GL 2009

Inhaltsverzeichnis Kapitel 3Seite 5

Alphabetisches Sachregister

A Abminderungsfaktor k für verschiedene Stahlbehandlung .................................................................................. A-14

Abwerfen von Ausrüstung ...................................................................................................................................... 3-8

Acrylglasfenster ............................................................................................................................................. 3-4, C-1

Einsatzgrenzen ................................................................................................................................................ C-1

Mechanische und optische Eigenschaften ....................................................................................................... C-3

Standardabmessungen ..................................................................................................................................... C-4

Aktuatoren ........................................................................................................................................................... 3-13

Anschlagpunkte ..................................................................................................................................... 2-10, 3-6, 5-7

Antennen ................................................................................................................................................................ 3-6

Antriebs- und Manövriereinrichtungen ........................................................................................ 2-6, 2-10, 3-10, 4-2

A-Portal .................................................................................................................................................................. 6-7

Arbeitsausführung .................................................................................................................................................. 1-4

Arbeitsfunktionen ................................................................................................................................................... 5-7

Arbeitsgeräte ........................................................................................................................... 2-6, 2-10, 3-6, 5-1, 5-3

Arbeitsmaschinen ............................................................................................................................................ 5-1, 5-4

Asymmetrische Beulung der Außenhaut ............................................................................................................... A-5

Auf- und Abrolleinrichtungen für Umbilicals ........................................................................................................ 6-6

Auftriebsmaterial .................................................................................................................................. 3-1, 3-6, 3-10

Ausrüstung ...................................................................................................................................................... 3-6, 6-5

Außenstruktur ................................................................................................................................................. 2-5, 3-6

Aussetz- und Bergeeinrichtung .............................................................................................................................. 6-4

Aussetz- und Bergekräne ....................................................................................................................................... 6-5

Automation ................................................................................................................................................... 3-12, 4-2

Automations-, Navigations- und Ortungseinrichtungen ............................................................... 2-7, 2-11, 3-13, 4-2

AUV-Zertifikat ...................................................................................................................................................... 1-1

B Ballastsystem ................................................................................................................................................ 1-4, 3-10

Bauprüfung .............................................................................................................................. 1-3, 2-9, 4-4, 5-7, C-2

Bauteildicke .......................................................................................................................................................... B-1

Bedienungsanleitung und Wartungshandbuch ................................................................................................ 2-5, 5-6

Begehbarkeit .......................................................................................................................................................... 3-6

Begriffsbestimmungen .................................................................................................................................... 2-1, 5-2

Behälter und Apparate unter Druck ........................................................................................ 1-4, 2-5, 2-10, 3-3, 3-4

Berechnung des Druckkörpers .............................................................................................................................. A-1

I - Teil 5 GL 2009

Alphabetisches Sachregister Kapitel 3Seite 7

Berechnungslebensdauer für Fenster ..................................................................................................................... C-1

Besichtigungen

jährliche ........................................................................................................................................................... 1-3

Klassenerhalt .................................................................................................................................................... 1-3

Klassenerneuerung ........................................................................................................................................... 1-4

Zwischenbesichtigung ...................................................................................................................................... 1-4

Betriebsaufzeichnungen ........................................................................................................................... 1-2, 2-5, 5-6

Betriebsfestigkeit ........................................................................................................................................... 3-3, A-1

Betriebsstoffe ................................................................................................................................................ 3-17, 5-9

Brand- und Explosionsschutz ................................................................................................................ 2-7, 3-17, 6-8

D Datenübertragungseinrichtungen ........................................................................................................... 3-15, 4-3, 6-2

Decktransport ........................................................................................................................................................ 6-7

Diskontinuitäten ................................................................................................................................................... A-14

Druckbehälter .............................................................................................................................................. 2-11, A-1

Drücke ................................................................................................................................................................... 3-4

Druckgasflaschen ................................................................................................................................................. 2-11

Druckkörper, Abmessungen .................................................................................................................................. B-1

Druckluftsysteme ................................................................................................................................................. 3-10

Druckluftversorgung .............................................................................................................................................. 6-3

Durchbrüche im zylindrischen oder konischen Teil des Druckkörpers

Flächenvergleichsmethode ............................................................................................................................. A-14

Querschnittsflächenersatzregel ....................................................................................................................... A-15

Durchbrüche in kugelförmigen Schalen ............................................................................................................... A-17

dynamische Positionierung ........................................................................................................................... 3-11, 6-2

E elastisch-plastisches Verhalten im Werkstoff ........................................................................................................ A-1

elektrische Betriebsmittel .................................................................................................................................... 3-13

elektrische Einrichtungen ..................................................................................................... 2-6, 2-11, 3-5, 3-10, 4-2

elektrische Verbindungselemente .......................................................................................................................... E-4

elektrische Versorgung .......................................................................................................................................... 6-3

Energieversorgung ................................................................................................................ 3-12, 3-15, 4-2, 5-5, 6-5

Energieverteilung ................................................................................................................................................. 3-12

Entwurfsbelastungen ....................................................................................................................................... 3-3, 6-4

Erprobungen ....................................................................................................... 2-9, 4-4, 5-7, 6-2, 6-4, 6-7, 6-8, E-5

Erprobungsprogramm ..................................................................................................................................... 2-5, 5-6

Erschütterungen .............................................................................................................................................. 2-4, 5-4

Explosionsschutz ............................................................................................................................................ 2-4, 5-4

Kapitel 3 Seite 8

Alphabetisches Sachregister I - Teil 5GL 2009

F Fahrstand ........................................................................................................................................ 3-15, 5-3, 5-5, 6-1

Faserseile ............................................................................................................................................................... 6-6

Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) ....................................................................................................................... D-1

Anforderungen an die Konstruktion ................................................................................................................ D-2

Anforderungen an die Werkstoffe ................................................................................................................... D-1

Anwendungsbereich ........................................................................................................................................ D-1

Fertigung ......................................................................................................................................................... D-1

Reparatur von Bauteilen .................................................................................................................................. D-2

Fensterformen ....................................................................................................................................................... C-2

Fensterherstellung ................................................................................................................................................. C-2

Fenstermontage ..................................................................................................................................................... C-3

Fertigungstoleranzen für den Druckkörper ........................................................................................................... B-1

Fertigungsunterlagen .............................................................................................................................................. 1-5

Festhalteeinrichtungen .................................................................................................................................. 3-12, 5-3

G Garage .................................................................................................................................................................... 3-9

Gassysteme .......................................................................................................................................................... 2-12

Genehmigungsunterlagen ................................................................................................... 2-4, 4-4, 5-6, 6-2, 6-6, 6-8

Gesamtsystem .................................................................................................................................. 2-5, 2-9, 5-6, 5-7

Gewölbte Böden ......................................................................................................................................... A-12, B-6

Abmessungen .................................................................................................................................................. B-1

Klöpper- bzw. Korbbogenform ....................................................................................................................... B-6

Grenztragfähigkeit ................................................................................................................................................ A-2

H Hauptabmessungen und Hauptparameter ............................................................................................................... 2-3

Hybrid-ROV (HROV) ........................................................................................................................................... 4-1

Hydrauliksysteme ............................................................................................................................................ 3-9, 6-3

K Kabel .............................................................................................................................................................. E-3, E-7

Kantenversatz ........................................................................................................................................................ B-1

Kennzeichnung .............................................................................................................. 2-11, 5-7, 6-7, C-1, C-2, E-7

Klassenregister ....................................................................................................................................................... 1-2

Klassenzeichen ....................................................................................................................................................... 1-3

Klassenzertifikat .................................................................................................................................................... 1-2

Klassifikation .................................................................................................................................................. 1-2, 6-1

Klima .............................................................................................................................................................. 2-4, 5-4

I - Teil 5 GL 2009


Kommunikationseinrichtungen ....................................................................................................................... 6-1, 6-4

Korrosionsschutz .......................................................................................................................................... 3-17, 5-9

Kugelform, zulässig ............................................................................................................................................... B-6

Kugelförmige Schalen ................................................................................................................................. A-12, B-6

Abmessungen ................................................................................................................................................... B-1

aus anderen Werkstoffen als ferritischer Stahl ............................................................................................... A-13

aus ferritischem Stahl ..................................................................................................................................... A-13

Messung der örtlichen Abflachung .................................................................................................................. B-7

Versagensdruck bei abweichender Unrundheit ................................................................................................ B-7

L Längsfestigkeit ....................................................................................................................................................... A-1

Lastfälle für Druckbehälter .................................................................................................................................... 3-3

Launcher ......................................................................................................................................... 2-7, 2-11, 3-8, 4-1

Literatur ............................................................................................................................................................... A-17

M Manipulatoren ................................................................................................................................................ 3-8, 5-3

Manövriereinrichtungen ...................................................................................................................................... 3-11

Meeresboden ................................................................................................................................................ 3-11, 5-6

N Nahteinfall ............................................................................................................................................................. B-2

Navigation .................................................................................................................................................... 3-16, 4-3

Nenntauchdruck NDP ............................................................................................................................................ 5-3

Nenntauchtiefe NDD ............................................................................................................................... 2-3, 3-3, 5-3

Notauftaucheinrichtungen ........................................................................................................................ 1-4, 4-3, 5-6

Notbergeeinrichtung .............................................................................................................................................. 6-4

Notenergieversorgung ............................................................................................ 1-4, 3-12, 3-16, 4-2, 5-5, 6-1, 6-3

Notortungseinrichtung ......................................................................................................................................... 3-15

Notstoppeinrichtung ............................................................................................................... 3-13, 5-5, 5-6, 6-2, 6-5

Nutzlast NL ...................................................................................................................................... 2-3, 4-4, 5-8, 6-4

Nutzlast SWL ................................................................................................................................... 5-7, 6-4, 6-6, 6-7

O Ortungseinrichtungen .......................................................................................................................................... 3-16

P Positioniereinrichtungen ............................................................................................................... 2-6, 2-10, 3-11, 6-2

Propeller ................................................................................................................................................ 3-1, 3-11, 4-2

Prüftauchtiefe TDD ................................................................................................................................. 2-3, 3-3, 5-3

Prüfungen ........................................................................................................... 2-9, 4-4, 5-7, 6-2, 6-4, 6-7, 6-8, E-4

Pumpen .................................................................................................................................................. 2-6, 2-10, 3-5

Kapitel 3 Seite 10


Q Qualitätskontrolle ................................................................................................................................................... 1-5

R Rahmenspanten ................................................................................................................................... A-7, A-8, A-12

Rammbügel ............................................................................................................................................................ 3-6

Rechnergestützte Betriebsführungssysteme ......................................................................................................... 3-14

Reinigungsgeräte .................................................................................................................................................... 5-3

Reserveteile ................................................................................................................................................... 2-12, 5-9

Rohrleitungssysteme ........................................................................................................................... 2-5, 2-10, 3-10

ROV-Zertifikat ....................................................................................................................................................... 1-1

Ruderanlagen ................................................................................................................................................ 3-10, 4-2

S Schaltungstechnik ................................................................................................................................................ 3-14

Scheinwerfer .......................................................................................................................................................... 5-3

Schlauchleitungen ......................................................................................................................... 2-10, 3-5, E-2, E-7

Schlepppunkte ........................................................................................................................................................ 3-6

Schräglagen ..................................................................................................................................................... 2-4, 5-4

Schutzleiter .......................................................................................................................................................... 3-13

Schutzmaßnahmen ............................................................................................................................................... 3-13

Schweißnähte, Bewertung ..................................................................................................................................... B-2

Schwingungen ................................................................................................................................................. 2-4, 5-4

Seegang ........................................................................................................................................................... 2-4, 5-4

Sensoren ........................................................................................................................................................ 3-15, 4-3

Sicherheitsfaktor .................................................................................................................................................... 3-3

Spannungen

bei Nenntauchdruck ......................................................................................................................................... A-2

bei Prüftauchdruck .......................................................................................................................................... A-2

für einen konischen Druckkörper .................................................................................................................... A-5

in einem gleichförmig ausgesteiften Zylinder .................................................................................................. A-2

Spannungs-Dehnungsverhalten ............................................................................................................................. A-7

Spanten ....................................................................................................................................................... A-8, A-11

außen angeordnet ........................................................................................................................................... A-12

des Druckkörpers ............................................................................................................................................ B-2

Formabweichungen ......................................................................................................................................... A-9

Kippen ............................................................................................................................................................. A-9

Toleranzen ....................................................................................................................................................... B-3

Stahldrahtseile ........................................................................................................................................................ 6-6

I - Teil 5 GL 2009


Standardabmessungen

für Flachfenster ................................................................................................................................................ C-4

für Kugelschalenfenster ................................................................................................................................... C-5

Stauung .................................................................................................................................................................. 6-7

Steuerungseinrichtungen ................................................................................................................................. 6-1, 6-5

Symmetrische Beulung der Außenhaut .................................................................................................................. A-6

T Tauch-, Regel- und Trimmsysteme ............................................................................................... 2-6, 2-10, 3-10, 4-1

Taucher .................................................................................................................................................................. 5-6

Tether Management System (TMS) ................................................................................................................ 2-2, 6-6

Tide und Strömungen ..................................................................................................................................... 2-4, 5-4

Tragestruktur ......................................................................................................................................... 2-5, 2-10, 3-6

Tragkonstruktion ................................................................................................................................................... 4-1

Tragseil .................................................................................................................................................. 3-1, 3-8, 3-10

Trimmsysteme .............................................................................................................................. 2-6, 2-10, 3-10, 4-1

Typprüfung für Serienfahrzeuge ............................................................................................................................ 1-3

U Übergangsringe ...................................................................................................................................................... B-3

Umbilicals .............................................................................................................................. 2-6, 2-10, 3-5, 3-8, E-1

Abwerfen ......................................................................................................................................................... E-4

Auf- und Abrolleinrichtungen .......................................................................................................................... E-4

Energieversorgungsleitungen ........................................................................................................................... E-3

Genehmigungsunterlagen ................................................................................................................................. E-5

Grundsätze für Auslegung und Konstruktion ................................................................................................... E-1

Kennzeichnung ................................................................................................................................................ E-7

Prüfungen ......................................................................................................................................................... E-5

Umbilicalwinde ..................................................................................................................................................... 6-6

Umgebungsbedingungen ......................................................................................................................... 2-4, 5-4, 6-1

Unbemannte Unterwasserfahrzeuge

autonom .................................................................................................................................................... 1-1, 4-1

ferngesteuert .............................................................................................................................................. 1-1, 3-1

Unrundheit

Messmethode 1

direkte Messung der Radien ....................................................................................................................... B-4

nicht gleichmäßig verteilte Messpunkte ..................................................................................................... B-5

Messmethode 2

indirekte Messung der Abweichung von der mittleren Bogenhöhe der Messbrücke .................................. B-5

Unrundheit des zylindrischen bzw. konischen Druckkörpers ................................................................................ B-3

Kapitel 3 Seite 12


Unterstützende Einrichtungen auf dem Versorgungsschiff ..................................................................... 1-1, 5-1, 6-1

Unterwasser-Arbeitsgeräte ..................................................................................................................................... 5-1

Unterwasser-Arbeitsmaschinen .............................................................................................................................. 5-1

Unterwasserkabel ................................................................................................................................................. 3-13

V Verdichter .............................................................................................................................................................. 3-8

Versagensdruck an kugelförmigen Schalen mit einer abweichenden Unrundheit ................................................. B-7

Versorgungseinrichtungen ..................................................................................................................................... 6-3

Videokameras ........................................................................................................................................................ 5-3

W Wartungshandbuch ................................................................................................................................................ 5-6

Werkstoffe .............................................................................................................................................. 3-1, 6-6, C-1

Werkzeuge ............................................................................................................................................................. 5-5

wiederkehrende Prüfungen ..................................................................................................................................... 5-7

Z Zellen ..................................................................................................................................................................... 4-1

Zerstörungstauchdruck CDP ................................................................................................................. 3-3, 5-3, A-12

Zerstörungstauchtiefe CDD ............................................................................................................................ 2-3, 5-3

Zertifizierung ......................................................................................................................................................... 1-1

nach anderen Vorschriften ......................................................................................................................... 1-2, 5-2

nach GL-Vorschriften ........................................................................................................................ 1-1, 5-1, 6-1

Zulassung durch den GL ........................................................................................................................ 1-4, C-1, C-2

I - Teil 5 GL 2009



A. Geltungsbereich

1. Die folgende Vorschrift gilt für den Bau von unbemannten Unterwasserfahrzeugen (Unmanned Underwater Vehicle = UUV), die durch den Germani-schen Lloyd (GL) zertifiziert bzw. klassifiziert werden sollen, einschließlich deren Bedienungs- und Überwa-chungseinrichtungen.

Die Anforderungen an die erforderlichen Versor-gungseinrichtungen und Einrichtungen zum Aussetzen und Bergen der Unterwasserfahrzeuge auf dem Ver-sorgungsschiff sind in Abschnitt 6 zusammengefasst.

Unbemannte Unterwasserfahrzeuge können fernge-steuerte Fahrzeuge (Remotely Operated Vehicle = ROV) oder autonome Fahrzeuge (Autonomous Un-derwater Vehicle = AUV) sein.

2. Ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge (ROV)

Im Sinne dieser Vorschrift gelten unbemannte Unter-wasserfahrzeuge, welche während des Einsatzes phy-sisch über ein Umbilical mit dem zugehörigen Versor-gungsschiff verbunden sind und von dort auch gesteu-ert werden, als ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge (ROV). In Ausnahmefällen ist auch drahtlose Fern-steuerung möglich.

3. Autonome Unterwasserfahrzeuge (AUV)

Im Sinne dieser Vorschrift gelten unbemannte Unter-wasserfahrzeuge, welche während des Einsatzes nicht physisch mit dem zugehörigen Versorgungsschiff (z. B. durch ein Umbilical) verbunden sind, als auto-nome Unterwasserfahrzeuge (AUV). Diese Fahrzeuge können vorbestimmte Missionen mit Hilfe von EDV Programmierung und aktiven und/oder passiven Sen-soren bzw. Einzelmissionen ferngesteuert durchfüh-ren.

4. Für weitere Begriffsbestimmungen siehe Ab-schnitt 2, C.

B. Zertifizierung

1. Allgemeines

1.1 Der Antrag auf Zertifizierung eines Unter-wasserfahrzeugs ist vom Hersteller oder Betreiber schriftlich an den GL zu richten.

1.2 Unterlagen für das Unterwasserfahrzeug sind dem GL im Allgemeinen in dreifacher Ausfertigung bzw. bei elektronischer Übermittlung in einfacher Ausfertigung zur Prüfung einzureichen. Der Umfang der einzureichenden Unterlagen richtet sich nach der Bauart und Ausrüstung des Unterwasserfahrzeugs und ergibt sich aus Abschnitt 2, E.

1.3 Unter Aufsicht des GL durchzuführende Prüfungen sind dem GL rechtzeitig anzumelden.

2. Zertifizierung nach GL-Vorschriften

2.1 Möglichkeit der Zertifizierung

Unbemannte Unterwasserfahrzeuge, die nach den Vor-schriften und unter Aufsicht des GL gebaut und ge-prüft werden, können ein ROV- bzw. AUV-Zertifikat des GL erhalten.

2.2 Umfang der Zertifizierung

Die Zertifizierung umfasst das gesamte Unterwasser-fahrzeug einschließlich seiner maschinenbaulichen, schiffbaulichen und elektrotechnischen Einrichtungen.

Eine Übersicht, welche zusätzlichen Systemelemente zertifiziert werden, gibt Tabelle 1.1.

2.3 ROV-/AUV-Zertifikat

2.3.1 Nach Fertigstellung und erfolgreicher Erpro-bung des Unterwasserfahrzeugs wird für ferngesteuer-te Unterwasserfahrzeuge ein ROV-Zertifikat bzw. für autonome Unterwasserfahrzeuge ein AUV-Zertifikat vom GL ausgestellt.

2.3.2 Mit dem Zertifikat wird der technische Zustand des Fahrzeugs zum Zeitpunkt der Prüfungen und Ab-nahmen durch den GL bescheinigt. Ferner wird beschei-nigt, dass dem Betrieb des Unterwasserfahrzeugs keine sicherheitstechnischen Bedenken entgegenstehen.

2.3.3 Die Gültigkeit des ROV- bzw. AUV-Zertifikats beträgt maximal 5 Jahre und kann nach erneuter Prüfung verlängert werden. Zur Aufrechter-haltung des Zertifikats ist das Unterwasserfahrzeug in der Regel einer jährlichen Prüfung zu unterziehen. Der Umfang ist im Einzelfall mit dem GL abzustimmen.

Das ROV- bzw. AUV-Zertifikat verliert seine Gültig-keit, wenn wesentliche Änderungen an dem Unterwas-serfahrzeug ausgeführt wurden bzw. das Fahrzeug einen erheblichen Schaden erlitten hat, sofern die Änderung bzw. Reparatur nicht durch den GL geneh-migt und abgenommen wurde.

I - Teil 5 GL 2009


Kapitel 3Seite 1–1

B

Tabelle 1.1 Zertifizierung und Klassifizierung von unbemannten Unterwasserfahrzeugen

Arten von unbemannten Unterwasserfahrzeugen Systemelemente

ROV AUV

Unterwasserfahrzeuge: (Abschnitte 1 – 4)

Unterwasserfahrzeuge selbst, einschließlich Umbilical/Tragseil, falls vorhanden

Klassifikation ROV-Zertifizierung

Klassifikation AUV-Zertifizierung

Fahrstand, Datenübertragung zum Unterwasserfahrzeug

Klassifikation ROV-Zertifizierung


Launcher, falls vorhanden Klassifikation ROV-Zertifizierung


Unterstützende Einrichtung auf dem Versorgungsschiff: (Abschnitt 6)

Versorgungseinrichtungen und deren Kontrolle Zertifizierung 1 Zertifizierung 1

Aussetz- und Bergeeinrichtung, Umbilicalwinde, falls vorhanden Zertifizierung 2 Zertifizierung 2

Stauung und Decktransport Eignungsnachweis 3 Eignungsnachweis 3 1 GL-Zertifikat oder Zertifikat einer anerkannten Institution, sofern nicht Inhalt des Klassenzertifikates des Versorgungsschiffes 2 GL-Zertifikat oder Zertifikat einer anerkannten Institution 3 z. B. Prüfstempel, Prüfplakette für Zurrmittel, usw.; Nachweis für Winden, Decksbefestigung, usw.

3. Zertifizierung nach anderen Vorschriften

3.1 Bei unbemannten Unterwasserfahrzeugen, die nicht nach den Vorschriften des GL gebaut wer-den, sind mit dem Antrag auf Zertifizierung die hierfür angewendeten Regeln verbindlich anzugeben.

3.2 Nach erfolgreicher Prüfung kann ein Zertifi-kat des GL ausgestellt werden.

C. Klassifikation und Klassenzeichen

1. Klassifikation

1.1 Möglichkeit der Klassifikation

Unbemannte Unterwasserfahrzeuge (UUV) können klassifiziert werden und sind dann entsprechend dem Klassenlauf wiederkehrenden Prüfungen durch den GL zu unterziehen.

1.2 Grundlagen der Klassifikation

Als Grundlage für die Klassifikation von unbemann-ten Unterwasserfahrzeugen gilt diese Klassifikations- und Bauvorschrift.

Für nicht in dieser Vorschrift definierte Anforderungen sind, soweit nicht anders vereinbart, die übrigen Klassi-fikations- und Bauvorschriften des GL anzuwenden.

Der Begriff "Bauvorschriften" schließt Werkstoff- und Schweißvorschriften sowie andere vom GL herausge-gebene Bauvorschriften ein, vgl. Abschnitt 2, B.

1.3 Umfang der Klassifikation

Die Klassifikation umfasst das gesamte unbemannte Unterwasserfahrzeug einschließlich seiner maschinen-baulichen, schiffbaulichen und elektrotechnischen Ein-richtungen.

Eine Übersicht, welche zusätzliche Systemelemente des Gesamtsystems im Allgemeinen zu klassifizieren sind, gibt Tabelle 1.1.

1.4 Klassenzertifikat

Das Klassenzertifikat für unbemannte Unterwasser-fahrzeuge wird durch die GL-Unternehmenszentrale ausgestellt. Es ist an Bord des Versorgungsschiffes mitzuführen.

1.5 Klassenregister

Die vom GL klassifizierten unbemannten Unterwas-serfahrzeuge werden unter Angabe des Klassenzei-chens und der wichtigsten technischen Daten im Re-gister geführt und in die Liste der Unterwasserfahr-zeuge aufgenommen.

1.6 Betriebsaufzeichnungen

Für unbemannte Unterwasserfahrzeuge sind Be-triebsaufzeichnungen zu führen, in denen Einzelheiten über den Einsatz (Tauchtiefe, Einsatzzeit, Beschädi-gungen, Wartung, Reparaturen, usw.) eingetragen werden müssen. Die Betriebsaufzeichnungen sind dem GL-Besichtiger auf Verlangen vorzulegen.

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I - Part 5GL 2009

C

2. Klassenbezeichnung

2.1 Die Klassenzeichen lauten:

− 100A5 ROV für ferngesteuerte Unterwasser-fahrzeuge

− 100A5 AUV für autonom operierende Unter-wasserfahrzeuge

Die Zahl 5 kennzeichnet die Dauer des Klassenlaufs in Jahren.

2.2 Unbemannte Unterwasserfahrzeuge, die unter Aufsicht sowie unter Einhaltung der Vorschriften des GL aus vom GL nach seinen Vorschriften geprüften Werkstoffen und Bauteilen erbaut worden sind, erhal-ten das Zeichen vor dem Klassenzeichen.

2.3 Unbemannte Unterwasserfahrzeuge, die unter Aufsicht und nach den Vorschriften einer anderen anerkannten Klassifikationsgesellschaft gebaut worden sind, erhalten, wenn sie in die Klasse des GL übernom-men werden, das Zeichen vor dem Klassenzeichen.

2.4 Bei Unterwasserfahrzeugen und deren Einrich-tungen, die nicht einer konventionellen Bauart entspre-chen, behält sich der GL das Recht vor, zusätzliche Prü-fungen vorzusehen, besondere Besichtigungstermine an-zuordnen und besondere Eintragungen im Zertifikat des Unterwasserfahrzeugs und im Register vorzunehmen.

3. Weitere klassenrelevante Bedingungen

Weitere Bedingungen für die Klassifikation und den Klassenerhalt sind in den Vorschriften für Bemannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 1 und Klassi-fikation und Besichtigungen (I-0) enthalten und soweit möglich analog für unbemannte Unterwasserfahrzeuge anzuwenden.

4. Typprüfung für Serienfahrzeuge

Unbemannte Unterwasserfahrzeuge, die in Serie herge-stellt werden, können auch einer Typprüfung unterzogen und entsprechend zertifiziert bzw. klassifiziert werden.

Art und Umfang von Typprüfungen sowie der ergän-zenden Serien-Bauüberwachung sind im Einzelfall mit dem GL abzustimmen.

D. Besichtigungen für die Erhaltung der Klasse

1. Allgemein

1.1 Besichtigungen, die im Rahmen der Bau- und Abnahmeprüfungen für das unbemannte Unterwasser-fahrzeug durchzuführen sind, führt der GL nach dieser Vorschrift in Abstimmung mit dem Hersteller oder Betreiber durch. Bezüglich dieses Umfangs siehe Abschnitt 2, F.

1.2 Besichtigungen, die durch behördliche Ver-ordnungen, internationale Übereinkommen oder sons-tige Bestimmungen erforderlich sind, führt der GL auf Antrag bzw. im Auftrag gemäß den jeweiligen Bestimmungen durch.

1.3 Ist an einem Unterwasserfahrzeug ein erheb-licher Schaden entstanden, der die Gültigkeit des Klassenzertifikates beeinträchtigt oder aussetzt, führt der GL auf Antrag Schadens- und Reparaturbesichti-gungen durch und bestätigt das Zertifikat nach Durch-führung der erforderlichen Reparaturmaßnahmen.

1.4 Außerordentliche Besichtigungen sind bei Änderung der Konstruktion, der Betriebsweise oder der Ausrüstung durchzuführen.

1.5 Bei Aggregaten und Komponenten, die in eingebautem Zustand am Unterwasserfahrzeug nur mit unvertretbarem Aufwand zur Besichtigung hergerich-tet werden können, kann auf Antrag die Besichtigung auch im Herstellerwerk oder einer anderen autorisier-ten Werkstatt durchgeführt werden.

2. Klassenbesichtigungen

Die Besichtigungen sind nach den folgenden Kriterien durchzuführen. Sollten die Betriebssysteme eines Unterwasserfahrzeugs vom Standardfall abweichen, so können die Besichtigungsumfänge in Abstimmung mit dem GL entsprechend angepasst werden.

2.1 Jährliche Besichtigung

Die jährliche Besichtigung eines unbemannten Unter-wasserfahrzeugs umfasst mindestens folgende Prüfun-gen und Kontrollen:

2.1.1 Überprüfung der Dokumente für das Unter-wasserfahrzeug und Einsicht in die Betriebsaufzeich-nungen.

2.1.2 Die Außenstruktur einschließlich Tragestruk-tur, aller Anbauten, Verschlüsse, Anschlagpunkte, Ver-kleidungen, feste Auftriebskörper, usw. werden auf sichtbare Beschädigungen, Anrisse, Verformungen, Anrostungen und Verschmutzungen, usw. kontrolliert.

2.1.3 Kontrolle der Korrosionsschutzmaßnahmen (z.B. Anoden)

2.1.4 Alle Behälter und Apparate unter äußerem oder inneren Überdruck einschl. Durchführungen, Fenster, Armaturen und zugehörige Sicherheitsein-richtungen werden einer äußeren Besichtigung unter-zogen.

2.1.5 Die gesamte Antriebseinheit einschließlich der elektrischen Anlage und gegebenenfalls der Re-dundanzsysteme wird einer äußeren Besichtigung unterzogen.

2.1.6 Kontrolle, dass Isolationsmessungen der E-Anlage vorgenommen wurden.

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D

2.1.7 Überprüfung der Sicherheitseinrichtungen so-wie der Schaltpunkte der Sicherheitseinrichtungen.

2.1.8 Funktionstest aller Alarmsysteme.

2.1.9 Die Umschaltung der elektrischen Energie-versorgung auf die Notenergieversorgung des Unter-wasserfahrzeugs, soweit vorhanden, wird überprüft.

2.1.10 Alle betriebswichtigen Messeinrichtungen werden auf ihre Anzeigegenauigkeit überprüft (z. B. Tiefenmesser, u. a.).

2.1.11 Alle Notsysteme (z. B. Abwurfeinrichtungen, Notsignale) werden - soweit sinnvoll - einer Funkti-onsprüfung unterzogen.

2.1.12 Kontrolle des Ballastsystems.

2.1.13 Schlauchleitungen werden auf sichtbare Schäden überprüft.

2.1.14 Das Umbilical sowie Tragseil - soweit vor-handen - wird auf sichtbare Beschädigungen, Anrisse, Verformungen und Korrosion kontrolliert.

2.1.15 Die Funktion der Datenübertragungseinrich-tungen wird überprüft.

2.1.16 Die Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems wird im Rahmen eines Probetauchgangs überprüft.

2.2 Zwischenbesichtigung

Die Zwischenbesichtigung ist nominell 2,5 Jahre nach Beginn des Klassenlaufes und nach jeder Klassener-neuerung fällig und kann anlässlich der zweiten oder dritten jährlichen Besichtigung durchgeführt werden.

Eine Zwischenbesichtigung ist eine jährliche Besichti-gung entsprechend 2.1, die um den nachstehenden Umfang erweitert ist:

2.2.1 Durchführung eines Dichtheitstests der Druck-behälter unter äußerem Druck durch Unterdruckprobe mit mindestens 0,2 bar unter Atmosphärendruck oder anderen geeigneten Prüfverfahren, soweit erforderlich.

2.2.2 Dichtheitsprüfung des Ballastwassersystems, soweit vorhanden.

2.2.3 Dichtheitsprüfung der Schlauchleitungen.

2.2.4 Äußere Besichtigung und gegebenenfalls Funktionsprüfung der zum Unterwasserfahrzeug gehö-renden Anbauteile/Arbeitsgeräte.

2.3 Klassenerneuerungsbesichtigung

Alle fünf Jahre wird eine Klassenerneuerungsbesichti-gung vorgenommen. Zusätzlich zu den unter 2.2 auf-geführten Besichtigungen werden folgende Prüfungen und Untersuchungen bei Klassenerneuerungsbesichti-gungen vorgenommen:

2.3.1 Allseitige Besichtigung der Außenverklei-dungen und Auftriebsmittel (druckfester Schaum). Dazu sind gegebenenfalls Verkleidungen zu entfernen.

2.3.2 Kontrolle der Bereiche der Tragestruktur, die nur schwer zugänglich sind, ggf. mit Hilfe zerstö-rungsfreier Prüfverfahren.

2.3.3 Bei Behältern und Apparaten unter äußerem oder innerem Überdruck, die innen nicht einwandfrei besichtigt werden können und bei solchen, deren ein-wandfreier Zustand bei der inneren Besichtigung nicht eindeutig erkannt werden kann, ist ein anderes zerstö-rungsfreies Prüfverfahren anzuwenden oder zusätzlich eine hydraulische Druckprüfung vorzunehmen. Soweit erforderlich, sind hierzu Auftriebsmaterialien, Verklei-dungen oder Wärmedämmschichten zu entfernen.

2.3.4 Sichtscheiben aus Acrylglas sind, soweit er-forderlich, auszubauen und auf Anrisse zu kontrollie-ren. Die Fenstersitze sind auf Korrosion und Beschä-digungen zu kontrollieren.

2.3.5 Prüfung der Notauftaucheinrichtungen und des daraus resultierenden Schwimmzustandes an der Wasseroberfläche.

2.3.6 Kontrolle, dass Betriebsmittel, insbesondere Schlauchleitungen und Kompensatoren gemäß dem Instandhaltungsplan gewechselt wurden.

E. Arbeitsausführung

1. Allgemeines

1.1 Anforderungen, die durch Hersteller und Zulieferer zu erfüllen sind

1.1.1 Jeder Betrieb eines Herstellers/Zulieferers muss über geeignete Einrichtungen verfügen, die eine fachgerechte und einwandfreie Handhabung der jewei-ligen Werkstoffe, Fertigungsverfahren, Bauteile, usw. ermöglichen. Der GL behält sich vor, die Betriebe daraufhin zu überprüfen und diesbezügliche Forde-rungen zu stellen oder den Fertigungsumfang entspre-chend den Möglichkeiten des Betriebes zu begrenzen.

Für sicherheitsrelevante Komponenten und Bauteile ist vom GL festzulegen, ob der Hersteller/Zulieferer eine entsprechende Zulassung durch den GL benötigt. Als sicherheitsrelevant gelten Komponenten und Bau-teile, von denen einen unmittelbare Gefahr für Perso-nen oder das Unterwasserfahrzeug ausgeht.

1.1.2 Die Betriebe müssen über fachlich genügend qualifiziertes Personal verfügen. Das Aufsichts- und Kontrollpersonal ist dem GL zu benennen, die Ver-antwortungsbereiche sind festzulegen. Der GL behält sich vor, Qualitätsnachweise zu verlangen.



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E

1.2 Qualitätskontrolle

1.2.1 Der Hersteller/Zulieferer soll ein Qualitätssi-cherungssystem, wie z.B. ISO 9001 oder gleichwertig anwenden.

1.2.2 Alle Bauteile sind werksseitig – soweit erfor-derlich und zweckmäßig - während der Fertigung und nach Fertigstellung auf Vollständigkeit, Maßhaltigkeit und einwandfreie Arbeitsausführung gemäß guter Ingenieurpraxis zu kontrollieren.

1.2.3 Nach werksseitiger Kontrolle und ggf. Nach-besserung sind die Bauteile dem Besichtiger des GL in zweckmäßigen Bauabschnitten, normalerweise in unbeschichtetem Zustand und gut zugänglich zur Überprüfung vorzustellen.

1.2.4 Der GL-Besichtiger kann unzureichend vor-kontrollierte Bauteile zurückweisen und deren erneute Vorstellung nach erfolgreicher werksseitiger Kontrolle und, falls erforderlich, Nachbesserung verlangen.

2. Angaben in den Fertigungsunterlagen

2.1 In den Fertigungsunterlagen (Werkstattzeich-nungen, usw.) sollen alle diejenigen Angaben enthalten sein, die für die Güte und Funktionsfähigkeit des jewei-ligen Bauteils von Bedeutung sind. Hierzu gehören neben den Abmessungen - soweit erforderlich - Anga-ben über Oberflächengüten (z.B. Nacharbeiten von Brennkanten und Schweißnähten), besondere Ferti-gungsmethoden sowie Prüfungen und Anforderungen und gegebenenfalls über erforderliche Toleranzen.

Sofern eine Norm (Werksnorm, nationale Norm, usw.) verwendet werden soll, muss dieser mit dem GL abge-stimmt sein.

2.2 Sind aufgrund unzureichender oder fehlender Angaben in den Fertigungsunterlagen Güte bzw. Funk-tionsfähigkeit eines Bauteils nicht gewährleistet oder bestehen Zweifel hieran, so kann der GL entsprechende Verbesserungen verlangen. Dies gilt sinngemäß für er-gänzende oder zusätzliche Bauteile (z.B. Verstärkungen), auch wenn diese bei der Zeichnungsprüfung nicht ge-fordert worden sind oder - wegen nicht genügend de-taillierter Darstellung - nicht gefordert werden konnten.

I - Teil 5 GL 2009



E

Abschnitt 2

Grundsätze für den Bau von unbemannten Unterwasserfahrzeugen

A. Allgemeine Grundsätze

1. Soweit zweckmäßig und durchführbar, sind Unterwasserfahrzeuge so zu entwerfen und zu bauen, dass das Versagen eines beliebigen Einzelteils keine gefährliche Situation verursachen kann.

2. Unterwasserfahrzeuge und deren Bauteile sind für die Bedingungen auszulegen, unter denen sie laut Spezifikation eingesetzt werden sollen.

3. Unterwasserfahrzeuge sind so zu entwerfen und zu bauen, dass ein sicherer Betrieb, eine ausrei-chende Wartung und die erforderlichen Besichtigun-gen durchgeführt werden können.

4. Unterwasserfahrzeuge sind so zu konstruie-ren, dass während der Tauchfahrt ausreichende Über-wachungsmöglichkeiten gegeben sind. Dies kann z. B. durch Videoeinrichtungen und akustische Geräte er-reicht werden.

B. Zu berücksichtigende Vorschriften

1. Vorschriften des GL

1.1 Die folgenden Vorschriften gelten als zusätz-liche Anforderungen für die Zertifizierung/Klassifi-kation und den Bau von Unterwasserfahrzeugen in Ergänzung zu den Klassifikations- und Bauvorschrif-ten des GL für diese Fahrzeuge:

– Teil 0 – Klassifikation und Besichtigungen

– Teil 1 – Seeschiffe, Kapitel 1-4, soweit anwendbar

– II – Werkstoffe und Schweißtechnik, Teil 1-3.

1.2 Bezüglich der unterstützenden Einrichtungen auf dem Versorgungsschiff siehe Abschnitt 6.

1.3 Von den Bauvorschriften abweichende Aus-führungen können zugelassen werden, wenn sie vom GL als gleichwertig anerkannt worden sind.

1.4 Unterwasserfahrzeuge oder Teile hiervon, deren Entwicklung auf neuartigen Grundlagen beruht und die im praktischen Betrieb noch nicht ausreichend erprobt sind, bedürfen einer besonderen Genehmigung des GL.

1.5 In den unter 1.3 und 1.4 aufgeführten Fällen ist der GL berechtigt, die Vorlage zusätzlicher Unter-lagen und die Durchführung besonderer Erprobungen zu verlangen.

1.6 Der GL behält sich das Recht vor, über die Forderungen der Vorschriften hinaus für alle Arten von Unterwasserfahrzeugen zusätzliche Forderungen zu erheben, wenn es aufgrund neuer Erkenntnisse oder Betriebserfahrungen unvermeidlich geworden sein sollte oder in besonders begründeten Fällen Abwei-chungen von den Vorschriften zuzulassen.

2. Nationale Vorschriften

Neben den Vorschriften des GL bestehende nationale Vorschriften bleiben unberührt.

3. Internationale Vorschriften und Codes

Wird auf internationale Konventionen und Codes hingewiesen, so sind diese im Folgenden beispielhaft aufgelistet:

3.1 MARPOL 73/78

Internationales Übereinkommen von 1973 zur Verhü-tung der Meeresverschmutzung durch Schiffe, ein-schließlich des Protokolls von 1978, einschließlich Änderungen.

3.2 SOLAS 74

Internationales Übereinkommen von 1974 zum Schutz des menschlichen Lebens auf See, einschließlich Än-derungen.

3.3 COLREGS 1972

Internationalen Regeln von 1972 zur Verhütung von Zusammenstößen auf See.

C. Begriffsbestimmungen

1. Allgemein

Arbeitsgerät (Unterwasser-)

Einrichtungen, z. B. Manipulator, Probenbehälter oder Werkzeug, die am Unterwasserfahrzeug angebracht und zur Ausführung von Unterwasserarbeiten und zur Aufnahme von z. B. Proben bestimmt ist.

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Abschnitt 2 Grundsätze für den Bau von unbemannten Unterwasserfahrzeugen Kapitel 3Seite 2–1

C

Arbeitsmaschine (Unterwasser-) Einrichtung, z. B. Greifer, Ramme, Bohrer und deren Kombination, die im Regelfall von einem Versor-gungsschiff eingesetzt wird und zur Ausführung von Unterwasserarbeiten bestimmt ist.

Außenstruktur Außenverkleidungen, Tragestrukturen und Anbauten außerhalb von druckfesten Behältern, die in der Regel nicht für den Tauchdruck ausgelegt sind.

Aussetz- und Bergeeinrichtung Einrichtungen zum Aussetzen und Bergen eines Un-terwasserfahrzeugs.

Autonomes Unterwasserfahrzeug (AUV) Unterwasserfahrzeug, welches während des Einsatzes nicht physisch mit dem zugehörigen Versorgungsschiff (z. B. durch ein Umbilical) verbunden ist und vorbe-stimmte Missionen mit Hilfe von EDV-Programmie-rung und aktiven und/oder passiven Sensoren durch-führen kann. Anschließend werden sie wieder von einem Versorgungsschiff aufgenommen, versorgt, ge-wartet und zum Ort des nächsten Einsatzes gebracht.

Druckbehälter Behälter, der mit einem inneren oder äußeren Über-druck beaufschlagt wird.

Druckgasflaschen Flaschen für Lagerung und Transport von Druckgasen.

Fahrstand Pult oder Konsole, in der alle wichtigen Anzeigen, Steuer-, Regel- und Kontrollorgane zur Fernsteuerung des Unterwasserfahrzeugs angeordnet sind.

Ferngesteuertes Unterwasserfahrzeug (ROV) Unterwasserfahrzeug, welches während des Einsatzes physisch über ein Umbilical mit dem zugehörigen Versorgungsschiff verbunden ist und von dort auch gesteuert wird. In Ausnahmefällen ist auch eine draht-lose Fernsteuerung möglich.

Festhalteeinrichtungen Arbeitsgerät zum kurzseitigen Festsetzen eines Unter-wasserfahrzeugs z. B. an einer Struktur.

Garage Käfig, in dem das Unterwasserfahrzeug geschützt ausgesetzt und geborgen werden kann. Die Garage ist im Regelfall Bestandteil eines Launchers.

Gesamtsystem Unterwasserfahrzeug einschließlich dessen Steuer-, Aussetz-, Berge-, Stauungs-, Transport- und Versor-gungseinrichtungen.

Launcher Gerät mit dem das Unterwasserfahrzeug vom Versor-gungsschiff ausgesetzt und geborgen werden kann und

von dem aus das Fahrzeug unter Wasser zum Einsatz-ort fahren kann. Bei ferngesteuerten Unterwasserfahr-zeugen (ROV) ist der Launcher durch Tragseil und lange Versorgungsleitungen mit dem Versorgungs-schiff verbunden und beinhaltet in der Regel die Win-de (z. B. TMS – Tether Management System) für das Umbilical vom Launcher zum Unterwasserfahrzeug.

Nutzlast der Aussetz- und Bergeeinrichtung (SWL) Die Nutzlast SWL ist die Last, die direkt von der Aussetz- und Bergeeinrichtung aufgenommen werden darf. Die Eigenlasten von Lastaufnahmemitteln, die nicht fest mit der Aussetz- und Bergeeinrichtung ver-bunden sind, sondern als Bindeglied zwischen Last und Hebezeug dienen, sind Bestandteil der Nutzlast SWL.

Nutzlast des Unterwasserfahrzeugs NL Maximale Zusatzlast für Geräte, Ausrüstungen, Mate-rialien, die für den eigentlichen Betrieb des Unterwas-serfahrzeugs nicht erforderlich sind, sondern für aus-zuführende Arbeiten, Untersuchungen des Meeres und wissenschaftliche Forschungen dienen.

Positioniereinrichtung Einrichtungen zur Einhaltung einer vorher festgeleg-ten Position (Breite, Länge, Tiefe).

Tauchdruck Der jeweiligen Tauchtiefe entsprechender Druck, dem ein Unterwasserfahrzeug oder Taucher während eines Unterwassereinsatzes ausgesetzt ist.

Tragestruktur Rahmen oder Gestell, in dem die Einzelkomponenten des Unterwasserfahrzeugs zusammenfassend angeord-net sind.

Tragseil Seil zum Aussetzen und Wiedereinholen von Unter-wasserfahrzeugen, sowie zum Anheben oder Absen-ken eines ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugs.

Umbilical Verbindungsglied zwischen Versorgungsschiff und ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen, welches Steuerungs-, Überwachungs-, Datenübertragungs- und Energieversorgungsleitungen sowie gegebenenfalls das Tragseil enthalten kann. Diese Versorgungsleitung kann auch zwischen einem Launcher und dem Unterwasserfahrzeug und zwischen dem Unterwasserfahrzeug und einem Taucher ver-wendet werden.

Versorgungseinrichtungen Einrichtungen auf dem Versorgungsschiff, die insbe-sondere ferngesteuerte, aber auch autonome Unter-wasserfahrzeuge mit für den Betrieb notwendigen Versorgungsgütern, wie z. B. elektrische Energie, Hydraulikflüssigkeit, sowie Steuerungs- und Überwa-chungsdaten versorgen.


Abschnitt 2 Grundsätze für den Bau von unbemannten Unterwasserfahrzeugen I - Teil 5GL 2009

C

Versorgungsschiff Oberflächenfahrzeug zur Unterstützung und Versor-gung von ferngesteuerten und autonomen Unterwas-serfahrzeugen. In dieser Vorschrift kann das Versor-gungsschiff auch eine ortsfeste Versorgungsstation (z. B. an der Küste oder auf einer ortsfesten Offshore-Anlage) sein.

2. Hauptabmessungen und Hauptparameter

Alle Abmessungen beziehen sich auf fest eingebaute Ausrüstungsteile in eingefahrenem/eingeklapptem Zu-stand.

2.1 Achsensystem

Es wird ein bezüglich des Unterwasserfahrzeugs fes-tes, rechtshändiges Achsensystem x, y, z entsprechend Abb. 2.1 definiert. Der Ursprung des Systems ist durch das hintere Lot, die Mittellinie und die Basisli-nie des Unterwasserfahrzeugs bestimmt. Die x-Achse zeigt in Längsrichtung des Fahrzeugs in positiver Richtung nach vorne, die y-Achse positiv nach Back-bord und die z-Achse positiv aufwärts. Winkelbewe-gungen werden als positiv betrachtet, wenn sie im Uhrzeigersinn um die drei Achsen erfolgen.

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Abb. 2.1 Festes Achsensystem und Hauptabmes-sungen für ferngesteuerte (oben) und autonome (unten) unbemannte Unter-wasserfahrzeuge

2.2 Länge über alles LOA

Die Länge LOA ist der Abstand zwischen dem vor-dersten und hintersten Punkt des Unterwasserfahr-zeugs einschließlich aller fest eingebauten Ausrüs-tungskomponenten, parallel zur x-Achse gemessen [m].

2.3 Gesamtbreite (Weite) B

Die Gesamtbreite (Weite) B ist die größte Breite des Unterwasserfahrzeugs einschließlich aller fest einge-bauten Ausrüstungsteile, parallel zur y-Achse gemes-sen [m].

2.4 Radius eines außendruckfesten Behälters Rm Der Radius Rm eines außendruckfesten Behälters ist der Radius des Zylinders oder der Kugel, auf die Mitte der Wanddicke bezogen [m].

2.5 Gesamthöhe H

Die Gesamthöhe H ist die gesamte Höhe von der Basislinie bis Oberkante des Fahrzeugs einschließlich aller fest eingebauten Ausrüstungsteile, parallel zur z-Achse gemessen [m].

2.6 Tiefgang T

Der Tiefgang T in aufgetauchtem Zustand ist der maximale vertikale Abstand zwischen der Basislinie und der Wasseroberfläche [m].

2.7 Verdrängung

Die Verdrängung des aufgetauchten Unterwasserfahr-zeugs ist Δ↑, die Verdrängung des getauchten Fahr-zeugs ist Δ↓ [t].

2.8 Nutzlast NL

Die maximale Zusatzlast für Geräte, Ausrüstungen, Materialien, die für den eigentlichen Betrieb des Un-terwasserfahrzeugs nicht erforderlich sind, sondern für auszuführende Arbeiten, Untersuchungen des Meeres und wissenschaftliche Forschungen, ist NL [kg].

2.9 Tauchtiefen

Alle Tauchtiefen beziehen sich auf die Basislinie.

2.9.1 Nenntauchtiefe NDD

Die Nenntauchtiefe NDD (Nominal Diving Depth) ist die Tauchtiefe für den unbeschränkten Betrieb des Unterwasserfahrzeugs [m].

2.9.2 Prüftauchtiefe TDD

Die Prüftauchtiefe TDD (Test Diving Depth) ist die Tauchtiefe, die einem äußeren Überdruck entspricht, dem das Unterwasserfahrzeug nach der Fertigstellung oder nach wesentlichen Reparaturen unter Prüfbedin-gungen auszusetzen ist [m].

2.9.3 Zerstörungstauchtiefe CDD

Die Zerstörungstauchtiefe CDD (Collapse Diving Depth) ist die Tauchtiefe des Unterwasserfahrzeugs, die dem rech-nerischen äußeren Überdruck, bei dem das Versagen eines druckfesten Bauteils zu erwarten ist, entspricht [m].

2.10 Geschwindigkeiten

2.10.1 Geschwindigkeit v0↑

Die Geschwindigkeit v0↑ ist die maximale Betriebsge-schwindigkeit des aufgetauchten Unterwasserfahrzeugs [kn] bei einer Propellerdrehzahl entsprechend der ma-ximalen Überwasser-Dauerantriebsleistung (MCR 1).

–––––––––––––– 1 MCR = Maximum continuous rating = maximale Dauerleistung

I - Teil 5 GL 2009


C

2.10.2 Geschwindigkeit v0↓

Die Geschwindigkeit v0↓ ist die maximale Betriebsge-schwindigkeit des getauchten Unterwasserfahrzeugs [kn] bei einer Propellerdrehzahl entsprechend der maximalen Unterwasser-Dauerleistung (MCR 1).

D. Umgebungsbedingungen

1. Allgemeines

Für die Auslegung, Auswahl und Anordnung der für Unterwasserfahrzeuge eingesetzten Maschinen, Geräte und Einrichtungen sind mindestens die im Folgenden aufgeführten Umgebungsbedingungen zugrunde zu legen. Für Unterwasserfahrzeuge, die nur in bestimm-ten Gebieten eingesetzt werden, können abweichende Umgebungsbedingungen zugelassen werden.

Bei besonderen Einsätzen, wie Tauchen unter Eis oder in Höhlen sind die dortigen Umgebungsbedingungen zu berücksichtigen und die besonderen Maßnahmen mit dem GL abzustimmen.

2. Schräglagen

Soweit nicht anderweitig spezifiziert, ist eine stö-rungsfreie Funktion bis zu Neigungen von 22,5° (sta-tisch und dynamisch) in jeder Richtung abweichend von der Einbaulage zu gewährleisten. Bei vorüberge-henden Neigungen bis 45° dürfen keine ungewollten Funktionszustände eintreten und keine Schäden, ins-besondere an Lagern von Maschinen, hervorgerufen werden. Bei größeren betrieblichen Schräglagen sind diese bei Auslegung und Prüfung entsprechend zu berücksichtigen.

3. Wasser

Für die Auslegung von Unterwasserfahrzeugen und -komponenten sind sowohl der Temperaturbereich des Wassers als auch der Bereich des Salzgehalts und damit der Dichte festzulegen. Falls nicht anders ver-einbart, kann Seewasser mit einem Temperaturbereich von –2 °C bis +32 °C, einem Salzgehalt von 3,5 % und einer Dichte von 1028 kg/m3 zugrunde gelegt werden. Zur Umrechnung der Tauchtiefe auf Druck gilt dann 0,101 bar/m.

4. Seegang

Die Seegangsbedingungen, bis zu welchen das Unter-wasserfahrzeug aufgetaucht eingesetzt werden soll, sind mit dem GL abzustimmen. Falls nicht anders vereinbart, sind Unterwasserfahrzeuge für Seegangs-bedingungen mit einer signifikanten Wellenhöhe von mindestens 2 m auszulegen. Dabei sind als Beschleu-nigungswerte in vertikaler Richtung 2 g nach unten und 1 g nach oben, in Längs- und Querrichtung je 1 g (g = 9,81 m/s2) zu berücksichtigen.

5. Tide und Strömungen

Für die Auslegung der Vortriebs- und Manövrierein-richtungen sind je nach Fahrtgebiet die einzelnen strömungsbeeinflussenden Faktoren und deren mögli-che Kombinationen zu berücksichtigen.

Als Grundlage für die Auslegung ist die maximale, sowie die minimale Tide des entsprechenden Einsatz-gebietes heranzuziehen. Außerdem sind Windströ-mungen oder geographische Besonderheiten (z. B. Meerengen) zu berücksichtigen.

6. Klima

Für den Transport, die Wartung, Inspektion und Tro-ckenerprobung von Unterwasserfahrzeugen an Bord des Versorgungsschiffes, sowie für die Aussetz- und Bergeeinrichtungen für das Unterwasserfahrzeug ist salzhaltige Luft im Temperaturbereich von –10 °C bis +55 °C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100 % zugrunde zu legen.

Für die an Bord von Versorgungsschiffen aufgestellten geschützten Fahrstandsräume für ferngesteuerte Un-terwasserfahrzeuge ist mit einer relativen Luftfeuchte von 80 % bei einer Bezugstemperatur von 45 °C zu rechnen.

7. Schwingungen und Erschütterungen

Durch Maschinen dürfen keine Schwingungen und Erschütterungen hervorgerufen werden, die andere Maschinen, Einrichtungen oder den Körper des Unter-wasserfahrzeugs unzulässig beanspruchen. Die in den GL Vorschriften für Maschinenanlagen (I-1-2), Ab-schnitt 1, C. aufgeführten Amplituden und Beschleu-nigungen sind zu beachten.

8. Explosionsschutz

Unterwasserfahrzeuge, die in bzw. von explosionsge-fährdeten Bereichen aus eingesetzt werden (z.B. von Öl- oder Gasförderplattformen), müssen für die ent-sprechenden explosionsgefährdeten Bereiche ausge-legt werden. Dies gilt auch für die Fahrstände.

9. Sonstige Umgebungsbedingungen

Bei der Konstruktion des Unterwasserfahrzeuges sind auch die Umgebungsbedingungen zu berücksichtigen, die bei einem eventuellen Lufttransport auftreten kön-nen (z.B. Unterdruck/Temperatur).

E. Genehmigungsunterlagen

1. Allgemeines

1.1 Vor Beginn der Fertigung ist dem GL die Dokumentation des Gesamtsystems und Zeichnungen aller prüfpflichtigen Bauteile und Systeme, soweit zutreffend, in dem im Folgenden angegebenen Umfang



E

in je dreifacher Ausfertigung bzw. bei elektronischer Übermittlung in einfacher Ausfertigung einzureichen.

1.2 Die Dokumentation muss alle zur Prüfung der Konstruktion und ihrer Beanspruchung notwendi-gen Angaben enthalten. Soweit erforderlich, sind Berechnungen für Bauteile und Beschreibungen der Anlage einzureichen.

1.3 Nach Genehmigung der vorgelegten Unterla-gen durch den GL sind diese für die Ausführung ver-bindlich. Wesentliche Änderungen bedürfen vor der Ausführung der Zustimmung des GL.

2. Gesamtsystem

Es sind folgende Unterlagen einzureichen:

2.1 Beschreibung des Unterwasserfahrzeugs mit Angaben über die Betriebsart, den vorgesehenen Einsatzzweck und die maßgebenden Auslegungsdaten wie z. B.:

– Nenntauchtiefe

– maximale Einsatzzeit und maximale Funktions-zeit der Erkennungsignale

– maximaler Einsatzbereich (Radius)

– Tauchverfahren

– Einsatzgrenzen in Bezug auf das Aussetzen und Bergen (Seegang)

– andere Einsatzgrenzen in Bezug auf die Umge-bungsbedingungen (z.B. See-/Süßwasser oder geographische, strömungstechnische Besonder-heiten)

– Geschwindigkeit unter und gegebenenfalls auch über Wasser sowie maximale Schleppgeschwin-digkeit

– Art des Antriebes und der Manövriereinrichtungen

– Art und Umfang von Arbeitsgeräten und Aus-rüstung

– Gewicht des Fahrzeugs, Nutzlast und Ballast, Wasserverdrängung (getaucht)

2.2 Generalplan, sowie Pläne über die Konstruk-tionseinzelheiten des Unterwasserfahrzeugs ein-schließlich der Material-, Herstellungs- und Prüfspezi-fikationen.

2.3 Pläne (Blockschaltbilder) des Gesamtsystems.

2.4 Fehler - Möglichkeits- und Einfluss - Analyse (FMEA), falls erforderlich.

2.5 Zusammenfassende Darstellung der Korrosi-onsschutzmaßnahmen.

2.6 Stabilitätsunterlagen (entsprechend Einsatz-zweck und Bauausführung)

2.7 Bedienungsanleitung und Wartungshand-buch

Die Bedienungsanleitung soll im Detail sowohl die für den Normalbetrieb als auch für den Notbetrieb erfor-derlichen Bedienungsschritte in klarer und übersichtli-cher Form und ihrer erforderlichen Abfolge (z.B. als Checkliste) enthalten. Außerdem sind die Maßnahmen zur Aufladung der Betriebssysteme (z.B. Batterien) anzugeben. Weiterhin sind die vorgesehene Lebens-dauer, sowie die zulässigen Last- und Einsatzzyklen von Ausrüstungsteilen (z.B. Acrylfenster, Batterien) anzugeben.

Das Wartungshandbuch soll alle Vorgänge sowohl der vorbeugenden Wartung als auch der periodischen Inspektionen enthalten.


Alle für den Einsatz relevanten Bedingungen (Tauch-tiefe, Einsatzzeit, Beschädigungen, usw.) sind hierin aufzuzeichnen.

2.9 Erprobungsprogramm.

3. Trage- und Außenstruktur

Es sind Zeichnungen der Trage- und Außenstruktur des Unterwasserfahrzeugs einzureichen, mit Angaben über Anbauten wie Trimmgewichte, Tauchzellen, Druckbe-hälter, Auftriebskörper, Stabilisierungsflossen, Antrie-be, Umbilicalanschluss, Kontrollbox, Scheinwerfer, Rammschutz, Stromlinienverkleidungen, Manipulato-ren, Festhalteeinrichtungen, Instrumentengestelle, usw.

4. Behälter und Apparate unter Druck

Es sind Zeichnungen und Berechnungen der Behälter und Apparate unter äußerem und innerem Überdruck mit allen maßgebenden und für die sicherheitstechni-sche Beurteilung erforderlichen Angaben einzurei-chen, einschließlich der Werkstoff-, Herstellungs- und Prüfspezifikationen.

5. Rohrleitungssysteme, Umbilicals und Pumpen

Es sind einzureichen:

5.1 Schematische Pläne aller Rohrleitungssyste-me einschließlich Angaben über:

– Werkstoffe

– zulässiger Betriebsüberdruck

– zulässige Betriebstemperatur

– Abmessungen (Nennweite, Wanddicke)

– Betriebsmedien

– Art der Armaturen und Verbindungen sowie deren Betriebsparameter

– Art der Schlauchleitungen

I - Teil 5 GL 2009


E

5.2 Beschreibung der Pumpen und deren Antrie-be mit Angabe der wesentlichen Auslegungs- und Betriebsdaten.

5.3 Beschreibung des Aufbaus des Umbilicals und seiner Einzelelemente sowie der Anforderungen für Tragseile entsprechend Anhang E, C.

5.4 Auflistung der flüssigkeitsgefüllten Kompo-nenten mit Angabe der Art der Flüssigkeit (z. B. Öl, Wasser).

6. Tauch-, Regel- und Trimmsysteme

6.1 Es sind die Anordnung der Tauch-, Regel- und Trimmsysteme sowie der rechnerische Nachweis der statischen Tauchfähigkeit einzureichen.

6.2 Für die Steuerung bzw. Regelung sind einzu-reichen:

– Beschreibung der Anlagen für Tiefe, Auf- und Abtrieb und Trimm, einschließlich der hierfür erforderlichen Pläne und Einzelteilzeichnungen.

– Angaben über Umfang, Art und Beschaffenheit von Auftriebs- und Ballastkörpern sowie deren Befestigung an der Tragestruktur.

7. Antriebs- und Manövriereinrichtungen

Es sind Pläne und Beschreibungen der Antriebs- und Manövriereinrichtungen einzureichen mit Angaben über:

– Betriebsart und Steuerung der Anlagen

– Energiebedarf (Art und Menge)

– Art der Kraftübertragung auf den Antrieb

– Sicherheitseinrichtungen

8. Positioniereinrichtungen

– Die Art und Steuerung der Positioniereinrich-tung ist darzulegen.

9. Arbeitsgeräte

(vergleiche auch Abschnitt 5, G.)

9.1 Für die Arbeitsgeräte sind die Auswirkungen auf das Gesamtsystem anzugeben.

9.2 Pläne und Beschreibungen der vorgesehenen Arbeitsgeräte sind einzureichen mit Angaben über:

– Aufgabenstellung der Geräte/Einsatzparameter

– Betriebsart und Energieversorgung

– Steuerung und Überwachung


– Anordnung und Befestigung an der Tragestruktur

– verwendete Werkstoffe

– wenn vorhanden, Art der Abwurfeinrichtung

9.3 Es sind Pläne und Beschreibungen der Fest-halteeinrichtungen einzureichen mit Angaben über:

– Art und Steuerung der Festhalteeinrichtung

– Größe der Haltekraft

– Verhalten bei Energieausfall

– Art der Abwurfeinrichtung

10. Elektrische Einrichtungen


10.1 Übersichtsplan der elektrischen Einrichtun-gen mit mindestens folgenden Angaben:

– Nennspannung der Systeme

– Nennleistungen bzw. Nennströme der elektri-schen Verbraucher

– Schalt- und Sicherheitseinrichtungen (z.B. Über-lastschutz) mit Einstellwerten für Überstrom und Überlastschutz

– Kabeltypen und Querschnitte

10.2 Energiebilanz der Stromversorgung.

10.3 Pläne und Beschreibungen der elektrischen Energieversorgungsanlage.

10.4 Pläne der Schaltanlagen und Verteilungen mit Stücklisten.

10.5 Vollständige Unterlagen über elektromotori-sche Antriebe mit Angaben über Steuerung, Messung und Überwachung.

10.6 Aufstellungsplan der Batterien mit Angaben der Batterietypen.

10.7 Angaben über die elektrischen Durchführun-gen durch Druckbehälterwandungen.

10.8 Kurzschlussberechnung aller elektrischen Kom-ponenten und Verteileinrichtungen (z.B. Leistungs-schalter, Leitungsschutzschalter und Sicherungen mit Angabe des Nennstromes und des Schaltvermögens).

10.9 Für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen sind die erforderlichen Explosionsschutz-klassen nachzuweisen.

10.10 Beschreibung des elektrischen Aufbaus des Umbilicals sowie des Anschlusses an das Unterwas-serfahrzeug.



E

11. Automations-, Navigations- und Ortungs-einrichtungen


11.1 Beschreibung der Gesamtanordnung der Instrumentierung des Fahrstandes von ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen.

11.2 Beschreibung der Steuerungs- und Bedien-elemente für das Unterwasserfahrzeug und seine Ein-richtungen.

11.3 Beschreibung der nautischen und tauchtech-nischen Instrumentierung, einschließlich der Fahrt- und Positionsanzeigen.

11.4 Beschreibung der Sicherheits- und Alarmsys-teme.

11.5 Übersichtspläne/Blockschaltbilder der Über-wachungseinrichtungen einschließlich Messstellenlis-ten.

11.6 Unterlagen elektronischer Komponenten wie Messverstärker, Rechner und peripherer Geräte.

11.7 Übersichtspläne und Gerätelisten über die Datenübertragungssysteme und Signaleinrichtungen.

11.8 Übersichtsplan und Beschreibung der Video-anlage.

11.9 Beschreibungen, Übersichtspläne und Geräte-listen der Ortungseinrichtungen.

12. Brand- und Explosionsschutz


Beschreibung der Brand- und Explosionsschutzmaß-nahmen für Unterwasserfahrzeuge die in oder von explosionsgefährdeten Bereichen aus eingesetzt wer-den sollen.

13. Launcher


13.1 Pläne und Beschreibung des Launchers mit Angaben über Einsatzbedingungen, Aufgabenstellung und Ausrüstung.

13.2 Pläne und Beschreibungen des Garagensys-tems und Ausrüstung der Garage.

13.3 Beschreibung der Verbindungen zwischen dem Versorgungsschiff und dem Launcher sowie zwischen Launcher und dem Unterwasserfahrzeug.

F. Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse (FMEA)

1. Allgemeines

1.1 Die Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse (FMEA) hat den Zweck, mögliche Fehler im Gesamt-system, in Teilsystemen und Komponenten von un-bemannten Unterwasserfahrzeugen zu identifizieren und die Effekte auf die Gesamtanlage und deren Teil-systeme bzw. Komponenten zu beschreiben.

1.2 Für unbemannte Unterwasserfahrzeuge ist auf Anforderung durch den GL eine Analyse hinsicht-lich der Funktion und Verfügbarkeit des Unterwasser-fahrzeugs nach Auftreten eines einzelnen Fehlers einzureichen.

1.3 Die FMEA soll frühzeitig und konstruktions-begleitend erfolgen, um rechtzeitig Systemmodifikati-onen realisieren zu können. Es ist eine tabellarische Form, z.B. entsprechend IEC 60812 zu benutzen.

2. Beschreibung der für die Analyse relevan-ten Teilsysteme

2.1 Die FMEA soll ein eigenständiges Dokument darstellen und ohne Hinzuziehen weiterer Unterlagen verständlich sein. Das bedeutet, dass alle relevanten Teilsysteme bezüglich des Aufbaus der grundlegenden Funktionen, der installierten Redundanzen und insbe-sondere der Schnittstellen der Teilsysteme zueinander zu beschreiben sind.

2.2 Die Beschreibung soll der Besatzung eine gute Übersicht der Fahrzeugstruktur und der Funktio-nen der relevanten Teilsysteme bieten. Für alle Teil-systeme sollen typische Möglichkeiten für Fehler und deren Einfluss auf die Gesamtfunktion des Unterwas-serfahrzeugs aufgezeigt werden. Weiter sind die Ge-genmaßnamen zur Behebung dieser Fehler und ihrer Auswirkungen aufzuzeigen.

2.3 Für unbemannte Unterwasserfahrzeuge sind die folgenden Teilsysteme zur Aufrechterhaltung der Gesamtfunktion relevant:

– Außenstruktur und zugehörige Ausrüstung

– Druckkörperdurchführungen einschließlich Aus-rüstung

– Einrichtungen zum Tauchen / Ballastieren, Re-geln / Kompensieren und Trimmen

– Behälter und Apparate unter Druck

– Rohrleitungssysteme, Pumpen und Verdichter

– Umbilicals, bei nicht-autonomen Unterwasser-fahrzeugen

– Antriebs- und Manövriereinrichtungen

I - Teil 5 GL 2009


F

– Erzeugung und Verteilung von elektrischer Energie

– Notenergieversorgung

– Automations-, Kommunikations-, Navigations- und Ortungseinrichtungen

– Brandschutz

– Aussetz- und Bergeeinrichtung

– Auf- und Abrolleinrichtung für Umbilicals

– Andockeinrichtung

– Steuerungseinrichtungen an Bord des Versor-gungsschiffes

– Versorgungseinrichtungen an Bord des Versor-gungsschiffes

– Stauung und Decktransport

– Rettungssysteme

Die Systembeschreibungen sind durch Blockschaltbil-der entsprechend 3. zu ergänzen.

3. Blockdiagramme für die relevanten Teil-systeme

Für jedes relevantes Teilsystem ist ein Blockdia-gramm zu erstellen. Dieses Blockdiagramm soll alle für die Fehleranalyse wesentlichen Informationen über das System enthalten, welche normalerweise sind:

– Definition der Teilsysteme

– alle wesentlichen Komponenten der Teilsysteme

– Schnittstellen zwischen den Komponenten eines Teilsystems

– Schnittstellen von und zu anderen Teilsystemen (typisch für Hydraulikantriebe, Druckluftsyste-me und Steuerungen, usw.)

– Einrichtungen zur Steuerung des Gesamtsystems Unterwasserfahrzeug

– Zulieferungen von außerhalb des Gesamtsys-tems Unterwasserfahrzeug, soweit zutreffend

– weitere Aspekte in Abhängigkeit von der aktuel-len Ausführung des Unterwasserfahrzeugs

4. Analyse der einzelnen relevanten Teilsys-teme

Jedes relevante Teilsystem ist bezüglich der folgenden wesentlichen Aspekte zu analysieren, wobei sich wei-tere Aspekte während der Durchführung der Analyse ergeben können, vgl. Tabelle 2.1:

– Ausfall von Teilsystemen

– Fehlfunktionen von Teilsystemen

– Ausfall von Komponenten im Teilsystem

– Fehlfunktionen von Komponenten

– Schnittstellenfehler zwischen den Teilsystemen, einem Teilsystem und seinen Komponenten so-wie zwischen Komponenten untereinander

Schnittstellenanalyse ist sehr wichtig, da erfah-rungsgemäß viele Fehler durch Unwissenheit bzgl. der übergebenen Daten, Medien und Leis-tungen oder bzgl. der Weiterverbreitung von Fehlern über die Schnittstellen in andere Teil-systeme/Komponenten entstehen.

– versteckte Fehler Überprüfung auf versteckte Fehler und Sinnfäl-

ligkeit von vorzusehenden Alarmen Einbau von periodischen Überprüfungen wenn

Alarme nicht praktikabel sind

– Fehler durch äußere Einflüsse welche auch zum gleichzeitigen Versagen von redundanten Teil-systemen führen können, z.B. veränderte Um-weltbedingungen und deren Kontrolle, Span-nungs- und Stromschwankungen in der Energie-zufuhr, Kontaminierung von Versorgungsme-dien, usw.

– Fehlbedienung von Teilsystemen oder Kompo-nenten, nur bei gewisser Wahrscheinlichkeit

5. Tabellarisches Arbeitsblatt

Die Analyse ist in tabellarischer Form durchzuführen, mit einem Arbeitsblatt entsprechend dem in Tabelle 2.1 angeführten Beispiel oder z. B. gemäß der Norm IEC 60812.

Die Analyse hat alle Betriebsarten zu berücksichtigen.

Tabelle 2.1 Tabellarisches Arbeitsblatt

ID Nummer

Teilsystem Komponente Fehlerart Fehler-

ursache Fehler-

entdeckung

Folgen für Gesamt-system

Folgen für Teilsystem/

Komponente

Fehler-korrektur Bemerkungen

1

2

3



F

6. Voraussetzungen und definierte Grenzen für die Analyse

Während der Analyse sind die Voraussetzungen zu definieren, die das Analyseresultat beeinflussen. Typi-sche Voraussetzungen sind z.B.:

– die Besatzung ist qualifiziert und ausgebildet um das bemannte Unterwasserfahrzeug sicher zu fahren

– die Versorgung mit Energie und soweit erforder-lich, mit anderen Betriebsstoffen von außerhalb des bemannten Unterwasserfahrzeugs ist redun-dant gesichert (bei nicht-autonomen Unterwas-serfahrzeugen)

– die in der Bedienungsanleitung vorgeschriebe-nen Einstellungen und Schaltungen werden von der Besatzung eingehalten, usw.

7. Behandlung von Änderungen

Bei Änderungen am Unterwasserfahrzeug bzw. an unterstützenden Einrichtungen am Versorgungsschiff ist die FMEA entsprechend anzupassen.

8. Schlussfolgerungen

Die FMEA soll eine Zusammenfassung der Resultate der Untersuchungen für das relevante Unterwasser-fahrzeug enthalten. Weiter sollte sie eine Liste der hauptsächlichen Fehler, die für den Betrieb des Fahr-zeugs und insbesondere für die Erhaltung der Manöv-rierfähigkeit und Auftauchfähigkeit sowie der ge-wünschten Atmosphäre im Druckkörper auftreten können, enthalten. Für die Besatzung und das Bedie-nungspersonal an Bord des Versorgungsschiffes sind Schulungsmaßnahmen zur einwandfreien Handhabung des Fahrzeugs und der unterstützenden Einrichtungen bei Auftreten dieser Fehler vorzuschlagen.

Eine regelmäßige Überprüfung der FMEA einschließ-lich praktischer Erprobung wird empfohlen.

9. FMEA Prüfprogramm

9.1 Entsprechend der FMEA ist ein Prüfpro-gramm zu erstellen. Der Zweck dieses Programms ist es, die Voraussetzungen und das erwartete Betriebs-verhalten des Unterwasserfahrzeugs, wie es in der Analyse definiert wurde, zu überprüfen.

9.2 Das Programm soll typische Fehler in den relevanten Systemen und Komponenten einschließlich derer für den schlechtest denkbaren Fall berücksichti-gen. Alle möglichen Betriebszustände des Unterwas-serfahrzeugs sind einzubeziehen.

9.3 Das Prüfprogramm ist mit dem GL abzu-stimmen und hat im Detail zu definieren wie die Prü-fung erfolgen soll bzw. wie simuliert wird.

G. Prüfungen und Erprobungen

1. Allgemeines

1.1 Unbemannte Unterwasserfahrzeuge unterliegen einer Bau- und Abnahmeprüfung im Herstellerwerk. Es sind dabei mindestens die Übereinstimmung mit den Genehmigungsunterlagen, die Arbeitsausführung, die Materialnachweise sowie die Einhaltung der Maßtole-ranzen zu prüfen. Soweit zutreffend, sind alle nachfol-gend vorgeschriebenen Prüfungen und Erprobungen durchzuführen und zu dokumentieren. Über die An-wesenheit von GL-Besichtigern bei diesen Prüfungen und Erprobungen entscheidet der GL im Einzelfall.

1.2 Für Teile aus der Serienfertigung können anstelle der vorgeschriebenen Prüfungen andere Prüf-verfahren mit dem GL vereinbart werden, wenn sie vom GL als gleichwertig anerkannt sind.

1.3 Der GL behält sich vor, den Prüfumfang erforderlichenfalls zu erweitern und auch solche Teile einer Prüfung zu unterziehen, für die eine Prüfung nach den Vorschriften nicht ausdrücklich gefordert ist.

1.4 Prüfpflichtige Teile sind bei Auswechslung durch geprüfte Teile zu ersetzen. Das gleiche gilt für Reserveteile.

1.5 Eine Zusammenstellung der Prüfdrücke, sowie auch der Berechnungs- und Auslegungsdrücke ist in Abschnitt 3, C., Tabelle 3.2 enthalten.

2. Gesamtsystem

Nach Fertigstellung ist das Unterwasserfahrzeug einer Bau-, Funktions- und Abnahmeprüfung zu unterzie-hen. Dabei sind mindestens folgende Einzelprüfungen durchzuführen:

– Überprüfung des Zusammenbaus (soweit nicht schon während der Bauprüfung erfolgt)

– Überprüfung von Gewicht-, Auftrieb und Stabi-lität

– Erprobung aller Sicherheitseinrichtungen

– Funktionsprüfung der Tauch- und Trimmein-richtungen

– Funktionsprüfung der mechanischen, elektri-schen und optischen Ausrüstung

– Funktionsprüfung der Arbeitsgeräte einschließ-lich der Festhalteeinrichtungen im Hinblick auf Beeinflussung des Unterwasserfahrzeugs

– Erprobungsfahrt unter Wasser

– Erprobung der Aussetz- und Bergevorgänge inkl. Funktionsprüfung des Launchers

– Überprüfung aller betriebswichtigen Messinstru-mente

I - Teil 5 GL 2009


G

– Isolationsprüfung und gegebenenfalls Hoch-spannungstest aller elektrischen Einrichtungen

– Erprobung des Fahrstandes auf dem Versor-gungsschiff

– Erprobungsfahrt und Funktionsprüfung unter Wasser bei Tauchtiefen bis zur Nenntauchtiefe NDD

3. Tragestruktur

3.1 Es ist zu prüfen, ob die nicht druckfesten Teile der Tragestruktur (Hohlkörper, Rohre, usw.) druck-ausgeglichen sind. Druckfeste Teile sind gemäß 4.3 zu prüfen.

3.2 Die Anschlagpunkte am Unterwasserfahr-zeug sind statisch mit der 2,2-fachen Nutzlast SWL (= Gewicht und Nutzlast NL des Unterwasserfahr-zeugs) zu prüfen.

3.3 Statische Prüfung des Umbilical Anschlag-punktes an dem Unterwasserfahrzeug mit dem 2,2-fachen der maximal zulässigen Zugbelastung des Umbilicals.

4. Behälter und Apparate unter Druck

4.1 Vor Isolierung oder Anstrich der Behälter ist eine Wasserdruckprüfung durchzuführen. Die Wan-dungen dürfen dabei keine bleibenden Formänderun-gen zeigen oder undicht werden.

4.2 Der Prüfdruck beträgt bei Behältern und Apparaten mit Innendruckbeanspruchung im Allge-meinen das 1,5-fache des zulässigen Betriebsüberdru-ckes PB.

4.3 Behälter und Apparate, die unter äußeren Überdruck entsprechend der maximal zulässigen Tauchtiefe des Unterwasserfahrzeugs gelangen kön-nen, sind einer Außendruckprüfung zu unterziehen. Der Prüfdruck TDP muss einem Vielfachen des Nenn-tauchdrucks NDP nach Tabelle 3.1 in Abschnitt 3, C. entsprechen.

4.4 Für Behälter und Apparate unter Druck deren Druckfestigkeit nicht ausreichend rechnerisch nach-gewiesen werden kann, ist eine alternative Prüfung mit dem GL abzustimmen.

4.5 Alle Druckkörperfenster sind einer hydrauli-schen Druckprüfung zu unterziehen. Die Prüfung kann nach dem Einbau gemeinsam mit dem Druckbehälter oder einzeln in einer Prüfvorrichtung erfolgen. Der Prüfdruck ist gemäß 4.3 festzulegen. Bei der Druck-prüfung ist darauf zu achten, dass der Prüfdruck nicht höher als der 1,5-fache Berechnungsdruck des Fens-ters ist.

5. Rohrleitungssysteme, Umbilicals und Pumpen

5.1 Rohrleitungssysteme

5.1.1 Alle Rohrleitungen sind nach Fertigstellung, jedoch vor Isolierung oder Anstrich einer Druck- und Dichtheitsprüfung mit dem 1,5-fachen zulässigen Betriebsüberdruck zu unterziehen.

5.1.2 Nach dem Einbau sind alle Rohrleitungssys-teme einer Dichtheitsprüfung unter zulässigem Be-triebsüberdruck zu unterziehen. Rohrleitungen unter Tauchdruck sind außerdem mit dem Prüftauchdruck TDP (je nach Belastungsfall außen oder innen) zu prüfen.

5.1.3 Die Sicherheitseinrichtungen sind zu über-prüfen.

5.2 Pumpen

Pumpen sind nach Fertigstellung vom Hersteller einer Druckprüfung mit dem zulässigen Betriebsüberdruck, einer Dichtheitsprüfung sowie einer Leistungsprüfung zu unterziehen.

5.3 Umbilicals/Versorgungsleitungen

Umbilicals von ferngesteuerten, unbemannten Unter-wasserfahrzeugen (ROV) haben besonderen Anforde-rungen zu genügen. Die erforderlichen Prüfungen sind in eine Typprüfung für den Prototyp und in eine Stückprüfung für das Endprodukt unterteilt.

Alle Anforderungen für die Prüfung und Erprobung von Umbilicals sind in Anhang E, D. definiert.

5.4 Soweit die Anforderungen in 5.3 für Schlauchleitungen zutreffen, sind diese anzuwenden.

6. Tauch-, Regel- und Trimmsysteme

Tauch, Regel- und Trimmsysteme sind einer Funkti-onsprüfung zu unterziehen.


Die Funktion der Antriebs- und Manövriereinrichtun-gen ist im Rahmen der Erprobungsfahrt unter Wasser nachzuweisen (siehe 2.).

8. Positioniereinrichtungen

Die automatische Einhaltung einer vorgegebenen Position in Breite, Länge und Tiefe ist zu überprüfen.

9. Arbeitsgeräte

(Siehe auch Abschnitt 5, H.)

9.1 Der Einfluss der Arbeitsgeräte auf das Ge-samtsystem ist zu erproben.



G

9.2 Die Arbeitsgeräte sind mindestens zu prüfen im Hinblick auf:


– Funktionsfähigkeit der Sicherheitseinrichtungen

– Vermeidung von Gefahren für Taucher sowie für das Unterwasserfahrzeug

9.3 Die Festhalteeinrichtungen sind einem Funk-tionstest zu unterziehen, dabei sind mindestens folgen-de Einzelprüfungen durchzuführen im Hinblick auf:

– spezifizierte Haltekraft der Festhaltevorrichtung

– Kraft- und Wegbegrenzungen der Festhalteein-richtungen sowie die Ausrichtung des Fahrzeugs

– Simulation eines Energieausfalles


10.1 Elektrische Maschinen sowie Automations-, Alarm- und Sicherheitseinrichtungen sowie Fahr- und Steuerstände, sind einer Prüfung im Herstellerwerk zu unterziehen.

Die elektrischen Einrichtungen sind vom GL zu geneh-migen, vorzugsweise sind baumustergeprüfte Kompo-nenten einzusetzen. Art und Umfang von Baumusterprü-fungen wird vom GL in jedem Einzelfall auf der Basis der Prüfanforderungen an Elektrische / Elektronische Geräte und Systeme (VI-7-2) festgelegt.

10.2 Vor Inbetriebnahme des Unterwasserfahr-zeugs sind alle elektrischen Anlagen und Einrichtun-gen zu besichtigen und zu erproben.

10.3 Die Einstellwerte und Ansprechschwellen der elektrischen Schutzeinrichtungen sind zu überprüfen.

Entsprechend dem Gerätetyp sind die elektrischen Einrichtungen am Fahrzeug wenn möglich einer Hochspannungsprüfung und einer Isolationsprüfung bei einer Prüfspannung ≥ 500 V zu unterziehen.

10.4 Elektrische Kabel unter äußerem Überdruck sind entsprechend den elektrischen Anforderungen für Umbilicals entsprechend 5.3 zu prüfen.

10.5 Elektrische Durchführungen in Behälter und Apparate unter Druck sowie Unterwasser-Steckver-bindungen sind einer Typ- und Stückprüfung entspre-chend der GL Vorschriften für Bemannte Unterwasser-fahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 11, D.8. zu unterziehen.

10.6 Zusätzlich sollen alle elektrischen Einrich-tungen, die dem Tauchdruck ausgesetzt sind, nach erstmaligem Tauchen einer weiteren Isolationsprüfung unterzogen werden.


11.1 Die Anzeige- und Überwachungseinrichtun-gen sind hinsichtlich Anzeigegenauigkeit, Grenzwert-einstellung und ergonomischer Anordnung gemäß den GL Vorschriften für Automation (I-1-4) zu überprüfen.

11.2 Automationssysteme sind unter Betriebsbe-dingungen auf einwandfreie Funktion zu überprüfen.

12. Launcher

12.1 Das Aussetzen und Bergen des Launchers einschließlich Unterwasserfahrzeug ist in einem Funk-tionstest nachzuweisen.

12.2 Der Anschlagpunkt des Launchers ist mit dem 2,2fachen Gewicht einschließlich Nutzlast des Launchers zu prüfen. Die Aufnahme für das Unter-wasserfahrzeug ist ebenfalls statisch mit dem 2,2fachen Gewicht einschließlich Nutzlast NL des Unterwasserfahrzeugs zu prüfen.

12.3 Das Ein- und Ausfahren des Unterwasser-fahrzeugs in den bzw. aus dem Launcher bzw. die Garage, falls vorhanden, ist unter Wasser zu prüfen und dabei ein Funktionstest aller Einrichtungen des Gesamtsystems durchzuführen.

H. Kennzeichnung

1. Armaturen, Anzeige- und Warneinrichtungen Alle wichtigen Armaturen, Bedienelemente, Anzeige- und Warneinrichtungen sind mit einer dauerhaften und seewasserbeständigen Kennzeichnung zu versehen.

2. Druckbehälter und Druckgasflaschen

2.1 Alle Druckbehälter und Druckgasbehälter sind an gut sichtbarer Stelle dauerhaft mit folgender Kennzeichnung zu versehen:

– Name oder Firmenbezeichnung des Hersteller-werkes

– Baujahr und Fabriknummer (Druckbehälter)

– Herstellungsnummer (Druckgasflaschen)

– Gasart

– zulässiger Betriebsüberdruck [bar]

– zulässige Betriebstemperatur (für > 50 °C und < –10 °C)

– Rauminhalt [l ]

– Prüfdruck [bar]

– Leergewicht (bei Druckgasflaschen) [kg]

– Prüfdatum

– Prüfstempel

I - Teil 5 GL 2009


H

2.2 Festinstallierte Druckbehälter, Druckgasfla-schen und Rohrleitungssysteme für Gase, falls vor-handen, sind ferner mit einer dauerhaften Farbkenn-zeichnung gemäß Tabelle 2.2 sowie dem chemischen Symbol der betreffenden Gasart zu versehen. Die Kennzeichnung der Druckbehälter und Druckgasfla-schen muss von der Ventilseite her sichtbar sein.

Tabelle 2.2 Kennzeichnung von Gassystemen

Gasart Chemisches Symbol Farbcode

Sauerstoff O2 weiß

Stickstoff N2 schwarz

Luft − weiß & schwarz

Die Kennzeichnung von Gasen für spezielle Einsatzzwecke ist mit dem GL abzustimmen.

Systeme für andere Medien sind ebenfalls in geeigne-ter Weise zu kennzeichnen.

Die Abstände der Kennzeichnung sind bei Rohrleitungen entsprechend Funktionalität und Sicherheit zu wählen.

I. Reserveteile

1. Um im Schadensfall auf See den Betrieb des Unterwasserfahrzeugs wieder herstellen zu können, sind an Bord des Versorgungschiffes Reserveteile für den Hauptantrieb und die betriebswichtigen Einrich-tungen sowie die notwendigen Werkzeuge mitzufüh-ren.

2. Der Umfang der Reserveteile ist zu doku-mentieren und eine entsprechende Liste ist an Bord des Versorgungsschiffes mitzuführen.



I

Abschnitt 3 Auslegung und Konstruktion von unbemannten ferngesteuerten Unterwasser-

fahrzeugen (ROV)


1. Unbemannte, ferngesteuerte Unterwasser-fahrzeuge (ROVs) sind während des Einsatzes phy-sisch mit dem zuständigen Versorgungsschiff verbun-den (z. B. mit einem Umbilical) und werden von Bord des Versorgungsschiffes aus gesteuert. In Ausnahme-fällen ist auch eine drahtlose Fernsteuerung möglich.

Die dem GL zur Genehmigung einzureichenden Un-terlagen sind dem Abschnitt 2, E. zu entnehmen.

Erforderliche Prüfungen und Kennzeichnungen sind Abschnitt 2, G. und H. zu entnehmen.

Falls ein Launcher für das Unterwasserfahrzeug vor-gesehen ist, ist dieser als Einheit des Gesamtsystems des Unterwasserfahrzeugs zu betrachten und gemein-sam mit diesem zu klassifizieren/zertifizieren.

2. Unterwasserfahrzeuge sind so auszurüsten, dass der Betreiber des Fahrzeugs sich über die Positi-on und den Betriebszustand des Fahrzeugs informie-ren kann.

3. Unterwasserfahrzeuge, die mit Taucherunter-stützung arbeiten, sind mit einer TV-Einrichtung zur Überwachung des Arbeitsbereiches sowie besonderen Schutzeinrichtungen auszurüsten, die vom Fahrstand für das Unterwasserfahrzeug aus betätigt werden kön-nen.

4. Es ist ausreichend Vorsorge zu treffen, dass sich das ferngesteuerte Fahrzeug nicht durch unge-wollte Bewegungen selbst bzw. im Arbeitsbereich befindliche Einrichtungen zerstört oder sich von sei-nen Steuerungs- und Versorgungsleitungen abtrennt (z. B. Kabelabweiser).

5. Unterwasserfahrzeuge sind so zu konstruie-ren und zu bauen, dass sie auch bei Ausfall der Steue-rung und der Energieversorgung ein definiertes Ver-halten aufweisen (z. B. positiver Auftrieb).

6. Es sind Vorkehrungen zu treffen, die ein Verhaken des Unterwasserfahrzeugs nach Möglichkeit vermeiden. Propeller sind mit geeigneten Schutzein-richtungen zu versehen.

7. Alle möglichen Stabilitätsfälle des Unterwas-serfahrzeugs bei minimaler oder maximaler Nutzlast

NL inklusive aller Anbauteile im aufgetauchten sowie im getauchten Zustand sind zu berücksichtigen.

Der Gewichtsschwerpunkt ist unterhalb des Verdrän-gungsschwerpunkts anzuordnen.

8. Unterwasserfahrzeuge sind so zu konstruie-ren, dass durch ihren Betrieb keine unzulässigen Um-weltbelastungen entstehen und eine Umweltgefähr-dung soweit wie möglich vermieden wird.

B. Werkstoffe

1. Werkstoffe für unbemannte, ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge und ihre Ausrüstung sind so auszuwählen, dass das Fahrzeug unter den vorgesehe-nen Umwelt- und Einsatzbedingungen während der geplanten Lebenszeit sicher betrieben werden kann.

2. Werkstoffe müssen für den vorgesehenen Einsatzzweck geeignet und vom GL genehmigt sein. Bezüglich Werkstoffe für druckfeste Konstruktionstei-le wird auf die GL Vorschriften für Bemannte Unter-wasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 5, B. verwiesen.

3. Die Herstellung, Verarbeitung und Prüfung von Werkstoffen muss nach anerkannten Normen bzw. nach den vom GL geprüften und genehmigten Spezifikationen des Werkstoffherstellers erfolgen.

4. Die Güteeigenschaften der Werkstoffe von prüfpflichtigen Teilen sind in geeigneter Weise nach-zuweisen, siehe GL Vorschriften für Bemannte Un-terwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 5, Tabelle 5.3.

5. Werkstoffe für feste Auftriebskörper müssen für die vorgesehenen Druck- und Temperaturbereiche geeignet sein und einen niedrigen Wasser-Absorptions-wert haben.

6. Tragseile sind nach einer anerkannten Norm oder gemäß den GL Vorschriften für Ausrüstungsteile (II-1-4) herzustellen und zu prüfen.

7. Werkstoffe müssen, soweit dies für die Funk-tion des Fahrzeugs erforderlich ist und ein ausreichen-der Schutz anders nicht möglich ist, gegen Einflüsse aus den umgebenden Medien resistent sein. Die Werk-stoffe müssen ferner untereinander verträglich sein.

I - Teil 5 GL 2009

Abschnitt 3 Auslegung und Konstruktion von unbemannten ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen (ROV)


B

C. Entwurfsbelastungen

1. Druckfeste Teile der Konstruktion

Bezugspunkte für die Druckhöhen sind die Wasser-oberfläche und die Unterkante von Druckbehältern bzw. von Konstruktionselementen. Die folgenden Druckhöhen sind zu berücksichtigen.

1.1 Druck für die Nenntauchtiefe

Die Nenntauchtiefe NDD (Nominal Diving Depth) [m] ist die Tauchtiefe für den unbeschränkten Betrieb des Unterwasserfahrzeugs. Der Nenntauchdruck NDP [bar] für diese Tiefe ergibt sich durch Multiplikation des Wertes von NDD mit 0,101 bar/m, sofern es nicht mit dem GL für speziellen Betrieb anders vereinbart ist.

1.2 Druck für die Prüftauchtiefe

Die Prüftauchtiefe TDD (Test Diving Depth) [m] ist die Tauchtiefe, bei der die Behälter und Apparate unter Druck bzw. die Ausrüstung nach Fertigstellung oder nach wesentlichen Reparaturen und Umbauten unter Prüfbedingungen dem Außendruck ausgesetzt werden. Der Prüftauchdruck TDP ist in Tabelle 3.1 definiert.

1.3 Druck für die Zerstörungstauchtiefe

Die Zerstörungstauchtiefe CDD (Collapse Diving Depth) [m] ist die für die Auslegung der Behälter und Apparate unter Außendruck maßgebliche Tiefe und bei der rechnerisch mit einem Versagen von Kompo-nenten zu rechnen ist.

Im Allgemeinen kann der Zerstörungstauchdruck CDP entsprechend Tabelle 3.1 gewählt werden. Ab-weichende Faktoren für den Zerstörungsdruck können im Einzelfall mit dem GL vereinbart werden.

1.4 Sicherheitsfaktoren

1.4.1 Der Sicherheitsfaktor S1 der druckfesten Teile der Konstruktion ist das Verhältnis des Prüftauchdrucks TDP entsprechend 1.2 zum Nenntauchdruck NDP ent-sprechend 1.1.

1.4.2 Der Sicherheitsfaktor S2 der Tabelle.3.1 ist das Verhältnis des Zerstörungstauchdrucks CDP zum Nenntauchdruck NDP.

Der Sicherheitsfaktor S2 soll die folgenden Unsicher-heiten abdecken:

– Einflüsse die beim Berechnungsvorgang nicht berücksichtigt werden können

– Einflüsse infolge von Fertigungsfehlern (Mate-rialfehler, Fertigungsungenauigkeiten, Schweiß-fehler, Spannungen infolge der Fertigung), vgl. auch Anhang B

– negative Einflüsse durch den Betrieb (Beschädi-gungen durch Korrosion, übersehene Beulung, Wechselbeanspruchung)

1.5 Zeitabhängige Eigenschaften des Materials

Für die Betriebsfestigkeit ist zu definieren wie oft die Nenntauchtiefe NDD erreicht werden soll (siehe 1.6.1.1).

1.6 Druckbehälter und Apparate unter Druck

1.6.1 Lastfälle für Druckbehälter

Die folgenden drei Lastfälle sind für Druckbehälter und Apparate unter Druck, die einen wesentlichen Teil des Unterwasserfahrzeugs darstellen, zu untersuchen:

1.6.1.1 Lastfall I

Der Lastfall I wird durch die Betriebslasten bestimmt:

– Nenntauchdruck NDP entsprechend 1.1

– Innendruck

– Strömungsdruck

– Seeschlag

– Eisablagerung

– Belastungen beim Auftauchen

– Beschleunigungen durch Fahrzeugbewegungen und Seegang

– Windlasten

– Beschleunigung bei Kollision

– Belastungen durch Schleppen, usw.

– Belastung durch Propellerwellen

– Kräfte von Rudern, Flossen und Propulsionsan-trieben

– Belastungen der Tanks ohne zusätzlichen Innen-druck

– örtliche Zusatzlasten durch Anschlagpunkte und Abstützungen

Tabelle 3.1 Prüftauchdruck und Zerstörungsdruck in Abhängigkeit vom Nenntauchdruck für unbemannte Unterwasserfahrzeuge

Nenntauchdruck NDP [bar] 5 1 10 20 30 40 50 60 ≤ NDP < 400 ≥ 400Prüftauchdruck / Nenntauchdruck S1 = TDP/NDP 1,50 1,30 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,10

Zerstörungstauchdruck / Nenntauchdruck S2 = CDP/NDP 2,20 1,90 1,80 1,75 1,70 1,65 1,60 1,50

1 Mindestnenntauchdruck 5 bar Zwischenwerte können linear interpoliert werden



I - Teil 5GL 2009

C

Zur Bestimmung von oben angeführten Betriebslasten können unter anderem auch die GL Vorschriften für Bemannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 4, C. herangezogen werden.

Es ist die Betriebsfestigkeit für mindestens 5000 Be-triebszyklen bei rechteckigem Spektrum in Anlehnung an die GL Vorschriften für Schiffskörper (I-1-1), Ab-schnitt 20 nachzuweisen.

1.6.1.2 Lastfall II

Der Lastfall II wird durch die Lasten bei Zerstörungs-tauchtiefe bestimmt:

– Zerstörungstauchdruck CDP nach 1.3

– Andere Lasten sind nicht zu berücksichtigen.

1.6.1.3 Lastfall III

Der Lastfall III wird durch die Prüflasten bestimmt:

– Prüftauchdruck TDP nach 1.2

– Belastungen aus Festigkeits-, Dichtheits- und Funktionsprüfungen einzelner Bereiche oder des Fahrzeugs als Ganzes

– Druckbelastungen auf die verschiedenen Ele-mente

– zusätzlich sind Belastungen von Lastfall I, wel-che bei den Prüfungen auftreten können, zu über-lagern (z. B. Strömungswiderstand, Propeller-schub, Ruderkräfte, usw.)

1.6.2 Andere Druckkörper und Apparate

Der Entwurf von Druckbehältern und Apparaten, die dem Tauchdruck ausgesetzt sind und nicht einen we-sentlichen Teil des Unterwasserfahrzeugs bilden, hat sich auf den Zerstörungstauchdruck CDP zu beziehen.

2. Zusätzliche Lasten

Sofern noch weitere äußere und/oder innere Lasten wirk-sam werden, sind die GL Vorschriften für Bemannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 4, C. und D. sinngemäß anzuwenden.

3. Zusammenstellung der Drücke

Tabelle 3.2 gibt eine Zusammenfassung der für die einzelnen Elemente des Unterwasserfahrzeugs ent-scheidenden Drücke.

Dabei werden folgende Drücke definiert:

– Berechnungsdruck PR: Druck als Eingabe in ein Berechnungsverfahren,

das bestimmte Sicherheiten entsprechend dem jeweiligen Fachgebiet einschließt

– Auslegungsdruck PA: Grenzwert des Drucks gleich dem oder in Rela-

tion zum Zerstörungstauchdruck CDP, der ohne

irgendwelche Sicherheiten und ohne Berück-sichtigung des Kriechverhaltens und der Zeit-standfestigkeit des Werkstoffs gerade noch er-tragen wird

– Prüfdruck PP: bei der praktischen Prüfung der Elemente anzu-

wendender Druck

– Druck PB: zulässiger innerer Betriebsüberdruck, üblicher-

weise durch Sicherheitseinrichtungen begrenzt

– Bauteilnenndruck PN: der vom Hersteller angegebene Nenndruck eines

Bauteils

– Dichtheitsprüfdruck TDP: bei Dichtheitsprüfungen anzuwendender Druck

D. Behälter und Apparate unter Druck

1. Druckbehälter und Apparate unter Außendruck

Das Bemessungsverfahren des Anhang A oder eine international anerkannte Norm ist anzuwenden.

2. Druckbehälter und Apparate unter Innen-druck

Für Druckbehälter, Druckgasflaschen und Apparate unter Innendruck gelten die Anforderungen, die in den GL Vorschriften für Maschinenanlagen (I-1-2), Ab-schnitt 8 oder anderen anerkannten Vorschriften ent-sprechend dem Stand der Technik (z. B. AD-Regel-werk) definiert sind.

3. Entwurf

Die Grundsätze für Fertigung und Konstruktion sowie Konstruktionsdetails sind in den GL Vorschriften für Bemannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 5 definiert. Andere Vorschriften und Richtlinien können nach Zustimmung des GL angewendet werden.

4. Acrylglasfenster

Falls Öffnungen mit Acrylglasfenstern in druckfesten Teilen der Konstruktion, z. B. für den Einsatz von Scheinwerfern oder Kameras, erforderlich sind, ist die Gestaltung und Bemessung dieser Fenster entspre-chend Anhang C vorzunehmen. Die Mindestwand-stärke kann in begründeten Fällen in Absprache mit dem GL reduziert werden.

Sichtfenster aus anderen Materialien als Acrylglas können nach gesonderter Prüfung durch den GL ge-nehmigt werden.

I - Teil 5 GL 2009



D

Tabelle 3.2 Zusammenstellung der Drücke

Auslegung/Berechnung Elementgruppe

Element

Referenz: Kapitel/

Abschnitts Nr. oder

Anhang A – E

Aussen-druck

Innen- druck

Dichtheits-prüfdruck

TTP

Prüfdruck PP

Weitere Bedingungen

Behälter und Apparate: Unter Tauchdruck Kap. 3/

3/C.1.6.1.3 + 2/F.4.3

PA = CDP − 0,2 bar Unterdruck TDP −

Unter Tauchdruck/ Betriebsfestigkeit Kap. 3/

3/C.1.6.1.1 PA = NDP − − TDP

+ weitere Lasten nach 3/C.1.6.1.1

Unter Innendruck Kap. 3/ 3/C.1.7 + 2/F.4.2

− PR = PB − 1,5 × PB −

Fenster in Druckbehältern

Kap. 3/ 3/C.1.8 Anhang C

PR = NDP − − TDP

PP ≤ 1,5 × PR

PR ≤ 1380 bar

Zellen: Tauchzellen Kap. 3/

3/G.2. Wellenschlag Statischer

Duck − 0,2 bar −

Regel- und Tauchzellen unter Tauchdruck/Pumpen

Kap. 3/ 3/G.2.

PA = CDP − − TDP −

Regel- und Tauchzellen unter Tauchdruck/Druckluft

Kap. 3/ 3/G.2.

PA = CDP PR = PB − TDP

1,5 × PB −

Rohrleitungssysteme und Pumpen:

Systeme unter Tauchdruck

Kap. 3/ 2/F.5. PA = CDP TDP −

Sonstige Systeme Kap. 3/ 2/F.5. −

PR = PB

Vor Anstrich: 1,5 × PB

Nach Einbau: 1,0 × PB

1,5 × PB −

Schlauchleitungen und Umbilicals/Kabel: Typprüfungen für Flüssigkeiten 4 × PB

Typprüfungen für Gase

E/B.2.4 E/D.2.1 PA = CDP PR = PB PB

5 × PB

Bei Aussendruck: PP = 1,5 × Δp

Typprüfungen für elektrische Leitungen E/B.3.3 PA = CDP − – 2 × PN

(zyklisch) −

Stückprüfung für elektrische Leitungen E/B.3.4 – – – 1,5 × PN

(zyklisch) –

Stückprüfung für metallische Schläuche E/D.3.1 − − − 1,5 × PB −

Stückprüfung für nichtmetallische Schläuche

E/D.3.1 − − − 2 × PB −

Stückprüfung Umbilical vollständig montiert

E/D.3.1 − − PB

mit Original-medien

TDP −



I - Teil 5GL 2009

D

Tabelle 3.2 Zusammenstellung der Drücke (Fortsetzung)

Auslegung/Berechnung

Elementgruppe Element

Referenz: Kapitel/

Abschnitts Nr. oder

Anhang A – E

Aussen-druck

Innen- druck

Dichtheits-prüfdruck

TTP

Prüfdruck PP

Weitere Bedingungen

Antriebe und elektrische Einrichtungen: Gehäuse unter Tauchdruck

Kap. 3/3/ K.5.1 PA = CDP − TDP − −

Elektrische Durchführungen/ Typprüfung

PA = CDP −

Mit Luft: 2 × PN Mit He: 1,5 × PN

2 × PN (zyklisch) −

Elektrische Durchführungen/ Stückprüfung

Kap. 2/ 11/D.8. Kap. 3/3/ K.5.2

− − − 1,5 × PN

(zyklisch) −

E. Trage- und Außenstruktur, Ausrüstung

1. Tragestruktur

1.1 Rahmen- und Tragestrukturen von Unterwas-serfahrzeugen sind nach anerkannten Regeln der Technik auszulegen und zu bauen.

1.2 Für die Berechnung von Komponenten der Tragestruktur sind anerkannte Berechnungsverfahren anzuwenden. Die Bemessung der Strukturen soll dabei so erfolgen, dass bei den zu erwartenden Belastungen die rechnerische Spannung nicht größer ist als 60 % der Streckgrenze.

1.3 Die Tragestruktur des Unterwasserfahrzeugs ist möglichst so zu gestalten, dass ein unbeabsichtigtes Verhaken der Konstruktion vermieden wird.

1.4 Die Anschlagpunkte des Unterwasserfahr-zeugs sind so zu konstruieren und anzuordnen, dass das Ausbringen und Bergen des Fahrzeugs bei maxi-mal zulässigen Seegangsbedingungen und Maximal-gewichten möglich ist. Die Anschlagpunkte müssen bezogen auf die Nutzlast eine 8-fache Sicherheit ge-gen Bruch aufweisen, deutlich gekennzeichnet und mit ihrer Nutzlast markiert sein.

1.5 Der Umbilicalanschluss am Unterwasserfahr-zeug muss so ausgelegt sein, dass er die maximal zulässige Zugbelastung des Umbilicals in die Trage-struktur einleitet.

1.6 Ist ein Bergen des Unterwasserfahrzeugs im Fehlerfall nicht möglich, so sind Elemente zum An-bringen von Schleppleinen am Unterwasserfahrzeug vorzusehen. Die Schlepppunkte sind so auszulegen und anzuordnen, dass das Unterwasserfahrzeug auch unter den ungünstigsten Betriebsbedingungen aufge-taucht mit der zulässigen maximalen Schleppge-schwindigkeit geschleppt werden kann.

2. Außenstruktur

2.1 Wenn das Unterwasserfahrzeug nennenswer-te Geschwindigkeit erreichen soll, ist die Außenstruk-tur mit stromlinienförmiger und glatter Oberfläche zu versehen. Stufenförmige Verbindungen von Struktur-elementen sollen ausgeglichen werden, wenn die Strömung negativ beeinflusst wird.

2.2 Die Außenstruktur an der Unterseite des Unter-wasserfahrzeugs ist so auszulegen, dass ein ausreichen-der Schutz gegen Einwirkungen des Meeresbodens im Falle des Aufsetzens des Fahrzeugs gewährleistet ist.

– Soweit erforderlich, sind Unterwasserfahrzeuge mit Rammbügeln oder Ähnlichem zum Schutz der Bauteile und Arbeitsgeräte auszurüsten.

– Ist eine Kombination des Unterwasserfahrzeugs mit einem Launcher und/oder einer Garage vor-gesehen, so ist die Außenstruktur so zu gestal-ten, dass eine sichere Führung in und aus dem Launcher/Garage sowie ein sicherer Schutz ge-gen Verkanten und Verhaken gewährleistet ist.

2.3 Alle frei durchflutbaren Bereiche der Außen-struktur sind so zu gestalten und mit Öffnungen zu versehen, dass ein vollständiges Fluten/Entlüften bzw. Belüften/ Entleeren der Räume gewährleistet ist. Da-bei ist auch zu beachten, dass sich keine unzulässigen Belastungen aus etwaigen Druckdifferenzen ergeben.

2.4 Außen am Fahrzeug angebrachtes Auftriebs-material ist ausreichend zu sichern und zu schützen.

2.5 Alle Klappen in der Außenstruktur sollen eben gelegen, sicher verschließbar und gegen Vibrati-onen gesichert sein.

3. Ausrüstung

Entsprechend dem Einsatzgebiet und Einsatzzweck des Unterwasserfahrzeugs sind die erforderlichen Ele-mente der schiffbaulichen Ausrüstung vorzusehen:

I - Teil 5 GL 2009



E

3.1 Begehbarkeit

Für den Fall, dass das Fahrzeug im aufgetauchten Zustand begehbar ist, sind entsprechende Haltegriffe, Relingteile, usw. am Oberteil des Fahrzeugs vorzuse-hen. Falls diese bei Unterwasserfahrt stören, sind sie einklappbar oder zurückziehbar auszuführen.

Der Standbereich ist mit rutschfestem Belag zu versehen.

3.2 Antennen

Antennen sind bei Tauchfahrt in die Außenstruktur einzuziehen oder umzuklappen und müssen zur Ver-wendung an der Wasseroberfläche ausgefahren/aus-geklappt werden können. Die erforderliche Höhe und der Umfang der anzubringenden Geräte sind je nach Einsatzweck mit dem GL zu vereinbaren.

Für den verwendeten Werkstoff ist im Allgemeinen die Begrenzung der Durchbiegung das entscheidende Kriterium, um eine einwandfreie und präzise Funktion der Geräte zu gewährleisten.

3.3 Tragseil und Umbilicals

Ein Tragseil zwischen dem Versorgungsschiff und dem Launcher bzw. dem Unterwasserfahrzeug ist ein eigenes Element und kann, wie in den meisten Fällen, im Umbilical integriert sein. Diesbezügliche Anforde-rungen werden im Anhang E behandelt.

3.4 Arbeitsgeräte

Arbeitsgeräte, welche nicht direkt zur Grundfunktion des Unterwasserfahrzeugs gehören, aber an ihm mon-tiert werden können, werden in Abschnitt 5 behandelt.

3.5 Abwerfen von Ausrüstung

Arbeitsgeräte, wie Manipulatoren, Festhalteeinrich-tungen oder andere Ausrüstungsteile, die das Fahrzeug gegebenenfalls unter Wasser auf Position halten, sind, soweit es der Einsatz erfordert, so zu gestalten, dass sie im Notfall gelöst oder abgeworfen werden können.

Abwurfeinrichtungen sind so zu gestalten, dass ein un-beabsichtigtes Auslösen bzw. Abwerfen ausgeschlos-sen ist. Durch das Abwerfen dürfen keine unzulässigen Krängungs- und Trimmzustände eintreten.

F. Launcher

1. Allgemeines

1.1 Launcher dienen dazu, das Unterwasserfahr-zeug sicher vom Deck des Versorgungsschiffes unter Zuhilfenahme der Aussetz- und Bergeeinrichtung in eine Wassertiefe zu bringen, in der kein wesentlicher Einfluss der Oberflächenwellen mehr herrscht. Da-durch soll von dieser Position aus der eigentliche Einsatz des Unterwasserfahrzeugs gestartet und auch wieder in dieser Position beendet werden können. Vergleiche auch Abbildung 3.1.

1.2 Bei einem Unterwasserfahrzeug für größere Tiefen soll die lokale Beweglichkeit und Manövrier-barkeit des Unterwasserfahrzeugs dadurch erhöht werden, dass der Launcher in größere Tiefen herabge-lassen wird und mit einem Primär-Umbilical verbun-den ist. Vom Launcher zum Unterwasserfahrzeug muss dann nur mehr ein relativ kurzes Sekundär-Umbilical geführt werden.

1.3 Besonderer Schutz des Unterwasserfahrzeugs kann insbesondere beim Aussetzen und Bergen ge-währleistet werden, wenn der Launcher mit einer Garage für das Unterwasserfahrzeug ausgestattet ist.

1.4 Maßnahmen zur Verringerung oder gar Verhin-derung der Weitergabe der Bewegungen des Versor-gungsschiffes im Seegang an den Kupplungs- bzw. Ga-ragenteil des Launchers sind empfehlenswert. Sie sind jedoch vorab mit dem GL abzustimmen und es wird zu entscheiden sein, ob und wie praktische Versuche dies-bezüglich nachzuweisen bzw. noch durchzuführen sind.

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Abb. 3.1 Möglichkeiten für den Einsatz eines Launchers für nicht-autonome Unterwasserfahrzeuge (ROV)



I - Teil 5GL 2009

F

2. Basisanforderungen

2.1 Die Aufhängung des Launchers ist so zu gestalten, dass ein Verdrehen des Launchers und da-mit der gegebenenfalls vorhandenen Garage erschwert wird, da dies den Einholvorgang des Unterwasserfahr-zeugs erschweren würde.

2.2 Wenn der Launcher an der Aussetz- und Bergeeinrichtung hängt, sind geeignete Maßnahmen gegen übermäßiges Schwingen infolge der Schiffsbe-wegungen zu treffen.

2.3 Wenn keine Garage für das Unterwasserfahr-zeug vorgesehen ist, ist das Unterwasserfahrzeug durch eine geeignete Kupplungseinrichtung unter die Launcherkonstruktion zu hängen. Entsprechende Füh-rungseinrichtungen zu den Kupplungspunkten sind am Launcher vorzusehen. Über die erfolgreichen Kupp-lungs- und Entkupplungsvorgänge einschließlich Ver-riegelung ist eine Rückmeldung an den Steuerstand auf dem Versorgungsschiff erforderlich.

2.4 Für die Umbilicalwinde auf dem Launcher gelten sinngemäß dieselben Anforderungen wie für die Winden am Versorgungsschiff.

2.5 Um die Steuerung und Überwachung der Vor-gänge für Start und Wiederaufnahme des Unterwasser-fahrzeugs zu erleichtern, sowie auch um das Umfeld des Launchers zu übersehen und kontrollieren zu können, sind Beleuchtungsanlagen und entsprechende Videokameras vorzusehen. Dies kann auch durch andere geeignete Maßnahmen sichergestellt werden.

2.6 Bei Ausrüstung mit akustischen Ortungsgerä-ten gelten dieselben Anforderungen wie für die Geräte an Unterwasserfahrzeugen.

2.7 Bei Ausrüstung mit Hydraulikanlagen und elektrischen Einrichtungen gelten dieselben Anforde-rungen wie für die Unterwasserfahrzeuge.

3. Garage

Ist der Launcher mit einer Garage ausgestattet, so sind die folgenden Anforderungen zu stellen:

– Die Tragestruktur des Käfigs ist entsprechend robust auszuführen, um Stöße vertragen zu kön-nen und ist gegebenenfalls mit Fendern auszu-rüsten. Für die statischen Anforderungen gelten die Ausführungen in D.1. und D.2. sinngemäß.

– Es sind entsprechende Führungen oder andere Einparkhilfen (z. B. Sensoren) vorzusehen, um das Einparken des Unterwasserfahrzeugs in die Garage zu erleichtern.

– Nach der vollständigen Einfahrt in die Garage ist das Unterwasserfahrzeug zu verriegeln/vor der Ausfahrt zu entriegeln. Über diese Vorgänge ist eine Rückmeldung an den Steuerstand auf dem Versorgungsschiff erforderlich.

G. Rohrleitungssysteme und Umbilicals

Rohrleitungssysteme beinhalten Rohrleitungen, Armatu-ren, Schlauchleitungen sowie Pumpen und Verdichter.

1. Allgemeines

1.1 Rohrleitungssysteme sind nach international anerkannten Normen auszulegen und zu installieren. Für die Werkstoffauswahl, Herstellung und Berech-nung können die GL Vorschriften für Maschinenanla-gen (I-1-2), Abschnitt 11, soweit anwendbar, herange-zogen werden.

1.2 Rohrleitungssysteme sind mit einem Berech-nungsdruck PR gleich dem zulässigen Betriebsüber-druck PB zu dimensionieren.

Alle Rohrleitungssysteme, die mit dem Tauchdruck beaufschlagt werden können, sind zusätzlich für den 1,0fachen Zerstörungstauchdruck CDP (je nach Be-lastungsfall von außen oder innen) auszulegen.

2. Rohrleitungen

2.1 Rohrleitungen, die im Betrieb Drücken ausge-setzt werden können, die höher sind als der zulässige Betriebsüberdruck, müssen mit einer Sicherheitsein-richtung versehen sein, die ein gefahrloses Abblasen gewährleistet.

2.2 Rohrleitungen für Gase und elektrische Kabel sind möglichst getrennt zu verlegen. Rohrleitungen welche der Gefahr mechanischer Beschädigung ausge-setzt sind, sind zu schützen.

3. Armaturen

3.1 Absperrvorrichtungen müssen einer anerkann-ten Norm entsprechen. Armaturen mit eingeschraubten Deckeln oder Spindeln sind gegen unbeabsichtigtes Herausdrehen des Deckels oder der Spindel zu sichern.

3.2 Handbetätigte Absperrarmaturen sollen durch Drehen im Uhrzeigersinn geschlossen werden. Öff-nungs- und Schließzustand betriebswichtiger Absperr-armaturen müssen eindeutig erkennbar sein. Wenn sie vom Taucher unter Wasser bedient werden müssen, sind sie so auszuführen, dass sie auch beim Tragen von Fausthandschuhen bedient werden können.

3.3 Schlaucharmaturen sind aus korrosionsbe-ständigem Material zu fertigen und so zu gestalten, dass ein unbeabsichtigtes Lösen ausgeschlossen wer-den kann.

4. Schlauchleitungen

Soweit die Anforderungen von 6. für Schlauchleitun-gen zutreffen, sind diese anzuwenden.

I - Teil 5 GL 2009



G

5. Pumpen und Verdichter

Gehäuse von Pumpen und Verdichtern sind druckfest auszuführen. Der Nachweis der Festigkeit hat rechne-risch zu erfolgen. Ist dieses nur unzureichend möglich, sind diese Gehäuse einer Prüfung nach Vorgabe des GL zu unterziehen.

6. Umbilicals

Umbilicals können als Verbindungsglied zwischen Ver-sorgungsschiff/Launcher und Launcher/Unterwasser-fahrzeug Hydraulik- und Pneumatikleitungen innerhalb einer gemeinsamen Ummantelung enthalten.

Alle Anforderungen für die Auslegung von Umbilicals sind in Anhang E behandelt.

7. Druckluftsysteme

7.1 Druckluftsysteme, die mit Seewasser in Be-rührung kommen, sind entsprechend auszulegen und von anderen Anlagen zu trennen. Ferner sind Maß-nahmen zu treffen, die ein Eindringen von Seewasser in das Druckluftsystem soweit wie möglich ausschlie-ßen.

7.2 Druckluftanlagen sind mit Druckanzeigen aus-zurüsten. Maximale Betriebsdrücke sind zu markieren.

8. Hydrauliksysteme

8.1 Die Druckerzeugungs- und Verteilungskom-ponenten des Hydrauliksystems müssen bei hydrauli-schem Antrieb der Manövriersysteme ausreichende Kapazität aufweisen. Zusätzlich ist zu definieren, ob und wieviel Zusatzkapazität für gegebenenfalls anzu-schließende Arbeitsgeräte (vergleiche Abschnitt 5) bereitzustellen ist.

8.2 Wenn sich das Hydraulikaggregat auf dem Launcher befindet, ist eine entsprechende elektrische Einspeisung über ein Umbilical vorzusehen, wobei eine Versorgung mit höherer Spannung und mit an-schließender Spannungstransformation auf eine nied-rigere Aggregatspannung zulässig ist.

8.3 Hinsichtlich der Werkstoffauswahl, Herstellung und Berechnung gelten die GL Vorschriften für Maschi-nenanlagen (I-1-2), Abschnitt 14.

H. Einrichtungen zur Steuerung bzw. Einstel-lung von Tiefe, Trimm, Auf- und Abtrieb

1. Unbemannte, ferngesteuerte Unterwasser-fahrzeuge sind mit Einrichtungen zur Steuerung bzw. Einstellung von Tiefe, Auf- und Abtrieb auszurüsten. Es ist sicherzustellen, dass diese Einrichtungen unter allen spezifizierten Bedingungen von Krängung und Trimm wirksam sind.

2. Als Einrichtungen zur Steuerung und Unter-stützung von Tiefe, Trimm, Auf- und Abtrieb können je nach Art des Unterwasserfahrzeugs folgende Ein-richtungen angesehen werden:

– Tragseil, falls das Unterwasserfahrzeug fest mit diesem verbunden ist

– abwerfbare Gewichte (für schnelles Tauchen auf eine gewünschte Tiefe bzw. für Auftauchen)

– feste bzw. veränderbare Ballast- und Trimmge-wichte

– feste Auftriebskörper, z. B. aus druckbeständigem Schaumstoff

– flutbare Ballast- und Trimmtanks

– Propellerantriebe

– dynamisch wirkende Tiefenruder (z. B. bei ge-schleppten Unterwasserfahrzeugen)

3. Die Steuereinrichtungen müssen in der Lage sein, die zu erwartenden Dichteunterschiede des Was-sers auszugleichen und einen definierten Tauchzu-stand des Unterwasserfahrzeugs herbeizuführen.

Das Unterwasserfahrzeug muss in jeder Betriebsphase stabil und in der Lage sein, zur Wasseroberfläche zurückzukehren.

4. Die Einrichtungen zur Steuerung von Tiefe, Trimm, Auf- und Abtrieb müssen vom Fahrstand des Unterwasserfahrzeugs auf dem Versorgungsschiff be-dient werden können. Ferner ist am Fahrstand konti-nuierlich die Tiefe des Unterwasserfahrzeugs anzuzei-gen.

I. Antriebs- und Manövriereinrichtungen

1. Antriebseinrichtungen

1.1 Antriebseinrichtungen sind hinsichtlich Art, Anzahl, Größe und Anordnung entsprechend dem vorgesehenen Einsatzzweck und Einsatzort des Un-terwasserfahrzeugs auszulegen.

1.2 Antriebseinrichtungen sind für den Zerstö-rungstauchdruck CDP des Unterwasserfahrzeugs oder druckausgeglichen auszulegen.

1.3 Antriebsmaschinen für Unterwasserfahrzeuge sind für intermittierenden Betrieb und Dauerbetrieb auszulegen.

1.4 Elektrische Antriebsmotoren sind entspre-chend den Anforderungen in L. auszulegen.

1.5 Wellendurchführungen und andere Durch-dringungen der Druckbehälterwandungen sind mit einer bewährten und für den Zerstörungstauchdruck CDP ausgelegten Abdichtung zu versehen.



I - Teil 5GL 2009

I

1.6 Propeller sind so anzuordnen, dass ein unbe-absichtigtes Verhaken des Fahrzeugs oder ein Verfangen des Umbilicals oder des Tragseils weitgehend ausge-schlossen werden kann. Bei dem gemeinsamen Einsatz mit Tauchern sind die Propeller speziell gegen unbeab-sichtigtes Nahekommen, z. B. durch Ummantelung und Gitter oder Netze davor und dahinter, zu sichern.

1.7 Vorrichtungen zur Steuerung der Drehzahl und/ oder der Drehrichtung sind so auszulegen, dass im Falle ihres Versagens der Antriebsmotor gestoppt werden kann.

1.8 Der Betriebszustand der Antriebseinrichtun-gen (Schub-, Drehrichtung) muss am Fahrstand des Unterwasserfahrzeugs angezeigt werden.

2. Manövriereinrichtungen

2.1 Ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge sind mit geeigneten Einrichtungen auszurüsten, die dem Fahr-zeug die erforderliche Manövrierfähigkeit unter Be-rücksichtigung der ungünstigsten Einsatzbedingungen verleihen. Insbesondere ist auch ein Propellerschub für Rückwärtsfahrt vorzusehen, der ein effektives Ab-bremsen des Fahrzeugs ermöglicht.

2.2 Tiefen- und Seitenruderanlagen sind nach den jeweils größten Beanspruchungen auszulegen, die sich bei Unterwasserfahrt aus den Steuerkräften bzw. bei geplanten längeren Überwasserfahrten auch aus Stampfbewegungen und Seeschlag ergeben. Die Ver-gleichsspannung im Ruderschaft soll 0,5 × Streckgren-ze nicht überschreiten.

2.3 Tiefenruder sind so auszulegen, dass im vorge-sehenen Geschwindigkeitsbereich und unter allen Lastbe-dingungen die gewünschte Tiefe gehalten werden kann.

2.4 Für Schwenkeinrichtungen von Antriebsaggre-gaten, die gleichzeitig als Manövriereinrichtung dienen, gelten die gleichen Anforderungen wie für Ruder.

3. Einsatz am Meeresboden

3.1 Falls die Fortbewegung auf Rädern oder Raupen erfolgt, ist deren Aufstandsfläche dem zuläs-sigen Bodendruck im vorgesehenen Einsatzgebiet anzupassen. Auslegung und Antrieb sind im Einzelfall mit dem GL abzustimmen.

3.2 Bei sandigem und schlammigem Meeresbo-den sollten Propulsoren, die zum Vortrieb genutzt werden, nicht zu niedrig angeordnet sein oder ganz vermieden werden, da durch das aufgewirbelte Bo-denmaterial die Sicht um das Fahrzeug stark einge-schränkt werden kann.

3.3 Es sind Einrichtungen zur Ortung von Hin-dernissen, wie Felsen, Wracks, Pipelines, Offshore-Einrichtungen, usw. vorzusehen, um Kollisionen si-cher zu vermeiden.

J. Positioniereinrichtungen

Dynamische Positionierung kann für bestimmte Einsatzzwecke erforderlich sein, wobei bei fernge-steuerten Unterwasserfahrzeugen ein Zusammenwir-ken mit dem Versorgungsschiff erforderlich werden kann, vergleiche auch Abschnitt 6, C.4.

1. Allgemein

1.1 Unter dynamischer Positionierung ist zu verstehen, dass ein Fahrzeug automatisch seine Positi-on im Unterwasserraum oder an der Wasseroberfläche (im Rahmen der für den Einsatzzweck definierten Genauigkeit des Systems) beibehält oder sich auf einem vordefinierten Pfad bewegt, wobei ausschließ-lich die Wirkung von Propulsoren herangezogen wird.

1.2 Systeme zur dynamischen Positionierung müssen folgende Untersysteme umfassen:

– soweit für den sicheren Einsatz erforderlich, redundante Energiequelle mit Schaltanlage und Energieverteilung

– eine Anzahl von Antriebsaggregaten/Propulso-ren mit Motor und eventuell Getriebe sowie Pro-peller, gegebenenfalls Schwenkwerk; die Steuer-barkeit der Positioniereinrichtungen muss der Aufgabenstellung des Unterwasserfahrzeugs ent-sprechen

– geeignete Sensoren zur Lage-/Standortbestim-mung

– Steuerungssystem mit Computersystem ein-schließlich Software, Anzeigedisplay im Fahr-stand und Referenzsystem für die Position

– Weitere Details über die Anforderungen an derartige Systeme sind in den GL Vorschriften Dynamic Positioning Systems (I-1-15) definiert.

2. Unterwasserfahrzeug

Bei Unterwasserfahrzeugen sind die Verwendung von dynamischer Positionierung und die dafür erforderli-che Ausrüstung im Einzelfall mit dem GL abzustim-men.

K. Arbeitsgeräte

1. Es dürfen nur Arbeitsgeräte bei einem Un-terwasserfahrzeug eingesetzt werden, deren Einfluss auf das Gesamtsystem untersucht und durch den GL genehmigt wurde.

2. Arbeitsgeräte sind am Unterwasserfahrzeug so anzuordnen, dass ein unbeabsichtigtes Verhaken des Fahrzeugs oder ein Verfangen des Umbilicals oder Tragseils weitgehend ausgeschlossen werden kann.

I - Teil 5 GL 2009



K

3. Festhalteeinrichtungen sind so zu konstruie-ren und zu bauen, dass eine definierte Haltekraft ein-gestellt werden kann. Ferner sollten Einrichtungen vorgesehen werden, mit denen die Halteklaue oder ähnliches bei Energieausfall gelöst werden kann.

4. Bezüglich aller weiteren Anforderungen an Arbeitsgeräte bzw. deren separate Zertifizierung siehe Abschnitt 5.

L. Elektrische Einrichtungen

1. Grundsätze

1.1 Alle elektrischen Einrichtungen sind so aus-zulegen und zu installieren, dass sie unter den für das ferngesteuerte Unterwasserfahrzeug definierten Aus-legungsbedingungen arbeiten und einsatzfähig sind.

1.2 Anlagen, bei denen auch ein kurzfristiger Ausfall nicht toleriert werden kann, sind batteriege-stützt auszuführen oder von einer unterbrechungslosen Stromversorgung zu speisen.

1.3 Bei Einsatz von Akkumulatoren sind gegebe-nenfalls die besonderen Einsatzbedingungen zu be-rücksichtigen. Ladegeräte müssen eine Charakteristik besitzen, die vom Batteriehersteller empfohlen wird.

2. Energieversorgung

2.1 Grundsätze

2.1.1 Es sind Einrichtungen vorzusehen, mit denen das Unterwasserfahrzeug während des Aussetzens und Bergens spannungsfrei geschaltet werden kann.

2.1.2 Zugelassene Versorgungssysteme sind:

– Gleichspannung und einphasige Wechselspan-nung, beide Leiter isoliert vom Fahrzeugkörper

– Drehstrom, drei Leiter isoliert vom Fahrzeugkör-per, Netze mit geerdetem Sternpunkt sind nicht zulässig.

2.1.3 Die zulässigen Spannungs- und Frequenzab-weichungen gemäß GL Vorschriften für Elektrische Anlagen (I-1-3), Abschnitt 1 sollen nicht überschritten werden.

2.2 Hauptenergieversorgung

2.2.1 Die ausreichende Bemessung der Hauptener-gieversorgung ist durch eine Leistungsbilanz nachzu-weisen.

2.2.2 Für zeitweise eingeschaltete Verbraucher ist die Annahme angemessener Gleichzeitigkeitsfaktoren zulässig.

2.2.3 Für kurzzeitige Lastspitzen (z. B. Anlauf von Motoren) ist eine Leistungsreserve vorzusehen.

2.2.4 Ein untergeordneter Fehler darf nicht die Verteilung von genügend Leistung für den Antrieb des Fahrzeugs oder andere wesentliche Einrichtungen, z. B. Scheinwerfer und Videokameras, verhindern.

2.3 Notenergieversorgung

2.3.1 Eine Notenergieversorgung ist dann erforder-lich, wenn das Unterwasserfahrzeug, seine Umgebung oder sein Einsatz bei Ausfall der Hauptenergieversor-gung unzulässig gefährdet sind.

2.3.2 Die Notenergieversorgung ist so auszulegen, dass bei Ausfall der Hauptenergieversorgung das Unterwasserfahrzeug in einen stationären Betriebszu-stand gebracht werden kann, der zu keiner Zeit eine Gefährdung darstellt. Von diesem ausgehend muss es möglich sein, entweder das Gerät sicher zu bergen oder nach Wiederherstellung der Hauptenergieversor-gung den Einsatz fortzusetzen.

3. Energieverteilung

3.1 Systeme für die elektrische Energieverteilung sind so zu gestalten, dass ein Fehler oder Ausfall eines Stromkreises nicht die Funktion anderer Kreise beein-trächtigt.

3.2 Während des Normalbetriebes darf die Not-energieverteilung durch eine Überleitung von der Hauptenergieverteilung gespeist werden.

3.3 Die Kabellängen von Akkumulatoren bis zu Schalteinrichtungen und Endverbrauchsstellen sind möglichst kurz zu halten. Diese Kabel sollen bis zum zugehörigen Leistungsschalter getrennt verlegt und gegen mechanische Beschädigung besonders ge-schützt werden.

3.4 Innerhalb von Schaltanlagen sind Maßnahmen gegen Spannungsverschleppung vorzusehen. Strom-kreise für Schutzkleinspannung dürfen nicht mit Stromkreisen höherer Spannung in einem gemeinsa-men Leiterbündel oder Kabelkanal verlegt werden. Anschlussklemmen für unterschiedliche Spannungs-ebenen sind getrennt anzuordnen und zu kennzeichnen.

4. Schutzmaßnahmen

4.1 Jeder Stromkreis ist gegen Kurzschluss und Überlast zu schützen.

4.2 Alle Verbraucherstromkreise sind allpolig schaltbar auszuführen.

4.3 Sofern ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge mit Taucherunterstützung operieren, sind elektrische Anlagen, deren Ausfall zu einer Gefährdung der Tau-cher führen kann, hochverfügbar auszuführen, z. B. durch Batteriepufferung.



I - Teil 5GL 2009

L

4.4 Bei Unterwasserfahrzeugen, die mit Taucher-unterstützung arbeiten, soll eine kontinuierlich arbei-tende Überwachung der Isolation vorgesehen werden, die bei Unterschreiten eines Mindestwertes optisch und akustisch am Fahrstand des Unterwasserfahrzeugs Alarm auslöst. Sofern eine Gefährdung von Personen nicht ausgeschlossen werden kann, ist eine automati-sche Abschaltung des betroffenen Stromkreises vorzu-sehen.

Eine Notstoppeinrichtung für das ferngesteuerte Unter-wasserfahrzeug ist am Fahrstand zu installieren. Diese sollte so ausgeführt werden, dass eine unbeabsichtigte Betätigung ausgeschlossen ist, vgl. Abschnitt 6.

4.5 Ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge mit elekt-rischen Einrichtungen sind mit einem Erdungs-und Potentialausgleichssystem auszurüsten. Alle nicht stromführenden metallischen Teile sind daran anzu-schließen.

Sofern die Erdung nicht durch die Befestigung gege-ben ist, ist sie über Schutzleiter durchzuführen.

Bei Verwendung von Schutzleitern ist zu beachten:

a) Als Schutzleiter muss ein zusätzliches Kabel oder eine zusätzliche Leitung oder eine zusätzli-che Ader im Anschlusskabel vorgesehen wer-den. Die Verwendung von Kabelarmierungen als Schutzleiter ist im Einzelfall zu prüfen und durch den GL zu genehmigen.

b) Ein betriebsmäßig stromführender Leiter darf nicht gleichzeitig als Schutzleiter benutzt wer-den und darf auch nicht mit diesem an den Fahr-zeugkörper angeschlossen werden.

c) Der Querschnitt des Schutzleiters muss mindes-tens gleich dem halben Querschnitt der Außen-leiter sein. Bei Querschnitten bis zu 16 mm2 muss der Querschnitt jedoch gleich dem der Außenleiter sein. Bei getrennt verlegten Schutz-leitern beträgt der Mindestquerschnitt 4 mm2.

d) Die Anschlüsse der Schutzleiter sind an leicht zu kontrollierenden Stellen zu installieren.

e) Am Körper des Unterwasserfahrzeugs ist an gut zugänglicher Stelle eine Anschlussmöglichkeit in Form einer Anschlussplatte mit Stehbolzen vorzugsweise M12 vorzusehen, an welcher Schutzleiter ohne Verwendung von Werkzeug angeschlossen werden können. Dieser An-schluss dient dem Potentialausgleich zwischen dem geborgenen Unterwasserfahrzeug und dem Versorgungsschiff.

f) Je nach Gefährdungspotential der elektrischen Anlage des Unterwasserfahrzeugs ist eine Vor-richtung zum Herstellen des Potentialausgleichs vorzusehen, die bereits beim Bergen aus dem Wasser wirksam ist.

5. Elektrische Betriebsmittel

5.1 Nicht druckkompensierte Gehäuse für elekt-rische Einrichtungen, die im Wasser betrieben werden, sind mindestens für den Zerstörungstauchdruck CDP auszulegen.

5.2 Durchführungen in Gehäusen unter Druck und Steckverbindungen sind gemäß GL Vorschriften für Bemannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 11, D.8. unter Beachtung von 5.1 auszulegen und zu prüfen.

5.3 Für elektrische Betriebsmittel ist eine Min-destschutzart IP 44 erforderlich.

5.4 Für Wicklungen elektrischer Maschinen ist mindestens Isolierstoffklasse F vorzusehen.

5.5 Unterwasserkabel und -leitungen müssen querwasserdicht sein (d.h. durch den Mantel darf kein Wasser eindringen) und für einen Überdruck ausgelegt sein, der dem Zerstörungstauchdruck CDP entspricht. Für weitere Anforderungen bzgl. Auslegung und Prü-fung siehe Anhang E.

5.6 Trommelbare Kabel sind so auszulegen, dass mechanische Kräfte nicht durch elektrische Kompo-nenten übertragen werden.

5.7 Zur Kontrolle der Manöver und der Tätigkei-ten des ROV unter Wasser sind geeignete Scheinwer-fer und Videokameras vorzusehen.

M. Steuerungs-, Automations-, Datenüber-tragungs-, Navigations- und Ortungsein-richtungen

1. Grundsätze für die Auslegung

1.1 Allgemeine Grundsätze

1.1.1 Alle Einrichtungen zur automatischen Über-wachung und Steuerung der Betriebsparameter eines Unterwasserfahrzeuges sind so auszulegen und zu konstruieren, dass sie unter den für das Unterwasser-fahrzeug definierten Auslegungs- und Umweltbedin-gungen bestimmungsgemäß arbeiten

1.1.2 Rechnergestützte Betriebsführungssysteme für das Unterwasserfahrzeug sind zulässig. Einzelhei-ten über Umfang und Redundanz der Anlagen sind mit dem GL abzustimmen.

Die Anlagen sind vom GL zu genehmigen und es sollten baumustergeprüfte Komponenten eingesetzt werden. Die Prüfung umfasst sowohl die einzusetzen-den Geräte (Hardware) als auch die Wirkungsweise der zugehörigen Rechenprogramme. Art und Umfang der Prüfungen sind mit dem GL abzustimmen.

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1.1.3 Rechnergestützte Betriebsführungssysteme müssen jederzeit auf manuellen Betrieb umgeschaltet werden können. Ausnahmen hiervon sind mit dem GL abzustimmen.

1.1.4 Ein beliebig eintretender Fehler oder Ausfall in der Automationseinrichtung darf nicht zu einem unkontrollierbaren Betriebszustand führen.

1.1.5 Automationseinrichtungen sind, soweit mög-lich, gegen Fehlbedienung zu schützen.

1.1.6 Automationseinrichtungen müssen in der Lage sein, die vorgegebenen Betriebsparameter des Unterwasserfahrzeugs einzuhalten.

1.1.7 Bei allen unzulässigen Abweichungen von Betriebsparametern muss am Fahrstand automatisch ein optischer und akustischer Alarm ausgelöst werden, ferner bei automatischen Umschaltungen in der Stromversorgung sowie bei Fehlern im Steuerungs- und Überwachungssystem.

1.1.8 Zusätzlich zu elektronischen Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen müssen unabhängige Sicherheitseinrichtungen vorhanden sein, die verhin-dern, dass ein Fehler in einem System zu einem unsi-cheren oder unerwünschten Betriebszustand führt.

1.1.9 Die Ansprechwerte der Automationseinrich-tungen sind so aufeinander abzustimmen, dass bei Erreichen eines Grenzwertes zunächst eine Meldung erfolgt und nach Ablauf einer gewissen Warnzeit bzw. wenn die Prozessvariable sich mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit weiter ändert, die Sicherheitseinrich-tungen ansprechen.

1.1.10 Das Gesamtverhalten der Automationsein-richtungen muss auf die Zeitkonstanten der Geräte und Komponenten im System abgestimmt sein.

1.1.11 Für elektronische Systeme wird als Maßstab für die Störfestigkeit die Norm IEC 60533 (Electro-magnetic compatibility of electronic installation in ships) zugrunde gelegt.

1.2 Aufbau

1.2.1 Elektronische Automationseinrichtungen sol-len aus leicht auswechselbaren Baugruppen, vorzugs-weise nach dem Einschubsystem, aufgebaut sein. Die Baugruppen sollten weitgehend vereinheitlicht und die Anzahl der Baugruppentypen aus Gründen der Reser-veteilhaltung klein gehalten werden.

1.2.2 Steckkarten müssen zum Schutz gegen unbe-absichtigtes Vertauschen eindeutig gekennzeichnet oder codiert sein.

1.2.3 Es müssen Maßnahmen getroffen werden, die eine Betauung innerhalb von elektronischen Einrich-tungen auch in deren ausgeschaltetem Zustand verhin-dern. Eine Stillstandsheizung wird empfohlen.

1.2.4 Automationseinrichtungen sollen vorzugs-weise ohne Zwangsbelüftung betrieben werden kön-nen.

Die Funktion einer eventuellen Kühleinrichtung ist zu überwachen.

1.2.5 Bauteile müssen wirksam befestigt sein. Mechanische Beanspruchungen von Drähten und Lötverbindungen durch Vibrationen und Erschütte-rungen sind zu minimieren.

1.2.6 Der Aufbau der Anlagen und Geräte soll einfach und übersichtlich sein. Eine gute Zugänglich-keit für Mess- und Reparaturarbeiten ist anzustreben.

1.3 Schaltungstechnik

1.3.1 Überwachungs-, Steuerungs- und Regelein-richtungen für sicherheitsrelevante Funktionen müssen nach dem Fail-Safe Prinzip aufgebaut sein, d.h., dass Fehler wie Kurz-/Erdschluss bzw. Unterbrechung keine für Personal oder Anlage gefährlichen Zustände nach sich ziehen können. Dabei ist davon auszugehen, dass nur Einfachfehler auftreten.

Der Ausfall einer Baugruppe, z. B. durch einen Kurz-schluss, darf keine Beschädigung weiterer Baugrup-pen zur Folge haben.

1.3.2 In speicherprogrammierbaren Steuerungen sollen die elektrischen Werte der Signalgeber den Sicherheitsanforderungen für Befehls- und Steuergerä-te entsprechen. Das heißt vornehmlich:

– Ingangsetzen mit H-Pegel, also durch Spannung anlegen über Schließer

– Stillsetzen mit L-Pegel, also durch Wegnehmen der Spannung über Öffner

Hiervon unberührt bleiben die Forderungen nach 1.3.1.

1.3.3 Befehls- und Steuergeräte für Sicherheits-funktionen z. B. Notstopptaster, sollen unabhängig von einer speicherprogrammierbaren Steuerung sein und direkt auf das Ausgabegerät wirken, z.B. Stop-Magnetventil. Sie sind gegen unbeabsichtigtes Betäti-gen zu sichern.

1.3.4 Speicherprogrammierbare Steuerungen sollen rückwirkungsfrei sein und im Fehlerfall keine Störun-gen in programmunabhängigen Sicherheitsverriege-lungen und sicherheitstechnischen Fortschaltungen für feste Unterprogramme bewirken.

1.3.5 Frei zugängliche Potentiometer und andere Bauteile, die für einen Abgleich oder eine Arbeits-punkteinstellung vorgesehen sind, müssen in der Be-triebsstellung arretiert werden können.

1.3.6 Schnittstellen zu mechanischen Schaltgeräten müssen so ausgeführt sein, dass Kontaktprellen zu keiner nachteiligen Beeinflussung der Anlagenfunktion führt.



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1.3.7 Leiterbahnen als Teil von Stromkreisen, wel-che sich auch außerhalb des Gehäuses, in dem die Pla-tinen untergebracht sind, erstrecken, müssen bedingt kurzschlussfest sein, d.h. bei einem externen Kurz-schluss dürfen nur die vorgesehenen Schutzeinrichtun-gen ansprechen, ohne die Leiterbahnen zu zerstören.

1.3.8 Durch kurzzeitige Überspannungen im Fahr-zeugnetz, die durch Schaltvorgänge auftreten können, dürfen die Geräte nicht beschädigt werden. Wenn nicht anderorts näher spezifiziert, sind an der Einspei-sung des ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugs lei-tungsgebundene Störspannungen sowie schnelle tran-siente Störgrößen gemäß IEC 61000-4-5, Schärfegrad 3 zu berücksichtigen.

Werden Anlagen von statischen Umformern gespeist, ist ggf. mit periodisch auftretenden Spannungsimpul-sen zu rechnen. Die Amplitudengröße ist von der Art des Umformers abhängig und muss im Einzelfall untersucht werden.

Ein für die Anlage angepasster Überspannungsschutz wird empfohlen.

1.4 Energieversorgung

1.4.1 Für die Speisung von Führungs-, Überwa-chungs- und Sicherheitsanlagen - im Regelfall durch das Versorgungsschiff - müssen die Forderungen gemäß den GL Vorschriften für Elektrische Anlagen (I-1-3), Abschnitt 9 eingehalten werden, vergleiche auch Abschnitt 6.

1.4.2 Die Energieversorgung ist zu überwachen und der Ausfall ist zu alarmieren und zu registrieren.

1.4.3 Netzgeräte für Automationseinrichtungen müssen mindestens einen Kurzschlussschutz und einen Überlastschutz enthalten, sofern dadurch kein unsiche-rer Betriebszustand des Fahrzeugs entstehen kann.

1.4.4 Automationseinrichtungen müssen unter den in den GL Vorschriften für Elektrische Anlagen (I-1-3), Abschnitt 1 genannten Spannungs- und Frequenz-abweichungen sicher betrieben werden können.

2. Fahrstand

2.1 Zur Überwachung und Steuerung des Unter-wasserfahrzeugs ist ein Fahrstand oder Fahrpult auf dem Versorgungsschiff (in transportablem Container oder im Versorgungsschiff eingebaut) vorzusehen, in dem alle wichtigen Daten über das Fahrzeug angezeigt werden und alle für den Betrieb des Unterwasserfahr-zeugs erforderlichen Regel- und Kontrollorgane ein-schließlich der TV- und der Kommunikationseinrich-tungen angeordnet sind.

2.2 Die Instrumente zur Überwachung, Steue-rung, Regelung und Bedienung des Unterwasserfahr-zeugs sind im Fahrstand nach ergonomischen Ge-sichtspunkten zusammenzufassen und anzuordnen.

2.3 Alle Überwachungs- und Steuerungseinrich-tungen sind eindeutig zu beschriften und zu kenn-zeichnen.

2.4 Grenzwerte sind bei analogen Messgeräten zu kennzeichnen. Bei digitalen Anzeigeinstrumenten ist im Falle des Erreichens von Grenzwerten eine Alar-mierung vorzusehen.

2.5 Eingeleitete Steuerungsfunktionen sind, soweit möglich und sinnvoll, optisch am Fahrstand anzuzeigen.

2.6 Im Bereich des Fahrstands dürfen keine An-lagen oder Einrichtungen installiert werden, die die Überwachung und Steuerung des Unterwasserfahr-zeugs beeinträchtigen..

2.7 Die Voraussetzungen, die für den Fahrstand durch das Versorgungsschiff bereitzustellen sind, werden in Abschnitt 6 definiert.

3. Sensoren und Aktuatoren

Alle Einrichtungen zur Erfassung der Betriebsbedin-gungen ferngesteuerter Unterwasserfahrzeuge sowie die zugehörigen Aktuatoren sind vom GL zu geneh-migen und sollten baumustergeprüft sein.

4. Datenübertragungseinrichtungen

4.1 Bei Verwendung von Datenkabeln ist zu gewährleisten, dass die spezifizierte Datenmenge pro Zeiteinheit unter allen Betriebsbedingungen störungs-frei übertragen wird.

4.2 Bei Ausfall der Datenübertragung muss das Unterwasserfahrzeug einen definierten und sicheren Betriebszustand einnehmen.

4.3 Falls sekundäre "Daten für Nutzlasten" auf Datenleitungen übertragen werden sollen, sind diese unabhängig von den Datenleitungen für den Betrieb des Unterwasserfahrzeugs zu übertragen.

5. Navigations- und Ortungseinrichtungen

Grundsätzlich sind hierfür auch die Vorschriften des Flaggenstaats bzw. der zuständigen Behörden zu be-rücksichtigen.

5.1 Alle für die Sicherheit des Unterwasserfahr-zeugs erforderlichen Navigations- und Ortungseinrich-tungen, die elektronisch betrieben werden, sind an die Notstromversorgung des Unterwasserfahrzeugs anzu-schließen. Ihr Betriebszustand bzw. die Betriebsbereit-schaft muss am Fahrstand eindeutig erkennbar sein.

5.2 Ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge sollten soweit möglich und sinnvoll mit einer automatischen Notortungseinrichtung (Pinger) ausgerüstet sein. Bei Vorhandensein eines Launchers kann es sinnvoll sein, auch diesen mit einer Notortungseinrichtung (Pinger) auszurüsten. Diese Ortungseinrichtungen sind mit denen des Versorgungsschiffes zu harmonisieren.

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5.3 Unterwasserfahrzeuge sind mit geeigneten Signaleinrichtungen (z. B. Blinkleuchte) auszurüsten, die ein schnelles Auffinden des aufgetauchten Unter-wasserfahrzeugs ermöglichen.

5.4 Zur besseren Sichtung des Unterwasserfahr-zeugs an der Wasseroberfläche sollten Unterwasserfahr-zeuge mit Kontrastfarbanstrichen oder Reflektionsmate-rial versehen werden, wobei vorzugsweise die Farben orange, gelb oder rot zur Anwendung kommen sollen.

N. Brand- und Explosionsschutz

Insbesondere wenn sich das Unterwasserfahrzeug an Bord des Versorgungsschiffes befindet und auf diesem explosionsgefährdete Bereiche vorhanden sind, sind entsprechende Explosionsschutzmassnahmen für die Ausrüstung und Fahrstände des Unterwasserfahrzeugs vorzusehen; ggf. ist die Ausrüstung für diesen Einsatz-fall gesondert zu prüfen und zu kennzeichnen.

O. Betriebsstoffe

1. Betriebsstoffe wie Hydraulikflüssigkeiten, Schmierstoffe, usw. sind entsprechend den vorgesehe-

nen Umweltbedingungen auszuwählen. Sie dürfen im gesamten Temperaturbereich weder zu Verstockungen noch zu Verdampfungen neigen.

2. Die Betriebsstoffe sind so zu wählen, dass auch bei einem Wassereinbruch bzw. bei Mischung mit Seewasser die Funktionsfähigkeit des Unterwas-serfahrzeugs nicht wesentlich beeinträchtigt wird.

3. Betriebsstoffe sollten keine giftigen Bestand-teile aufweisen, die bei Berührung mit der Haut oder durch Ausdunstung zu Gesundheitsschäden führen können.

4. Betriebsstoffe sollten nicht korrosiv sein oder andere Betriebsmittel (z. B. Dichtungen, Schlauchlei-tungen usw.) angreifen.

P. Korrosionsschutz

Unterwasserfahrzeuge sowie alle dazugehörigen Kom-ponenten sind wirksam gegen Korrosion zu schützen. Weitere Informationen können den Richtlinien für Korrosionsschutz und Beschichtungssysteme (VI-10-2) entnommen werden.



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Abschnitt 4 Zusätzliche Anforderungen an unbemannte, autonome Unterwasserfahrzeuge

(AUV)


1. Grundsätzlich gelten für die Auslegung und Konstruktion von autonomen Unterwasserfahrzeugen (AUV) neben diesem Abschnitt auch alle anwendba-ren Anforderungen der Abschnitte 1-3.

Unbemannte, autonome Unterwasserfahrzeuge (AUV) sind mit eigener Energieversorgung sowie eigener Steuerung und Regelung und ggf. Kontrolle durch aktive und/oder passive Sensoren und Computer-Hard-ware und -Software auszurüsten, um vorbestimmte Einsätze autonom für einen bestimmten Zeitraum zu erfüllen. Anschließend werden sie wieder von einem Versorgungsschiff aufgenommen, versorgt, gewartet und zum Ort des nächsten Einsatzes gebracht.

2. Die Aufgaben des AUV dienen vor allem der Ausführung von Einsätzen zur Aufklärung, Beobach-tung, Messung, zum Filmen und kartographischen Aufnahmen usw. Andere Arbeiten sind möglich, so-fern der notwendige Energiebedarf vom AUV gedeckt werden kann.

3. Bei gleichzeitigem Einsatz, von mehreren AUVs von einem Versorgungsschiff aus, werden die zusätzlichen Anforderungen im Einzelfall vom GL festgelegt.

4. AUVs die am Arbeitsplatz an eine Versor-gungsleitung andocken und als ROV betrieben wer-den, werden als Hybrid-ROV (HROV) bezeichnet.

Die besonderen Bedingungen für diesen Anwendungs-fall werden vom GL im Einzelfall festgelegt.

5. Soweit anwendbar, können die Anforderun-gen dieses Abschnitts auch für Messgeräte und Mess-sonden, die sowohl stationär als auch mobil ohne eigenen Antrieb eingesetzt sind, angewendet werden.

B. Grundsätze für die Auslegung und Kon-struktion

1. Entwurfsprinzipien

Für autonome Unterwasserfahrzeuge sind in der Regel folgende Entwurfsprinzipien zu realisieren:

– genügend große Energieversorgung für definier-ten Aufgabenumfang

– Sensorik, die eine dreidimensionale Positionie-rung im Unterwasserraum ermöglicht

– Computerausrüstung zur Einsatzprogrammierung

– Notfallprogramm, um bei Auftreten von Fehlern den Einsatz abzubrechen und eine Bergung des Geräts zu ermöglichen

In Abstimmung mit dem GL kann von einzelnen An-forderungen abgewichen werden.

2. Tragende Konstruktion

Die Tragkonstruktion kann z. B. als Druckkörper mit entsprechenden, wasserdicht verschließbaren Öffnun-gen oder als Grundgerüst mit dazwischen angeordneten Druckbehältern ausgeführt sein. Andere Konstruktions-formen können mit dem GL vereinbart werden.

3. Launcher

Für autonome Unterwasserfahrzeuge sollte der Einsatz von Launchern ohne und mit Garage zum sicheren Aussetzen bzw. Bergen möglich sein, vergleiche Abb. 4.1. Die Anforderungen an den Launcher entsprechen den in Abschnitt 3, F. definierten, soweit anwendbar.

4. Einrichtungen zur Steuerung bzw. Einstel-lung von Tiefe, Trimm, Auf- und Abtrieb

4.1 Gewichte

Bei reiner Anwendung von Gewichten, die entspre-chend abgeworfen werden, sind folgende Funktionen klar zu trennen:

– Bestückung mit überhöhtem Gewicht zum ra-schen Abtauchen auf die verlangte Tiefe

– teilweiser Abwurf von Gewichten, sodass Schweben im Wasser erzielt wird (kleinere Di-chteunterschiede des Wassers, usw. können auch dynamisch ausgeglichen werden)

– am Ende der Mission weiterer Abwurf von Ge-wichten zum Auftauchen

4.2 Zellen

Sind Tauchtanks, Regeltanks und Trimmtanks bei größeren AUVs vorgesehen, sind Einrichtungen ana-log zu den bemannten Unterwasserfahrzeugen vorzu-sehen, allerdings können vereinfachte Maßnahmen mit verminderter Redundanz angewendet werden.

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Abb. 4.1 Launcher-Einsatz für autonome Unterwasserfahrzeuge (AUV)

4.3 Dynamische Einrichtungen

Es sind Einrichtungen vorzusehen, damit

– einerseits eine bestimmte Tauchtiefe eingehalten werden kann, oder

– andererseits ein bestimmter Abstand vom Mee-resboden eingehalten werden kann, auch wenn dieser uneben oder zerklüftet ist.

Die Toleranzen für diese Eigenschaften sind vom Hersteller zu definieren und auch bei den Erprobungen gemäß D. zu überprüfen.

4.4 Automatische Tiefenbegrenzung

Beim Einsatz eines AUVs in Gewässern, die tiefer als die Nenntauchtiefe NDD sind, ist eine automatische Tiefenbegrenzung erforderlich.

4.5 Not-Auftaucheinrichtungen

Zur Vermeidung des Gesamtverlusts des Unterwasser-fahrzeugs, z. B. bei völligem Energieausfall, wird ein energieunabhängiges Not-Auftauchsystem mit defi-nierter Auslösungszeit empfohlen.

Als Not-Auftaucheinrichtungen können z. B. Gewich-te mit Korrosionsbefestigung oder gasbetriebene Auf-tauchsysteme eingesetzt werden.


Die Antriebs- und Manövriereinrichtungen können umfassen:

– Propeller-Hauptantrieb mit z. B. Einfach- oder Gegenpropeller mit umgekehrter Drehrichtung bzw. Wasserstrahlantrieb

– Steuerungspropeller, insbesondere zur Unter-stützung von Tauchtiefenänderungen

– horizontal und vertikal wirkende Flossen und Ruder


6.1 Grundsätze

Die Funktionsdauer der elektrischen Anlage ist ent-sprechend den max. Einsatzzeiten des AUV zu spezi-fizieren.


6.2.1 Es ist eine Haupt-Energieversorgung vorzu-sehen, welche im Allgemeinen eine Batterie darstellen wird.

6.2.2 Außerdem ist eine Notstromversorgung vor-zusehen, womit für einen zu spezifizierenden Zeit-raum, jedoch mindestens 24 Stunden, folgende Anla-gen zu betreiben sind:

– Not-Prozessor zur Aktivierung von Notmaßnah-men

– Aktivierung der Not-Maßnahmen (z. B. kontrol-liertes Auftauchen, Absetzen eines Signalkör-pers)

– Abgabe von Funksignalen

– wenn erforderlich, Blinklicht oder andere Lichter-führung und ggf. akustische Signale

6.2.3 Je nach Gefährdungspotential der elektri-schen Anlage des AUV ist eine Vorrichtung zum Herstellen des Potentialausgleichs vorzusehen, die bereits beim Bergen aus dem Wasser wirksam ist.


7.1 Automation

7.1.1 Vorprogrammierte Einsätze müssen eingegeben und gespeichert werden können. Ihre Ausführung hat nach einem entsprechenden Startbefehl zu beginnen.



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7.1.2 Während der Ausführung des Einsatzes ist dessen programmgemäße Durchführung durch geeig-nete Routinen zu kontrollieren und notfalls zu korri-gieren. Dabei sind die wichtigen Einsatzparameter aufzuzeichnen.

7.1.3 Eine Reihe von Parametern, die direkt den Betrieb des AUV betreffen und dafür wesentlich sind, sind zu überwachen und gegebenenfalls ist eine Feh-lermeldung an das Versorgungsschiff zu geben. Wenn die Verbindung zeitweise nicht möglich ist, sind alle Meldungen zu speichern, um am Ende des Einsatzes die Funktion des AUV nachvollziehen zu können. Derartige Parameter können u.a. sein:

– gerätespezifische Statusmeldungen, z. B. Positi-on, Geschwindigkeit, Tauchtiefe usw.

– Erdschluss der Elektroanlage

– Spannungsabfall

– Übertemperatur überwachter Bauteile

– Eindringen von Wasser in einen überwachten Raum

– Überdruck in einem überwachten Raum

– Störungen des Haupt-Computers

7.1.4 Wenn sich die festgestellten Fehler entspre-chend 7.1.3 nicht korrigieren lassen und wenn die folgenden Probleme auftreten:

– Überschreiten der Nenntauchtiefe,

– Verlassen des für den Einsatz vorgegebenen Bereichs,

– Überschreiten der Einsatzzeit,

ist der Einsatz abzubrechen und das vorgesehene Not-programm zu starten.

Ist in diesem Fall ein Auftauchen vorgesehen, ist der Antrieb des AUV zu stoppen, ggf. das Auftauchge-wicht abzuwerfen, die Notsignale zu senden und das Blinklicht einzuschalten.

7.1.5 Sofern erforderlich, ist das AUV mit einem System auszurüsten, welches durch ein akustisches Notsignal vom Versorgungsschiff den Einsatz abbre-chen kann. Dabei ist zu unterscheiden, ob sofort auf-getaucht werden soll, ob ein Verharren an der zuletzt erreichten Position unter Wasser notwendig ist (z. B. wenn Schlechtwetter ein Bergen durch das Versor-gungsschiff nicht erlaubt) oder ggf. das Zurückkehren an die Startposition eingeleitet wird.

7.2 Datenverbindung

7.2.1 Unter Wasser kann der Datenaustausch zwi-schen dem Versorgungsschiff und dem AUV durch z. B. akustische Methoden erfolgen. Bei vom AUV unabhängigen Störgeräuschen im Wasser, z. B. durch Wellen, Brandung, usw. ist, soweit möglich, ein Her-ausfiltern dieser Störungen durch geeignete Maßnah-men anzustreben.

7.2.2 Über Wasser hat der Datenaustausch zwi-schen Versorgungsschiff und AUV über Funk zu erfolgen. Ein Ein-Kanal Sender ist im Allgemeinen ausreichend.

Weiterhin wird empfohlen, für unplanmäßiges Auftau-chen, z. B. im Fehlerfall, eine Datenverbindung über Satellit zu einem definierten Empfänger vorzusehen.

7.2.3 Das AUV sollte in definierten Zeitabständen, die entsprechend dem durchgeführten Einsatz einzustel-len sind, seinen Status (Position, Vortrieb, verbleibende Energie, im Gebrauch befindliche Nutzlast, erkannte Stö-rungen, usw.) an das Versorgungsschiff melden können.

7.3 Navigation

Die Genauigkeit der Navigation ist für den getauchten und aufgetauchten Zustand mit dem GL abzustimmen.

7.3.1 Getaucht

Unter Wasser können verschiedene Möglichkeiten und deren Kombination zur Navigation möglich sein. Hierzu gehören z. B.:

– akustische Positionierung zum Versorgungs-schiff und/oder zu vorher im Arbeitsgebiet am Meeresboden abgelegter Transponder

– Orientierung an Unterwasserstrukturen oder am Meeresbodenrelief

– Trägheitsnavigation

7.3.2 Aufgetaucht

An der Wasseroberfläche ist eine aktive Positionsbe-stimmung über das Global Positioning System (GPS) oder ein gleichwertiges System vorzunehmen. Die jeweilige Position sollte im Rahmen des Einsatzes in definierten Abständen an das Versorgungsschiff ge-funkt werden.

Ist ein aktives Positionsbestimmungssystem für den Einsatz nicht geeignet, sind z. B. Radartransponder oder ein automatisches Identifizierungssystem (AIS) vorzusehen.

Zur Erleichterung der Entdeckung im Bereich der Wasseroberfläche ist bereits beim Auftauchvorgang ab ca. 10 m Tiefe ein Blinklicht einzuschalten. Die Trag-struktur des AUV ist im Regelfall zur Erhöhung der Sichtbarkeit mit entsprechend auffälliger Farbgebung (z. B. gelb oder rot-orange) zu versehen.

Außerdem können je nach Bauausführung weitere Maßnahmen zur Kollisionsverhinderung gemäß 6.2.2 und flaggenstaatlichen und internationalen Regeln erforderlich sein.

7.4 Sensoren

Alle Sensoren einschließlich Navigationseinrichtun-gen sollen zeitsynchronisiert sein.

Die Sensoren dürfen sich nicht gegenseitig stören und auch nicht die Nutzlast-Sensoren beeinflussen.

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8. Nutzlast

Die Sensoren der Nutzlast NL sollen unabhängig von den Betriebs- und Navigationssensoren sein und dürfen den Fahr- und Navigationsbetrieb des AUV nicht stören.

C. Genehmigungsunterlagen

1. Soweit möglich, sind Unterlagen analog zu den in Abschnitt 2, E. definierten einzureichen.

2. Besondere Bedeutung haben:

– rechnerischer Nachweis der Leistungsfähigkeit und Betriebsdauer der Energieversorgung

– rechnerischer Nachweis über Tauch- und Auf-tauchfähigkeit

– Beschreibung der Art und Weise sowie des Umfangs von Einsätzen

– Blockschaltbilder und weitere Details über die Steuerung und Regelung der Navigation im Rahmen eines definierten Einsatzes

– Beschreibung einer rechnergestützten Einsatz-simulation für das Gesamtsystem

– Beschreibung der möglichen Nutzlast NL und deren Einfluss auf das Gesamtsystem

– Beschreibung des Notfallprogramms

D. Prüfungen und Erprobungen

1. Allgemeines

1.1 Unbemannte autonome Unterwasserfahrzeu-ge unterliegen einer Bau- und Abnahmeprüfung im Herstellerwerk. Soweit zutreffend, sind alle in den nachfolgenden Absätzen vorgeschriebenen Prüfungen und Erprobungen durchzuführen und zu dokumentie-ren. Über die Anwesenheit von GL-Besichtigern bei

diesen Prüfungen und Erprobungen entscheidet der GL im Einzelfall.

1.2 Für Teile aus Serienfertigung können anstelle der vorgeschriebenen Prüfungen andere Prüfverfahren mit dem GL vereinbart werden, wenn sie vom GL als gleichwertig anerkannt sind.

2. Prüfumfang

Nach Fertigstellung ist das Unterwasserfahrzeug mit den erforderlichen Nebenanlagen wie z. B. Einrichtun-gen zur Programmierung und Eingabe der Einsatzpa-rameter, der Energieaufladung zwischen den Missio-nen, usw. einer Funktions- und Abnahmeprüfung zu unterziehen, dabei sind mindestens folgende Einzel-prüfungen durchzuführen:

2.1 Soweit erforderlich sind Prüfungen entspre-chend Abschnitt 2, F. durchzuführen.

2.2 Besondere Bedeutung haben:

– Funktionsprüfung beim Hersteller einschl. der Einsatzsimulation

– Es sind alle einsatzbedingten Funktionen im Rahmen eines Erprobungsparcours zu überprü-fen.

– Funktionsprüfung Notfallprogramm/Einsatzab-bruch im Wasser

– Erprobung aller Sicherheitseinrichtungen unter Berücksichtigung des autonomen Einsatzes

– Aussetzen und Bergen des AUVs einschließlich mit Start- und Endphase des Einsatzes

Die Erprobungen unter Wasser erfolgen mit Tauchtie-fen bis zur Nenntauchtiefe NDD, siehe Abschnitt 3, C.

3. Nutzlast NL

Es ist zu überprüfen, dass der Betrieb der die Nutzlast NL darstellenden Geräte den Fahrbetrieb des AUV nicht negativ beeinflusst.



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D

Abschnitt 5 Grundsätze für den Bau von Unterwasser-Arbeitsgeräten und Unterwasser-

Arbeitsmaschinen

A. Geltungsbereich

1. Die folgenden Vorschriften gelten für den Bau von Unterwasser-Arbeitsgeräten und -Arbeitsma-schinen, die durch den GL zertifiziert werden sollen, einschließlich deren Bedienungs- und Überwachungs-einrichtungen. Unterwasser-Arbeitsgeräte und -Ar-beitsmaschinen sind in D.1. definiert.

2. Weitere Systemelemente des Gesamtsystems, wie die Stauung und der Decktransport auf dem Ver-sorgungsschiff, die Versorgungseinrichtungen und deren Kontrolle auf dem Versorgungsschiff sowie die erforderlichen Einrichtungen zum Aussetzen und Bergen der Unterwasser-Arbeitsmaschinen können getrennt beurteilt und zertifiziert werden, vergleiche Tabelle 5.1 und Abschnitt 6.

3. Die im Folgenden definierten Forderungen sind entsprechend der Bauart, der Größe und des Ein-satzzwecks der Geräte und Maschinen für den jeweils aktuellen Fall zu berücksichtigen.

B. Zertifizierung

1. Allgemeines

1.1 Der Antrag auf Zertifizierung eines Unter-wasser-Arbeitsgeräts oder einer -Arbeitsmaschine ist

vom Hersteller oder Betreiber schriftlich an den GL zu richten.

1.2 Unterlagen für Arbeitsgeräte oder Arbeitsma-schinen sind dem GL im Allgemeinen in dreifacher Ausfertigung bzw. bei elektronischer Übermittlung in einfacher Ausfertigung zur Prüfung einzureichen. Der Umfang der einzureichenden Unterlagen richtet sich nach der Bauart und Ausrüstung des Arbeitsgeräts oder der Arbeitsmaschine und ergibt sich aus den im Folgenden definierten Anforderungen.

1.3 Unter Aufsicht des GL durchzuführende Prüfungen sind dem GL rechtzeitig zu melden.

2. Zertifizierung nach GL-Vorschriften Unterwasser-Arbeitsgeräte und -Arbeitsmaschinen, die nach den Vorschriften und unter Aufsicht des GL gebaut und geprüft werden, können ein Zertifikat des GL erhalten.

Eine Übersicht, welche Systemelemente des Gesamtsys-tems im Allgemeinen zertifiziert werden, gibt Tabelle 5.1.

3. Zertifikat

3.1 Nach Fertigstellung und erfolgreicher Erprobung des Arbeitsgeräts oder der Arbeitsmaschine gemäß H. wird ein Unterwasser-Arbeitsgeräte-Zertifikat oder ein Unter-wasser-Arbeitsmaschinen-Zertifikat vom GL ausgestellt.

Tabelle 5.1 Zertifizierung von Arbeitsgeräten und Arbeitsmaschinen

Systemelemente Arbeitsgerät Arbeitsmaschine

Arbeitsmaschinen/Arbeitsgeräte: (Abschnitt 5) Arbeitsgerät/Arbeitsmaschine selbst, einschließlich Umbilical, falls vorhanden

Unterwasser-Arbeitsgeräte-Zertifizierung

Unterwasser-Arbeitsmaschinen-Zertifizierung

Fahrstand Datenübertragung zur Arbeitsmaschine/ zum Arbeitsgerät

Unterwasser-Arbeitsgeräte-Zertifizierung

Unterwasser-Arbeitsmaschinen-Zertifizierung

Unterstützende Einrichtungen auf dem Versorgungsschiff: (Abschnitt 6)

Versorgungseinrichtungen und deren Kontrolle Zertifizierung 1 Zertifizierung 1 Aussetz- und Bergeeinrichtung, einschließlich Umbilicalwinde, falls vorhanden Zertifizierung 2

Stauung und Decktransport Eignungsnachweis 3 Eignungsnachweis 3 1 GL-Zertifikat oder Zertifikat einer anerkannten Institution, sofern nicht Inhalt des Klassenzertifikates des Versorgungsschiffes 2 GL-Zertifikat oder Zertifikat einer anerkannten Institution 3 z. B. Prüfstempel, Prüfplakette für Zurrmittel usw.; Nachweis für Winden, Decksbefestigung usw.

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3.2 Mit dem Zertifikat wird der technische Zu-stand des Arbeitsgeräts bzw. der Arbeitsmaschine zum Zeitpunkt der Prüfungen und Abnahmen durch den GL bescheinigt. Ferner wird bescheinigt, dass dem Betrieb keine sicherheitstechnischen Bedenken entge-genstehen.

3.3 Die Gültigkeit des Zertifikats beträgt maxi-mal 5 Jahre und kann nach erneuter Prüfung verlän-gert werden. Zur Aufrechterhaltung des Zertifikats ist die Anlage in der Regel einer jährlichen Prüfung zu unterziehen. Bei längeren Stillstandszeiten ist vor Wiederinbetriebnahme eine Prüfung durchzuführen.

Das Zertifikat verliert seine Gültigkeit, wenn wesent-liche Änderungen (Beeinflussung der Sicherheit der Anlage) an Gerät oder Maschine ausgeführt wurden bzw. wenn die Anlage einen erheblichen Schaden erlitten hat und die Änderung bzw. Reparatur nicht durch den GL genehmigt und abgenommen wurde.

4. Zertifizierung nach anderen Vorschriften

4.1 Bei Arbeitsgeräten und Arbeitsmaschinen, die nicht nach den Vorschriften des GL gebaut wer-den, sind mit dem Antrag auf Zertifizierung die hierfür angewendeten Regeln verbindlich anzugeben.

4.2 Nach erfolgreicher Prüfung kann ein Zertifi-kat des GL ausgestellt werden.

C. Zu berücksichtigende Vorschriften

1. Vorschriften des GL

1.1 Die folgenden Vorschriften gelten als zusätz-liche Anforderungen für die Zertifizierung und den Bau von Unterwasser-Arbeitsgeräten und -Arbeits-maschinen in Ergänzung zu den Klassifikations- und Bauvorschriften des GL z. B.:

– Teil 1 – Seeschiffe, Kapitel 2 - 4, soweit anwend-bar

– II – Werkstoffe und Schweißtechnik, Teil 1 - 3

– IV – Industrial Services, Part 6 – Offshore Tech-nology, soweit anwendbar

1.2 Bei Unterwasser-Arbeitsmaschinen müssen auch die zur Kontrolle und sicheren Bedienung erfor-derlichen Anlagen und Einrichtungen den betreffen-den Vorschriften des GL entsprechen.

1.3 Von den Bauvorschriften abweichende Aus-führungen können zugelassen werden, wenn sie vom GL als gleichwertig anerkannt worden sind.

1.4 Unterwasser-Arbeitsgeräte und -Arbeitsma-schinen oder Teile hiervon, deren Entwicklung auf neuartigen Grundlagen beruht und die im praktischen

Betrieb noch nicht ausreichend erprobt sind, bedürfen einer besonderen Genehmigung des GL.

1.5 In den unter 1.3 und 1.4 aufgeführten Fällen ist der GL berechtigt, die Vorlage zusätzlicher Unter-lagen und die Durchführung besonderer Erprobungen zu verlangen.

1.6 Der GL behält sich das Recht vor, über die Forderungen der Vorschriften hinaus für alle Arten von Unterwasser-Arbeitsgeräten und -Arbeitsma-schinen zusätzliche Forderungen zu erheben, wenn es aufgrund neuer Erkenntnisse oder Betriebserfahrungen unvermeidlich geworden sein sollte oder aber in be-sonders begründeten Fällen Abweichungen von den Vorschriften zuzulassen.

2. Nationale Vorschriften

Neben den Vorschriften des GL bestehende nationale Vorschriften bleiben unberührt.

3. Internationale Vorschriften und Codes

Internationale Konventionen und Codes können eben-falls gelten, z.B.:

3.1 MARPOL 73/78

Internationales Übereinkommen von 1973 zur Verhü-tung der Meeresverschmutzung durch Schiffe, ein-schließlich des Protokolls von 1978, einschließlich Änderungen.

D. Begriffsbestimmungen

1. Allgemein

Arbeitsgeräte (Unterwasser-)

Einrichtungen, z.B. Manipulatoren und Werkzeuge, die am Unterwasserfahrzeug bzw. an einer Unterwas-ser-Arbeitsmaschine angebracht und zur Ausführung von Unterwasserarbeiten bestimmt sind.

Arbeitsmaschinen (Unterwasser-)

Maschinen, z. B. Greifer, Rammen, Bohrer und deren Kombination, die im Regelfall von einem Versorgungs-schiff zu Unterwasserarbeiten eingesetzt werden.

Aussetz- und Bergeeinrichtung

Einrichtungen zum Aussetzen und Bergen von Ar-beitsmaschinen.

Druckbehälter

Behälter, die einem inneren oder äußeren Betriebs-überdruck von 1 bar oder darüber standhalten.

Druckgasflaschen

Flaschen für Lagerung und Transport von Druckgasen.



I - Teil 5GL 2009

D

Fahrstand

Pult, Konsole oder mobile Steuereinheit, in der alle wichtigen Anzeigen, Steuer-, Regel- und Kontrollor-gane zur Fernsteuerung der Arbeitsgeräte bzw. der Arbeitsmaschine angeordnet sind. Bei dem Einsatz von Arbeitsgeräten kann der Fahrstand im bemannten Unterwasserfahrzeug oder auf dem Versorgungsschiff angeordnet sein. Beim Einsatz von Arbeitsmaschinen befindet er sich in der Regel auf dem Versorgungs-schiff.

Gesamtsystem

Unterwasser-Arbeitsmaschine oder Unterwasserfahr-zeug mit Arbeitsgerät einschließlich ihrer Steuer-, Aussetz-, Berge-, Stauungs-, Transport- und Versor-gungseinrichtungen.

Nutzlast der Arbeitsmaschine NL

Maximale Zusatzlast, die die Arbeitsmaschine für die auszuführenden Arbeiten, z.B. Untersuchungen des Meeres und wissenschaftliche Forschungen, aufneh-men kann.

Tauchdruck

Der jeweiligen Tauchtiefe entsprechender Druck, dem ein Arbeitsgerät oder eine Arbeitsmaschine während des Unterwassereinsatzes ausgesetzt ist. Die Tauchtie-fe bezieht sich auf die Unterkante der Arbeitsmaschine oder für Arbeitsgeräte auf die Basislinie des Unter-wasserfahrzeugs.

Nenntauchdruck NDP

Der Nenntauchdruck NDP bezieht sich auf die Nenn-tauchtiefe NDD für den unbeschränkten Betrieb des Arbeitsgeräts bzw. der Arbeitsmaschine [bar].

Prüftauchdruck TDP

Der Prüftauchdruck TDP bezieht sich auf die Prüf-tauchtiefe TDD, die einem äußeren Überdruck ent-spricht, dem das Arbeitsgerät oder die Arbeitsmaschi-ne bzw. deren Ausrüstung nach der Fertigstellung oder nach wesentlichen Reparaturen und Umbauten unter Prüfbedingungen ausgesetzt wird [bar].

Zerstörungstauchdruck CDP

Der Zerstörungstauchdruck CDP bezieht sich auf die Zerstörungstauchtiefe CDD des Arbeitsgeräts oder der Arbeitsmaschine, die für die Auslegung maßgeblich ist und bei der mit einem Versagen von Komponenten zu rechnen ist [bar].

Tragseil

Seil zum Aussetzen und Wiedereinholen, sowie zum Anheben oder Absenken einer Arbeitsmaschine.

Umbilical

Verbindungsglied zwischen Versorgungsschiff und Arbeitsmaschine, welches Steuerungs-, Überwa-chungs-, Datenübertragungs- und Energieversorgungs-leitungen sowie das Tragseil enthalten kann.

Versorgungsschiff

Oberflächenfahrzeug zur Unterstützung und Versor-gung von Arbeitsmaschinen. In dieser Vorschrift kann das Versorgungsschiff auch eine ortsfeste Versor-gungsstation (z.B. an der Küste oder auf einer ortsfes-ten Offshore-Anlage) sein.

2. Arten von Unterwasser-Arbeitsgeräten

Unterwasser-Arbeitsgeräte sind z. B.:

2.1 Videokameras

Videokameras können auf einem Schwenk- und Nei-gungswerk montiert sein, von dem Arm eines Manipu-lators gehalten werden oder auch starr angeordnet sein. Mit beweglichen Kameras können Bilder von schwer einsehbaren Bereichen oder unter besonderen Blickwinkeln gemacht werden. Zur Verbesserung der Sicht sind Scheinwerfer vorzusehen.

2.2 Messgeräte für zerstörungsfreie Werk-stoffprüfung

Diese Geräte dienen dazu, z.B. die Unversehrtheit von Offshore-Konstruktionen zu überprüfen und umfassen Dickenmessgeräte, Durchflutungsgeräte, Potential-messgeräte, usw.

2.3 Geräte für akustische Messungen und Ortsbestimmungen

Diese Geräte umfassen Messsysteme und Systeme zur Positionsbestimmung sowie alle Arten von akti-ven/passiven Sonarsystemen, wie z.B. Sonar oder Echolot zur Entdeckung von Hindernissen, Bodenauf-nahmen, zur Verfolgung von Pipelines, usw.

2.4 Reinigungsgeräte

Diese Geräte dienen zur Reinigung von Schiffen oder Offshore-Strukturen mit z.B. rotierenden Draht- oder Kunststoffbürsten sowie Wasserstrahlsystemen mit oder ohne Zusatz von Strahlmaterial.

2.5 Festhalteeinrichtungen

Diese Vorrichtungen dienen zum kurzseitigen Fest-setzen eines Unterwasserfahrzeugs mit Arbeitsgeräten bzw. einer Arbeitsmaschine z.B. an einer Unterwas-ser-Struktur. Festhalteeinrichtungen können mechani-sche oder hydraulische Systeme sein.

2.6 Scheinwerfer

Scheinwerfer, die zur Ausleuchtung eines Unterwas-serbereichs eingesetzt werden, gelten einschließlich des druckfesten Gehäuses mit Durchführungen als Arbeitsgerät im Sinne dieser Vorschrift.

2.7 Manipulatoren

Manipulatoren werden zum Festhalten, zum Aufneh-men von Werkzeugen, und Ausführen von Arbeiten eingesetzt.

I - Teil 5 GL 2009



D

2.8 Weitere Arbeitsgeräte

Weitere Arbeitsgeräte können z. B. Probenahmeein-richtungen, Transportbehältnisse, spezielle Messgeräte oder Geräte für Sonderanwendungen sein.

3. Arten von Arbeitsmaschinen

Arbeitsmaschinen mit der Eignung, z. B. folgende Tä-tigkeiten unter Wasser auszuführen:

– Schweißen

– Schneiden / Trennen

– Bohren

– Dübeln, verankern

– Pumpen

– Fräsen

– Aufgraben / Zuschütten

– Spülen

– Rammen / Vibrieren

– Verlegen

– Montieren

– Verbinden/Trennen

– geologischer Abbau

– einsatzbedingte Sonderanwendungen

E. Umgebungsbedingungen

1. Allgemeines

Für die Auslegung der Arbeitsgeräte und Arbeitsma-schinen sind mindestens die nachfolgend aufgeführten Umgebungsbedingungen zugrunde zu legen. Für Ar-beitsgeräte und Arbeitsmaschinen, die nur in bestimm-ten Gebieten eingesetzt werden, können abweichende Umgebungsbedingungen zugelassen werden.

2. Schräglagen

Soweit nicht anderweitig spezifiziert, ist eine störungs-freie Funktion bis zu Neigungen von 22,5° (statisch und dynamisch) in jeder Richtung abweichend von der Ein-baulage zu gewährleisten. Bei vorübergehenden Nei-gungen bis 45° dürfen keine ungewollten Funktions-zustände eintreten und keine Schäden, insbesondere an Lagern von Maschinen, hervorgerufen werden. Bei größeren betrieblichen Schräglagen sind diese bei Aus-legung und Prüfung entsprechend zu berücksichtigen.

3. Wasser

Für die Auslegung von Arbeitsgeräten und Arbeitsma-schinen sind sowohl der Temperaturbereich des Was-sers als auch der Bereich des Salzgehalts und damit der Dichte festzulegen. Falls nichts anderes vereinbart ist, kann Seewasser mit einem Temperaturbereich von –2 °C

bis +32 °C, einem Salzgehalt von 3,5 % und einer Dichte von 1028 kg/m3 zugrunde gelegt werden. Zur Umrech-nung der Tauchtiefe auf Druck gilt dann 0,101 bar/m.

4. Seegang

Die Seegangsbedingungen, bis zu welchen der Einsatz erfolgen soll, sind mit dem GL abzustimmen. Falls nicht anders vereinbart, ist für Seegangsbedingungen mit einer signifikanten Wellenhöhe von mindestens 2 m auszulegen. Dabei sind als Beschleunigungswerte in vertikaler Richtung 2 g nach unten und 1 g nach oben, in Längs- und Querrichtung je 1 g (g = 9,81 m/s2) zu berücksichtigen.

5. Tide und Strömungen

Für die Auslegung sind je nach Einsatzgebiet die Strömungsbedingungen zu berücksichtigen.

Als Grundlage für die Auslegung ist die maximale, sowie die minimale Tide des entsprechenden Einsatz-gebietes heranzuziehen. Außerdem sind Sturmströ-mungen oder geographische Besonderheiten (z. B. Meerengen) zu berücksichtigen, soweit erforderlich.

6. Klima

Für den Transport, die Lagerung, Wartung, Inspektion und Trockenerprobung von Arbeitsgeräten und Ar-beitsmaschinen an Bord des Versorgungsschiffes, sowie für die Aussetz- und Bergeeinrichtungen für die Arbeitsmaschine ist salzhaltige Luft im Temperaturbe-reich von -10 °C bis +55 °C bei einer relativen Luft-feuchtigkeit von 100 % zugrunde zu legen.

Für die an Bord von Versorgungsschiffen aufgestell-ten geschützten Fahrstandsräume für Arbeitsmaschi-nen ist mit einer relativen Luftfeuchte von 80 % bei einer Bezugstemperatur von 45 °C zu rechnen.

7. Schwingungen und Erschütterungen

Durch Arbeitsgeräte und Arbeitsmaschinen dürfen keine Schwingungen und Erschütterungen hervorgerufen wer-den, die andere Maschinen, Einrichtungen oder den Kör-per des Unterwasserfahrzeugs unzulässig beanspruchen. Die in den GL-Vorschriften Teil 1 – Seeschiffe, Kapi-tel 2 – Maschinenanlagen, Abschnitt 1, C. aufgeführten Amplituden und Beschleunigungen sind zu beachten.

8. Explosionsschutz

Arbeitsgeräte und Arbeitsmaschinen, die in bzw. von explosionsgefährdeten Bereichen aus eingesetzt werden (z. B. von Öl- oder Gasförderplattformen), müssen für die entsprechenden explosionsgefährdeten Bereiche ausgelegt werden. Dies gilt auch für die Fahrstände.

9. Sonstige Umgebungsbedingungen

Bei der Konstruktion von Arbeitsgeräten und Arbeits-maschinen sind auch die Umgebungsbedingungen zu berücksichtigen, die bei einem eventuellen Lufttrans-port auftreten können (z. B. Unterdruck / Temperatur).



I - Teil 5GL 2009

E

F. Grundsätze für die Auslegung und Kon-struktion

1. Arbeitsgeräte

1.1 Gesamtsystem

Arbeitsgeräte müssen bezüglich Umfang und Wirken auf das Unterwasserfahrzeug abgestimmt werden und dürfen zu keiner Beeinträchtigung der Funktion des Unterwasserfahrzeugs führen.

Das Arbeitsgerät muss mindestens jeweils die an-wendbaren Auslegungsparameter für das bemannte oder unbemannte Unterwasserfahrzeug erfüllen.


Bei größerem Energiebedarf muss die Energieversor-gung für das Arbeitsgerät getrennt von der Versorgung des Unterwasserfahrzeugs selbst erfolgen.

Festhalteeinrichtungen sind nach dem „Fail safe“ Prinzip auszulegen, d.h. bei Energieausfall löst sich die Festhalteeinrichtung, sofern sich daraus keine zusätzliche Gefährdung ergibt.

Sofern der Einsatz einen Notbetrieb bei Ausfall der Hauptenergieversorgung, z. B. zur Fertigstellung der angefangenen Arbeiten erfordert, ist dieser entspre-chend zu berücksichtigen.

1.3 Werkzeuge

Werkzeuge, die ferngesteuert gewechselt werden können, sind mit Einrichtungen zu versehen, die das Austreten von Betriebsmedien oder Eindringen von Seewasser in das Versorgungssystem verhindern.

Dreh- und schwenkbare Werkzeuge sind so zu gestal-ten, dass vorhandene Kraft-, Versorgungs- oder Steue-rungsanschlüsse nicht abgedreht oder beschädigt wer-den können.

2. Arbeitsmaschinen

2.1 Auslegung

2.1.1 Arbeitsmaschinen sind für alle vorgesehenen Einsatzbedingungen auszulegen. Als Grundlage hier-für sind die unter Abschnitt 3 genannten Anforderun-gen, soweit anwendbar, zu berücksichtigen.

2.1.2 Außendruckbeaufschlagte Komponenten von Arbeitsmaschinen sind mindestens für den 1,0-fachen Zerstörungstauchdruck CDP auszulegen.

2.1.3 Für die Auslegung sind die Sicherheitsfakto-ren CDP/NDP und TDP/NDP entsprechend Abschnitt 3, Tabelle 3.1 anzuwenden.

2.1.4 Die Anschlagpunkte an der Arbeitsmaschine müssen bezogen auf die Nutzlast SWL, eine 8-fache Sicherheit gegen Bruch aufweisen, deutlich gekenn-zeichnet und mit ihrer Nutzlast SWL markiert sein.

2.1.5 Für die Sicherheit von Arbeitsmaschinen kann es erforderlich sein (z. B. an Hand einer Fehler-Mög-lichkeits- und Einfluss-Analyse – FMEA, vgl. Ab-schnitt 2, F.), dass Systeme oder Komponenten redun-dant ausgeführt werden müssen.

2.1.6 Weiter kann es erforderlich sein, dass z. B. Steuer-, Regel-, Überwachungskomponenten oder Werkzeuge redundant ausgeführt werden, um die Verfügbarkeit von Arbeitsmaschinen, insbesondere für den Tiefseeeinsatz zu erhöhen.


Bei Ausfall der Hauptenergieversorgung oder der Unterbrechung der Fernsteuerung muss die Arbeits-maschine einen definierten und sicheren Betriebszu-stand einnehmen.

2.3 Steuerung und Kontrolle

Dabei ist insbesondere zu beachten:

– Es sind Einrichtungen vorzusehen, um jederzeit die Position der Arbeitsmaschine am Einsatzort zu überwachen. Diese müssen nicht Bestandteil der Arbeitsmaschine sein.

– Der aktuelle Status der Arbeitsmaschine und die jeweils in Ausführung befindliche Arbeitsfunk-tion sind am Fahrstand auf dem Versorgungs-schiff anzuzeigen.

– Die für den sicheren Betrieb der Arbeitsmaschine erforderlichen Betriebsparameter sind am Fahr-stand anzuzeigen und je nach Priorität mit einem akustischen und/oder optischen Alarm zu versehen.

– Zur unverzüglichen Einstellung der Arbeit bei Notfällen ist eine Notstoppeinrichtung vorzuse-hen. Falls die Ausführung mehrerer Arbeits-funktionen hintereinander automatisiert abläuft, muss eine Unterbrechung dieses Ablaufs jeder-zeit möglich sein.

– Sind für den Unterwassereinsatz visuelle Kon-trollen erforderlich, sind Maßnahmen vorzuse-hen, die eine entsprechende Beleuchtung des Arbeitsbereichs und den Einsatz von Videoka-meras ermöglichen.

– Um die Arbeitsmaschine sowie auch sensible Objekte, an denen gearbeitet werden soll, vor Beschädigungen zu schützen, sind Überlastsi-cherungen für die einzelnen Arbeitsfunktionen vorzusehen.

– Sofern beim Einsatz eine Verdrehung der Ma-schine verhindert werden soll, ist eine Verdreh-sicherung (Anti-Twist Unit) vorzusehen.

2.4 Notauftaucheinrichtung

Sofern erforderlich, ist eine Notauftaucheinrichtung mit definierter Auslösung vorzusehen, um z. B. einen Totalverlust der Arbeitsmaschine bei Zerstörung des Tragseils zu verhindern.

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F

2.5 Einsatz mit Tauchern

Falls ein gemeinsamer Einsatz mit Tauchern geplant ist, sind geeignete Sicherheitsmaßnahmen, wie z. B. Schutzgitter zum Abschirmen gefährlicher Bereiche oder Ähnliches vorzusehen. Außerdem muss eine gut sichtbare und gut zugängliche Notstoppeinrichtung an geeigneter Stelle (an der Arbeitsmaschine, beim 2. Taucher) vorhanden sein. Weiterhin müssen die elektri-schen Einrichtungen gemäß Abschnitt 3, L.4. für einen Unterwassereinsatz mit Personen abgesichert sein.

2.6 Einsatz am Meeresboden

Arbeitsmaschinen für den Einsatz auf dem Meeresbo-den sind so zu konstruieren, dass eine kleinstmögliche Beeinflussung des Meeresbodens und der dortigen Flora und Fauna gewährleistet ist.

2.7 Weitere Anforderungen

Weitere Anforderungen sind, soweit anwendbar, ana-log zu den Anforderungen für unbemannte Unterwas-serfahrzeuge zu erfüllen bzw. im Einzelfall mit dem GL abzustimmen.

G. Genehmigungsunterlagen

1. Allgemeines

Die im Abschnitt 2, E.1. definierten, allgemeinen Anfor-derungen gelten auch hier.

2. Gesamtsystem


2.1 Beschreibung des Arbeitsgeräts und seiner Schnittstelle zum Unterwasserfahrzeugs bzw. der Arbeitsmaschine mit Angaben über die Betriebsart, den vorgesehenen Einsatzzweck und die maßgebenden Auslegungsdaten wie z. B.:

– Nenntauchtiefe NDD

– Einsatzgrenzen in Bezug auf das Aussetzen und Bergen (Seegang)

– andere Einsatzgrenzen in Bezug auf die Umge-bungsbedingungen z. B. See-/Süßwasser oder ähnliches

– Art und Umfang von Arbeitsgeräten bzw. der Arbeitsmaschine

– bei Arbeitsgeräten: Anordnung und Befestigung an der Tragestruktur

– verwendete Werkstoffe

– max. Energiebedarf und Energieversorgung

– Art und Menge der verwendeten Betriebsstoffe



– wenn vorhanden, Art der Notauftaucheinrichtung

– Gewicht des Arbeitsgeräts bzw. der Arbeitsma-schine, Nutzlast und Ballastmenge

2.2 Übersichtszeichnung des Arbeitsgeräts bzw. der Arbeitsmaschine.

2.3 Pläne (Blockschaltbilder) des Gesamtsystems, ferner Einzelheiten über Einrichtungen, die zur Unter-stützung und Steuerung des Arbeitsgeräts bzw. der Arbeitsmaschine vorgesehen sind (z. B. Fahrstand, Aussetz- und Bergeeinrichtung, Umbilicals zur Ener-gieversorgung, usw.).

2.4 Zusammenfassende Darstellung der Korrosi-onsschutzmaßnahmen insbesondere für funktionell wichtige Komponenten.

2.5 Stabilitätsunterlagen (entsprechend Einsatz-zweck und Bauausführung) für das Unterwasserfahr-zeug mit Arbeitsgerät bzw. für die Arbeitsmaschine, sofern anwendbar.

2.6 Bedienungsanleitung und Wartungshandbuch

Die Bedienungsanleitung soll im Detail sowohl die für den Normalbetrieb als auch für den Notbetrieb erfor-derlichen Bedienungsschritte in klarer und übersichtli-cher Form und ihrer erforderlichen Abfolge (z. B. als Checkliste) enthalten. Außerdem sind ggf. die Maß-nahmen zur Aufladung der Betriebssysteme (z. B. Batterien, Gas/Kraftstoff-Behälter) anzugeben. Weiter-hin sind die vorgesehene Lebensdauer, sowie die zu-lässigen Last- und Einsatzzyklen von Ausrüstungstei-len (z. B. Acrylfenster, Batterien) anzugeben.

Das Wartungshandbuch soll alle Vorgänge sowohl der vorbeugenden Wartung als auch der periodischen Inspektionen enthalten.


Alle für den Einsatz relevanten Bedingungen (Tauchtiefe, Einsatzzeit, Beschädigungen, usw.) sind aufzuzeichnen.

2.8 Erprobungsprogramm.

2.9 Weitere erforderliche Unterlagen sind Ab-schnitt 2, E. zu entnehmen.

H. Prüfungen und Erprobungen

1. Bau- und Abnahmeprüfung

1.1 Allgemeines

1.1.1 Ferngesteuerte Arbeitsgeräte und Arbeitsma-schinen unterliegen einer Bau- und Abnahmeprüfung soweit möglich im Herstellerwerk. Soweit zutreffend, sind alle nachfolgend vorgeschriebenen Prüfungen und Erprobungen durchzuführen und zu dokumentie-ren. Über die Anwesenheit von GL-Besichtigern bei diesen Prüfungen und Erprobungen entscheidet der GL im Einzelfall.



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H

1.1.2 Für Teile aus Serienfertigung können anstelle der vorgeschriebenen Prüfungen andere Prüfverfahren mit dem GL vereinbart werden, wenn sie vom GL als gleichwertig anerkannt sind.

1.2 Gesamtsystem

Nach Fertigstellung ist das Arbeitsgerät ggf. einschließ-lich des vorgesehenen Unterwasserfahrzeugs bzw. die Arbeitsmaschine mit den erforderlichen Nebenanlagen, wie z.B. Fahrstand, Energieversorgung, usw., einer Funk-tions- und Abnahmeprüfung zu unterziehen. Dabei sind im Regelfall folgende Einzelprüfungen durchzuführen:

– Überprüfung des Zusammenbaus (soweit nicht schon während der Bauüberwachung geprüft)

– Überprüfung von Gewicht und Auftrieb, ggf. Stabilität

– statische Prüfung der Anschlagpunkte an der Ar-beitsmaschine mit der 2,2-fachen Nutzlast SWL (Gewicht + Nutzlast NL der Arbeitsmaschine)

– statische Prüfung des Umbilical-Anschlagpunkts an der Arbeitsmaschine mit dem 2,2-fachen der maximal zulässigen Zugbelastung des Umbilicals

– Überprüfung der Steuerung und Überwachung

– Erprobung aller Sicherheitseinrichtungen

– Überprüfung redundanter Systeme und Kompo-nenten

– Funktionstest der mechanischen, elektrischen und optischen Ausrüstung einschließlich der Festhalte- und Arbeitseinrichtungen

– Überprüfung aller betriebswichtigen Messinstru-mente

– Hochspannungstest und Isolationsprüfung aller elektrischen Einrichtungen vor und nach der Er-probung unter Wasser

– Überprüfung der Einrichtungen zur Vermeidung von Gefahren für Taucher

– Überprüfung von eventueller Beeinflussung des Unterwasserfahrzeugs durch das Arbeitsgerät einschließlich Funktionsprüfung und gegebenen-falls Auswechselung des Arbeitsgeräts

– Druckprüfung der Arbeitsmaschine bzw. deren außendruckbeaufschlagten Komponenten (Be-hälter und Apparate, elektrische Durchführun-gen, usw.) oder des Arbeitsgerätes mit dem Prüftauchdruck TDP

– Erprobungen und Funktionsprüfungen unter Was-ser bei Tauchtiefen bis zur Nenntauchtiefe NDD, jedoch ohne den spezifizierten Leistungsnach-weis für die Arbeitsfunktionen zu erbringen.

Vor den Erprobungen bei Nenntauchtiefe NDD sind in der Regel Funktionsprüfungen an Land und bei gerin-ger Wassertiefe durchzuführen.

Weitere erforderliche Prüfungen sind je nach Ausrüs-tung Abschnitt 2, F. zu entnehmen.

1.3 Überprüfung der Arbeitsfunktionen

Der Nachweis der spezifizierten Leistungsparameter der Arbeitsgeräte und Arbeitsmaschinen kann bei simulierten Arbeitsbedingungen, z. B. im Drucktank, oder im Rahmen einer Tiefwassererprobung bei Nenn-tauchtiefe NDD erbracht werden. Der Umfang des Leistungsnachweises hat unter Berücksichtigung der für die Nenntauchtiefe NDD spezifizierten Parameter zu erfolgen und ist mit dem GL abzustimmen.

Erst bei erfolgreichem Leistungsnachweis können die relevanten Leistungsparameter des Unterwasser-Arbeits-geräts bzw. der -Arbeitsmaschine in das Zertifikat aufgenommen werden.

2. Wiederkehrende Prüfungen

Überprüfung der Dokumente für die Arbeitsmaschine bzw. das Arbeitsgerät und Einsicht in die Betriebsauf-zeichnungen.

Die gesamte Anlage ist auf sichtbare Beschädigungen, An-risse, Verformungen und Anrostungen zu kontrollieren.

Das Gesamtsystem ist einer Funktionsprüfung zu unterziehen.

Weitere maschinenspezifische Prüfungen werden im Einzelfall vom GL festgelegt.

I. Kennzeichnung

1. Alle Arbeitsgeräte und Arbeitsmaschinen sind mit einer dauerhaften und seewasserbeständigen Kennzeichnung zu versehen.

2. Die Kennzeichnung hat zu umfassen:

– Namen und Firmenbezeichnung des Hersteller-werkes

– Baujahr

– Herstellungsnummer

– Nenntauchdruck NDP [bar]

– zulässiger Betriebsüberdruck [bar] der Systeme unter Druck

– Leistungsparameter entsprechend Typ des Ar-beitsgeräts bzw. der Arbeitsmaschine

– gegebenenfalls weitere charakteristischer Para-meter entsprechend Geräte-/Maschinentyp

– elektrische Daten (Volt, Ampere, usw.)

– Gewicht [kg]

– ggf. zulässige Nutzlast NL [kg] und zugehörige Ausladung [m]

– Prüfdatum

– Prüfstempel

I - Teil 5 GL 2009



I

J. Reserveteile

1. Um im Schadensfall auf See den Betrieb des Arbeitsgeräts oder der Arbeitsmaschine wieder her-stellen zu können und um die Verfügbarkeit zu erhö-hen, sind an Bord des Versorgungsschiffes bzw. im Einzugsbereich des Einsatzortes Reserveteile für die betriebswichtigen Einrichtungen sowie die notwendi-gen Werkzeuge mitzuführen.

2. Der Umfang der Reserveteile ist festzulegen, zu dokumentieren und eine entsprechende Liste ist an Bord des Versorgungsschiffes mitzuführen.

3. Beim Austausch oder Reparatur von wesent-lichen oder sicherheitsrelevanten Bauteilen ist B.3.3 zu beachten.

K. Betriebsstoffe

1. Betriebsstoffe wie Hydraulikflüssigkeiten, Schmierstoffe, usw. sind entsprechend den vorgesehe-nen Umweltbedingungen auszuwählen. Sie dürfen im

gesamten Temperaturbereich weder zu Verstockungen noch zu Verdampfungen neigen.

2. Die Betriebsstoffe sind so zu wählen, dass auch bei einem Wassereinbruch bzw. bei Mischung mit Seewasser die Funktionsfähigkeit des Unterwas-serfahrzeugs nicht wesentlich beeinträchtigt wird.

3. Betriebsstoffe sollten keine giftigen Bestandtei-le aufweisen, die bei Berührung mit der Haut oder durch Ausdunstung zu Gesundheitsschäden führen können.

4. Betriebsstoffe sollten nicht korrosiv sein oder andere Betriebsmittel (z. B. Dichtungen, Schlauchlei-tungen usw.) angreifen.

L. Korrosionsschutz

Unterwasser-Arbeitsgeräte und Unterwasser-Arbeits-maschinen sowie alle dazugehörigen Komponenten sind wirksam gegen Korrosion zu schützen. Weitere Informationen können den Richtlinien für Korrosions-schutz und Beschichtungssysteme (IV-10-2) entnom-men werden.



I - Teil 5GL 2009

L

Abschnitt 6

Unterstützende Einrichtungen auf dem Versorgungsschiff

A. Allgemeines

1. Geltungsbereich

Die folgende Vorschrift gilt für Anlagen und Einrich-tungen die sich auf einem Versorgungsschiff für Un-terwasserfahrzeuge befinden und entsprechend Typ und Einsatzweck des Unterwasserfahrzeugs bzw. der Unterwasser-Arbeitsmaschine für die Unterstützung des Betriebs erforderlich sind.

2. Begriffsbestimmungen

Bezüglich der Begriffsbestimmungen siehe Abschnitt 2, C. (ROV, AUV) und Abschnitt 5, D. (Arbeitsgeräte und Arbeitsmaschinen).

3. Zu berücksichtigende Vorschriften

Bezüglich der zu berücksichtigenden Vorschriften siehe Abschnitt 2, B. (ROV, AUV) und Abschnitt 5, C. (Arbeitsgeräte und Arbeitsmaschinen).

4. Umgebungsbedingungen

Die Umgebungsbedingungen nach Abschnitt 2, D. (ROV, AUV) und Abschnitt 5, E. (Arbeitsgeräte und Arbeitsmaschinen) sind auch sinngemäß für die unter-stützenden Einrichtungen auf dem Versorgungsschiff anzuwenden.

5. Kommunikationseinrichtungen

Sofern für den sicheren Betrieb des Unterwasserfahr-zeugs bzw. der Arbeitsmaschine mehrere, nicht direkt benachbarte Bereiche auf dem Versorgungsschiff erforderlich sind, sind diese durch geeignete Kommu-nikationseinrichtungen miteinander zu verbinden.

B. Klassifikation und Zertifizierung

1. Um einen störungsfreien und sicheren Betrieb des Unterwasserfahrzeugs bzw. einer Arbeitsmaschine zu gewährleisten, müssen die unterstützenden Einrich-tungen entweder klassifiziert oder zertifiziert sein bzw. werden. (siehe Abschnitt 1, Tabelle 1.1 und Abschnitt 5, Tabelle 5.1)

2. Bei der Klassifikation eines Unterwasserfahr-zeugs mit dem Klassenzusatz ROV oder AUV gehö-ren die Einrichtungen nach C.2. und C.3. dazu. Die Vorgangsweise hierfür ist in Abschnitt 1, C. definiert.

3. Bei der ROV- oder AUV-Zertifizierung eines Unterwasserfahrzeugs gehören die Einrichtungen nach C.2. und C.3. dazu. Die Vorgangsweise hierfür ist in Abschnitt 1, B. definiert.

4. Bei Zertifizierung weiterer Einrichtungen durch den GL wird ein Zertifikat erteilt. Die Vor-gangsweise hierfür ist in Abschnitt 5, B. beschrieben.

C. Steuerungseinrichtungen

1. Allgemeines

1.1 Unter Steuerungseinrichtungen sollen der Fahrstand, die Datenübertragungseinrichtungen zum Unterwasserfahrzeug bzw. zur Arbeitsmaschine und die dynamische Positionierungeinrichtung des Versor-gungsschiffes zusammengefasst werden.

1.2 Der Nachweis der Eignung von Fahrstand und Datenübertragung hat durch eine GL-Klassifizierung oder durch ein ROV-Zertifikat (ver-gleiche Abschnitt 1, Tabelle 1.1) bzw. ein Unterwas-ser-Arbeitsmaschinen-Zertifikat für die Arbeitsma-schine (vergleiche Abschnitt 5, Tabelle 5.1) des GL zu erfolgen. In beiden Fällen sind die folgenden Anforde-rungen zu berücksichtigen.

1.3 Werden Einrichtungen zur Steuerung/Daten-übertragung von AUVs eingesetzt, ist 1.2 analog an-zuwenden.

2. Fahrstand

2.1 Soweit anwendbar, gelten die in Abschnitt 3, M.2. definierten Anforderungen für einen Fahrstand auf dem Versorgungsschiff in gleicher Weise.

2.2 Die folgenden Anforderungen sind zusätzlich zu berücksichtigen:

– Der vom Hersteller des Unterwasserfahrzeugs bzw. der Arbeitsmaschine definierte Energiebe-darf muss bereitgestellt werden.

– Die elektrische Versorgung des Fahrstandes für ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge/Arbeitsma-schinen soll durch zwei voneinander unabhängi-ge Stromkreise erfolgen und umschaltbar ausge-führt werden. Alternativ kann auch eine direkte Speisung von der Notschalttafel des Versor-gungsschiffes erfolgen.

I - Teil 5 GL 2009

Abschnitt 6 Unterstützende Einrichtungen auf dem Versorgungsschiff Kapitel 3Seite 6–1

C

– Die zulässigen Spannungs- und Frequenzabwei-chungen gemäß den GL Vorschriften für Elekt-rische Anlagen (I-1-3), Abschnitt 1 sollen nicht überschritten werden.

– Für die elektrische Versorgung von Führungs-, Überwachungs- und Sicherheitsanlagen müssen die Anforderungen gemäß den GL Vorschriften für Elektrische Anlagen (I-1-3), Abschnitt 9 ein-gehalten werden.

– Die Mindestschutzarten für den Fahrstand sind entsprechend der GL Vorschriften für Elektri-sche Anlagen (I-1-3), Abschnitt 1 auszuführen.

– Eine Notstoppeinrichtung für das Unterwasser-fahrzeug bzw. die Arbeitsmaschine ist am Fahr-stand zu installieren. Diese ist so auszuführen, dass eine unbeabsichtigte Betätigung ausge-schlossen ist.

– Falls der Fahrstand nicht direkt auf der Brücke des Versorgungsschiffes angeordnet ist, muss eine Kommunikationseinrichtung zwischen bei-den vorhanden sein.

– Zwischen dem Fahrstand und dem Kontrollstand für die Versorgungseinrichtungen nach D. ist ei-ne Kommunikationseinrichtung zu etablieren.

– Im Bereich des Fahrstands dürfen keine Anlagen oder Einrichtungen installiert werden, die die Überwachung und Steuerung des Unterwas-serfahrzeugs bzw. der Arbeitsmaschine beein-trächtigen.

2.3 2.1 und 2.2 sind für den Fahrstand eines AUV nur anzuwenden, sofern der Fahrstand für den sicheren Betrieb des AUVs erforderlich ist.

2.4 Pläne und Beschreibungen des Fahrstands und seiner elektrischen Versorgung sind für die hier relevanten Bereiche einzureichen.

3. Datenübertragungseinrichtungen

3.1 Soweit anwendbar, gelten die in Abschnitt 3, M.4. definierten Anforderungen an die Datenübertra-gungseinrichtungen auf dem Versorgungsschiff in gleicher Weise.

3.2 Die Energieversorgung der Datenübertragung zum Unterwasserfahrzeug bzw. zur Arbeitsmaschine ist analog zu 2.2 vorzusehen.

3.3 3.2 ist für die Datenübertragungseinrichtun-gen eines AUV nur anzuwenden, sofern die Daten-übertragung für einen sicheren Betrieb erforderlich ist.

3.4 Pläne und Beschreibungen der Datenübertra-gungseinrichtungen des Versorgungsschiffes sind für die hier relevanten Bereiche einzureichen.

4. Dynamische Positionierung des Versor-gungsschiffes

4.1 Ein Schiff mit dynamischer Positionierung ist ein Fahrzeug, das automatisch seine Position (fixer Ort oder vorbestimmter Fahrweg) ausschließlich mit Hilfe von Propeller-/Strahlantrieben einhält.

Insbesondere bei ferngesteuerten Unterwasserfahrzeu-gen (ROV) und Arbeitsmaschinen kann es erforderlich werden, eine dynamische Positionierung des Versor-gungsschiffes vorzusehen, da das ROV bzw. die Ar-beitsmaschine über ein Umbilical und/oder Tragseil mit dem Versorgungsschiff verbunden ist.

4.2 Soweit anwendbar, gelten die in Abschnitt 3, J. definierten Anforderungen für Positioniereinrich-tungen auf dem Versorgungsschiff in analoger Weise.

4.3 Alle Anforderungen zur Klassifizierung einer Po-sitioniereinrichtung sind in den GL Vorschriften Dyna-mic Positioning Systems (I-1-15) definiert. Entsprechend dem Grad der Redundanz kann der GL die Klassenzusät-ze DP 1, DP 2 oder DP 3 vergeben.

Das Versorgungsschiff hat auch den Richtlinien der IMO: "Guidelines for Vessels with Dynamic Positio-ning Systems" (MSC/Circ. 645) zu genügen.

4.4 Genehmigungsunterlagen


– Beschreibung der Hauptcharakteristika des Systems

– Blockschaltbilder des Steuerungssystems und verwendete Logik

– Information über die Möglichkeiten zum Positi-onsabgleich zwischen den beteiligten Einheiten

5. Prüfungen und Erprobungen

5.1 Im Rahmen der Klassifikation zusammen mit dem Unterwasserfahrzeug ist eine Abnahmeprüfung nach Fertigstellung, eine jährliche Prüfung, eine Zwi-schenprüfung und eine Klassenerneuerungsprüfung nach 5 Jahren durchzuführen.

5.2 Sollen Fahrstand und Datenübertragungsein-richtungen zur Ausstellung eines ROV-/AUV-Zertifikats bzw. eines Unterwasser-Arbeitsmaschinen-Zertifikats geprüft werden, so sind eine Abnahmeprü-fung nach Herstellung und in der Regel eine jährliche Überprüfung erforderlich.

5.3 Im Rahmen der Abnahmeprüfung ist die Über-einstimmung der Dokumentation mit der Anlage sowie die sichere Funktion für den Normal- und Notbetrieb nachzuweisen.

5.4 Im Rahmen der wiederkehrenden Prüfungen ist die gesamte Einrichtung auf sichtbare Beschädi-gungen und Korrosion zu kontrollieren und einer Funktionsprobe für den Normal- und Notbetrieb zu unterziehen.


Abschnitt 6 Unterstützende Einrichtungen auf dem Versorgungsschiff I - Teil 5GL 2009

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D. Versorgungseinrichtungen

1. Allgemeines

1.1 Einrichtungen des Versorgungsschiffes, die Energie in Form von Strom, Hydrauliköl und Druckluft an der Schnittstelle zum Umbilical bereitstellen, sind Versorgungseinrichtungen. Bei ferngesteuerten Unter-wasserfahrzeugen (ROV) und bei Arbeitsmaschinen ist in der Regel die Versorgung sowohl bei der Einsatzvor-bereitung als auch kontinuierlich während des Einsatzes erforderlich, bei autonomen Unterwasserfahrzeugen (AUV) zwischen den Einsätzen.

1.2 Der Nachweis der Eignung dieser Einrichtun-gen kann durch das Klassenzertifikat des Versorgungs-schiffes oder durch ein separates Zertifikat einer aner-kannten Institution erfolgen (vergleiche Abschnitt 1, Tabelle 1.1). Falls kein Zertifikat vorhanden ist und der GL mit der Erstellung eines derartigen Nachweises durch den Hersteller oder Betreiber beauftragt wird, sind die folgenden Anforderungen zu berücksichtigen.

2. Elektrische Versorgung

2.1 Soweit anwendbar, gelten die in Abschnitt 3, L. definierten Anforderungen für das Versorgungsschiff in analoger Form sowie anerkannte Regeln der Technik.


– Der vom Hersteller des Unterwasserfahrzeugs bzw. der Arbeitsmaschine definierte Energiebedarf muss jederzeit bereitgestellt werden können. Dabei ist auch der Zusatzbedarf für etwaige Arbeitsgeräte (vergleiche Abschnitt 5) zu berücksichtigen.

– Wenn durch den Ausfall der Hauptversorgung ein gefährlicher Zustand für die Verbraucher eintreten kann, sind besondere Maßnahmen in Abstimmung mit dem GL vorzusehen.

– Die Notenergieversorgung auf dem Versor-gungsschiff muss den Energiebedarf bis zum Er-reichen eines sicheren Zustands des Unterwas-ser-Einsatzes liefern können.

– Die zulässigen Spannungs- und Frequenzabwei-chungen gemäß den GL Vorschriften für Elekt-rische Anlagen (I-1-3), Abschnitt 1 sollen nicht überschritten werden.

2.3 Pläne und Beschreibungen der elektrischen Energieversorgungsanlage des Versorgungsschiffes sind im Rahmen der GL-Zertifizierung für die hier relevanten Bereiche einzureichen.

3. Hydraulikversorgung

3.1 Soweit anwendbar, gelten die in den GL Vor-schriften für Maschinenanlagen (I-1-2), Abschnitt 14 definierten Anforderungen für das Versorgungsschiff sowie anerkannte Regeln der Technik.


– Der vom Hersteller des Unterwasserfahrzeugs bzw. der Arbeitsmaschine definierte Hydraulik-ölbedarf (Menge, Druckbereich) muss jederzeit bereitgestellt werden können. Dabei ist auch der Zusatzbedarf für etwaige Arbeitsgeräte (verglei-che Abschnitt 5) zu berücksichtigen.

– Wenn durch den Ausfall der Hauptversorgung ein gefährlicher Zustand für die Verbraucher ein-treten kann, sind besondere Maßnahmen vorzu-sehen und mit dem GL abzustimmen.

– Sofern erforderlich, muss die Notversorgung bei ROV-Einsatz/Arbeitsmaschineneinsatz den de-finierten Ölbedarf bis zum Erreichen eines si-cheren Zustands des Unterwasser-Einsatzes lie-fern können.

– Die zulässigen Mengen- und Druckabweichungen sollen den Angaben des ROV/Arbeitsmaschinen-Herstellers entsprechen und dürfen nicht über- bzw. unterschritten werden.

– Die Hydraulikflüssigkeit muss für die Betriebs-anforderungen und insbesondere die Umweltbe-dingungen über und unter Wasser (siehe Ab-schnitt 2, D.) geeignet sein.

3.3 Pläne und Beschreibungen der Hydraulikanla-ge des Versorgungsschiffes sind im Rahmen der GL-Zertifizierung für die hier relevanten Bereiche einzu-reichen.

4. Druckluftversorgung

4.1 Für die Berechnung, Werkstoffauswahl und Herstellung der Druckluftanlage auf dem Versor-gungsschiff sind die GL Vorschriften für Maschinen-anlagen (I-1-2), Abschnitt 11 sowie anerkannte Regeln der Technik einzuhalten.


– Der vom Hersteller des Unterwasserfahrzeugs bzw. der Arbeitsmaschine definierte Druckluft-bedarf (Menge, Druckbereich) muss jederzeit bereitgestellt werden können. Dabei ist auch der Zusatzbedarf für etwaige Arbeitsgeräte (verglei-che Abschnitt 5) zu berücksichtigen.

– Wenn durch den Ausfall der Hauptversorgung ein gefährlicher Zustand für die Verbraucher eintreten kann, sind besondere Maßnahmen in Abstimmung mit dem GL vorzusehen.

– Sofern erforderlich, muss die Notversorgung bei ROV-Einsatz/Arbeitsmaschineneinsatz den defi-nierten Druckluftbedarf bis zum Erreichen eines sicheren Zustands des Unterwasser-Einsatzes liefern können.

– Die zulässigen Mengen- und Druckabweichungen sollen den Angaben des ROV/Arbeitsmaschinen-

I - Teil 5 GL 2009


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Herstellers entsprechen und dürfen nicht über- bzw. unterschritten werden.

– Zwischen der Versorgungsanlage für den Un-terwasser-Einsatz und den Druckluftversorgungs-anlagen für den Betrieb des Versorgungsschiffes ist eine sichere Trennung vorzusehen.

4.3 Pläne und Beschreibungen der Druckluftan-lage des Versorgungsschiffes sind im Rahmen der GL-Zertifizierung für die hier relevanten Bereiche einzu-reichen.


5.1 Zur Ausstellung eines Zertifikates ist für die einzelnen Versorgungseinrichtungen eine Abnahme-prüfung nach Herstellung und zur Aufrechterhaltung des Zertifikats in der Regel eine jährlichen Prüfung durchzuführen.

5.2 Im Rahmen der Abnahmeprüfung ist die Übereinstimmung der Dokumentation mit der Anlage sowie die sichere Funktion für den Normal- und Not-betrieb nachzuweisen.

5.3 Im Rahmen der wiederkehrenden Prüfungen ist die gesamte Einrichtung auf sichtbare Beschädi-gungen, Anrisse, Verformungen und Korrosion zu kontrollieren und einer Funktionsprobe für den Nor-mal- und Notbetrieb zu unterziehen.

E. Aussetz- und Bergeeinrichtung

1. Allgemeines

1.1 Die folgenden Anforderungen gelten für alle Einrichtungen und Anlagen zum Aussetzen und Ber-gen sowie Auf- und Abrolleinrichtungen für Umbili-cals von unbemannten Unterwasserfahrzeugen bzw. von Arbeitsmaschinen, die vom GL zertifiziert werden, vgl. Abschnitt 1, Tabelle 1.1 bzw. Abschnitt 5, Tabelle 5.1.

1.2 Der Nachweis der Eignung dieser Einrich-tungen muss durch ein separates Zertifikat einer aner-kannten Institution erfolgen (vergleiche Abschnitt 1, Tabelle 1.1). Falls kein Zertifikat vorhanden ist und der GL mit der Erstellung eines derartigen Nachweises durch den Hersteller oder Betreiber beauftragt wird, sind die folgenden Anforderungen zu berücksichtigen.

1.3 Sofern die Einrichtungen unter Berücksichti-gung der nachfolgenden Anforderungen unter GL-Aufsicht gebaut und geprüft wurden, kann eine Be-scheinigung für die Einrichtung ausgestellt und ein Prüfbuch für Aussetzvorrichtungen eröffnet werden. Letzteres dient dazu, jederzeit Auskunft über den aktuellen Stand hinsichtlich genereller Daten sowie den Prüfungs-, Untersuchungs- und Wartungsstatus geben zu können.

Details sind in den GL Richtlinien für die Ausfüh-rung und Prüfung von Hebezeugen (VI-2-2) defi-niert.

1.4 Neben der Aussetz- und Bergeeinrichtung muss eine Notbergeeinrichtung vorhanden sein, mit deren Hilfe das Unterwasserfahrzeug bzw. die Arbeits-maschine im Notfall mindestens an die Wasseroberflä-che gehievt werden kann. Andere Maßnahmen können in Abstimmung mit dem GL vorgesehen werden. Es ist ein entsprechender Notbergeplan vorzulegen.

1.5 Zwischen der Aussetz- und Bergeeinrichtung sowie der Umbilicalwinde, falls getrennt aufgestellt, muss eine Kommunikationseinrichtung mit dem Fahr-stand des Unterwasserfahrzeugs bzw. der Arbeitsma-schine und der Brücke der Versorgungsschiffes vor-handen sein.

2. Grundsätze für Auslegung, Berechnung und Ausrüstung

2.1 Auslegung

2.1.1 Entwurfsbelastungen

2.1.1.1 Die "Nutzlast SWL" der Aussetz- und Berge-einrichtung setzt sich folgendermaßen zusammen:

– Gewicht des Unterwasserfahrzeugs, einschließ-lich der Ausrüstung, der Ballastgewichte, usw.

– Nutzlast NL des Unterwasserfahrzeugs

– Gesamtgewicht des Tragseils

– Gewicht der Lastaufnahmemittel, die nicht fest mit der Aussetz- und Bergeeinrichtung verbun-den sind

– resultierende Lasten des Umbilicals gemäß 3., sofern dieses über die Aussetz- und Bergeein-richtung geleitet wird

Für Aussetz- und Bergeeinrichtungen von Arbeitsma-schinen ist die Nutzlast SWL in analoger Form zu ermitteln.

2.1.1.2 Für die Berechnung ist im Normalfall anzu-nehmen, dass der Lastseilangriff unter einem Winkel von 12° zur Lotrechten in jeder beliebigen Richtung erfolgen kann.

2.1.1.3 Bei der Berechnung sind auch weitere mögli-che äußere Lasten, die während des Betriebs auftreten können (z. B. Dynamik, Windlasten, Eisablagerung, usw.) zu berücksichtigen. Es ist ein Festigkeitsnach-weis unter Berücksichtigung der Seegangs- und Wind-verhältnisse entsprechend Abschnitt 2, D. vorzulegen.

2.1.1.4 Schließlich sind auch die Kräfte aus maxima-ler Schiffsbewegung und grüner See, Wind, Eis, etc. wenn die Aussetz- und Bergeeinrichtung in Ruhestel-lung auf dem Versorgungsschiff gestaut ist, zu kon-trollieren.



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2.1.1.5 Weiterhin ist die Mindesthievgeschwindig-keit durch den Hersteller zu spezifizieren und mit dem GL abzustimmen.

2.1.1.6 Die Antriebsmaschine der Winde muss so aus-gelegt sein, dass für die Dauer von mindestens 5 Mi-nuten ein Höchstdrehmoment entsprechend einer ma-ximalen Zugkraft von 1,5 × Nennzugkraft der Winde bei reduzierter Geschwindigkeit aufgebracht werden kann. Analog müssen die Hydraulikzylinder für das 1,5 fache der Nennzylinderkraft ausgelegt werden. Für beides ist ein rechnerischer Nachweis zu erbringen.

2.1.1.7 Die Aussetz- und Bergeeinrichtung muss in der Lage sein, das Unterwasserfahrzeug bzw. die Arbeitsmaschine bei den in Abschnitt 2, D. genannten Seegangsbedingungen sicher auszusetzen und zu ber-gen.

2.1.2 Energieversorgung, Kraftantriebe

2.1.2.1 Die Aussetz- und Bergeeinrichtung muss über eine Energiequelle verfügen, die in der Lage ist, den vollen Energiebedarf zu liefern, der zum Aussetzen und Bergen des Unterwasserfahrzeugs erforderlich ist.

2.1.2.2 Die Aussetz- und Bergeeinrichtung ist mit Hilfsantrieben auszurüsten, um bei Ausfall des Win-denantriebs, bzw. der Hydraulikpumpe ein eingeleite-tes Aussetz- und Bergemanöver sicher zu Ende führen zu können.

2.1.2.3 Aussetz- und Bergeeinrichtungen mit einem "A"-Portal sind mit zwei Hydraulikzylindern auszu-rüsten, die so auszulegen und anzuordnen sind, dass jeder einzeln in der Lage ist, den Aussetz- und Berge-vorgang unter Last sicher durchzuführen. Sie sind ferner so an das Hydrauliksystem anzuschließen, dass ein einzelner Fehler im Hydrauliksystem nicht zum Ausfall beider Hydraulikzylinder führen kann.

2.1.3 Steuerungseinrichtungen

2.1.3.1 Aussetz- und Bergeeinrichtungen sind so mit Steuerungseinrichtungen auszurüsten, dass ein inter-mittierender Betrieb mit weichen Beschleunigungen möglich ist. Die Steuerungseinrichtungen sind ferner so auszulegen und anzuordnen, dass der Bediener während des gesamten Aussetz- und Bergevorgangs das Unterwasserfahrzeug bzw. die Unterwasser-Arbeits-maschine im Blickfeld hat und alle Betriebsvorgänge sicher durchführen kann.

2.1.3.2 Die Steuerungseinrichtungen sind so mit Verblockungen zu versehen, dass gleichzeitig nur solche Steuerbefehle ausgeführt werden können, die nicht zu einem gefährlichen oder ungewollten Zustand führen.

2.1.3.3 Steuerungsanlagen sind mit NOT-AUS-Tasten zu versehen.

2.1.3.4 Steuerungselemente sind, soweit möglich, in "Fail Safe"-Ausführung vorzusehen.

2.1.3.5 Steuerungsanlagen mit Fernbedienung sind zusätzlich mit einer aufschaltbaren Direktsteuerung auszurüsten. Bei Ausfall der Fernbedienung muss ein automatischer STOP aller eingeleiteten Betriebsvor-gänge erfolgen.

2.1.3.6 Alle Bedienelemente sind eindeutig und dauerhaft zu kennzeichnen und ausreichend zu be-leuchten.

2.2 Werkstoffe

2.2.1 Für die Herstellung, Verarbeitung und Prü-fung von Werkstoffen gelten die GL Vorschriften, II – Werkstoffe und Schweißtechnik, Teil 1 – Metallische Werkstoffe und Teil 2 – Nichtmetallische Werkstoffe.

2.2.2 Andere Werkstoffe als unter 2.2.1 genannt, sind nach anerkannten Normen bzw. nach den vom GL geprüften und genehmigten Spezifikationen des Werkstoffherstellers herzustellen und zu verarbeiten.

2.3 Berechnung

2.3.1 Die Berechnung der Aussetz- und Bergeein-richtung sowie der Aufroll- und Abrolleinrichtungen für Umbilicals ist entsprechend den Prinzipien der GL Richtlinien für die Ausführung und Prüfung von He-bezeugen (VI-2-2) durchzuführen. Dabei ist die Ein-richtung als Offshore-Hebezeug zu betrachten.

Ist die Einrichtung mit Stoßdämpfern oder Seegangs-folgeeinrichtungen ausgerüstet, die von GL genehmigt sind, kann mit Zustimmung des GL von einer Nutz-lastminderung ganz oder teilweise abgesehen werden.

2.3.2 Abweichend von der Bemessung als Offshore-Hebezeuge sind für die Bemessung von Aussetz- und Bergeeinrichtungen unabhängig von der Art und Grö-ße ihrer Nutzlast ein Nutzlastbeiwert von 2,7 und ein Eigenbeiwert von 1,5 zu berücksichtigen. Hierbei wird vorausgesetzt, dass der Einsatz bei Seegang auf signi-fikante Wellenhöhen bis zu 2 m beschränkt wird.

Sollte ein Aussetzen bzw. Bergen bei noch ungünsti-geren Bedingungen vorgesehen sein, so ist eine vorhe-rige Abstimmung mit dem GL erforderlich.

2.4 Ausrüstung

2.4.1 Werden Aussetz- und Bergekräne verwendet, sind Vorkehrungen zu treffen, die verhindern, dass der Kran bei Seegang unkontrolliert dreht oder schwenkt. Die Dreh- oder Schwenkvorrichtungen müssen in der Lage sein, den Kran in jeder Position zu halten. Sie sind ferner so zu konstruieren, dass alle Bewegungen weich anlaufen und abbremsen.

2.4.2 Aussetz- und Bergeeinrichtungen sind mit Vorrichtungen zu versehen, die ein übermäßiges Ver-drehen bzw. Schwingen des Unterwasserfahrzeugs bzw. der Unterwasser-Arbeitsmaschine beim Bergen verhin-dern (z. B. durch Verwendung drehungsfreier Seile und zusätzlicher Stander).

I - Teil 5 GL 2009


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2.4.3 Es sind Vorkehrungen zu treffen, die verhin-dern, dass das Unterwasserfahrzeug bzw. die Unter-wasser-Arbeitsmaschine gegen den Schiffskörper oder gegen die Aussetz- und Bergeeinrichtung schlagen kann.

2.4.4 Windenanlagen sind mit zwei unabhängigen Bremsen auszurüsten. Eine der Bremsen ist energie-unabhängig auszuführen und muss bei Spannungsaus-fall einfallen.

2.4.5 Bremsen müssen ausreichend bemessen sein, um die dynamische Prüflast nach 5.1 sicher zu halten.

2.4.6 Die Endlagen der Aussetzvorrichtung wie obere und untere Haken- und Auslegerstellung sowie der Schwenkbereich sind zu überwachen. Die Anfahr- und Abbremsgeschwindigkeiten sind zu regeln.

2.4.7 Für den Fall dass das Unterwasserfahrzeug bzw. die Unterwasser-Arbeitsmaschine nicht an einem Tragseil hängt, ist ein Kupplungssystem vorzusehen, mit dessen Hilfe das Unterwasserfahrzeug sicher und zügig an die Aussetz- und Bergevorrichtung angekup-pelt, bzw. von dieser getrennt werden kann.

2.4.8 Alle austauschbaren Einzelteile wie Blöcke, Haken, Schäkel, usw. sollen anerkannten Normen entsprechen, müssen bezogen auf die Nutzlast SWL eine 8-fache Sicherheit gegen Bruch aufweisen und mit ihrer Nutzlast markiert sein.

2.4.9 Die größte statische Zugkraft der Stahl-drahtseile infolge der Nutzlast darf 1/8 der nachgewie-senen Seilbruchkraft nicht überschreiten.

2.4.10 Die Verwendung von Faserseilen ist nur in besonderen Fällen mit Zustimmung des GL zulässig. Bei der Verwendung von Natur- oder Chemiefasern darf die größte statische Zugkraft infolge der Nutzlast 1/10 der nachgewiesenen Seilbruchkraft nicht über-schreiten.

3. Auf- und Abrolleinrichtungen für Umbili-cals

3.1 Auf- und Abrolleinrichtungen für Umbilicals beschreiben die gesamten Einrichtungen zur Handha-bung des Umbilicals auf dem Versorgungsschiff. Sie können unterschiedliche Ausführungen haben, wobei eine Umbilicalwinde häufig integraler Bestandteil dieser Einrichtungen ist.

3.2 Es ist eine entsprechende Ab- und Aufrollein-richtung für das Umbilical vorzusehen, die das Umbi-lical ohne Einschränkung der Bewegungsfreiheit und ohne zusätzliche mechanische Belastung dem Element unter Wasser nachführt.

Wenn ein Steuerungssystem zur Nachführung von Umbilical (TMS – Tether Management System) für die Einrichtung vorgesehen wird, sind die Anforde-rungen von Anhang E, B.2.2 zu berücksichtigen.

3.3 Die folgenden Anforderungen sind für die Auslegung von Auf- und Abrolleinrichtungen für Umbilicals zu berücksichtigen:

– spezifizierte Einsatzbedingungen, z. B. Wellen-höhe und Typ des Versorgungsschiffes

– Nutzlast SWL der Auf- und Abrolleinrichtun-gen für Umbilicals unter Berücksichtigung des Gewichts des Umbilicals, seines Auftriebs im Wasser (gefüllt und leer) sowie der Reibung im Wasser und dynamischer Effekte, z. B. durch Seegang

– Der Radius des Umbilicals darf in der Auf- und Abrolleinrichtung keinesfalls kleiner sein als der für das Umbilical spezifizierte Biegeradius.

– ungünstigste Anordnung des Umbilicals zur Auf- und Abrolleinrichtungen (z. B. Aufspul-winkel, Lage auf der Windentrommel, Verwen-dung von Umlenkrollen, usw.)

– Die Werkstoffzertifikate müssen den GL Richt-linien für die Ausführung und Prüfung von He-bezeugen (VI-2-2) entsprechen.

– Die Auf- und Abrolleinrichtungen müssen über eine Energiequelle verfügen, die in der Lage ist, das Umbilical unter den spezifizierten Bedin-gungen sicher auf- und abzurollen.

– Die Auf- und Abrolleinrichtungen sind mit Hilfsantrieben auszurüsten, um bei Ausfall des Hauptantriebs, bzw. der Hydraulikpumpe ein eingeleitetes Auf- und Abrollmanöver sicher zu Ende führen zu können.

– Um eine Überbeanspruchung von Umbilical und Auf- und Abrolleinrichtungen zu verhindern, muss eine Messung der Zugkraft an geeigneter Stelle der Einrichtung vorgesehen werden, die bei Überschreitung der Nutzlast SWL einen A-larm am Kontrollstand auslöst.

4. Genehmigungsunterlagen

Im Rahmen der GL-Zertifizierung sind folgende Un-terlagen einzureichen:

4.1 Systembeschreibung mit Angaben der Einsatz-bedingungen und technische Daten einschließlich Ein-hol- und Aussetzgeschwindigkeit.

4.2 Angaben über Aufstellungs- und Anschluss-bedingungen einschließlich Kontrollstand.

4.3 Konstruktionszeichnungen von:

– Aussetz- und Bergeeinrichtungen

– Auf- und Abrolleinrichtungen für Umbilicals

– Unterbauten der Geschirre und Winden

4.4 Ausführungszeichnungen der austauschbaren Einzelteile und Beschläge oder Nennung der zugrunde liegenden Normen.



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4.5 Zeichnungen der maschinenbaulichen Aus-rüstungen wie z. B. Winden, Antriebe, usw.

4.6 Schaltpläne des Hydraulik- bzw. Pneumatik-systems.

4.7 Steuerungsschema und Beschreibung der Sicherheitseinrichtungen.

4.8 Angaben über Nenndaten und Schutzart der elektrischen Einrichtungen.

4.9 Angaben zu Tragseilen/Umbilicals.


5.1 Abnahmeprüfung

Vor Inbetriebnahme der Aussetz- und Bergeeinrich-tung sowie der Auf- und Abrolleinrichtungen für Um-bilicals ist eine Abnahmeprüfung mit folgenden Ein-zelprüfungen durchzuführen: – Prüfung, dass für alle austauschbaren Einzelteile

geeignete Nachweise vorliegen – Die Bruchkraft der verwendeten Seile ist durch

einen Ganzzerreißversuch nachzuweisen und zu bescheinigen.

– Statische Prüfung der Anlage beim Hersteller mit einer Prüflast gleich dem 2,2fachen der Nutzlast SWL

– Dynamische Prüfung (Bremsentest) an Bord mit dem 1,25 fachen der Nutzlast SWL

– Bei einem mit zwei Hydraulikzylindern angetrie-benen A-Portal ist eine Zusatzprüfung mit SWL bei Einsatz nur eines Zylinders durchzuführen.

– Überprüfung der Mindesthievgeschwindigkeit – Prüfung, dass das Verfahren zum Aussetzen und

Einholen des Unterwasserfahrzeugs / der Unter-wasser-Arbeitsmaschine bzw. zum Auf- und Ab-rollen des Umbilicals im Normalbetrieb und im Notbetrieb sicher und ruckfrei erfolgt

– Überprüfung des Tragseil-Kupplungssystems, so-weit vorhanden

– Prüfung der Funktion einschließlich der Sicher-heits- und Alarmeinrichtungen

5.2 Wiederkehrende Prüfungen

Zur Aufrechterhaltung des Zertifikats ist die Aussetz- und Bergeeinrichtung einer jährlichen Prüfung zu unterziehen.

Dabei ist die gesamte Einrichtung inklusive aller An-schlagmittel auf sichtbare Beschädigungen, Anrisse, Verformungen und Anrostungen zu kontrollieren und einer Funktionsprüfung einschließlich eines Bremsen-tests (Energieausfall) zu unterziehen.

Alle 5 Jahre ist auch eine dynamische Prüfung mit der 1,25 fachen SWL einschließlich eines Bremsentests (Energieausfall) durchzuführen.

6. Kennzeichnung

6.1 Die Aussetz- und Bergeeinrichtungen sowie die Auf- und Abrolleinrichtungen für Umbilicals sind an gut sichtbarer Stelle mit einem fest angebrachten Typschild zu versehen, das in gut lesbarer Schrift mindestens folgende Angaben enthält:

– Hersteller – Baunummer und Herstelljahr

– Nutzlast SWL [t] – Ausladungsbereich [m] – Prüfdatum und Prüfstempel, bei Kranen am

unteren Ende des rechten Auslegerholmes und neben dem Anschluss dieser Holmseite auf dem Krangehäuse

F. Stauung und Decktransport

1. Allgemeines

1.1 Unter Stauung und Decktransport wird die Verlagerung des durch die Aussetz- und Bergeeinrich-tung geborgenen Unterwasserfahrzeugs bzw. der Ar-beitsmaschine zu einem Aufbewahrungsort an Bord verstanden, Der Aufbewahrungsort ist in der Regel gegen Umwelteinflüsse zu schützen, insbesondere wenn Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten durch-geführt werden sollen. Das Unterwasserfahrzeug/die Arbeitsmaschine ist dabei für alle denkbaren Schiffs-bewegungen sicher zu stauen und zu verzurren.

1.2 Falls kein geeigneter Eignungsnachweis durch z. B. Prüfstempel, Prüfplaketten, usw. für diese Einrichtungen vorhanden ist (vergleiche Abschnitt 1, Tabelle 1.1 bzw. Abschnitt 5, Tabelle 5.1) und der GL mit der Erstellung eines derartigen Nachweises durch den Hersteller oder Betreiber beauftragt wird, sind die folgenden Anforderungen zu berücksichtigen.

2. Grundsätze für die Auslegung und Ausrüs-tung

Es sind die Anforderungen des IMO Code A.714 (17): "Code of Safe Practice for Cargo Stowage and Secu-ring" zu berücksichtigen.

2.1 Mechanische Anforderungen

An Bord des Versorgungsschiffes und unter Berück-sichtigung der maximalen Schiffsbewegungen sind aus-reichend dimensionierte Vorkehrungen, wie z. B. schiffs-seitige Ladungssicherungselemente vorzusehen für:

– den gesamten Transportweg – die Lagerung des Unterwasserfahrzeugs bzw.

der Arbeitsmaschine – die Verzurrung an Deck oder innerhalb von Con-

tainern/Luken – die Verzurrung von Containern mit Ausrüstung

I - Teil 5 GL 2009


F

2.2 Elektrische Anforderungen

2.2.1 An den Aufbauten des Versorgungsschiffes ist an gut zugänglicher Stelle eine Anschlussmöglich-keit in Form einer Anschlussplatte mit Stehbolzen vorzugsweise M12 vorzusehen, an welcher Schutzlei-ter des Unterwasserfahrzeugs bzw. der Arbeitsma-schine ohne Verwendung von Werkzeug angeschlos-sen werden können.

2.2.2 Für den Aufenthalt des Unterwasserfahrzeugs bzw. der Arbeitsmaschine an Deck des Versorgungs-schiffes sind die unter 2.2.1 genannten Einrichtungen derart anzuordnen, dass ein ununterbrochener Potenti-alausgleich möglich ist.

2.2.3 Bereiche für Transport und Stauung sind aus-reichend zu beleuchten.

2.3 Brand- und Explosionsschutz

Der Stauplatz für das Unterwasserfahrzeug bzw. die Arbeitsmaschine auf dem Versorgungsschiff ist mit geeigneten Feuerlöschsystemen auszurüsten. Diese Anlage kann Teil der allgemeinen Feuerlöschanlage des Versorgungsschiffes sein.

Explosionsschutzmaßnahmen für die explosionsge-fährdeten Bereiche, von denen aus das Unterwasser-fahrzeug bzw. die Arbeitsmaschine eingesetzt werden soll, sind vorzusehen.

3. Genehmigungsunterlagen

Im Rahmen der GL-Zertifizierung sind folgende Un-terlagen einzureichen:

– Pläne mit Beschreibung des Transports, der Lage-rung und der Verzurrungsmaßnahmen, einschließ-lich Stücklisten mit den verwendeten Zurrmitteln

– Beschreibung der elektrischen Maßnahmen

– Beschreibung der Brandschutzmaßnahmen

– Beschreibung der Explosionsschutzmaßnahmen


4.1 Abnahmeprüfung

Vor Einsatz der Stau- und Transporteinrichtungen ist eine Abnahmeprüfung mit folgenden Einzelprüfungen durchzuführen:

– Prüfung, dass für alle austauschbaren Einzelteile geeignete Nachweise vorliegen

– Prüfung, dass für die Bruchkraft der verwende-ten Seile geeignete Nachweise vorliegen

– Prüfung, dass der Transport des Unterwasserfahr-zeugs bzw. der Arbeitsmaschine im Normalbe-trieb und im Notbetrieb sicher und ruckfrei erfolgt

– Funktionsprüfung einschließlich Prüfung der Sicherheitseinrichtungen

4.2 Wiederkehrende Prüfungen

Zur Aufrechterhaltung des Zertifikats sind die Einrich-tungen einer jährlichen Prüfung zu unterziehen.

Dabei ist die gesamte Einrichtung inklusive aller Zurr- und Transportmittel auf sichtbare Beschädigungen, Anrisse, Verformungen und Anrostungen zu kontrol-lieren und einer Funktionsprüfung zu unterziehen.



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Anhang A

Berechnung des Druckkörpers

A. Allgemeines

1. Einführung

1.1 Im Folgenden wird eine Berechnungsmetho-de beschrieben, welche für die Lastfälle I, II und III mit den Drücken

– Nenntauchdruck NDP (Lastfall I nach GL Vor-schriften für Bemannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 4, E.)

– Zerstörungstauchdruck CDP (Lastfall II)

– Prüftauchdruck TDP (Lastfall III)

die Spannungs- und Stabilitätsverhältnisse im Druck-körper untersucht.

Im Folgenden wird das Rechenverfahren für versteifte zylindrische Schalen dargestellt. Bei unversteiften zylindrischen Schalen mit gewölbten Endböden wer-den die Berechnungen sinngemäß für die Quer-schnittsfläche des Versteifungsringes Aeff = AF = 0 durchgeführt, wobei die Beullänge durch die Endbö-den begrenzt wird. Wird die Beullänge durch gewölb-te Böden begrenzt, so ist je Boden 40 % der Wöl-bungstiefe zur zylindrischen Länge hinzuzurechnen.

Die dargelegte Berechnungsmethode berücksichtigt fertigungsbedingte Abweichungen von der Idealform der Außenhaut (z. B. Unrundheit). Die Fertigungstole-ranzen welche in Anhang B definiert sind, sind für die Berechnung anzuwenden.

1.2 Kegelförmige Schalen werden abschnittswei-se berechnet und dabei jeweils wie zylindrische Scha-len behandelt.

1.3 Das Gesamtversagen der Konstruktion wird als Beulung der Struktur des Druckkörpers zwischen Schotten, Rahmenspanten und schalenförmigem End-boden betrachtet.

Für die beschriebenen Stabilitätszustände sind die Nachweise von ausreichender Sicherheit in Bezug auf die spezielle Form des Versagens erforderlich.

1.4 Bei Anwendung der Berechnungsmethode ist zu beachten, dass sowohl elastisches als auch elas-tisch-plastisches Verhalten im Werkstoff der Außen-hautkonstruktion sowie in den Spanten auftreten kann.

Im Allgemeinen ist es der Fall, dass:

– bei Nenntauchdruck die Beanspruchung im rein elastischen Bereich des Werkstoffs ist

– bei Prüftauchdruck die Beanspruchung am Be-ginn des elastisch-plastischen Bereichs des Werkstoffs liegen kann

– bei Berechnung gegen Überschreiten der zuläs-sigen Spannung jedoch elastisches Werkstoff-verhalten angenommen werden kann

– bei Zerstörungstauchdruck die Beanspruchung im elastischen oder elastisch-plastischen Bereich des Werkstoffs liegen kann

1.5 Bei der Berechnung eines Druckkörpers sind die Berechnungsdaten entsprechend den vorgesehenen Betriebsbedingungen des Unterwasserfahrzeugs unter Beachtung der Vorschriften für Bemannte Unterwas-serfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 5, D. einzusetzen.

1.6 Druckkörper unter internem Überdruck, sind zusätzlich entsprechend GL Vorschriften für Maschi-nenanlagen (I-1-2), Abschnitt 8 zu berechnen.

2. Längsfestigkeit

Für die Längsfestigkeit des Druckkörpers sind die Längsbiegemomente und Schubkräfte zu berücksich-tigen. Sie ist nur auf Verlangen des GL zu überprüfen.

3. Dem Druckkörper ähnliche Behälter

Für Behälter, welche teilweise oder insgesamt wie der Druckkörper angeordnet sind und von denen die Si-cherheit des Unterwasserfahrzeugs in gleicher Weise abhängt, wie z. B. der Zugangsschacht, die Container für Rettungsausrüstung, usw., sind die selben Untersu-chungen durchzuführen, wie für den Druckkörper.

4. Acrylglasfenster

Die Anforderungen an Entwurf und Herstellung von Acrylglasfenstern sind im Anhang C definiert.

B. Betriebsfestigkeit

1. Die Überprüfung der Betriebsfestigkeit ist für den Lastfall I, der durch die Betriebslasten bei Nenn-tauchdruck NDP entsprechend GL Vorschriften für Bemannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 4, B.2.1 bzw. Unbemannte Unterwasserfahrzeuge (ROV, AUV) und Unterwasser-Arbeitsmaschinen (I-5-3), Abschnitt 3, C.1.6.1.1 bestimmt ist, durchzuführen.

2. Der Spannungsnachweis ist für die Nennge-ometrie durchzuführen.

I - Teil 5 GL 2009

Anhang A Berechnung des Druckkörpers Kapitel 3Seite A–1

B

3. Für die Berechnung der Spannungen im Druckkörper sind die folgenden Einflüsse mit ausrei-chender Genauigkeit zu berücksichtigen:

– Spannungserhöhungen bei Spanten, Rahmen-spanten, Schotten und Knick-/Übergangsringen

– Spannungserhöhungen an Durchbrüchen

– Störungen des Spannungszustandes durch die Verbindung mit druckfesten Anbauten

C. Spannungen bei Nenntauchdruck

1. Die Überprüfung der Spannungen ist für den Lastfall I, der durch den Nenntauchdruck NDP ent-sprechend GL Vorschriften für Bemannte Unterwas-serfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 4, B.2.1 bzw. Unbe-mannte Unterwasserfahrzeuge (ROV, AUV) und Un-terwasser-Arbeitsmaschinen (I-5-3), Abschnitt 3, C. 1.6.1.1 bestimmt ist, durchzuführen.

2. Für die Berechnung der Spannungen im Druckkörper sind die Spannungsgrenzen in den GL Vorschriften für Bemannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 5, D.3. definiert.

3. Der Spannungsnachweis ist unter der Ver-wendung der Verfahren in F.1., F.6.2, F.4.4 (Formel A59), F.7.2 und F.7.4 zu führen.

D. Spannungen bei Prüftauchdruck

1. Die Überprüfung der Spannungen ist für den Lastfall III, der durch die Prüftauchdruck TDP ent-sprechend GL Vorschriften für Bemannte Unterwas-serfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 4, B.2.2 bzw. Unbe-mannte Unterwasserfahrzeuge (ROV, AUV) und Un-terwasser-Arbeitsmaschinen (I-5-3), Abschnitt 3, C. 1.6.1.3 bestimmt ist, durchzuführen.

2. Für die Berechnung der Spannungen im Druckkörper sind die Spannungsgrenzen in den GL Vorschriften für Bemannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 5, D.3. definiert.

3. Für Nenntauchdrücke von mindestens 10 bar kann der Spannungsnachweis für den Lastfall III ent-fallen.

4. Der Spannungsnachweis ist unter der Ver-wendung der Verfahren in F.1., F.6.2, F.4.4 (Formel A59), F.7.2 und F.7.4 zu führen.

E. Nachweis der Grenztragfähigkeit bei Zer-störungstauchdruck

1. Der Nachweis der Grenztragfähigkeit ist für den Lastfall II, der durch die Zerstörungstauchdruck CDP entsprechend GL Vorschriften für Bemannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 4, B.2.3 bzw. Unbemannte Unterwasserfahrzeuge (ROV, AUV) und Unterwasser-Arbeitsmaschinen (I-5-3), Abschnitt 3, C.1.6.1.2 bestimmt ist, als Stabilitäts- und Spannungs-nachweis durchzuführen.

Für die folgenden Versagenstypen ist nachzuweisen, dass die Versagensdrücke größer oder gleich dem Zerstörungsdruck sind:

– symmetrisches Beulen zwischen den Spanten

– asymmetrisches Beulen zwischen den Spanten

– Gesamtinstabilität unter Berücksichtigung der teilweisen Wirksamkeit der Rahmenspanten

– Kippen der Spanten

– Beulung der gewölbten Endböden und Kugeln

– örtliches Fließen im Bereich von Unstetigkeiten

2. Für die Berechnung der Spannungen im Druck-körper sind die Spannungsgrenzen in Bemannte Unter-wasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 5, D.3. definiert.

3. Der Spannungsnachweis ist unter der Ver-wendung der Verfahren in F.1., F.6.2, F.4.4, F.5.3, F.5.4, F.7.2 und F.7.4 zu führen.

F. Berechnung

1. Berechnung der Spannungen in einem gleichförmig ausgesteiften Zylinder oder Kegel als Basis für die Berechnung des Zerstörungsdrucks

1.1 Die geometrische Situation ist in Abb. A.1 definiert und die Zusammenstellung der Spannungen ist in Tabelle A.1 dargestellt.

Bezeichnungen in Abb. A.1:

Rm = mittlerer Radius der Zylinderschale R = Innenradius der Zylinderschale s = Nennwanddicke der Zylinderschale nach Ab-

zug des Korrosionszuschlages c hw = Steghöhe des Spants sw = Stegdicke des Spants bf = Gurtbreite sf = Gurtdicke LF = Spantabstand AF = Querschnittsfläche des Spantes RC = Radius des Flächenschwerpunktes des Spants Rf = Innenradius des Spantgurtes

Kapitel 3 Seite A–2

Anhang A Berechnung des Druckkörpers I - Teil 5GL 2009

F

��

��

��

� �

��

�

�

�

Abb. A.1 Geometrische Situation der Spanten zur Aussteifung des Druckkörpers

Tabelle A.1 Zusammenstellung der Spannungen in einer ausgesteiften Zylinderschale

Spannungen in der Zylinderschale

Am Spant In Feldmitte Arten von

Spannungen Umfang Vergleichs-spannung Axial Umfang Vergleichs-

spannung Axial

Membranspannung m,Fϕσ (A19) m

x,Fσ (A17) m,Mϕσ (A18) m

x,Mσ (A17)

Membranvergleichs-spannung m

v,Fσ (A14) mv,Mσ (A14)

Biegespannungen b,Fϕσ (A23) b

x,Fσ (A21) b,Mϕσ (A22) b

x,Mσ (A20)

Normalspannung an der Außenseite

m b,F ,Fϕ ϕσ + σ

(A19) + (A23)

m bx,F x,Fσ + σ

(A17) + (A21)

m b,M ,Mϕ ϕσ + σ

(A18) + (A22)

m bx,M x,Mσ + σ

(A17) + (A20)

Vergleichsnormalspan-nung an der Außenseite m b

v,F,o+σ (A14) m b

v,M,o+σ (A14)

Normalspannung an der Innenseite

m b,F ,Fϕ ϕσ − σ

(A19) - (A23)

m bx,F x,Fσ − σ

(A17) - (A21)

m b,M ,Mϕ ϕσ − σ

(A18) - (A22)

m bx,M x,Mσ − σ

(A17) - (A20)

Vergleichsnormalspan-nung an der Innenseite m b

v,F,i+σ (A14) m b

v,M,i+σ (A14)

Hinweis Die Zahlen in Klammern stellen die Nummern der anzuwendenden Formeln dar.

1.2 Berechnung der Faktoren und Basis-formeln

2 21 2

11 1 2 2

1 2

cos h cos4Fcos h sinh cos sin

⎧ ⎫⎪ ⎪η θ − η θ⎪ ⎪= ⎨ ⎬η θ⋅ η θ η θ⋅ η θθ ⎪ ⎪+⎪ ⎪η η⎩ ⎭

(A1)

1 2 1 2

2 12

1 1 2 2

1 2

cosh sin sinh cos

Fcosh sinh cos sin

η θ⋅ η θ η θ⋅ η θ+

η η=

η θ⋅ η θ η θ⋅ η θ+

η η

(A2)

1 1 2 2

1 23 2

1 1 2 2

1 2

cosh sinh cos sin3F

cosh sinh cos sin1

η θ⋅ η θ η θ⋅ η θ⎧ ⎫− +⎪ ⎪η η⎪ ⎪= ⎨ ⎬η θ⋅ η θ η θ⋅ η θ− ν ⎪ ⎪+⎪ ⎪η η⎩ ⎭

(A3)

1 2 1 2

2 14 2

1 1 2 2

1 2

cosh sin sinh cos3F

cosh sinh cos sin1

η θ⋅ η θ η θ ⋅ η θ⎧ ⎫−⎪ ⎪η η⎪ ⎪= ⎨ ⎬η θ ⋅ η θ η θ⋅ η θ− ν ⎪ ⎪+⎪ ⎪η η⎩ ⎭

(A4)

2

2 2m

2 E spR 3 (1 )

∗ ⋅ ⋅=

− ν (A5)

I - Teil 5 GL 2009


F

E = Elastizitätsmodul

= 2,06 ⋅ 105 N/mm2 für ferritischen Stahl

= entsprechende Werte für andere Materialien sind zu vereinbaren

ν = Poissonzahl im elastischen Bereich

= 0,3 für Stahl

νp = Poissonzahl im elastisch-plastischen Bereich

pp∗

γ = (A6)

p = Berechnungsdruck

= wahlweise NDP, TDP und CDP

11 12

η = − γ (A7)

21 12

η = + γ (A8)

F wL L s= − (A9)

eff m24

2L R s3 (1 )

= ⋅− ν

(A10)

meff F

C

RA A

R= (A11)

eff

2 LL

⋅θ = (A12)

Für die Spannungsbezeichnungen gelten folgende In-dizes:

0 – Bezugsgröße m – Membranspannung b – Biegespannung v – Vergleichspannung x – Längsrichtung φ – Umfangsrichtung r – Radialrichtung t – Tangentialrichtung o – Außenseite i – Innenseite F – am Spant D – am Rahmenspant F/D – am Spant bzw. Rahmenspant M – in Feldmitte f – im Gurt des Spantes w – im Steg des Spantes C – im Schwerpunkt des Spantenquerschnitts c – in der Kalotte des gewölbten Bodens

Die Bezugsspannung ist die Umfangsspannung im unversteiften zylindrischen Druckkörper:

mo

p Rs

⋅σ = − (A13)

Die Vergleichsspannungen setzen sich aus den Einzel-spannungen in Längs- und Umfangsrichtung zusam-men:

2 2v x xϕ ϕσ = σ + σ − σ ⋅σ (A14)

Radialverschiebung in der Mitte zwischen den Span-ten wM

2eff 2m

Meff w 1

A Fp Rw 1 1

E s 2 A s s L s F⎧ ⎫⋅⋅ ν⎛ ⎞= − − −⎨ ⎬⎜ ⎟⋅ + ⋅ + ⋅ ⋅⎝ ⎠ ⎩ ⎭

(A15)

Radialverschiebung an den Spanten wF:

2eff 2m

Feff w 1

A Fp Rw 1 1E s 2 A s s L s F

⎧⋅⋅ ν⎛ ⎞ ⎪= − − −⎨⎜ ⎟⋅ + ⋅ + ⋅ ⋅⎝ ⎠ ⎪

⎩

(A16)

24

21 2 1 2

1 2

F13 F

cosh cos sinh sin4

⎫⎡ ⎤− ν ⎪⎢ ⎥+ γ⎪⎢ ⎥⋅ η θ ⋅ η θ + η θ⋅ η θ ⎬⎢ ⎥⋅η ⋅η ⎪⎢ ⎥⎪⎢ ⎥⎣ ⎦⎭

Mittlere Membranspannung in Längsrichtung (unab-hängig von der Längskoordinate x):

m mx

p R2 s⋅

σ = −⋅

(A17)

Membranspannung in Umfangsrichtung in der Mitte zwischen den Spanten:

m mM,M x

m

wE

Rϕσ = + ν ⋅ σ (A18)

und an den Spanten:

m mFF x

m

wE

Rϕ,σ = + ν ⋅ σ (A19)

Biegespannungen in Längsrichtung in der Mitte zwi-schen den Spanten:

b effx,M o 4

eff w 1

A1 F

2 A s s L s Fν⎛ ⎞σ = ± σ −⎜ ⎟ + ⋅ + ⋅ ⋅⎝ ⎠

(A20)

und an den Spanten:

( )b mx,F o ,F 3Fϕσ = ± σ − σ (A21)

Das positive Vorzeichen ist für die Außenseite der Zylinderschale gültig, das negative Vorzeichen für die Innenseite.



F

Biegespannungen in Umfangsrichtung in der Mitte zwischen den Spanten:

b b,M x,Mϕσ = ν ⋅ σ (A22)

und an den Spanten:

b b,F x,Fϕσ = ν ⋅ σ (A23)

Die Umfangsspannung folgt aus der radialen Ver-schiebung zu:

m F,Fw

wE

Rϕσ = (A24)

im Spantfuß

bzw.

m F,Ff

f

wE

Rϕσ = (A25)

im Spantgurt.

Die in Tabelle A.1 zusammengestellten Vergleichs-spannungen sowie die Umfangsspannungen im Spant sind mit dem zum jeweiligen Lastfall zugehörigen Wert der zulässigen Spannung σzul,NDP, σzul,TDP, bzw. σzul,CDP nach den GL Vorschriften für Bemannte Un-terwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 5, D.3. zu be-grenzen.

1.3 Berechnung der Spannungen für einen konischen Druckkörper

Die oben angegebenen Formeln sind auch für ausge-steifte konische Schalen anwendbar.

Die entsprechenden Formeln sind unter Verwendung des halben Öffnungswinkels α zu modifizieren. Dafür ergibt sich der mittlere Radius zu:

m,eqv mR R / cos= α (A26)

und der gleichwertige Spantabstand ergibt sich zu:

F,eqv F

eqv

L L / cos , bzw.

L L / cos .

= α

= α (A27)

Rm = Radius zwischen den Spanten im betrachteten Bereich

Die Berechnung ist für beide Spanten des untersuchten Feldes auszuführen. Die Abmessungen der Spanten sind mit dem Radiusverhältnis Rm/Rm,F zu multiplizie-ren. Für die folgende Berechnung der Zerstörungsdrü-cke ist der (absolut) größte Wert entscheidend.

2. Berechnung des Zerstörungsdrucks für asymmetrische Beulung der Außenhaut zwischen den Versteifungen in gleichför-mig ausgesteiften Bereichen des Druck-körpers

2.1 Für konische Druckkörper sind die gleichen Werte, wie für die obige Spannungsberechnung defi-niert, zu verwenden.

Zur Berechnung des minimalen Beuldrucks, der von der Anzahl der Wellen in Umfangsrichtung abhängt, kann die folgende Annäherung verwendet werden:

2.2 Elastischer Beuldruck:

( ) ( )

m22 2elcr 2

m

R s2 E f s Lp

R 3 2 1 f3 1

⋅⎛ ⎞⋅ π ⋅ ⋅

= ⋅ ⋅⎜ ⎟ − ⋅Φ ⋅ −⋅Φ ⋅ − ν ⎝ ⎠ (A28)

Theoretischer elastisch-plastischer Beuldruck:

2

i el t scr cr 2

p

E E1 3 3p p 1E 4 E 41

− ν ⎧ Φ Φ ⎫⎛ ⎞= ⋅ ⋅ ⋅ − + ⋅⎨ ⎬⎜ ⎟− ν ⎝ ⎠⎩ ⎭ (A29)

mit:

mR s1,23

L⋅

Φ = (A30)

mx

m,M

fϕ

σ=

σ (A31)

( ) ( )2 2m m m mv ,M x ,M xϕ ϕσ = σ + σ − σ ⋅σ (A32)

Für Sekantenmodul:

vs

vE

σ=

ε (A33)

Für Tangentenmodul:

vt

v

dE

dσ

=ε

(A34)

Für elastisch-plastische Poissonzahl:

sp

E0,5 (0,5 )

Eν = − − ν (A35)

f, σv., Es, Et sind Funktionen des zu bestimmenden elastisch-plastischen Beuldrucks pcr

i. Für die iterative Bestimmung von pcr

i kann der Wert f für den Zerstö-rungsdruck CDP errechnet und für die folgende Be-rechnung als konstant angenommen werden. σv kann durch lineare Extrapolation ausgehend vom Berech-nungsdruck CDP bestimmt werden.

I - Teil 5 GL 2009


F

2.3 Sekantenmodule und Tangentenmodule von Stählen

Für verschiedene Stahlsorten gilt:

z = e

0,2

σσ

(A36)

σe = Proportionalitätsgrenze

σ0,2 = 0,2 % Stauchgrenze, ReH

z = 0,8 für ferritische Stähle

= 0,6 für austenitische Stähle

Für σv > σe gelten die in 2.3.1 und 2.3.2 angeführten Formeln

Für σv ≤ σe gilt:

Es = Et = E (A37)

2.3.1 Module für z ≥ 0,8

2v 0,2

t0,2

zE E 1

(1 z)

⎧ ⎫⎛ ⎞σ − ⋅ σ⎪ ⎪= ⋅ − ⎜ ⎟⎨ ⎬⎜ ⎟− ⋅ σ⎪ ⎪⎝ ⎠⎩ ⎭ (A38)

vs

v 0,20,2

0,2

E Ez

z (1 z) arc tanh(1 z)

σ= ⋅

⎛ ⎞σ − ⋅σσ + −⎜ ⎟⎜ ⎟− ⋅σ⎝ ⎠

(A39)

2.3.2 Module für z < 0,8

v 0,2t

0,2

zE E 1 k

(1 z)

⎧ ⎫⎛ ⎞σ − ⋅σ⎪ ⎪= ⋅ − ⎜ ⎟⎨ ⎬⎜ ⎟− ⋅ σ⎪ ⎪⎝ ⎠⎩ ⎭ (A40)

vs

v 0,20,2 0,2

0,2

E Ez1z (1 z) ln 1 k

k (1 z)

σ= ⋅

⎛ ⎞σ − ⋅σ⋅σ − − ⋅σ −⎜ ⎟⎜ ⎟− ⋅σ⎝ ⎠

(A41)

k ist aus der Bedingung zu berechnen:

0,2 0,2 0,210,002 E z (1 z) ln (1 k)k

σ + ⋅ = ⋅σ − − ⋅σ ⋅ − (A42)

zumindest mit der Genauigkeit auf zwei Dezimalen.

2.4 Sekantenmodule und Tangentenmodule für andere metallische Werkstoffe

Für andere metallische Werkstoffe ist z zu vereinbaren.

2.5 Es ist nachzuweisen, dass der Zerstörungs-druck, welcher der theoretische elastisch-plastische Beuldruck pcr

i multipliziert mit dem Abminderungs-faktor r ist, mindestens gleich dem Berechnungsdruck CDP des Druckkörpers ist.

Mit dem Abminderungsfaktor:

elp1 cr 1i2 pcrr 1 0,25 e

⎛ ⎞⎜ ⎟− −⎜ ⎟⎝ ⎠= − ⋅ (A43)

3. Berechnung des Zerstörungsdrucks für symmetrische Beulung der Außenhaut zwi-schen den Versteifungen in gleichförmig ausgesteiften Bereichen des Druckkörpers

3.1 Für konische Druckkörper sind die gleichen Ersatzwerte, wie für die obige Spannungsberechnung definiert, zu verwenden.

3.2 Elastischer Beuldruck: 2 22

el effcr 22 effm

L2 s 2 L 1p EL 4 2 LR3(1 )

⎧ ⎫⎡ ⎤ ⎡ ⎤π⋅⋅⎪ ⎪= ⋅ ⋅ +⎨ ⎬⎢ ⎥ ⎢ ⎥π⋅ ⋅⎣ ⎦⎣ ⎦− ν ⎪ ⎪⎩ ⎭ (A44)

Theoretischer elastisch-plastischer Beuldruck:

222icr s 22

m

2 s L 1p E C4 LR3(1 )

⎧ ⎫⎡ ⎤α⋅ π⎪ ⎪⎡ ⎤= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ +⎨ ⎬⎢ ⎥⎢ ⎥π α⋅⎣ ⎦ ⎣ ⎦− ν ⎪ ⎪⎩ ⎭(A45)

mit:

222 12p 2

4 1 12 2m

A A3A A

R s

⎛ ⎞− ν⎜ ⎟⎜ ⎟

⎝ ⎠α =⋅

(A46)

2 21 2 p 12

2p

A A AC

1

⋅ − ν ⋅=

− ν (A47)

sp

E1 12 E 2

⎛ ⎞ν = − − ν⎜ ⎟⎝ ⎠

(A48)

2t s1 p p2 2

p

1 E / EA 1 (2 ) (1 2 ) k

4 (1 ) K H− ⎡ ⎤= − − ν − − ⋅ν⎣ ⎦− ν ⋅

(A49)

2t s2 p p2 2

p

1 E / EA 1 (1 2 ) (2 ) k

4 (1 ) K H− ⎡ ⎤= − − ⋅ν − − ν⎣ ⎦− ν ⋅

(A50)

t s12 p p2 2

p p

p p

1 E / EA 1 (2 ) (1 2 ) k

4 (1 )K H

(1 2 ) (2 ) k

− ⎡ ⎤= + − ν − − ⋅ν⎣ ⎦ν − ν ⋅

⎡ ⎤⋅ − ⋅ν − − ν⎣ ⎦

(A51)

( ) ( ) ( ){( )}

2t sp p2 2

p

2p

1 E / EH 1 2 1 2 k

4 1 K

3 1

− ⎡ ⎤= + − ν − − ⋅ν⎣ ⎦− ν

− − ν

(A52)

m,Mmx

k ϕσ=

σ (A53)

2 2K 1 k k= − + (A54)

Das Verfahren zur Ermittlung des theoretischen elas-tisch-plastischen Beuldrucks ist analog zu dem für asymmetrische Beulung beschriebenen Verfahren.



F

3.3 Es ist nachzuweisen, dass der Zerstörungs-druck, welcher der theoretische elastisch-plastische Beuldruck pcr

i multipliziert mit dem Abminderungs-faktor r ist, mindestens gleich ist dem Berechnungs-druck CDP des Druckkörpers.

Mit dem Abminderungsfaktor:

elp1 cr 1i2 pcrr 1 0,25 e

⎛ ⎞⎜ ⎟− −⎜ ⎟⎝ ⎠= − (A55)

4. Nachweis des Zerstörungsdrucks für die Gesamtinstabilität unter Berücksichtigung von Rahmenspanten

4.1 Der Nachweis der Gesamtinstabilität ist auf Basis einer Spannungsberechnung, welche die Gleich-gewichtskriterien in einem verformten Zustand erfüllt, durchzuführen. Als Vorverformung ist die Unrundheit der Spanten zu berücksichtigen. Es ist nachzuweisen, dass die zulässige Unrundheit entsprechend Anhang B nicht zu einem Gesamtversagen führen kann.

4.2 Berücksichtigung des Spannungs-Dehnungsverhaltens

Für austenitische Stähle und andere Werkstoffe, für welche σ0,01 < 0,8 ⋅ σ0,2 gilt, ist das tatsächliche Span-nungs-Dehnungsverhalten durch entsprechende Be-rechnung zu berücksichtigen. Der mit den zulässigen Unrundheiten und Spantschrägstellungen verformte Druckkörper ist stufenweise mit Druck zu beaufschla-gen. Zur Berechnung der zunehmenden elastischen Verschiebungen und Spannungen, sind die Deformati-onen im Gleichgewichtszustand und das aktuelle, örtliche Werkstoffverhalten zu berücksichtigen.

Für Werkstoffe mit σ0,01 ≥ 0,8 ⋅ σ0,2 kann ein linear elas-tisches Verhalten für eine Spannungsberechnung nach der Theorie 2. Ordnung angenommen werden. In diesem Fall sind die folgenden Spannungsgrenzen (ohne Berück-sichtigung von örtlichen Schwächungen) einzuhalten:

– Die Summe der Grundspannung und der Span-nung infolge von Unrundheit im Spantgurt soll σ0,2 nicht überschreiten.

– Die Summe der Grundspannung und der Span-nung infolge von Unrundheit im Gurt eines Rah-menspants soll 80 % von σ0,2 nicht überschreiten.

4.3 Das Berechnungsverfahren ist im Folgenden beschrieben:

Definitionen:

p = Zerstörungstauchdruck für den Druckkörper CDP

n ≥ 2 = Umfangswellenzahl der Unrundheit

w0 = maximale zulässige Unrundheit des Druck-körpers entsprechend Anhang B

Rm = mittlerer Radius des Druckkörpers im betrach-teten Feld

Rm,F/D = mittlerer Radius des Druckkörpers beim betreffenden Spant oder Rahmenspant

e = Abstand vom Flächenschwerpunkt des Spants oder Rahmenspants zusätzlich der mittragen-den Breite der Außenhaut zum äußersten Punkt des Gurts (siehe Abb. A.2). Für Kegelschalen gilt e' =e/cosα

RC = Radius zum Flächenschwerpunkt der Quer-schnittsfläche des Spants oder Rahmenspants

LD = Länge der Mantellinie im betrachteten Rah-menspant-Bereich

LD,r, LD,l = Länge der Mantellinie des benachbarten, rechts und links liegenden Feldes, abhängig von den Grenzen des Feldes für welches der Nachweis durchgeführt wird (siehe Abb. A.3)

LB = Abstand zwischen Schotten

m mD B

D B

R R;

L Lπ⋅ π⋅

β = β = (A56) (A57)

α = halber Öffnungswinkel (siehe Abb. A.2)

Im Allgemeinen ist der Öffnungswinkel nicht konstant, weder im Rahmenspantfeld noch im anschließenden Bereich. Welcher Winkel entscheidend ist, wird im Folgenden für jeden Einzelfall beschrieben.

I, ID = Flächenträgheitsmoment des Spants bzw. Rah-menspants einschließlich der mittragenden Brei-te der Außenhaut des Druckkörpers, bezogen immer parallel zur Achse des Druckkörpers

Die mittragende Breite ist:

( )

eff m,F24

2L R s / cos3 1

= ⋅ α− ν

(A58)

aber nicht größer als der Mittelwert der beiden an-schließenden Spantabstände.

αDl, αDr = der örtliche halbe Öffnungswinkel am be-nachbarten Rahmenspant, rechts bzw. links

�

�

��

�

Abb. A.2 Situation an einem Spant oder Rah-menspant

I - Teil 5 GL 2009


F

��

��

��

��

��

��

��

��

� ��

��

��

��

��

Abb. A.3 Gesamtinstabilität – beide Berechnungsfälle für einen konischen Druckkörper

Das Flächenträgheitsmoment ist auf den Radius Rm des aktuellen Feldes durch Multiplikation mit dem Verhältnis (Rm/Rm,F)4 umzurechnen.

Der Nachweis ist für jeden Bereich des Druckkörpers, der durch Rahmenspanten, Schotte und Endböden begrenzt ist, durchzuführen. Endböden sind als Schot-te zu betrachten.

Ein Bereich des Druckkörpers, der für die Gesamtin-stabilität relevant ist, kann durch zwei Rahmenspan-ten, gefolgt von zwei benachbarten Rahmenspant- (oder Schott-) -feldern an jedem Ende begrenzt sein, vergleiche Abb. A.3. Der Nachweis ist für beide in Frage kommenden, benachbarten Felder auszuführen. Der ungünstigste Fall ist entscheidend.

4.4 Grundspannung in den Spanten und Rahmenspanten

Die Grundspannung im Spantgurt ist entsprechend 1.2, Gleichung (A25) für R = Rf zu berechnen.

Der Einfluss des halben Öffnungswinkels α ist expli-zit in den folgenden Formeln berücksichtigt. Die Grundspannung in einem Rahmenspant kann kon-servativ entsprechend den folgenden Formeln bestimmt werden:

( ) m

m efff

mD eff

D

Rp R L 1 / 2R 1

R cosA L sR

⋅ ⋅ − νσ = −

α+ ⋅ϕ ,D (A59)

Rf = Radius des Gurts

eff m24

2L R s / cos3 (1 )

= ⋅ α− ν

(A60)

Es ist zu beachten, dass AD die reine Querschnittsflä-che des Rahmenspants ist und RD der zugehörige Radius. Für die Dicke der Zylinderschale s ist die örtlich verstärkte Außenhautdicke am Rahmenspant zu verwenden, soweit anwendbar.

Die Biegespannung im Spant bzw. Rahmenspant ist:

2

el 2C

n 1w E eR

−σ = ± ⋅ ⋅ϕ ,D (A61)

RC = siehe Abb. A.2



F

Die elastische Verformung wel für Spanten ergibt sich zu:

el 0 ng

pw wp p

=−

(A62)

und für Rahmenspanten:

mel 0 n

m Dg

ppw wp pp p

=+−

(A63)

Mit dem Membranteil:

43

m2 2 2 2m

2E sp cosR (n 1 / 2) (n )

⋅ β= α

− + β + β

(A64)

α ist der mittlere halbe Öffnungswinkel und s ist die mittlere Dicke der Zylinderschale im betrachteten Feld.

Und mit dem Anteil des Rahmenspants pD:

2 3D

D 2C,D m m C,D D D,l / r

2

2 2B

2(n 1)E I cosp

R [R 4 (R R )] (L L )

n 1n 1 / 2

− ⋅ ⋅ α=

− − +

−⋅

− + β

(A65)

α ist der maximale halbe Öffnungswinkel für den Bereich des Druckkörpers beginnend in der Mitte des betrachteten Feldes und endend in der Mitte des an-schließenden Feldes:

αmax = max(α; αDl) bzw. αmax = max(α; αDr)

siehe Abb. A.3

RC,D gilt für Rahmenspanten.

Der Druck pgn für die Gesamtinstabilität ist folgen-

dermaßen zu ermitteln:

n m Dg F B

m D

p pp p p

p p⋅

= + ++

(A66)

unter Benützung von pm und pD wie oben beschrieben und dem Spantanteil pF sowie dem Schottanteil pB wie folgt:

2 24F

F 3 2 2 DC,F F

D m

(n 1)E I n 1p cosp1R L n 1

2 p p

− ⋅ −= α

⋅ − + β+

(A67)

RC,F bezieht sich auf Spanten.

43 B

B 22 2 2 2mB B

E sp cosR (n 1 / 2) (n )

β⋅= α

− + β + β (A68)

α wird hier verstanden als der mittlere halbe Öff-nungswinkel im betrachteten Feld.

Der Anteil des Spants ist mit den Abmessungen eines Ersatzspants mit Ersatzspantabstand zu berechnen. Im Allgemeinen sind dies die Abmessungen des Spants der dem mittleren Punkt des berechneten Feldes am nächsten ist, wobei diese wie in 1.3 beschrieben auf den mittleren Radius des Feldes umzurechnen sind.

Die folgende Bedingung ist einzuhalten:

Für jeden Spant des betrachteten Feldes ist die zuläs-sige Unrundheit für n = 5 unter Annahme einer unend-lichen Feldlänge (βD = 0) für pg5 zu berechnen. Das arithmetische Mittel der Werte für die auf diese Weise ermittelte Unrundheit von drei benachbarten Spanten dividiert durch den zugehörigen Spantradius soll nicht kleiner sein als die Unrundheit für den Ersatzspant, der auf analoge Weise ermittelt wurde.

5. Überprüfung des Zerstörungsdrucks für das Kippen der Spanten

5.1 Stabilität gegen Kippen

Der Nachweis der Stabilität gegen Kippen ist für Spanten und Rahmenspanten auf Basis einer Span-nungsberechnung durchzuführen, welche das Gleich-gewicht im verformten Zustand erfüllt. Als Vorver-formung können die in Anhang B definierten Toleran-zen herangezogen werden.

Bezüglich der Berücksichtigung des Spannungs-/Deh-nungsverhaltens gelten die in 4.2 definierten Vor-schriften.

Für Werkstoffe mit σ0,01 ≥ 0,8 ⋅ σ0,2 kann linear elasti-sches Verhalten für die Spannungsberechnung nach der Theorie 2. Ordnung angenommen werden. Die folgenden Spannungsgrenzen sind zu berücksichtigen (ohne Berücksichtigung von örtlichen Schwächungen des Werkstoffs):

– Die Vergleichsspannung im Steg des Spants soll σ0,2 nicht überschreiten.

– Die Spannung in Umfangsrichtung im Gurt des Spants soll σ0,2 nicht überschreiten.

Die zu berücksichtigenden Einflüsse in diesem Ver-fahren sind im Folgenden definiert.

5.2 Zusätzliche Spannungen durch Formab-weichungen des Spants

Die zusätzlichen Spannungen die durch Formabwei-chungen des Spantquerschnitts verursacht werden, sind für innen liegende Spanten entsprechend den folgenden Formeln zu ermitteln. Siehe auch Abb. A.4.

Die Imperfektionen "Neigung des Steges zur Ebene des Spants θ", "Exzentrizität des Gurtes zum Steg uex" und "Spantfuß-Versatz aus der Spantebene d" sind in Anhang B, C.2.5 bis C.2.7 definiert.

fw w

sh h

2′ = + (A69)

I - Teil 5 GL 2009


F

whR′

β = (A70a)

' ff f

sR R

2= + (A70b)

wf

f

hR

′β =

′ (A71)

f wf f f

s sA b s

2⋅

′ = − (A72)

3f f

fb s

I12⋅

= (A73)

3

f ff

b sJ

6 (1 )⋅

=+ ν

(A74)

w w wA h s′ ′= ⋅ (A75)

3w

2E s

D12 (1 )

⋅=

− ν (A76)

0 F0

AL

Rσ ⋅

= (A77)

f 0 fF A′= σ ⋅ (A78)

σ0 = Grundspannung im Gurt entsprechend 5.3/5.4

w

F

AA

′λ = (A79)

n = Anzahl der Umfangswellen der Formabwei-chungen, Die Berechnung ist für n = 3 auszu-führen

'2

2 2w 0h Le 2 n

D⋅

= − ⋅ ⋅β (A80)

��

��

��

� �

��

��

� ��

Abb. A.4 Örtliche Situation am Spant

'2w 0h LD⋅

ε = λ (A81)

'2

2 2 3w 0h Lg n n

D⎛ ⎞⋅

= ⋅β λ − ⋅β⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

(A82)

1113k 12 1,2 e 0,6 g35

= − ⋅ + ⋅ε − (A83)

2 212

11k 6 0,1 e g n210

= − ⋅ − + ν⋅ ⋅β (A84)

222 gk 4 e 0,1

15 105= − + ⋅ε − (A85)

3113k 6 0,1 e 0,1 g420

= − ⋅ + ⋅ε + (A86)

32e gk 2

30 60 140ε

= + − + (A87)

( )2

2 2 f11 f f 114 '3 2

f w f

Fn E DA n I J k nR h R

= ⋅ + + − (A88)

( )2

12 f f 123 '2f w

n E DA I J kR h

⋅= + − (A89)

( )222 f f 222 '

f w

E DA I n J kR h

= + ⋅ + (A90)

Größen der elastischen Verschiebung u und Verdre-hung ω der Verbindung Steg-Gurt:

( )1 22 2 121u B A B A

Det= ⋅ − ⋅ (A91)

( )2 11 1 121 B A B A

Detω = ⋅ − ⋅ (A92)

mit

211 22 12Det A A A= ⋅ − (A93)

( )

( )

2f f1 f 0 1, ex '

f f w

22 0 f

f 1,d'fw

F FB 1 n L k uR R h

L n Rn d 1 kRh

θ⎡ ⎤

= θ + ⋅β − ⋅λ⋅ +⎢ ⎥⋅⎣ ⎦

⎡ ⎤⋅ ⋅β⋅ ⋅β + − λ − λ⋅⎢ ⎥

⎣ ⎦

(A94)

' 2f2 0 w 2, ex 0 f 2,d

f

FB L h k u d L n k

Rθ= −θ⋅ ⋅λ⋅ ⋅ + − ⋅ ⋅λ⋅ ⋅β ⋅ (A95)



F

wobei:

)

21,

2

1k 1 0,013 g 0,015 e2 420

0,025 e 0,7 n

θε⎛= − − + ⋅ + ⋅⎜

⎝

− ⋅ ⋅ε − ⋅ ⋅β

(A96)

21,d

1k 1 0,013 g 0,015 e 0,025 e2 420

ε⎛ ⎞= − − + ⋅ + ⋅ − ⋅ ⋅ε⎜ ⎟⎝ ⎠

(A97)

22,

2

1 e gk 1 0,008 e12 60 105 140

19 e 250,013 e 0,6 n 11260 336

θε⎡= + − − − ⋅⎢⎣

⋅ ⋅ε ⎤⎛ ⎞+ ⋅ ⋅ε+ ⋅ ⋅β + +⎜ ⎟⎥⎝ ⎠⎦

(A98)

22,d

1 e gk 1 0,008 e 0,013 e12 60 105 140

ε⎛ ⎞= + − − − ⋅ + ⋅ ⋅ε⎜ ⎟⎝ ⎠

(A99)

Die Spannungen im Gurt sind wie folgt:

( )b 2fr,F/ Df f2

f

E bn u R

2 R⋅

σ = ± ⋅ + ⋅ω⋅

(A100)

Biegung um die radiale Achse, und

( )

( )ft,F/ Df f2

f

n E s u R2 1 R

⋅ ⋅τ = + ⋅ω

+ ν (A101)

Torsion um tangentiale Achse, welche gegenüber br,F/ Dfσ um eine Viertelperiode phasenverschoben ist.

Die Biegespannung am Fuß des Stegs ist:

( )

( )

b 'r,F/ Dw 31 32 w2 '2

w w

' 20 3, w 3,d

6 D k u k hs h

L k h k n dθ

⎡σ = ± ⋅ − ⋅ ⋅ω⎢

⎢⎣

⎤+ λ ⋅ ⋅θ+ ⋅ ⋅β⋅ ⎥

⎦

(A102)

mit

( )

23,

1 ek 1 0,4 n12 60 140

1 0,019 e 0,009

θε⎛= + − + ⋅ ⋅β⎜

⎝

⎞⋅ + ⋅ − ⋅ε ⎟⎠

(A103)

und

3,d1 ek 1

12 60 140ε⎛ ⎞= + −⎜ ⎟

⎝ ⎠ (A104)

Die Spannungen, welche aus den Formabweichungen der Spanten resultieren, sind für Spanten und Rah-menspanten unter Verwendung verschiedener Metho-den zu überprüfen.

5.3 Spanten

Für die Spannung σ0 ist immer σ0,2 des Spantwerk-stoffs zu verwenden.

Die Biegesteifigkeit des Gurts ist zu vernachlässigen, d.h. ist Null zu setzen (If = 0).

Die Vergleichsspannung am Fuß des Stegs ist mit dem Berechnungsdruck für beide Vorzeichen der Biege-spannung b

r,Fwσ gemäß Formel (A102) zu ermitteln.

Spannung in Umfangsrichtung:

m b m b2,F ,Fw O / R r,Fw

1

ee

+ϕ ϕσ = σ + ⋅σ ± ν ⋅σ (A105)

mit m,Fwϕσ entsprechend 1.2, Gleichung (A24), ver-

gleiche Abb. A.5 und

mO/ R 0,2 ,Ffϕσ = σ + σ (A106)

mit m,Ffϕσ entsprechend 1.2, Gleichung (A25)

Radiale Spannung:

b0r r,Fw

w

Ls

σ = − ± σ (A107)

Die Vergleichsspannung:

2 2v r rϕ ϕσ = σ + σ − σ ⋅σ (A108)

darf σ0,2 nicht überschreiten.

�

��

�

Abb. A.5 Situation am Spant im Bezug auf die Achse des Druckkörpers

I - Teil 5 GL 2009


F

5.4 Rahmenspanten

Für die Grundspannung im Gurt σ0 ist der Betrag der Umfangsspannung ,Dϕσ nach Formel (A59) bei der

halben zulässigen Unrundheit einzusetzen, die sich aus dem Nachweis der Gesamtinstabilität nach 4. für n = 2 Umfangswellen ergibt.

Es ist nachzuweisen, dass:

a) b0 r,Df 0,2σ + σ ≤ σ (A109)

b) 2 20 t,Df 0,23σ + ⋅ τ ≤ σ (A110)

mit br,Dfσ gemäß Formel (A100) und t,Dfτ gemäß

Formel (A101) unter der Berücksichtigung der ent-sprechenden Abmessungen der Rahmenspanten

und die Vergleichsspannung am Fuß des Steges

2 2v r r 0,2ϕ ϕσ = σ + σ − σ ⋅σ ≤ σ (A111)

Die Umfangsspannung σϕ ist die Summe der Grund-spannung ,Dϕσ welche mit der Formel (A59) in 4.4 gewonnen wird, und ν-mal der Biegespannung des Stegs b

r,Dwσ entsprechend Formel (A102):

b,D r,Dwϕ ϕσ = σ + ν⋅σ (A112)

Die Radialspannung ist:

bf 0 w Dr r,Dw

D w

A AR s

− ⋅σ + ⋅σσ = ± σ

⋅ (A113)

Für die Berechnung von σ0 kann die folgende, verein-fachte Formel verwendet werden:

0 ,D 0,21 0,42 ϕσ = σ + ⋅σ (A114)

5.5 Modifikationen für außen angeordnete Spanten

Für außen angeordnete Spanten sind alle Radien (R, Rf, RDf) mit negativen Werten einzusetzen.

6. Kugelförmige Schalen und gewölbte Böden

6.1 Allgemeines

Kugelschalen und gewölbte Böden sind für die in den Vorschriften für Bemannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 4, E. bzw. Unbemannte Unterwasser-fahrzeuge (ROV, AUV) und Unterwasser-Arbeitsma-schinen (I-5-3), Abschnitt 3, C.1.6 genannten Lastfälle gegen Spannungsüberschreitung und Beulen zu unter-suchen. Bei gewölbten Böden sind die Spannungen in der Kalotte und in der Krempe zu untersuchen. Kugeln sind wie der Kalottenbereich von gewölbten Böden zu behandeln.

6.2 Spannungen

Für den Kalottenbereich ergibt sich die Spannung aus Formel (A118). Für den Krempenbereich kann die Spannung mit Formel (A119) ermittelt werden. Die Beiwerte β sind entsprechend den GL Vorschriften für Maschinenanlagen (I-1-2), Abschnitt 7a, D.4.3.2 zu bestimmen. Sie können auch unmittelbar mit Hilfe folgender Formeln ermittelt werden:

Für Klöpperböden:

β = 0,6148 – 1,6589 ⋅ x – 0,5206 ⋅ x2 – 0,0571 ⋅ x3 (A115)

und für Korbbogenböden:

β = 1,3282 – 0,3637 ⋅ x – 0,1293 ⋅ x2 – 0,0171 ⋅ x3 (A116)

a

a

smit x lnD

sim Geltungsbereich 0,001 0,1D

⎛ ⎞= ⎜ ⎟

⎝ ⎠

≤ ≤ (A117)

Da = Außendurchmesser des gewölbten Bodens

Im Bereich 0,5 s R⋅ ⋅ neben dem Übergang zum Zy-linder gilt für die Halbkugelböden der Beiwert β = 1,1.

Vorausgesetzt, dass die Formabweichungen von ge-wölbten Böden innerhalb der zulässigen Toleranzen bleiben, können die Spannungen mit folgenden For-meln berechnet werden. Sind die Toleranzen über-schritten, ist ein gesonderter Spannungsnachweis zu führen.

2

c,o,l

c,m,l

R p2 R s

⋅σ = −

⋅ ⋅ (A118)

Rc,o,l = örtlicher Außenradius der Kugelkalotte des gewölbten Bodens

Rc,m,l = örtlicher Radius der Kugelkalotte des ge-wölbten Bodens auf halber Schalendicke

ap D 1, 24 s

⋅ ⋅ ⋅βσ = −

⋅ (A119)

Für p ist jeweils NDP, TPD und CPD einzusetzen.

Der Nachweis ist erbracht, wenn die zulässigen Span-nungen nach den GL Vorschriften für Bemannte Un-terwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 5, D.3. nicht überschritten sind.

6.3 Berechnung des Zerstörungsdrucks

Die Berechnungen basieren auf der örtlichen Schalen-dicke und -krümmung und sie berücksichtigen eine Unrundheit der Schale im Sinne örtlicher Abflachung bis maximal u = 0,218 ⋅ sl/Ro. Das gilt für gepresste Kugelschalen und entspricht einem örtlichen äußeren Krümmungsradius von Ro,l = 1,3 · Ro.des nominellen äußeren Radius.



F

Die Unrundheit und somit der örtliche Radius ist mit einer Brückenlehre, wie in Anhang B, E. beschrieben, zu ermitteln. Dabei ist eine Messlänge Lcr,l nach For-mel (A120) zu verwenden. Die so definierte Unrund-heit ist als eine örtliche Abflachung von der theoreti-schen Kugelform innerhalb des Durchmessers Lcr,l zu verstehen. Für die Auslegung ist ein örtlicher Radius von 1,3-fach dem nominellen Radius und eine nomi-nelle Schalenwanddicke (ggf. abzüglich des Korrosi-onszuschlages) anzunehmen. Der Korrosionszuschlag soll unter Beibehaltung des äußeren Radius berück-sichtigt werden.

Werden andere Toleranzen vorgesehen oder ergeben sich aus der Maßkontrolle gemäß Anhang B, E.3. oder E.4. andere Unrundheiten, so ist eine Nachrechnung des zulässigen Druckes gemäß Anhang B, E.5. erfor-derlich.

Bei mechanisch bearbeiteten Kugelschalen sind örtli-che Radien kleiner 1,05 ⋅ Ro fertigungstechnisch er-reichbar. Die günstigere geometrische Beschaffenheit der Schale kann in die Rechnung mit min. Ro,l =1,05 ⋅ Ro einfließen, vorausgesetzt, dass im Messverfahren, wie es im Anhang B beschrieben wurde, die maximal zulässige örtliche Abflachung von u = 0,035 ⋅ sl/Ro mit einer Genauigkeit von mindestens 0,001 ⋅ s nachgewiesen wird.

6.4 Definitionen

Die folgenden Definitionen sind gültig:

Rm,1 = maximaler, örtlicher mittlerer Krümmungsra-dius der Kugel auf halber Schalendicke

Ro,1 = maximaler, örtlicher äußerer Krümmungsra-dius der Kugel

s = nominelle Schalendicke

s1 = örtliche mittlere Schalendicke

Kritische Bogenlänge oder Durchmesser des Mess-kreises, der für die Messungen der Abweichung von der perfekten Kugelform nach Anhang B, E.3. und E.4. verwendet wird:

cr,l o,l l24

2,2L R s3 (1 )4

= ⋅ ⋅⋅ − ν

(A120)

Elastischer Beuldruck der Kugel:

2

el lcr 2 o,l

s1,4p ER3 (1 )

⎛ ⎞= ⋅ ⋅⎜ ⎟⎜ ⎟⋅ − ν ⎝ ⎠

(A121)

Theoretischer elastisch-plastischer Beuldruck der Kugel:

t si elcr cr

E Ep p

E⋅

= ⋅ (A122)

0,2 l m,l0,2 2

o,l

2 s Rp

R

⋅σ ⋅ ⋅= (A123)

6.5 Kugelförmige Schalen aus ferritischem Stahl

Für kugelförmige Schalen, die aus ferritischem Stahl der Sorte GL-M550 oder ähnlichem Werkstoff gefer-tigt sind, kann pcr folgendermaßen berechnet werden:

6.5.1 Für kugelförmige Schalen, die nicht span-nungsarm geglüht wurden ist folgendes gültig:

elcr crp p= wenn

elcr

0,2

p0,47

p≤ (A124)

elcr

cr 0,20,2

elcr

0,2

pp p 0,38 0,195

p

pwenn 0,47 3,18

p

⎛ ⎞= +⎜ ⎟⎜ ⎟

⎝ ⎠

< ≤

(A125)

cr 0,2p p= wenn elcr

0,2

p3,18

p> (A126)

6.5.2 Für wärmebehandelte kugelförmige Schalen (vergütet oder spannungsarm geglüht) ist folgendes gültig:

elcr crp p= wenn

elcr

0,2

p0,595

p≤ (A127)

elcr

cr 0,20,2

elcr

0,2

pp p 0,475 0,195

p

pwenn 0,595 2,7

p

⎛ ⎞= +⎜ ⎟⎜ ⎟

⎝ ⎠

< ≤

(A128)

cr 0,2p p= wenn elcr

0,2

p2,7

p> (A129)

Die Herstellung der Endböden durch Schweißen von wärmebehandelten Segmenten und das Einschweißen der Durchführungen in die Schale ist nach der Wär-mebehandlung erlaubt.

Der berechnete Versagensdruck pcr soll mindestens gleich dem Zerstörungstauchdruck CDP des Druckkörpers sein.

6.6 Kugelförmige Schalen aus anderen Werk-stoffen

Für kugelförmige Endböden aus anderen stählernen Werkstoffen ist der elastisch-plastische Beuldruck pcr

i, welcher aus den oben beschriebenen Formeln ermittelt wurde, mit dem in Abb. A.6 definierten Abminderungs-faktor k zu multiplizieren. Der Abminderungsfaktor k ist auch in Tabelle A.2 tabellarisch zusammengefasst. Zwischenwerte können linear interpoliert werden.

Bei der Verwendung von nichteisen-metallischen Werk-stoffen sind die Abminderungsfaktoren durch Modell-versuche in Abstimmung mit dem GL zu ermitteln.

I - Teil 5 GL 2009


F

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2

pel/p0,2

Abm

inde

rung

sfak

tor

k

nicht wärmebehandelt spannungsarm geglüht

Abb. A.6 Abminderungsfaktor "k" für verschiedene Stahlbehandlung

Tabelle A.2 Abminderungsfaktor k für verschie-dene Stahlbehandlung

Druckverhältnis Abminderungsfaktor k

pel/p0,2 nicht

wärmebehandelt spannungsarm-

geglüht 0,470 1,000 1,000 0,495 0,963 1,000 0,595 0,834 1,000 0,700 0,738 0,874 0,800 0,670 0,789 0,900 0,647 0,757 1,000 0,646 0,753 1,100 0,653 0,758 1,200 0,664 0,766 1,300 0,677 0,778 1,400 0,691 0,792 1,500 0,706 0,806 1,600 0,723 0,822 1,700 0,739 0,838 1,800 0,757 0,855 1,900 0,775 0,873 2,000 0,792 0,890 2,100 0,810 0,907 2,200 0,828 0,925 2,300 0,846 0,943 2,400 0,865 0,962 2,500 0,883 0,980 2,600 0,902 0,999 2,700 0,921 1,000 2,800 0,940 1,000 2,900 0,958 1,000 3,000 0,978 1,000 3,100 0,997 1,000 3,200 1,000 1,000 3,500 1,000 1,000

7. Durchbrüche im Druckkörper und Dis-kontinuitäten

7.1 Diskontinuitäten

Diskontinuitäten wie

– Verbindungen von Zylindern und Kegelsegmenten

– Übergangsringe (Knickringe)

– Flansche für die Aufnahme von Kuppelfenstern

müssen für die Lastfälle Nenntauchdruck und Prüf-tauchdruck einer Analyse des Spannungs- und Deh-nungsverhaltens ähnlich [10] 1 und [11] 1 unterzogen werden. Die Vergleichsspannung ergibt sich aus For-mel (A14). Ausreichende Sicherheit ist vorhanden, wenn die zulässigen Spannungen nach den GL Vor-schriften für Bemannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 5, D.3. nicht überschnitten werden. Werden Versteifungen durch Ausschnitte unterbrochen, so sind geeignete Verstärkungen vorzusehen.

7.2 Durchbrüche im zylindrischen oder koni-schen Teil des Druckkörpers - Flächenver-gleichsmethode

Ausschnitte in Zylindern sind vorzugsweise entspre-chend den GL Vorschriften für Maschinenanlagen (I-1-2), Abschnitt 7a, D.2.3.4 mit einem Berechnungs-druck pc, für den wahlweise NDP, TDP bzw. CDP einzusetzen ist, zu ermitteln. Dabei ist:

Di = 2 ⋅ R

und

sA = erforderliche Wanddicke am Ausschnittsrand gemäß GL Vorschriften für Maschinenanla-gen (I-1-2), Abschnitt 7a, D.2.2, die iterativ zu ermitteln ist.

–––––––––––––– 1 siehe Literaturangaben in G.



F

Die folgenden Bemessungsregeln gelten unter der Vor-aussetzung, dass die Werkstoffeigenschaften der Druck-körperaußenhaut und der Randverstärkung gleich sind.

Für verschiedene Werkstoffeigenschaften sind die Re-geln sinngemäß zu modifizieren.

7.3 Durchbrüche im zylindrischen oder konischen Teil des Druckkörpers – Querschnittsflächenersatzregel

Nach Zustimmung durch den GL kann die erforderli-che Ausschnittsverstärkung auch mit der Querschnitts-flächenersatzregel ermittelt werden.

Diese Vorschrift gilt unter der Voraussetzung, dass die Werkstofffestigkeiten der Druckkörperaußenhaut und der Randverstärkung gleich sind.

Für verschiedene Werkstofffestigkeiten sind die Re-geln sinngemäß zu modifizieren.

7.3.1 Kleine Durchbrüche, die keine Spanten unterbrechen

7.3.1.1 Kreisförmige Durchbrüche in radialer Richtung

Die Situation ist durch Abb. A.7 charakterisiert, wobei für die Berechnung eine Stutzenhälfte betrachtet wird.

Bezeichnungen in Abb. A.7:

s = Dicke der Außenhaut des Druckkörpers nach Reduktion um den Korrosionszuschlag

sv = Dicke der Außenhaut des Druckkörpers im Bereich der Verstärkung

R = Innenradius des Druckkörpers

da = Außendurchmesser der Durchführung

s, ’s = überstehende Längen der Durchführung

min = min ( s, ’s)

= kleinerer Stutzenüberstand

max = max ( s, ’s)

= größerer Stutzenüberstand

ss = Wandstärke der Durchführung

A = zu ersetzende Querschnittsfläche

Aeff = wirksame Ersatz-Querschnittsfläche

leff = wirksame Länge der Durchführung

a s s*24

0,5(d s ) s

3(1 )

− ⋅=

− ν (A130)

m a sr 0,5 (d s )= ⋅ − (A131)

Es ist nachzuweisen, dass die wirksame Ersatz-Quer-schnittsfläche Aeff der Randverstärkung der Durchfüh-rung mindestens gleich der zu ersetzenden, ausge-schnittenen Querschnittsfläche A der Außenhaut ist.

Die zu ersetzende Fläche ist

A = 0,5 ⋅ da ⋅ s (A132)

Für Durchführungen, welche in der Form entspre-chend Abb. A.7 konstruiert sind, kann die wirksame Ersatz-Querschnittsfläche nach der folgenden Formel berechnet werden:

eff min v s effA b (s s) s= ⋅ − + ⋅ (A133)

bmin = v0,78 R s⋅ ⋅

Wirksame Länge der Durchdringung:

Fall 1:

eff v2 * s= ⋅ + für (A134)

's s*; *≥ ≥ (A135)

Fall 2:

eff min v2 s= ⋅ + (A136)

min* *

2≤ ≤ (A137)

�

��

��

��

��

��

��

Abb. A.7 Durchführung durch die verstärkte Außenhaut

I - Teil 5 GL 2009


F

Fall 3:

eff min v*min (a, ) s

2= + + (A138)

min max* *;

2 2< > (A139)

2min

max 2max

a (0,4 0,6 )= + (A140)

7.3.1.2 Bündige Form kreisförmiger Durchfüh-rungen in radialer Richtung

Bündige Formen von Durchführungen durch den Druckkörper ( s = 0) können im Bereich der Durch-führung eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Zink-ringes haben, siehe Abb. A.8.

Auch in diesem Fall kann eff mit den oben angegebe-nen Formeln berechnet werden. Zusätzlich ist jedoch die Festigkeit im Querschnitt A – A nachzuweisen.

Für den Fall, dass die Druckkörperwand nicht ver-stärkt ist, ist die folgende Bedingung einzuhalten:

2a

2

a

ss d g c g2c 4 c

d c τ

⎛ ⎞⋅ − − ⋅⎜ ⎟⎝ ⎠> ⋅ +

− (A141)

a

a

s d 2 c gc 3

d cτ⋅ − ⋅ ⋅

= ⋅−

(A142)

7.3.1.3 Nicht kreisförmige Durchführungen oder Durchführungen nicht senkrecht zur Au-ßenhaut

Wenn die Durchführung nicht kreisförmig ist oder die Außenhaut des Druckkörpers nicht in senkrechter Richtung schneidet, ist der Durchmesser da zu ersetzen durch:

mx

a x md max L , Lϕϕ

⎛ ⎞σ⎜ ⎟= ⋅⎜ ⎟σ⎝ ⎠

(A143)

Lx = Breite der Durchdringungslinie in Längsrichtung

Lϕ = Breite der Durchdringungslinie in Umfangs-richtung

mxσ = Membranspannung im Druckkörper in Längs-

richtung mϕσ = Membranspannung im Druckkörper in Um-

fangsrichtung

In speziellen Fällen, wenn die Vorschriften nur in be-schränkter Weise angewendet werden können, ist die Festigkeit durch numerische Methoden nachzuweisen.

7.3.2 Große Durchbrüche, die Spanten unter-brechen

Für die Vordimensionierung kann das folgende Ver-fahren verwendet werden:

Die wirksame Randverstärkung des Durchbruchs hat, in ähnlicher Weise wie für kleine Durchführungen, die ausgeschnittene Querschnittsfläche zu ersetzen. Die Querschnitte der Stege der unterbrochenen Spanten sind dabei zusätzlich zu berücksichtigen. Die wirksa-me Ersatz-Querschnittsfläche ist in analoger Weise wie für kleine Durchbrüche zu ermitteln. Kompakte Verstärkungsringe sind volltragend, wenn sie direkt in der Durchdringungslinie angeordnet sind.

Die Konstruktion in der Gurtebene des Spants ist so zu gestalten, dass die maximal zulässigen Kräfte im Gurt (Af ⋅ σzul) auch weiter übertragen werden können. Für σzul ist der zum jeweiligen Lastfall zugehörige Wert der zulässigen Spannung nach GL Vorschriften für Bemannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 5, D.3. einzusetzen.

Große Durchbrüche sind durch numerische Berech-nungsmethoden nachzuweisen.

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Abb. A.8 Durchführung in bündiger Form



F

7.4 Durchbrüche in kugelförmigen Schalen

Ausschnitte in Kugelschalen sind entsprechend den GL Vorschriften für Maschinenanlagen (I-1-2), Abschnitt 7a, D.4.3.3 mit einem Berechnungsdruck pc, für den wahlweise 1,2 ⋅ NDP, 1,2 ⋅ TDP bzw. 1,2 ⋅ CDP ein-zusetzen ist. Dabei ist:

Di = 2 ⋅ R

und

sA = erforderliche Wanddicke am Ausschnittsrand gemäß GL Vorschriften für Maschinenanla-gen (I-1-2), Abschnitt 7a, D.2.2, die iterativ zu ermitteln ist.

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Abb. A.9 Durchbrüche in Kugelschalen

Nach Zustimmung durch den GL kann auch die Quer-schnittsflächenersatzmethode, wie in 7.3 beschrieben, sinngemäß angewandt werden. Dabei ist R der Innen-radius der Kugel.

In Fällen, in denen die Flächenvergleichs- bzw. die Querschnittsflächenersatzregel nicht erfüllt ist, ist ein numerischer Festigkeitsnachweis zu führen. Dabei ist der örtliche Radius der kugelförmigen Schale gemäß 6.3 im Bereich des Durchbruchs entsprechend zu wählen. Der erreichte Versagensdruck ist dann wie der elastisch-plastische Beuldruck, der für den ungestörten Endboden ermittelt wurde, abzumindern, siehe Abb. A.6.

G. Literatur

[1] Germanischer Lloyd, Klassifikations- und Bauvorschriften, Teil 1 – Seeschiffe, Kapi-tel 2 – Maschinenanlagen

[2] AD 2000 Regelwerk, Merkblätter Reihe B, Berechnung von Druckbehältern, Herausge-ber: Arbeitsgemeinschaft Druckbehälter

[3] The Stress Analysis of Pressure Vessels and Pressure Vessel Compartments, Herausgeber: S.S. Gill, Pergamon Press, 1970

[4] John C. Pulos und Vito L. Salerno: Axisym-metric Elastic Deformations and Stresses in a Ring-Stiffened, Perfectly Circular Cylindrical Shell under External Hydrostatic Pressure, DTMB-Report No. 1497

[5] Development in Pressure Vessel Technology, Herausgeber: R. W. Nichols, Applied Science Publishers, 1983

[6] European Recommendations for Steel Con-struction: Buckling of Shells, Herausgeber: ECCS-CECM-EKS, Brüssel, 1984

[7] DIN 4114, Blatt 2: Stabilitätsfälle (Knickung, Kippung, Beulung), Ausgabe 2.53

[8] Myron E. Lunchick: Plastic Axisymmetric Buckling of Ring-Stiffened Cylindrical Shells Fabricated from Strainhardening Materials and Subjected to External Hydrostatic Pres-sure, DTMB-Report No. 1393

[9] Krenske, Martin A. und Kierman, Thomas J.: The Effect of Initial Imperfections on the Collapse Strength of Sherical Shells, DTMB-Report No. 1757

[10] ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII, Division 2

[11] Raymond J. Roark and Warren C. Young: Formulars for Stress and Strain, Mc Graw -Hill Book Company

[12] William F. Blumenberg: The Effect of Inter-mediate Heavy Frames on the Elastic Gen-eral-Instability Strength of Ring-Stiffened Cylinders Under External Hydrostatic Pres-sure, DTMB-Report No. 1844

[13] Thomas E. Reynolds: Inelastic Lobar Buck-ling of Cylindrical Shells Under External Hy-drostatic Pressure, DTMB-Report No. 1392.

I - Teil 5 GL 2009


G

Anhang B

Fertigungstoleranzen für den Druckkörper

A. Allgemein

1. Dieser Anhang beschreibt die zulässigen Toleranzen für die Fertigung des Druckkörpers als Voraussetzung für die Anwendbarkeit der in Anhang A definierten Festigkeitsberechnungen.

2. Alle Prüfungen sind vom Hersteller in Anwe-senheit eines GL-Besichtigers durchzuführen und ein Messbericht ist vom Hersteller an den GL zu senden.

3. Die erforderlichen, im Folgenden angeführten Überprüfungen sind nur auszuführen, wenn keine nachfolgenden Änderungen von Messwerten zu erwar-ten sind. Schweißnahtbereiche, welche in der Zwi-schenzeit wegen unzulässiger Defekte überarbeitet wurden sind erneut zu vermessen.

Das zu untersuchende Bauteil ist auf Umgebungstem-peratur abzukühlen und von allen Verspannungen durch Montagehilfe insoweit zu entlasten, dass die Messergebnisse nicht verfälscht werden können.

B. Abmessungen des Druckkörpers

1. Allgemein

1.1 Sofern nicht an anderer Stelle dieser Vorschrift angegeben, gelten die nachfolgenden Toleranzen.

1.2 Alle Längs- und Umfangsnähte der Beplat-tung des Druckkörpers sind auf Kantenversatz, Naht-einfall, Einbrandkerben und Unterschleifungen zu überprüfen. Dies soll auch für die Schweißverbindung der Beplattung mit dem Knick-/Übergangsring gelten. Die innere und äußere Oberfläche ist auf Beschädi-gungen zu untersuchen.

2. Abmessungen der zylindrischen bzw. konischen Teile

2.1 Durchmesser

Der tatsächliche mittlere Außendurchmesser zylindri-scher bzw. konischer Druckkörper darf, aus dem Um-fang errechnet, um nicht mehr als ± 0,5 % von dem der Berechnung zugrunde liegenden Außendurchmes-ser abweichen. Die Messungen sind in Abständen von höchstens 3 R s⋅ ⋅ über die ganze Länge des Bauteils auszuführen.

s = nominelle Schalendicke [mm] R = Innenradius der Schale [mm]

2.2 Mantellinie

Die Abweichung der theoretischen Mantellinie von der Geraden darf ± 0,2 % der Länge des geradlinigen Abschnittes eines Zylinders bzw. Konus über drei benachbarte Messpunkte, die durch Rahmenspanten, Schotte und Anschlüsse von Konussen und Endböden gegeben sind, gemessen, nicht überschreiten. Sind Rahmenspanten, Konusse und Schotte nicht vorgese-hen, wird nur zwischen den Endböden gemessen. Die Abweichung ist an mindesten 8 gleichmäßig am Um-fang verteilten Stellen zu messen.

2.3 Länge

Die Länge der Fertigungsschüsse ist an mindestens 4 gleichmäßig am Umfang verteilten Stellen zu messen und zu mitteln.

Die zulässige Toleranz der Schusslänge darf nicht größer sein als die Summe der vorhandenen Abweichungen der Spantabstände in diesem Schuss. Wenn keine Spanten vorgesehen sind, beträgt die Toleranz ± 1 % der nomi-nellen Länge, jedoch nicht mehr als 15 mm.

3. Abmessungen kugelförmiger Schalen und gewölbter Endböden

3.1 Radius für Kugelschalen und Kalotte des gewölbten Endbodens

Zur Bestimmung der sphärischen Form der Kugel-schale sind die Außenradien gemäß E.3. zu ermitteln.

Die sphärische Form der Kugelschale soll innerhalb einer Toleranz von ± 1 % des nominellen Außenradius bleiben.

3.2 Verlauf der theoretischen Geometrielinien von gewölbten Böden (Krempen-/Kalotten-radius)

Die Toleranzen sind vom Hersteller entsprechend aner-kannten Regelwerken festzulegen und Abweichungen hiervon sind vom GL zu genehmigen, vergleiche E.2.

4. Bauteildicke

Toleranzen für Bauteile des Druckkörpers: – 0/+ t

Toleranzmaß t gemäß Werkstoff-Lieferbedingungen (falls die Werkstoff-Liefernorm Minus-Toleranzen zulässt, sind diese in den Berechnungen zu berück-sichtigen).

5. Kantenversatz und Nahteinfall

5.1 Die radialen Abweichungen x1 und x2 bilden die Basis zur Bestimmung von Nahteinfall und Kan-

I - Teil 5 GL 2009

Anhang B Fertigungstoleranzen für den Druckkörper Kapitel 3Seite B–1

B

tenversatz der Oberfläche der Beplattung in Bezug auf ihre nominelle Lage neben einer Schweißnaht, vgl. Abb. B.1. Sie werden im Abstand y = smax + 20 mm beidseitig mittig über der Schweißnaht gemessen.

5.2 Die Toleranzen für den Verlauf der theoreti-schen Linie der Mittelebene am Knick-/Übergangs-ring sind in den Herstellungsprotokollen zu dokumen-tieren und zu prüfen.

5.3 Kantenversatz für zylindrische und koni-sche Teile

Der Kantenversatz der beiden Platten ist durch die Differenz der beiden Messwerte │x2 – x1│ bestimmt, vgl. Abb. B.1.

Für Umfangsnähte darf der Kantenversatz 15 % der nominellen Dicke der dünneren Platte, jedoch maxi-mal 4 mm nicht überschreiten.

Für Längsnähte darf der Kantenversatz 10 % der no-minellen Dicke der dünneren Platte, jedoch maximal 3 mm nicht überschreiten.

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Abb. B.1 Radiale Abweichungen der Beplattung

des Druckkörpers

5.4 Kantenversatz für kugelförmige Schalen und gewölbte Endböden

Für Stumpfstöße innerhalb dieser Schalen und Endbö-den darf der Kantenversatz 10 % der dünneren Platte, jedoch maximal 3 mm nicht überschreiten.

5.5 Nahteinfall für zylindrische und konische Teile

Der Mittelwert der Abweichungen

h = (x1 + x2) / 2

ist als Nahteinfall definiert. Sofern nicht anders mit dem GL vereinbart, gelten die folgenden Toleranzen:

Für Umfangsnähte darf der Nahteinfall h = 1/4 ⋅ s, jedoch maximal 5 mm nicht überschreiten.

Für Längsnähte darf der Nahteinfall h = 1/6 ⋅ s, jedoch 3 mm nicht überschreiten.

5.6 Nahteinfall für kugelige Schalen und ge-wölbte Endböden

Für Stumpfstöße innerhalb dieser Schalen und Endbö-den darf der Nahteinfall h = 1/6 ⋅ s, jedoch maximal 3 mm nicht überschreiten.

6. Beschädigungen der Bauteiloberfläche

Beschädigungen der Oberfläche, wie Riefen, Kratzer, Schweißzündstellen, Rillen usw. sind sorgfältig aus-zugleichen und auf Oberflächenrisse zu überprüfen. Die auf diese Weise behandelten Fehlstellen sind ohne rechnerischen Festigkeitsnachweis zulässig, wenn folgende Bedingungen eingehalten werden:

– Die Tiefe darf höchstens 0,05 ⋅ s oder 3 mm betra-gen, wobei der kleinere Wert maßgeblich ist.

– Der Bereich der Dickenunterschreitung muss innerhalb einer Kreisfläche mit dem Durchmes-ser 2 ⋅ s oder 60 mm liegen, wobei der kleinere der beiden Werte maßgeblich ist.

– Der Abstand zwischen zwei Bereichen mit Di-ckenunterschreitungen und der Abstand von Störstellen, wie z. B. Durchdringungen, muss mindestens 2 R s⋅ ⋅ betragen.

Tiefere Fehlstellen sind nach Abstimmung mit dem GL gesondert zu behandeln.

7. Bewertung der Schweißnähte

Die Bewertung anderer als die unter 5. genannten Unregelmäßigkeiten an Schweißnähten erfolgt nach der GL Vorschrift für Gestaltung, Herstellung und Prüfung der Schweißverbindungen (II-3-2), Anhang A, Bewertungsgruppe B.

C. Spanten des Druckkörpers

1. Messungen

Die folgenden Messungen sind an jedem Spant des Druckkörpers an acht gleichmäßig über dem Umfang verteilten Punkten durchzuführen:

– Flanschbreite

– Flanschdicke

– Stegdicke

– Spantabstand (gemessen am Spantfuß)

– Spanthöhe bis zur Mallkante

– Exzentrizität Flansch zu Steg

– Stegneigung zur Spantebene

Der Abstand k des Spantfußes von der Bezugsebene des Spants soll durch direkte Messung bestimmt wer-den, siehe Abb. B.2. Die Messstelle am Spantfuß ist als Detail "A" in dieser Abbildung dargestellt. Für zylindrische Teile des Druckkörpers soll diese Mes-sung mindestens an einem Spant pro Schuss (mit einer Schusslänge bis zu einem Maximum von 8 Spanten des Druckkörpers) und für konische Teile des Druck-körpers an jedem Spant an 16 gleichförmig über den Umfang verteilten Messpunkten erfolgen.

Kapitel 3 Seite B–2

Anhang B Fertigungstoleranzen für den Druckkörper I - Teil 5GL 2009

C

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Abb. B.2 Definition der Bezugsebene eines Spants

2. Toleranzen

2.1 Die folgenden Toleranzen sind Maximalwer-te und sind nicht zu überschreiten. Die aus Prozentsät-zen errechneten Toleranzen können um bis zu einem halben Millimeter aufgerundet werden.

2.2 Gurtbreite: 0 % bis + 4,5 % Gurtdicke: 0 mm bis + 3 mm Stegdicke: 0 mm bis + 3 mm

Im Bezug auf Gurtbreite bzw. Gurtdicke ist der Gurt-querschnitt ein Kriterium der zulässigen Toleranz. Höhentoleranzen von 0,2 + 0,04 · s ≤ 1 mm (s = Materialdicke in mm) infolge von flachem Verschlei-fen von Fehlstellen können örtlich überschritten wer-den, aber der Querschnitt von Gurt oder Steg darf nicht auf weniger als 90 % reduziert werden.

2.3 Spantabstand: allgemein ± 1 % Bei Umfangsnähten +1 % bis

–3 %

2.4 Spanthöhe an Mallkante des Spants: 0 % bis + 5 %

Toleranzen bis zu -2 % sind örtlich erlaubt, wenn der Mittelwert von 8 Messpunkten den nominellen Wert erreicht.

2.5 Exzentrizität des Gurtes zum Steg: 2 % der Spanthöhe

2.6 Neigung des Stegs zur Ebene des Spants: ± 2 °

2.7 Position des Spantfußes zur Bezugsebene. + 4 mm für Spanten ± 6 mm für Rahmenspanten

Wenn die maximale Differenz von erfassten Abstän-den (kmax - kmin) für Spanten größer als 8 mm und für Rahmenspanten größer als 12 mm ist, sind die realen Abweichungen von h nach den folgenden Formeln zu ermitteln:

hi = ki – k0 – Δkx · sin ϕi - Δky · cos ϕi (B1)

k0 = 1/J (k1 + k2 + k3 + ……kJ) (B2)

Δkx = 2/J (k1 · sin ϕ1 + k2 · sin ϕ2

+ k3 · sin ϕ3 + ……+ kJ · sin ϕJ ) (B3)

Δky = 2/J (k1 · cos ϕ1 + k2 · cos ϕ2

+ k3 · cos ϕ3 + ……+ kJ · cos ϕJ ) (B4)

ϕi = 360° · i /J

hi = Abweichung des Spantfußes von der aktuel-len Ebene des Spants beim Messpunkt i

ki = gemessener Abstand des Spantfußes von der Bezugsebene beim Messpunkt i

J = Anzahl der Messpunkte

3. Übergangsringe und Verstärkungen des Druckkörpers

Übergangsringe, Ausschnittverstärkungen und andere Verstärkungen des Druckkörpers dürfen nicht mit Bauteil schwächenden Toleranzen eingesetzt werden.

D. Unrundheit des zylindrischen bzw. koni-schen Druckkörpers

1. Die Unrundheit des Druckkörpers ist sowohl an jedem Spant als auch an jedem Übergangsring zu messen. Die Messungen sind in Abständen von höchs-tens 3 R s⋅ ⋅ über die ganze Länge des Bauteils aus-zuführen. Bei Spantabständen größer 3 R s⋅ ⋅ ist die Unrundheit auch an der Schale zwischen den Spanten unter Beachtung dieses Messabstandes zu bestimmen.

Dabei ist der Verlauf der theoretischen Geometrieli-nien am Übergangsring zu bestimmen.

2. Die folgenden Anforderungen sind vor der Durchführung von Messungen der Unrundheit zu erfüllen:

I - Teil 5 GL 2009


D

– Die erforderlichen Prüfungen sollen nur ausge-führt werden, wenn keine nachfolgenden Ände-rungen der gemessenen Werte zu erwarten sind.

– Der Querschnitt ist auf Umgebungstemperatur abzukühlen und von allen Spannungen durch geeignete Hilfen freizuhalten um eine Verfäl-schung der Messresultate zu verhindern.

3. Die Vermessung des Druckkörpers kann von innen oder von außen erfolgen. Grundsätzlich soll die Messung der Unrundheit an 24, so gleichmäßig wie möglich am Umfang angeordneten Punkten durchge-führt werden. Sie kann ausgeführt werden mittels einer Kreisschablone, Tastzirkel, Zwei-Punkt-Brückenlehre (siehe Abb. B.4), Photogrammetrie oder Theodolit, wobei Zugang durch entsprechende Maßnahmen er-möglicht werden muss. Wenn die Messung einzelner Werte aus Konstruktionsgründen nicht möglich ist (z.B. im Bereich größerer Öffnungen) sollen sie soweit praktisch möglich ersetzt werden (im Allgemeinen durch lineare Interpolation). Die Messung darf nicht durch Schweißnähte (z.B. Nahtüberhöhung) oder örtli-che Störstellen der Oberfläche beeinträchtigt werden.

4. Die Resultate der Messungen sollen dem GL in Tabellenform und graphisch dargestellt werden.

5. Die maximal zulässige Unrundheit beträgt ± 0,5 % des nominelle Radius des Druckkörpers so-weit nicht mit dem GL anders vereinbart ist.

6. Messmethode 1: direkte Messung der Ra-dien oder deren Abweichung vom konstan-ten Radius; von innen oder von außen

Die Messung kann entweder von innen - Messung der Radien, oder von außen - Messung der Abweichung

vom konstanten, mittleren Radius durch Drehen des Druckkörpers um eine angenommene Achse (Mittel-punkt), erfolgen. Der angenommene Mittelpunkt soll möglichst nahe am tatsächlichen Mittelpunkt liegen, vergleiche Abb. B.3.

Die folgenden Formeln sind auf J = 24 gleichmäßig am Umfang verteilte Messpunkte anzuwenden:

ui = Ri – R – Δx ⋅ sin ϕi – Δy ⋅ cos ϕi (B5)

R = 1/J (R1 + R2 + R3 + …. + RJ) (B6)

Δx = 2/J (R1 ⋅ sin ϕ1 + R2 ⋅ sin ϕ2

+ R3 ⋅ sin ϕ3 + .… + RJ ⋅ sin ϕJ ) (B7)

Δy = 2/J (R1 ⋅ cos ϕ1 + R2 ⋅ cos ϕ2

+ R3 ⋅ cos ϕ3 + .… + RJ ⋅ cos ϕJ ) (B8)

i = Messpunkte 1 bis J (für obige Formel J = 24)

Ri = radialer Messwert an der Kurvenkontur am Messpunkt i; vom angenommenen Mittel-punkt gemessen

R = mittlerer berechneter Radius

Δx = Messabweichung, horizontal

Δy = Messabweichung, vertikal

ui = berechneter Wert der Unrundheit des Druck-körpers am Messpunkt i

ϕi = Winkellage der Messpunkte, siehe C.2.7

Der Berechnungsablauf soll entsprechend Tabelle B.1 dokumentiert werden.

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Abb. B.3 Messung der Unrundheit am Zylinder, Messmethode 1, Erklärung der Symbole



D

Tabelle B.1 Protokoll- und Berechnungstabelle zur Ermittlung der Unrundheit nach Methode 1

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11)

i Ri [mm] ϕi [°] sinϕi cosϕi Ri · sinϕi Ri · cosϕiΔx · sinϕi

Δy · cosϕi

(7)+(8) (9)+ R ui=(1) –

(10) 1 15 0,2588 0,9659 2 30 0,5000 0,8660 3 45 0,7071 0,7071 4 60 0,8660 0,5000 5 75 0,9659 0,2588 6 90 1,0000 0,0000 7 105 0,9659 –0,2588 8 120 0,8660 –0,5000 9 135 0,7071 –0,7071

10 150 0,5000 –0,8660 11 165 0,2588 –0,9659 12 180 0,0000 –1,0000 13 195 –0,2588 –0,9659 14 210 –0,5000 –0,8660 15 225 –0,7071 –0,7071 16 240 –0,8660 –0,5000 17 255 –0,9659 –0,2588 18 270 –1,0000 0,0000 19 285 –0,9659 0,2588 20 300 –0,8660 0,5000 21 315 –0,7071 0,7071 22 330 –0,5000 0,8660 23 345 –0,2588 0,9659 24 360 0,0000 1,0000

7. Messmethode 1: nicht gleichmäßig verteil-te Messpunkte

Im Falle von nicht gleichmäßig verteilten Messpunk-ten und einem Winkelabstand der Messpunkte ≤ 18 ° sind die folgenden Formeln anzuwenden:

ui = Ri – R′ – Δx’ ⋅ sin ϕi – Δy’ ⋅ cos ϕi (B9)

R ’ = [1/(2 ⋅ π ⋅ D)] [R1 ⋅ x2 + R2 (x3 – x1) + R3

( x4 – x2) +…+ RJ (x1 – xJ-1 + π ⋅ D)] (B10)

Δx’ = [1/(π ⋅ D)] [R1 ⋅ sin ϕ1 ⋅ x2 + R2 ⋅ sin ϕ2

(x3 – x1) + R3 ⋅ sin ϕ3 (x4 - x2) +… + RJ

· sin ϕJ (x1 – xJ-1 + π ⋅ D)] (B11)

Δy’ = [1/(π ⋅ D)] [R1 ⋅ cos ϕ1 ⋅ x2 + R2 ⋅ cos ϕ2

(x3 – x1) + R3 ⋅ cos ϕ3 (x4 – x2) +…+ RJ

⋅ cos ϕJ (x1 – xJ-1 + π ⋅ D)] (B12)

i = Messpunkte 1 bis J (für obige Formel J = 24)

J = aktuelle Anzahl der Messpunkte

Ri = siehe Definition in 6.

R ’ = mittlerer berechneter Radius

Δx’ = Messabweichung, horizontal

Δy’ = Messabweichung, vertikal

ui = siehe Definition in 6.

D = Durchmesser des Messkreises

xi = Umfangskoordinate am Messpunkt i (Mess-abstand vom Startpunkt, xJ = x0 = 0)

φi = Winkel am Messpunkt i

= 360 ⋅ xi / (π ⋅ D)

8. Messmethode 2: indirekte Messung der Abweichung von der mittleren Bogenhöhe der Messbrücke; von außen

Die Anzahl der Messebenen für Messungen der Un-rundheit am zylindrischen Druckkörper ist mit dem GL abzustimmen. Je Messebene sind mindestens J = 24 gleichmäßig am Umfang verteilte Messpunkte vorzusehen. Die Bogenhöhe x (j) wird mit Hilfe einer

I - Teil 5 GL 2009


D

Messbrücke über der Sehnenlänge Ls = 4 ⋅ π ⋅ Ro /J (siehe Abb. B.4)) gemessen. Aus den Werten x (j) und den Einflussfaktoren C ergeben sich die Werte für die Unrundheit gemäß Formel (B13). Für J = 24 sind die Einflussfaktoren C in Tabelle B.2 wiedergegeben. Die so gemessenen Einzelwerte der Unrundheit U (j) dür-fen den in 5. festgelegten maximal zulässigen Wert nicht überschreiten.

Ro bedeutet hier den Außenradius der Zylinderschale.

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-�

%.

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Abb. B.4 Messung der Unrundheit am Zylinder, Messmethode 2

J 1

j i i ji 0

U x C−

−=

= ⋅Σ (B13)

Beispiel für die Unrundheit U an der Stelle j = 2 für J = 24:

2 0 2 1 1 2 0 3 1U x C x C x C x C ....= ⋅ + ⋅ + ⋅ + ⋅ +

21 19 22 20 23 21x C x C x C+ ⋅ + ⋅ + ⋅ (B14)

Tabelle B.2 Einflussfaktoren Ci für j = 24

i = j C|i-j| i = j C|i-j|

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11

1,76100 0,85587 0,12834

–0,38800 –0,68359 –0,77160 –0,68487 –0,47097 –0,18614

0,11136 0,36793 0,54051

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

0,60124 0,54051 0,36793 0,11136

–0,18614 –0,47097 –0,68487 –0,77160 –0,68359 –0,38800

0,12834 0,85587

E. Kugelförmige Schalen und gewölbte End-böden

1. Die folgenden Messungen sind für Kugel-schalen und gewölbte Endböden durchzuführen:

– Verlauf der theoretischen Geometrielinien am Übergangsring (Knickring)

– Unrundheit, Umfang und Schrägstellung des zylindrischen Ansatzes gewölbter Böden

– Unrundheit der Kugelschale (örtliche Abfla-chung)

– Kugelform der Schale

2. Für gewölbte Endböden in Klöpper- bzw. Korbbogenform sind die Toleranzen entsprechend anerkannten Normen, z.B. DIN 28011 bzw. DIN 28013 einzuhalten. Jedoch für die Formabweichungen:

– örtliche Abflachung

– Unrundheit des zylindrischen Ansatzes

gelten die in diesem Anhang definierten Toleranzen, vergleiche 4. bzw. D.5.

3. Eine zulässige Kugelform ist eine Schale, die einen definierten Radius mit festgelegter Toleranz einhält. Zur Bestimmung der sphärischen Form der Kugelschale sind die Außenradien entsprechend der Messmethode 1 gemäß D.6. in mindestens 6 gleich-mäßig verteilten (d.h. um je 30° versetzten) und eine gemeinsame Achse schneidenden Ebenen zu ermitteln (Abbildung B.5). Bei Kugelsegmenten ist sinngemäß zu verfahren.

Abb. B.5 Messebenen einer Kugelschale -

Messmethode 1

Die so gemessenen Unrundheiten dürfen ± 1 % des nominellen Außenradius nicht überschreiten. Sind als lokale Abflachung kleinere örtliche Radien als das 1,3-fache des nominellen Außenradius vereinbart worden, so ist eine geringere zulässige Unrundheit der Kugelschale zweckmäßig. Der zulässige Wert der Unrundheit ist mit dem GL abzustimmen.

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E

-01�

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2�3

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%.1� % .

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-01� Abb. B.6 Messung der Unrundheit an der Kugel

%3

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��4,�� Abb. B.7 Verteilung der Messpunkte auf einem

Halbkugelboden

4. Messung der örtlichen Abflachung an kugelförmigen Schalen

Die Messung darf nicht durch Schweißnähte (z.B. Nahtüberhöhung) oder örtliche Störstellen der Ober-fläche beeinträchtigt werden.

Die Bogenhöhe x' wird mit einer 3-Punkt Brückenleh-re (siehe Abb. B.6) gemessen, wobei der Messdurch-messer Lc,l mit Formel (B15) zu berechnen ist. Die Unrundheit der Kugelschale ergibt sich aus der örtli-chen Abflachung U gemäß Formel (B17). Der maxi-mal zulässige Wert der örtlichen Abflachung, unter Zugrundelegung eines örtlichen Radius Ro,l = 1,3 ⋅ Ro, beträgt u = 0,218 ⋅ sl/Ro. Somit ist die maximal zuläs-sige örtliche Abflachung U der Kugelschale von der theoretischen Kugelform 21,8 % der Plattendicke sl (mittlerer Wert der gemessenen Dicken im Messbe-reich). Wird ein abweichender örtlicher Radius für die Auslegung des Druckkörpers vereinbart, so ist ein korrigierter Versagensdruck crp ' sowie eine korrigierte zulässige örtliche Abflachung gemäß 5. zu ermitteln.

c,l o,l l24

2,2L = R s3 (1- ν )4

⋅ ⋅⋅

(B15)

2c,l2

o oL

x = R - R -4

(B16)

oU = x - x' = u R⋅ (B17)

Lc,l = kritische Bogenlänge (Durchmesser des Mess-kreises)

s1 = örtliche mittlere Schalendicke

x = Bogenhöhe beim nominellen Schalenradius Ro

x’ = gemessene Bogenhöhe

ν = Poissonzahl im elastischen Bereich

= 0,3 für Stahl

U = örtliche Abflachung der Kugelschale inner-halb des Durchmessers Lc,l

u = örtliche Abflachung, bezogen auf den nomi-nellen Radius Ro

Die Verteilung der Messpunkte ist aus Abb. B.7 zu entnehmen. In jedem Messpunkt ist zweimal zu mes-sen: einmal in der Ebene durch die Mittelachse und einmal senkrecht dazu.

5. Berechnung des Versagensdruckes an kugelförmigen Schalen mit einer abwei-chenden Unrundheit (u ≠ 0,218 ⋅ s/Ro)

Die korrigierte maximal zulässige Unrundheit kann mit Hilfe der Tabelle B.3 ermittelt werden.

Der korrigierte elastisch-plastische Beuldruck icr

'p wird unter Verwendung des Korrekturfaktors cp mit

I - Teil 5 GL 2009


E

Formel (B18) unter Berücksichtigung des tatsächlich vorhandenen örtlichen Krümmungsradius Ro,l ermittelt

(Verhältnis o,l

o

RR

). Der örtliche Krümmungsradius

o,lR wird mit Formel (B19) berechnet. Der so ermit-

telte elastisch-plastische Beuldruck icr

'p ist mit dem

Abminderungsfaktor k nach Anhang A, F.6.6 zu mul-tiplizieren. Örtliche Radien größer als der zweifache nominelle Radius sind zu vermeiden. Für Radien klei-ner als der 1,3-fache nominelle Radius sind die Festle-gungen in Anhang A, F.6.3 zu beachten.

i

i crcr

p

pp '

c= (B18)

2c,l

o,lLx 'R

2 8 x '= +

⋅ (B19)

Der so ermittelte korrigierte Versagensdruck crp ' soll zumindest gleich dem Zerstörungstauchdruck CDP des Druckkörpers sein:

icr

crp

p 'p ' = k

c⋅ ≥ CDP (B20)

F. Literatur

Bezüglich der Literatur wird auf Anhang A, G. ver-wiesen.

Tabelle B.3 Maximal zulässige örtliche Abflachung beim abweichenden örtlichen Radius

Verhältnis

o,l

o

RR

Max. zulässige örtliche Abflachung

2c,l

o o,l

L 1 1U = -8 R R

⎛ ⎞⋅⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

Korrigierter Durchmesser des Messkreises *

c,l o,l l24

2, 2L = R s3 (1- ν )4

⋅ ⋅⋅

Korrekturfaktor für den elastisch-plastischen

Beuldruck i 'crp 1,07

o,lp

o

Rc =

1,3 R⎛ ⎞⎜ ⎟⋅⎝ ⎠

1,3 0,218 · s1 2,759 o,l lR s⋅ ⋅ 1,000

1,4 0,290 · s1 2,863 o,l lR s⋅ ⋅ 1,083

1,5 0,363 · s1 2,964 o,l lR s⋅ ⋅ 1,165

1,6 0,435 · s1 3,061 o,l lR s⋅ ⋅ 1,249

1,7 0,508 · s1 3,155 o,l lR s⋅ ⋅ 1,332

1,8 0,580 · s1 3,247 o,l lR s⋅ ⋅ 1,417

1,9 0,653 · s1 3,336 o,l lR s⋅ ⋅ 1,501

2,0 0,725 · s1 3,422 o,l lR s⋅ ⋅ 1,586

* o,lc,l o l

o24

R2,2L = R sR3 (1- ν )

4

⋅ ⋅ ⋅⋅

Die Tabelle B.3 gilt für ein Wanddickenverhältnis 0

s 0,02R

≥ und für Werkstoffe mit einer Fließgrenze σ0,2 ≤ 550 MPa.



F

Anhang C

Acrylglasfenster

A. Allgemeines

1. Geltungsbereich

Acrylglasfenster im Sinne dieser Vorschrift sind ebene oder gewölbte Fenster für Druckkörper-Sichtöffnun-gen, die aus gegossenem, unlaminiertem Polymethyl-Methacrylat-Kunststoff hergestellt werden.

2. Einsatzgrenzen

Für Acrylglasfenster gelten folgende Einsatzgrenzen:

– Berechnungslebensdauer 10 bzw. 20 Jahre (siehe Erläuterung unten)

– Temperaturbereich –18 °C bis +66 °C

– Druckwechselrate max. 10 bar/s

– Druckzyklen bei Berechnungsdruck max. 10.000

– Druckdauer bei Berechnungsdruck max. 40.000 h

– zulässiger Betriebsüberdruck max. 1380 bar

Die Berechnungslebensdauer hängt von vielen Fakto-ren, insbesondere aber von der Belastungsart ab. Als maximale Berechnungslebensdauer für sphärische oder zylindrische Fenster unter äußerem Überdruck, die ausschließlich Druckspannungen oder nur gerin-gen Biegespannungen ausgesetzt sind, ist generell 20 Jahre, für flache Fenster mit ebenem Sitz 10 Jahre anzusetzen. Die Berechnungslebensdauer beginnt mit dem Fertigungsdatum unabhängig vom Einsatz im Unterwasserfahrzeug.

Eine Verlängerung der Nutzungsdauer von Acrylglas-fenstern kann in Abhängigkeit von den bisherigen, tatsächlichen Belastungen der Fenster und nach Durchführung von mit dem GL im Einzelnen abzu-stimmenden Prüfungen genehmigt werden.

3. Genehmigungen/Zulassungen

Für die Planung und Erzeugung eines Acrylglasfens-ters werden die folgenden Genehmigungen/Zulas-sungen benötigt:

– Genehmigung der Zeichnungen und der Ausle-gung für jeden Typ von Fenster und jede An-ordnungsform durch den GL

– Zulassung als Werkstoffhersteller durch den GL

– Abnahmeprüfzeugnis des Herstellers für den Werkstoff, vgl. B.3.

– Zulassung als Acrylglas-Fensterhersteller durch den GL

– GL-Zertifikat, welches die Bau- und Druckprü-fung entsprechend C.6. bescheinigt

B. Werkstoffe

1. Die Werkstoffe für Acrylglasfenster müssen nach einem anerkannten Standard (z.B. ANSI/ASME PVHO 1, Section 2) hergestellt werden. Der Hersteller hat dies vor Beginn der Fertigung entsprechend zu bescheinigen.

2. Acrylglasfenster müssen die in Tabelle C.1 aufgeführten physikalischen Mindestanforderungen er-füllen.

3. Jede Charge Acrylglas, die zu Fenstern ver-arbeitet werden soll, ist vom Hersteller gemäß Tabelle C.1 zu prüfen und dafür ein Abnahmeprüfzeugnis mit mindestens folgenden Angaben auszustellen:

– Zeugnisnummer und Datum

– Name und Anschrift des Herstellers

– Bezeichnung der Gusssorte und Verwendungs-zweck

– Chargennummer, Anzahl, Form und Abmessun-gen der Gussstücke

– Kennzeichnung der Gussstücke

– Ergebnisse der durchgeführten Prüfungen ge-mäß Tabelle C.1

– Stempel und Unterschrift

4. Liegt ein entsprechendes Abnahmeprüf-zeugnis des Herstellers über das Acrylglas nicht vor bzw. sind die Voraussetzungen zur Anerkennung des Abnahmeprüfzeugnisses nicht gegeben, ist ein erwei-terter Prüfumfang erforderlich, der im Einzelfall mit dem GL abzustimmen ist.

5. Jedes Gussstück ist an mindestens einer Stel-le mit einer Kennzeichnung zu versehen, aus der die Gusssorte, die Chargennummer, das Herstelldatum und der Hersteller ersichtlich sind.

I - Teil 5 GL 2009

Anhang C Acrylglasfenster Kapitel 3Seite C–1

B

C. Herstellung von Fenstern

1. Die Herstellung von Acrylglasfenstern im Sin-ne dieser Vorschriften darf nur in Fachbetrieben erfol-gen, die vom GL eine entsprechende Zulassung erhal-ten haben. Die Zulassung kann nur solchen Betrieben erteilt werden, die über entsprechend geschultes Fach-personal sowie über die erforderlichen technischen Ein-richtungen verfügen, um eine sachgerechte Formge-bung, Bearbeitung, Wärmebehandlung und Qualitäts-kontrolle an Acrylglasfenstern durchführen zu können. Die Zulassung ist vor Beginn der Fensterfertigung beim GL zu beantragen.

2. Das zu verarbeitende Acrylglas muss den Anforderungen gemäß B. entsprechen. Nach der Bear-beitung und ggf. Verformung ist jedes Fenster einer Wärmebehandlung (Anlassen) entsprechend der Spe-zifikation des Acrylglas-Herstellers zu unterziehen. Nach dem Anlassen darf das Fenster nicht mehr ma-schinell poliert werden. Flachfenster für Taucherdruckkammern. bei denen nur der Rand fachgerecht bearbeitet wird, müssen nicht einer Wärmebehandlung nach der Fertigung unterzo-gen werden.

3. Die Fensterflächen sind so zu polieren, dass die optischen Anforderungen an die Verzerrungsfrei-heit gemäß Tabelle C.1 erfüllt werden.

4. Für jedes Fenster bzw. jede Fensterserie ist vom Fensterhersteller eine Bauteilbescheinigung aus-zustellen, aus der alle Verarbeitungsschritte wie z.B. Schneiden, Kleben, Polieren, Verformen und Anlassen hervorgehen. Ferner sind die durchgeführten Prüfun-gen, die Prüfergebnisse sowie die Kennzeichnung der Fenster und das Herstelldatum anzugeben.

5. Jedes Fenster ist mit einer dauerhaften Kenn-zeichnung zu versehen, die mindestens folgende An-gaben enthalten muss:

– Berechnungsdruck PR = NDP [bar] – Berechnungstemperatur [°C] – Abnahmestempel des GL – Name des Herstellers oder Identifikationssymbol – Seriennummer und Herstellungsjahr – Druckrichtung, sofern diese nicht eindeutig ist

Die Kennzeichnung ist soweit wie möglich im nichttra-genden Bereich des Fensterrandes einzugravieren. Die Verwendung von Schlagstempeln ist nicht zulässig.

6. Acrylglasfenster sind dem GL zur Bauprü-fung vorzustellen. Ferner ist jedes Fenster im Beisein eines GL-Besichtigers einer Druckprüfung gemäß GL Vorschriften für Bemannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 2, F.3.3 zu unterziehen. Bei der Druck-prüfung ist die Druckrichtung zu beachten. Sofern die Fenster von beiden Seiten mit Druck beaufschlagt werden, ist dieses bei der Prüfung zu berücksichtigen.

D. Fensterformen und Abmessungen

1. Für Acrylglasfenster sind die Standardformen und Abmessungen gemäß Tabelle C.2, C.3 bzw. C.4 zu wählen. Als Berechnungsdruck PR ist im Allge-meinen der Nenntauchdruck NDP einzusetzen, siehe auch GL Vorschriften für Bemannte Unterwasserfahr-zeuge (I-5-2), Tabelle 4.2 bzw. Unbemannte Unter-wasserfahrzeuge (ROV, AUV) und Unterwasser-Arbeitsmaschinen (I-5-3), Tabelle 3.2.

2. Acrylglasfenster anderer Formen, Abmessun-gen oder Druckbereiche können auf Anfrage verwen-det werden, wenn diese durch den GL zugelassen sind, oder wenn diese nach einem vom GL anerkannten Standard ausgelegt und hergestellt werden.

Acrylglasfenster können in diesem Fall z.B. gemäß ASME PVHO-1, Section 2 ausgeführt werden.

3. Als Berechnungstemperatur für Acrylglasfen-ster soll der Mittelwert der höchsten unter Berech-nungsdruckbedingungen zu erwartenden Außen- und Innentemperaturen gewählt werden.

4. Fenster, die von beiden Seiten mit Druck beaufschlagt werden, sind für den maximal auftreten-den Druck auszulegen, unabhängig davon, ob der Druck innerhalb oder außerhalb herrscht.

5. Kugelschalenfenster dürfen nur auf der kon-vexen Seite mit Druck beaufschlagt werden

6. Die Dicke der Fenster muss überall gleich oder größer dem Mindestwert sein, der sich nach dem Ver-fahren gemäß Tabelle C.2, C.3 bzw. C.4 ergibt. Bei Zwischentemperaturen kann linear interpoliert werden.

7. Bei Flachfenstern mit rechtwinkligem Rand und O-Ring-Dichtung soll der Außendurchmesser der Scheibe innerhalb +0,00/–0,25 mm des Nennwertes liegen; bei Verwendung von Flachdichtungen inner-halb +0,00/–0,75 mm.

8. Nuten für Dichtungen sollen wegen der span-nungserhöhenden Wirkung nicht im Bereich der Trag-fläche eines Acrylfensters und auch nicht im Acryl-fenster selbst angeordnet werden.

9. Der größere Durchmesser der konischen Tragfläche eines Acrylglasfensters soll innerhalb +0,000/–0,002 Do des Nennwertes liegen

Der einbeschriebene konische Winkel des Fensters soll innerhalb +0,25/–0,00 Grad des Nennwertes liegen.

10. Die konkave oder konvexe Fensteroberfläche soll vom idealen Kugelabschnitt nicht mehr als ± 0,5 % des Nennwertes des Kugelaußenradius abweichen.

11. Die Tragfläche des Fensters soll eine Ober-flächenrauheit von mindesten Ra = 0,75 μm aufweisen

Kapitel 3 Seite C–2

Anhang C Acrylglasfenster I - Teil 5GL 2009

D

E. Montage der Fenster..

1. Sofern der Fenstersitz aus nicht korrosions-freiem Material besteht, ist er vor der Montage ausrei-chend mit einem geeigneten Mittel zu konservieren. Außerdem sind Fenster und Fenstersitz entsprechend sorgfältig zu säubern, wobei nur Putzmaterialien, die mit dem Acrylglas verträglich sind, zu verwenden sind.

2. Konische Fenstersitze sind vor der Montage mit Silikon oder einem geeigneten Schmiermittel zu behandeln.

3. Bei der Montage des Fensters ist darauf zu achten, dass die Schrauben des Befestigungsringes mit dem vorgeschriebenen und überall gleichen Drehmo-ment angezogen werden.

Tabelle C.1 Mechanische und optische Eigenschaften von Acrylglas

Eigenschaften Sollwerte Prüfverfahren ASTM

Zugfestigkeit

Reißdehnung (bezogen auf Einschnürzone)

E-Modul aus Zugversuch

≥ 62 N/mm2

≥ 2 %

≥ 2760 N/mm2

DIN 53 455 1 Probenform 3 Prüfgeschwindigkeit II Normalklima 23/50

DIN 53 457

D 638 1

Quetschspannung

E-Modul aus Druckversuch

≥ 103 N/mm2

≥ 2760 N/mm2

DIN 53 454 1 Normalklima 23/50 Probenabmessungen: 25 x 12,5 x 12,5 mm

DIN 53457 1

D 695 1

Druckdeformation ≤ 1 % Konstante Druckspannung 1 von 27,5 N/mm2 für 24 h bei 50 °C Probenwürfel: 12,5 mm Kantenlänge

D 621 1

Durchlässigkeit von UV-Licht

≤ 5 % UV-Spektrophotometer Wellenlängenbereich: 290 - 370 nm Probendicke: 12,5 mm

E 308

Verzerrungsfreiheit Lesbarkeit Ein 25 x 25 mm Standardschriftsatz mit 7 Zeilen à 16 Buchstaben muss aus 500 mm Entfernung durch die Acrylglasscheibe hin-durch deutlich lesbar sein.

D 702

Restmonomer Methyl Methacrylat Aethyl Acrylat

≤ 1,6 % Gaschromatograph

1 Die mechanischen Eigenschaften sind an mindestens 2 Probestücken nachzuweisen.

I - Teil 5 GL 2009


E

Tabelle C.2 Standardabmessungen für Flachfenster

Geltungsbereich: Mindestwandstärke : s ≥ 12,5 mm Schlankheitsgrad : s/Do ≥ 0,125

Kantenradius : 1 mm ≤ R1 ≤ 2 mm

Fensterauflage : 1,25 ≤ Do/Df ≤ 1,5 mm

Zulässiger Betriebsüberdruck : p ≤ 170 bar ��

��

�

Mindestwandstärke / Sitzinnendurchmesser s/Di bei

Berechnungsdruck PR

[bar] 10 °C 24 °C 38 °C 52 °C 66 °C

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

0,134

0,154

0,173

0,188

0,201

0,210

0,219

0,226

0,233

0,240

0,253

0,267

0,281

0,295

0,305

0,315

0,324

0,334

0,344

0,354

0,363

0,373

0,146

0,173

0,195

0,210

0,223

0,233

0,243

0,253

0,264

0,274

0,295

0,310

0,324

0,339

0,354

0,368

0,383

0,398

0,412

0,427

0,441

0,456

0,154

0,188

0,210

0,226

0,240

0,253

0,267

0,281

0,295

0,305

0,324

0,344

0,363

0,383

0,402

0,422

0,441

0,461

0,480

0,500

0,520

0,539

0,164

0,201

0,223

0,240

0,257

0,274

0,292

0,305

0,317

0,329

0,354

0,378

0,402

0,427

0,451

0,476

0,500

0,524

0,549

0,573

0,598

0,622

0,188

0,226

0,253

0,281

0,305

0,324

0,344

0,363

0,383

0,402

0,441

0,480

0,520

0,559

0,598

0,637

0,676

0,715

0,754

0,793

0,832

0,871



E

Tabelle C.3 Standardabmessungen für Kugelschalenfenster mit konischem Sitz (Öffnungswinkel 60° / 90°)

Geltungsbereich: Öffnungswinkel : α ≥ 60° Mindestwandstärke : s ≥ 12,5 mm Mindestwerte für s/Ri :

α 60° ≤ α < 90° 90° ≤ α < 120°s/Ri 0,09 0,06

Fensterauflage : Di/Df ≥ 1,02

Zulässiger Betriebsüberdruck : p ≤ 170 bar

�

��

��

��

Mindestwandstärke / Sitzinnendurchmesser s/Di

für 60° ≤ α < 90° bei


für 90° ≤ α < 120° bei

Berechnungs-druck

PR [bar] 10 °C 24 °C 38 °C 52 °C 66 °C

Berechnungs-druck

PR [bar] 10 °C 24 °C 38 °C 52 °C 66 °C

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

0,090

0,090

0,090

0,090

0,090

0,097

0,104

0,112

0,119

0,126

0,140

0,153

0,166

0,179

0,191

0,203

0,215

0,227

0,238

0,248

0,259

0,269

0,090

0,090

0,090

0,097

0,108

0,119

0,129

0,140

0,150

0,160

0,179

0,197

0,215

0,232

0,248

0,264

0,279

0,293

0,307

0,320

0,332

0,344

0,090

0090

0,097

0,112

0,126

0,140

0,153

0,166

0,179

0,191

0,215

0,238

0,259

0,279

0,298

0,315

0,332

0,348

0,363

0,377

0,391

0,404

0,090

0,090

0,108

0,126

0,143

0,160

0,176

0,191

0,206

0,221

0,248

0,274

0,298

0,320

0,340

0,359

0,377

0,394

0,410

0,425

0,439

0,452

0,090

0,112

0,140

0,166

0,191

0,215

0,238

0,259

0,279

0,298

0,332

0,363

0,391

0,416

0,439

0,460

0,480

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

0,042

0,042

0,043

0,049

0,054

0,060

0,065

0,070

0,075

0,080

0,089

0,098

0,107

0,116

0,124

0,133

0,142

0,151

0,160

0,168

0,177

0,185

0,042

0,043

0,052

0,060

0,067

0,075

0,082

0,089

0,095

0,102

0,116

0,128

0,142

0,155

0,168

0,181

0,194

0,206

0,218

0,230

0,242

0,254

0,042

0,049

0,060

0,070

0,080

0,089

0,098

0,107

0,116

0,124

0,142

0,160

0,177

0,194

0,210

0,226

0,242

0,257

0,272

0,287

0,300

0,314

0,042

0,054

0,067

0,080

0,091

0,102

0,113

0,124

0,135

0,146

0,168

0,190

0,210

0,230

0,250

0,269

0,287

0,304

0,320

0,336

0,351

0,365

0,049

0,070

0,089

0,107

0,124

0,142

0,160

0,177

0,194

0,210

0,242

0,272

0,300

0,327

0,351

0,373

0,393

0,411

I - Teil 5 GL 2009


E

Tabelle C.4 Standardabmessungen für Kugelschalenfenster mit konischem Sitz (Öffnungswinkel 120°/ 180°)

Geltungsbereich:

Öffnungswinkel : 180° ≥ α ≥ 120° Mindestwandstärke : s ≥ 12,5 mm

Mindestwerte für s/Ri :

α 120° ≤ α < 180° α = 180° s/Ri 0,06 0,03

Fensterauflage : Di/Df ≥ 1,02

Zulässiger Betriebsüberdruck : p ≤ 170 bar

�

��

��

��


für 120° ≤ α < 180° bei


für α = 180° bei

Berechnungs-druck

PR [bar] 10 °C 24 °C 38 °C 52 °C 66 °C

Berechnungs-druck

PR [bar] 10 °C 24 °C 38 °C 52 °C 66 °C

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

0,021

0,025

0,030

0,034

0,038

0,042

0,046

0,050

0,054

0,059

0,067

0,075

0,083

0,092

0,100

0,108

0,117

0,123

0,131

0,138

0,146

0,153

0,023

0,030

0,036

0,042

0,048

0,054

0,061

0,067

0,073

0,079

0,092

0,104

0,117

0,127

0,138

0,149

0,161

0,171

0,182

0,193

0,204

0,214

0,025

0,034

0,042

0,050

0,059

0,067

0,075

0,083

0,092

0,100

0,117

0,131

0,146

0,161

0,175

0,190

0,204

0,218

0,232

0,245

0,259

0,272

0,028

0,038

0,048

0,059

0,069

0,079

0,090

0,100

0,110

0,119

0,138

0,157

0,175

0,193

0,211

0,228

0,245

0,262

0,278

0,294

0,310

0,325

0,034

0,050

0,067

0,083

0,100

0,117

0,131

0,146

0,161

0,175

0,204

0,232

0,259

0,285

0,310

0,334

0,357

0,379

0,400

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

0,018

0,019

0,023

0,026

0,030

0,034

0,038

0,041

0,045

0,049

0,056

0,064

0,071

0,079

0,086

0,094

0,101

0,108

0,115

0,122

0,129

0,135

0,018

0,023

0,028

0,034

0,039

0,045

0,051

0,056

0,062

0,068

0,079

0,090

0,101

0,112

0,122

0,132

0,142

0,152

0,162

0,172

0,182

0,191

0,019

0,026

0,034

0,041

0,049

0,056

0,064

0,071

0,079

0,086

0,101

0,115

0,129

0,142

0,155

0,168

0,182

0,194

0,207

0,220

0,232

0,244

0,021

0,030

0,039

0,049

0,058

0,068

0,077

0,086

0,096

0,105

0,122

0,139

0,155

0,172

0,188

0,204

0,220

0,235

0,250

0,264

0,278

0,292

0,026

0,041

0,056

0,071

0,086

0,101

0,115

0,129

0,142

0,155

0,182

0,207

0,232

0,256

0,278

0,299

0,319

0,337

0,352

0,366



E

Anhang D

Herstellung und Behandlung von faserverstärkten Kunststoffen (FVK)

A. Allgemeines

1. Definition

Faserverstärkte Kunststoffe sind heterogene Werkstof-fe, bestehend aus einer aushärtbaren Reaktionsharz-masse als Matrix und eingebetteten faserförmigen Verstärkungsmaterialien.

2. Anwendungsbereich

Bei Unterwasserfahrzeugen werden Kunststoffe vor allem für folgende Bauteile angewendet:

– Außenstruktur

– Ruder und Propeller

– Druckbehälter

B. Anforderungen an die Werkstoffe und deren Verarbeitung

1. Werkstoffe

1.1 Zulassung

1.1.1 Die für die Fertigung von Bauteilen aus FVK verwendeten Werkstoffe müssen geprüft und durch den GL zugelassen sein.

1.1.2 Die Zulassung umfasst ausschließlich den zugelassenen Werkstoff. Die Verwendbarkeit dieses Werkstoffes in Verbindung mit anderen Werkstoffen ist davon unabhängig durch den Hersteller oder den Anwender in geeigneter Form nachzuweisen.

1.2 Qualitätssicherung

1.2.1 Der Hersteller hat durch geeignete Qualitäts-sicherungs-Maßnahmen eine gleich bleibende Qualität der Werkstoffe sicherzustellen.

1.2.2 Der GL behält sich das Recht vor, während der Laufzeit von Werkstoffzulassungen Nachprüfun-gen der Werkstoffeigenschaften zu verlangen bzw. durchzuführen.

1.3 Arten von Werkstoffen

Für den Bau von Unterwasserfahrzeugen kommen im Regelfall folgende Arten von Werkstoffen in Betracht:

– Reaktionsharzmassen, z. B. kalthärtende oder warmhärtende ungesättigte Polyester (UP)- und Epoxid (EP)-Harze

– Verstärkungsmaterialien, z. B. Faserverstärkun-gen aus Glas und Kohlenstoff

– Prepregs als Verstärkungswerkstoffe, welche mit Reaktionsharzmasse vorgetränkt sind und ohne weiteren Zusatz von Harzmassen oder Här-tern verarbeitet werden können

– Kernwerkstoffe, z. B. Hartschaumstoffe mit ent-sprechender Druckfestigkeit

– Klebstoffe, z. B. kalt- und warmhärtende hoch-feste Reaktionsklebstoffe und Schmelzkleber

– feuerhemmende Laminate erzeugt durch Zusätze zum Harzsystem, wobei die Viskosität des Har-zes oder die mechanischen Eigenschaften der gefertigten Laminate nicht wesentlich verändert werden dürfen

Andere Werkstoffe können in Absprache mit der GL-Unternehmenszentrale ebenfalls zugelassen werden.

2. Fertigung

2.1 Zulassung

2.1.1 Die Herstellung von FVK-Strukturbauteilen darf nur in Betrieben durchgeführt werden, die eine GL Zulassung für die Fertigung von Bauteilen aus faserverstärkten Reaktionsharzen haben.

2.1.2 Die Herstellung von FVK-Strukturbauteilen darf nur von Personen mit Fachkenntnis ausgeführt werden. Die Fachkenntnis ist in der Regel durch Zeugnisse von entsprechenden Lehrgängen zu bele-gen.

2.1.3 Alle Fertigungswerkstätten, Lagerräume und deren betrieblichen Einrichtungen müssen den Forde-rungen der zuständigen Behörden entsprechen. Für die Einhaltung dieser Anforderungen ist der Hersteller allein verantwortlich.

2.2 Lagerräume und Laminierwerkstätten

Die Gefahr der Verunreinigung von Laminier-werkstoffen ist durch eine Trennung von Ferti-gungsstätten und Lagerräumen möglichst gering zu halten.

I - Teil 5 GL 2009


Kapitel 3Seite D–1

B

2.3 Richtlinien für die Verarbeitung

2.3.1 Grundsätzlich sind nur vom GL zugelassene Werkstoffe zu verwenden. Neben der Auswahl geeig-neter und zugelassener Materialien hat deren Verar-beitung wegen des großen Einflusses auf die Eigen-schaften des Produktes mit besonderer Sorgfalt zu erfolgen.

2.3.2 Neben den GL Vorschriften sind für die Aufbereitung und Verarbeitung der Harzmassen und des Verstärkungsmaterials auch die Hinweise der Werkstoffhersteller sowie die Anforderungen der zuständigen Behörden zu beachten.

2.4 Herstellungsüberwachung

Für Bauteile aus FVK muss die Herstellungsüberwa-chung die Kontrolle der Qualität der Ausgangsstoffe, die Fertigungsüberwachung und die Qualitätsprüfung der fertigen Bauteile umfassen.

2.5 Reparatur von Bauteilen

2.5.1 Die Reparatur von FVK-Strukturbauteilen darf nur in Betrieben durchgeführt werden, die eine GL Zulassung haben.

2.5.2 Damit eine Reparatur genehmigt werden kann, sind alle für die Beurteilung der Reparatur not-wendigen Konstruktions- und Reparaturzeichnungen von den betroffenen Bauteilen einzureichen. Der Repa-raturplan ist von der GL Unternehmenszentrale zu prüfen und freizugeben.

2.5.3 Über jede Reparatur ist ein Protokoll zu führen, welches von dem Leiter des Reparaturteams zu unterzeichnen ist.

2.5.4 Sind die für die Reparatur verwendeten Werk-stoffe und Laminate nicht mit den bei der Herstellung des Bauteiles verwendeten Materialien identisch, ist die Gleichwertigkeit der Werkstoffpaarung bezüglich der Eigenschaften nachzuweisen.

3. Detaillierte Anforderungen

Die detaillierten Anforderungen für die aufgezeigten Bereiche sind in der GL Vorschrift für Faserverbund-werkstoffe und Kleben (II-2-1) definiert.

C. Anforderungen an die Konstruktion

1. Konstruktionsangaben

Die mechanischen Eigenschaften und die Nenndicke des Laminats sowie das Gewicht, die Art und der Anteil der einzelnen zu verwendenden Verstärkungs-lagen sind auf den Konstruktionszeichnungen an-zugeben.

2. Konstruktive Maßnahmen

Bei der Konstruktion von Bauteilen sind folgende Maßnahmen zu berücksichtigen:

2.1 Änderungen in der Laminatdicke müssen mit einem allmählichen Übergang von mindestens 25 mm pro 600 g/m2 erfolgen. Im Übergangsbereich einer Sandwichkonstruktion auf ein massives Laminat ist der Kernwerkstoff allmählich (mindestens 3 : 1) zu verjüngen.

2.2 Im Allgemeinen sind Spant- und Verstei-fungssektionen Lage um Lage auf dem Laminat auf-zubauen, solange die letzte Lage noch nicht ausgehär-tet ist. Wo Innenverbände sich kreuzen, ist besondere Sorgfalt darauf zu verwenden, dass die Tragfähigkeit unvermindert erhalten bleibt.

2.3 Geschlossene Hohlräume in der Konstrukti-on, die unter Außendruck gelangen können, sind zu vermeiden.

2.4 Werden Kernwerkstoffe in Bereichen einge-setzt, die unter Außendruck gelangen können, sind druckfeste Materialien, wie z.B. Hartschaumstoffe, zu verwenden.

2.5 Spannungskonzentrationen, Steifigkeitssprünge und Unstetigkeiten sind zu vermeiden. Es ist dafür zu sorgen, dass durch Ausschnitte, Öffnungen in tragen-den Bauteilen und den Anschluss von Beschlägen die Festigkeit des Bauteiles nicht beeinträchtigt wird.

2.6 Werden mehrere in verschiedenen Formen hergestellte Bauteile miteinander verbunden, so müs-sen die Verbindungslaminate vor Aushärtung der Bauteile fertig gestellt werden.

Werden Bauteile aus FVK miteinander oder mit Bau-teilen aus anderen Werkstoffen verschraubt, so müs-sen die Verbindungsmittel (Schrauben, Muttern, Un-terlegscheiben) aus seewasserbeständigen Werkstoffen bestehen. Schraubverbindungen müssen den auftre-tenden Kräften entsprechend bemessen sein.

2.7 Im Bereich örtlicher Kräfteeinleitungen (z. B. Verbindungselemente der Außenstruktur, Pollern, Klampen) sind Unterleg- und/oder Einleg-Futterstücke angemessener Festigkeit anzuordnen. Die Festigkeit, z.B. Lochleibungsfestigkeit, ist in geeigneter Weise nachzuweisen. Die Verbindungsfläche dieser Futter-stücke ist in geeigneter Weise zuzurichten und muss frei von Verunreinigungen sein.

2.8 In der Konstruktion verwendete metallische Werkstoffe wie z. B. Stahl oder Aluminiumlegierun-gen müssen für den vorgesehenen Verwendungszweck geeignet sein und dürfen die Aushärtung der Lami-nierharzmasse nicht beeinträchtigen.

Örtliche Verstärkungen aus metallischen Werkstoffen sind sorgfältig zu reinigen und zu entfetten und, sofern

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I - Teil 5GL 2009

C

möglich, zu strahlen oder anzurauen, um eine Verzah-nungswirkung zu erzielen.

2.9 Bei Sandwichlaminaten sind im Bereich von Schraubenverbindungen und Beschlägen Einsätze aus einem Material vorzusehen, das dem Zusammendrü-cken und den Entwurfsbelastungen widerstehen kann. Die Einsätze sind mit dem Kernwerkstoff und den Laminatschichten gut zu verbinden.

2.10 Die Kanten und Löcher in Laminaten sind zu versiegeln.

2.11 Weitere konstruktive Maßnahmen die für verschiedenste schiffbauliche Bauelemente aus Kunst-stoffen zu empfehlen sind, sind in den GL Vorschrif-ten Yachts ≥ 24 m (I-3-2), Section 2, E. und Yachts and Boats up to 24 m (I-3-3), Section 1, B. und C. enthalten.

I - Teil 5 GL 2009


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C

Anhang E

Grundsätzliche Anforderungen an Umbilicals

A. Allgemeines

1. Definition

Als Umbilical wird das Verbindungsglied zwischen Ver-sorgungsschiff und einem Element unter Wasser ange-sehen, welches Schlauchleitungen für Flüssigkeits- oder Gastransport sowie Überwachungs-, Kommunikations-, Datenübertragungs- und Energieversorgungskabel und gegebenenfalls auch ein Tragseil enthalten kann.

Diese gebündelte oder integrierte Versorgungsleitung kann auch zwischen Elementen unter Wasser verwen-det werden.

Als Elemente unter Wasser im Sinne dieses Anhangs sind z. B.:

– Tauchkammern

– Nicht-autonome (bemannte) und ferngesteuerte (unbemannte) Unterwasserfahrzeuge

– Launcher

– Unterwasser-Arbeitsmaschinen

– Tauchgeräte

anzusehen.

Das integrierte oder auch unabhängige Tragseil dient zum Aussetzen und Wiedereinholen sowie zum Anhe-ben oder Absenken eines Elements unter Wasser sowie zur Aufnahme von Zugbeanspruchungen während des Betriebes. Das Tragseil kann auch als Tragelement, z. B. als Geflecht im Mantel des Umbilicals ausgeführt sein.

2. Geltungsbereich

Dieser Anhang gilt für die technischen Anforderungen und die Prüfung von Umbilicals einschließlich Ver-bindungsstücken sowie Absperrorganen an den Enden und Lastaufnahmepunkten. Die Lastaufnahmepunkte des Versorgungsschiffs/Elements sind nicht Bestand-teil dieses Anhangs.

Weiterhin gilt dieser Anhang für Kabel und Schlauch-leitungen, die unter äußeren Überdruck gelangen kön-nen und integrierte Tragseile.

Die Durchdringung in den Druckkörper bzw. in die Druckbehälter ist Teil des Elements.

Es werden einige grundsätzliche Forderungen für die Auf- und Abrolleinrichtung aufgestellt.

Die Versorgungseinrichtungen für die durch das Um-bilical transportierten Stoffe, Daten und Energien sind Teil des Versorgungsschiffes oder Elements und wer-den in dieser Anlage nicht behandelt.

Umbilicalsysteme für Produktionszwecke, wie z. B. in der Öl- und Gasindustrie gebräuchlich, sind primär nicht Gegenstand dieses Anhangs.

3. Qualitätsmanagement System

Der Hersteller von Umbilicals hat ein anerkanntes Quali-tätsmanagement System, wie z. B. ISO 9001 oder gleich-wertig, anzuwenden. Dieses System soll sich mindestens auf Auslegung, Herstellung und Prüfungen erstrecken.

4. Gleichwertigkeit

Umbilicals, die bezüglich ihres Typs, Aufbaus und der Erfüllung von einigen Detailanforderungen von die-sem Anhang abweichen, können vom GL akzeptiert werden, wenn sie bezüglich der prinzipiellen, in die-sem Anhang definierten Anforderungen als gleichwer-tig befunden werden.

B. Grundsätze für Auslegung und Konstruktion

1. Allgemeines

1.1 Die im Folgenden definierten Anforderungen sind Minimalanforderungen für die Mehrheit der vor-aussichtlichen Verwendungszwecke. Bei besonderen Anwendungen ist das Anforderungsprofil mit dem GL zu vereinbaren.

1.2 Im Allgemeinen sind folgende Anforderun-gen beim Entwurf zu berücksichtigen:

– Umwelteinflüsse, siehe GL Vorschriften für Be-mannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 2, D.

– Gewichtseinfluss (Eigengewicht, leer, gefüllt)

– Auftriebsverhalten (Auftrieb, Abtrieb, auftriebs-neutral)

– dynamische Einflüsse durch Schiffsbewegung und durch Druckauf- und Abbau im Inneren

– thermische Einflüsse auf Ausdehnen und Zu-sammenziehen infolge möglicher Temperatur-änderungen innen oder außen

– thermische Einflüsse durch teilweise aufge-trommelte Leistungskabel

– Druckdifferenzen in Schläuchen zwischen oberem und unterem Ende des Umbilicals

– chemische und elektrochemische Einflüsse

I - Teil 5 GL 2009

Anhang E Grundsätzliche Anforderungen an Umbilicals Kapitel 3Seite E–1

B

1.3 Die Steuerung der Auf- und Abrolleinrichtung für das Umbilical und die Überwachung des Versor-gungsflusses durch das Umbilical einschließlich der Erzeugung der zu übertragenden Versorgungsmittel sind an einer zentralen Stelle zusammenzufassen.

Bei bemannten, nicht-autonomen Unterwasserfahrzeu-gen ist die Steuerung und Überwachung in den Kon-trollstand, der die Verbindung mit dem Unterwasser-fahrzeug aufrecht hält, zu integrieren. Bei unbemannten, ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen und anderen Elementen sind diese in den Fahrstand zu integrieren.

1.4 Umbilicals sollen möglichst in der ganzen erforderlichen Länge aus einem Stück gefertigt und nicht aus Teillängen zusammengesetzt werden.

1.5 Anforderungen und Prüfungen für Umbilicals von schlauchversorgten Tauchgeräten sind der Norm EN 15333-1 zu entnehmen.

2. Mechanische Anforderungen

2.1 Material

Es dürfen nur Materialien entsprechend allgemein anerkannten Normen eingesetzt werden und ihre Ver-wendung muss einwandfrei dokumentiert und nach-verfolgbar sein.

Die Materialien müssen für den Einsatz in Salzwasser geeignet sein. Sofern ein Einsatz in anderen Medien als Wasser geplant ist, sind diese entsprechend zu berücksichtigen.

Die Materialien der Schlauchleitungen müssen für das zu transportierende Medium geeignet sein.

Die Materialien müssen für dauerhafte und wechseln-de Biegebeanspruchung geeignet sein.

Bei der Verwendung von Schläuchen für Atemgase ist deren Eignung nachzuweisen (z. B. Offgassing-Prüfung).

Umbilicals, Schlauchleitungen und Kabel sind gegen Abrieb und Beschädigungen zu schützen.

Bei Umbilicals ist bei der Schutzummantelung darauf zu achten, dass bei kleinen Schlauchleckagen kein Innendruck aufgebaut werden kann. Metalleinlagen in der Schutzummantellung sind zu vermeiden.

2.2 Zugbeanspruchung

2.2.1 Bei Umbilicals mit integriertem Tragseil sind die mechanischen Eigenschaften an Hand der einge-reichten Unterlagen zu beurteilen. Dafür sind vom Hersteller der maximal zulässige Zug und die minima-le Bruchlast des Umbilicals anzugeben. Bei Tragseilen aus Stahl darf die größte statische Zugkraft in Folge der Nutzlast 1/8 der nachgewiesenen Seilbruchkraft nicht überschreiten. Bei der Verwendung von Tragsei-len aus Chemiefasern darf die größte statische Zug-kraft in Folge der Nutzlast 1/10 der nachgewiesenen Seilbruchkraft nicht überschreiten.

Bei der Verwendung von Tragseilen für einfache wissenschaftliche Geräte kann je nach Gefährdungs-potential und Einsatzzweck in Abstimmung mit dem GL eine geringere Seilbruchkraft zugelassen werden.

Weiterhin ist die Funktionsfähigkeit der im Umbilical enthaltenen Elemente bei maximal möglicher Längs-dehnung des Umbilicals zu berücksichtigen.

Das Umbilical ist für den gesamten Bereich der Zug-beanspruchung derart aufzubauen, dass es torsions-neutral ist.

2.2.2 Falls keine Ausstattung mit Tragseil vorliegt, sind die integrierten Kabel und Leitungen durch eine Zugentlastung vor Längsbeanspruchung zu schützen. Die Mindestzugfestigkeit unter Berücksichtigung des Einsatzzweckes ist zu definieren und mit dem GL abzustimmen und nachzuweisen.

2.2.3 Werden zur Veränderung des Auftriebsver-haltens Auftriebskörper oder Gewichte verwendet, so müssen diese sicher befestigt werden können ohne das Umbilical zu schädigen.

Über den gesamten auftretenden Zugbereich sollen keine zusätzlichen Torsionseffekte auftreten.

Bei Schläuchen mit nicht korrosionsbeständigen Drahtgewebeeinlagen ist das Gewebe gegen umge-bende Medien zu schützen.

2.3 Biegung und Knickung

Umbilicals sollen knicksicher und biegefest bzw. ent-sprechend angeordnet sein, um Knicken sicher zu ver-meiden. Entsprechend dem Aufbau des Umbilicals ist der minimale Biegeradius mit dem GL zu vereinbaren.

Der minimale Biegeradius einer Einzelkomponente (z. B. Tragseil, Kabel, Leitung, usw.) darf nicht größer sein als der minimale Biegeradius des gesamten Umbilicals. 1

Werden zur Verhinderung von Biegung und Knickung besondere Elemente verwendet, müssen diese sicher be-festigt werden können, ohne das Umbilical zu schädigen.

2.4 Schlauchleitungen

2.4.1 Auslegung

Bei der Auslegung ist zu berücksichtigen:

– Jede Schlauchleitung ist für einen inneren Berstdruck auszulegen, wobei dieser bei Flüs-sigkeiten das 4-fache, bei Gasen das 5-fache des zulässigen Betriebsüberdrucks mindestens be-tragen muss.

– Schlauchleitungen, die mit Außendruck beauf-schlagt werden, sind bei bemannten Unterwas-serfahrzeugen für das 1,1-fache und bei unbe-

–––––––––––––– 1 Für Biegeradius und Biegezahl vergleiche auch CIGRE-

Recommendation 68 unter Berücksichtigung der mechani-schen Anforderungen nach 2.1 zuzüglich Einflüsse von Tem-peratur, Last, Salzwasser, evtl. Dieselöl.

Kapitel 3 Seite E–2

Anhang E Grundsätzliche Anforderungen an Umbilicals I - Teil 5GL 2009

B

mannten Unterwasserfahrzeugen und anderen Elementen für das 1,0-fache des Zerstörungs-tauchdrucks CDP auszulegen.

– Dabei ist die maximal mögliche Druckdifferenz Δp zwischen Innen- und Außendruck zu berück-sichtigen.

2.4.2 Typprüfung

– Berstdruckprüfung:

Jede Schlauchleitung ist einem Innendruck bis zum Bersten auszusetzen. Bei Flüssigkeiten hat der Mindestberstdruck das 4-fache, bei Gasen das 5-fache des zulässigen Betriebsüberdrucks zu betragen.

– Außendruckprüfung:

Schlauchleitungen, die zusätzlich äußerem Über-druck ausgesetzt sind, sind in einer Wasser-druckprüfung dem 1,5-fachen der maximal mög-lichen Druckdifferenz zwischen innen und au-ßen auszusetzen (mindestens jedoch 10 bar).

2.4.3 Stückprüfung

Im Rahmen der Serienherstellung umfasst die Stück-prüfung folgende Prüfschritte:

– Druckprüfung:

Vor Einbau in ein Umbilical ist jede Schlauchlei-tung mit einem Innendruck entsprechend dem 1,5-fachen (metallische Schlauchleitungen) bzw. 2-fachen (nicht-metallische Schlauchleitungen) zulässigen Betriebsüberdruck zu prüfen.


Schlauchleitungen, die zusätzlich äußerem Über-druck ausgesetzt sind, sind in einer Wasserdruck-prüfung dem 1,5-fachen der maximal möglichen Druckdifferenz zwischen innen und außen aus-zusetzen.

2.5 Armaturen

Verbindungselemente und Armaturen müssen densel-ben inneren und äußeren Auslegungsdrücken wie das Umbilical entsprechen, dürfen sich nicht unbeabsich-tigt lösen, müssen korrosionsbeständig und für die vorgesehenen Medien geeignet sein.

3. Elektrische Anforderungen

3.1 Umbilicals können Überwachungs- und Kom-munikations-/Datenübertragungskabel sowie Energie-versorgungsleitungen enthalten.

3.2 Auslegung

Bei der Auslegung ist zu berücksichtigen:

– Es sind flexible bzw. hochflexible Kabel, z. B. der Klasse 5 nach IEC, zu verwenden, wobei für Energieversorgungskabel der minimale Quer-

schnitt der einzelnen Kupferleiter 2,5 mm2 be-trägt. Leerräume in Kabeln sind zum Erhalt der Formstabilität mit geeigneten Füllmaterialien, wie z. B. Petroleum Gallerte, zu füllen.

– Elektrische Kabel und optische Leiter sind ent-sprechend ihrer Anforderung auszulegen. Die maximale Länge ist dabei zu berücksichtigen.

– Für spezielle Zwecke kann es erforderlich sein, Kabel längswasserdicht auszuführen.

– Bei verschiedenen Kabeln mit mehreren Span-nungsebenen sind gegenseitige negative Beein-flussungen zu vermeiden.

– Bei Kabeln dürfen mechanische Kräfte nicht durch die Leiter und deren Isolierung übertragen werden.

– Kabel sind mindestens querwasserdicht auszu-führen.

– Jedes Kabel ist für einen Außendruck auszule-gen, der bei bemannten Unterwasserfahrzeugen das 1,1-fache und bei unbemannten Unterwas-serfahrzeugen und anderen Elementen das 1,0-fache des Zerstörungstauchdrucks CDP mindes-tens betragen muss.

– Längere Lagerung von Kabeln im Wasser darf nicht zu einer deutlichen Verringerung des Iso-lationswiderstandes führen.

3.3 Typprüfung

Im Prinzip sind die für das Projekt spezifizierten elekt-rischen und elektronischen Eigenschaften z. B. gemäß Typprüfung nach IEC 60092-350/351 nachzuweisen.

Die Typprüfung umfasst folgende Prüfschritte:

– Sichtkontrolle

– Kontrolle der Abmessungen, Aufbau und Kenn-zeichnung

– Die Prüfung der Querwasserdichtheit von elekt-rischen Kabeln/Einzelleitern ist in der Regel mit 2 × PN (zyklisch) durchzuführen. Wenn die Ka-bel im Umbilical mit Querwasserdichtheit inte-griert sind, kann die Prüfung in Abstimmung mit dem GL entfallen.

– Ermittlung der Spannungsfestigkeit gemäß Ta-belle E.1

Isolationsmessung von Energieversorgungslei-tungen mit mindestens 500 V (Richtwert: > 500 MΩ × km)

Bei Kabeln mit einer Nennspannung bis 1 kV ist eine Prüfung der Isolationswerte mit einer Prüf-spannung gleich der 2-fachen Nennspannung, mindestens jedoch 500 V durchzuführen.

Bei Energieversorgungsleitungen mit einer Nennspannung über 1 kV ist eine Prüfung der Isolationswerte mit einer Prüfspannung von mindestens der Nennspannung durchzuführen.

I - Teil 5 GL 2009


B

Tabelle E.1 Prüfspannungen für Kabel

Um kV 1,2 3,6 7,2 12

U0/U kV / kV 0,6 / 1,0 1,8 / 3,0 3,6 / 6,0 6,0 / 10

AC-Prüfspannung kV 3,5 6,5 11 15

DC-Prüfspannung kV 2 × U 1,5 × U 1,3 × U 1 1,25 × U 1

Anmerkungen: U0 : Nenn-Netzspannung zwischen Leiter und der Erde oder metallischer Schirm

U : Nenn-Netzspannung zwischen den Leitern, für die das Kabel ausgelegt ist

Um : höchstzulässige Spannung für Betriebsmittel

1 Prüfspannung im Einzelfall gemäß Absprache mit GL

Die Prüfdauer beträgt bei der Verwendung von Wechselstrom (AC) als Prüfspannung 15 Minuten. Die Prüfdauer beträgt bei der Verwendung von Gleichstrom (DC) als Prüfspannung 1 Minute.

Die Prüfung umfasst die Ermittlung des Isolati-onswertes aller Leiter untereinander sowie jeder Einzelleitung gegen die äußere Isolationsschicht.

Die Isolationsmessung ist vor und nach der Prüfung der Querwasserdichtheit und nach der Prüfung der Spannungsfestigkeit durchzuführen.

– Widerstandmessung aller Einzelleiter

– Teilentladungsmessung gemäß IEC 60885-2 bei Spannungen über 3,6/6 kV (U0/U) für alle Ein-zelleiter des Kabels

– In Abhängigkeit von Spannung und Einsatz-zweck Impedanz- und/oder Kapazitätsprüfung in Absprache mit GL

– Kontrolle der Einhaltung der Isolations-, Kapa-zitäts- und gegebenenfalls der Impedanzspezifi-kationen

3.4 Stückprüfung


– Sichtkontrolle


– Mantelfehlerprüfung, sofern zutreffend


– Die Querwasserdichtheit von elektrischen Ka-beln / Einzelleitern ist in der Regel mit 1,5 × PN

(zyklisch), entsprechend GL Vorschriften für Be-mannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 11, Abb. 11.2 zu prüfen. Sofern das Kabel in ein querwasserdichtes Umbilical integriert wird, kann nach Abstimmung mit dem GL auf diese Prüfung verzichtet werden.

– Die Isolationsmessung gemäß 3.3 ist vor und nach der Prüfung der Querwasserdichtheit und nach der Prüfung der Spannungsfestigkeit durchzuführen.

3.5 Elektrische Verbindungselemente

Elektrische Verbindungselemente müssen für diesel-ben äußeren Auslegungsdrücke wie die Kabel ausge-legt sein, dürfen sich nicht unbeabsichtigt lösen und müssen korrosionsbeständig sein. Elektrisch sind sie wie die zugehörigen Kabel auszulegen und müssen zusätzlich längswasserdicht sein. Durch die Verbin-dungselemente dürfen die mechanischen und elektri-schen Eigenschaften nicht negativ beeinflusst werden.

4. Auf- und Abrolleinrichtungen für Umbilicals

Bezüglich technischer Anforderungen an Auf- und Abrolleinrichtungen für Umbilicals auf dem Versor-gungsschiff siehe GL Vorschriften für Unbemannte Unterwasserfahrzeuge (ROV, AUV) und Unterwasser-Arbeitsmaschinen (I-5-3), Abschnitt 6, E.3. bzw. Bemannte Unterwasserfahrzeuge (I-5-2), Abschnitt 17, E.5.

5. Abwerfen des Umbilicals

5.1 Für den Fall, dass sich das Umbilical an ei-nem Unterwasserhindernis verhängt und diese Behin-derung durch entsprechendes Manövrieren nicht zu beseitigen ist, kann es erforderlich sein, das Umbilical vom Element unter Wasser zu trennen und einen un-abhängigen Auftauchvorgang einzuleiten.

5.2 Bei bemannten Unterwasserfahrzeugen muss das Umbilical durch die Besatzung vom Inneren des Unterwasserfahrzeugs aus abgeworfen bzw. abge-trennt werden können. Die Abtrennvorrichtung ist so zu gestalten, dass zwei voneinander unabhängige Bedienungsvorgänge, welche keine elektrische Ener-gie benötigen, erforderlich sind, um die Trennung durchzuführen.

5.3 Bei unbemannten Elementen, bei denen ein Abtrennen erforderlich ist, muss das Umbilical vom Fahrstand aus am Anschlagpunkt des Unterwasser-fahrzeugs abgeworfen bzw. abgetrennt werden können.



B

Die Abtrennvorrichtung ist so zu gestalten, dass ein unbeabsichtigtes Abtrennen verhindert wird.

5.4 Bei anderen Elementen unter Wasser ist je nach Beschaffenheit und Einsatzzweck die Möglich-keit des Abwurfs mit dem GL abzustimmen.

C. Genehmigungsunterlagen


– allgemeine Beschreibung des Einsatzzweckes

– Beschreibung des Aufbaus und der verwendeten Materialien der Einzelkomponenten

– Angabe der Hauptparameter, vgl. E.

– Zeichnung des Querschnitts

– Angaben über Verbindungselemente und Arma-turen, ggf. Zeichnungen, soweit vorhanden

– Angaben über die Druck- und Strömungsver-hältnisse und Kapazität bei Gas- und Flüssig-keitstransport

– Angaben über die Energie-, Kommunikations- und Datenübertragung, z. B. Spannung, Strom, Übertragungsraten

– Spezifikation der Impedanz, Kapazität und Wi-derstandswerte

– Angaben über bereits durchgeführte Prüfungen mit Zertifikaten

– Angaben über Montage, Wartung, Betrieb und Instandsetzung

– Beschreibung der Kennzeichnung

D. Prüfungen und Erprobungen

1. Allgemeines

1.1 Die erforderlichen Prüfungen sind in eine Typprüfung für den Prototyp und in eine Stückprüfung im Rahmen der Herstellung für den tatsächlichen Einsatz unterteilt.

1.2 Ein Erprobungs- und Prüfungsprogramm ist vom Hersteller des Umbilicals entsprechend der Spezifi-kation des Anforderungsprofils für das Umbilical durch den Endkunden (Elementhersteller oder -betreiber) zu erstellen und dem GL zur Genehmigung einzureichen. Im Allgemeinen soll dieses Programm mindestens die nachstehend angeführten Prüfungsschritte enthalten.

1.3 Über den Umfang der Anwesenheit von GL Besichtigern bei diesen Prüfungen und Erprobungen entscheidet der GL im Einzelfall.

2. Typprüfung


Die Typprüfung umfasst folgende Prüfungsschritte:

– Sichtkontrolle


– Gewichtsermittlung: Das effektive Einsatzgewicht des Umbilicals

[t/1000 m] ist in Luft, in Wasser (wenn nicht anders spezifiziert: Seewasser mit 1028 kg/m3), leer und gefüllt und unter definierter dynami-scher Belastung (mit Reibung im Wasser) zu bestimmen, so dass die Nutzlast SWL am obe-ren Ende des Umbilicals festgelegt werden kann.

– Zugfestigkeitsprüfung: Die Mindestzugfestigkeit der zur Aufnahme der

Zugbelastung vorgesehenen Elemente des Um-bilicals ist zu bestimmen.

– Knickprüfung: Das Umbilical ist 5000 mal mit dem definierten

Biegeradius an einer Stelle und Richtung zu kni-cken. Anschließend ist eine Isolationsmessung und eine Widerstandmessung der Einzelleitun-gen durchzuführen.

– Torsionsprüfung: Ein Teilstück von mindestens 1 m Länge ist vertikal

mit 0,3 SWL zu belasten und um 90° für mindes-tens 5 Minuten zu verdrehen. Nach der Prüfung darf sich keine nennenswerte Längung oder Verdrehung zeigen. Elektroleitungen werden anschließend einer Widerstandsmessung, Schlauchleitungen einer Dichtheitsprobe mit Betriebsdruck unterzogen.

– Streckbelastungsprüfung: Ein Teilstück von mindestens 1,5 m Länge ist an

den Enden einzuspannen und es wird eine Vor-spannung in Längsrichtung aufgebracht. Die Größe dieser Vorspannung ist mit dem GL ab-zustimmen. Für 5 Zyklen wird nun diese Vor-spannung auf den 5-fachen Wert angehoben und wieder verringert. Elektroleitungen werden an-schließend einer Widerstands- und Isolations-messung, Schlauchleitungen einer Dichtheits-probe mit Betriebsdruck unterzogen.

– Außendruckprüfung: Das Umbilical ist in der Regel einer Wasser-

druckprüfung mit dem 2-fachen Nenndruck des Umbilicals PN zyklisch zu unterziehen. Bei gro-ßen Wassertiefen ist der Prüfdruck mit dem GL abzustimmen.

Dabei ist darauf zu achten, dass bei der Ver-wendung von Schlauchleitungen der Innendruck möglichst nicht unter dem Tauchdruck liegt.

I - Teil 5 GL 2009


D

– Dichtheitsprüfung des gesamten Umbilicaltyps: Dabei sind alle Schlauchleitungen gleichzeitig

den zulässigen Betriebsüberdrücken auszuset-zen und etwaiger Druckabfall durch Undichthei-ten zu kontrollieren. Als maximal zulässige Leckrate gilt 1 % Druckabfall in 24 Stunden für die einzelnen Schlauchleitungen.

– Sofern Gase mit einem Volumenanteil > 25 % Sauerstoff transportiert werden sollen, sind alle mit dem Gas in Kontakt kommenden Materialien auf ihre Sauerstoffeignung zu prüfen (z. B. nach EN 559). Bei zulässigen Betriebsdrücken von mehr als 25 bar ist zusätzlich eine Sauerstoff-druckstoßprüfung durchzuführen (z. B. nach EN 15333-1).

– Im aktuellen Anwendungsfall wird vom GL in Abhängigkeit von Einsatzzweck und Einsatzbe-dingungen entschieden, ob alle angeführten Prü-fungen durchzuführen sind.

– Sofern gefordert, ist der spezifizierte Flüssig-keits- bzw. Gasmengendurchsatz zu prüfen (ge-gebenenfalls mit Hochrechnung auf die tatsäch-lichen Umbilicallängen).

2.2 Elektrische/elektronische Anforderungen

Im Prinzip sind die für das Projekt spezifizierten elekt-rischen und elektronischen Eigenschaften z. B. gemäß Typprüfung nach IEC 60092-350 nachzuweisen.

Die Typprüfung umfasst folgende Prüfungsschritte:

– Jedes einzelne Kabel muss die Anforderungen entsprechend B.3.3 erfüllen.

– Die Querwasserdichtheit des Umbilicals ist im Rahmen der Außendruckprüfung gemäß 2.1 nachzuweisen.

– Isolationsmessungen nach B.3.3 sind vor und nach der Prüfung der Querwasserdichtheit durch-zuführen.

– Impedanz- und/oder Kapazitätsprüfungen sind in Abhängigkeit von Spannung und Einsatz in Absprache mit dem GL durchzuführen.


– Kontrolle der Einhaltung der Isolations-, Kapa-zitäts- und gegebenenfalls der Impedanzspezifi-kationen

– Überprüfung des Transports der spezifizierten Datenmenge/ Zeiteinheit

(Wenn Datenkabel gemeinsam mit Kabeln zur Spannungsversorgung innerhalb eines Umbili-cals geführt werden, so ist die Überprüfung der Datenübertragung bei angelegter Nennspannung durchzuführen. Spannungsspitzen durch z. B. Schaltvorgänge sind zu berücksichtigen.)

3. Stückprüfung



– Sichtkontrolle



Das Umbilical ist in der Regel einer Wasser-druckprüfung mit dem 1,5-fachen Nenndruck des Umbilicals PN (zyklisch gemäß den GL Vorschriften für Bemannte Unterwasserfahrzeu-ge (I-5-2), Abschnitt 11, Abb. 11.2) zu unterzie-hen.

Dabei ist darauf zu achten, dass bei der Ver-wendung von Schlauchleitungen der Innen-druck in der Regel nicht unter dem Tauchdruck liegt.

– Druck- und Dichtheitsprüfung des gesamten, fertig montierten Umbilicals einschließlich End-armaturen:

Dabei sind alle Schlauchleitungen gleichzeitig mit dem Originalmedium (sofern möglich) dem 1,5fachen (metallische Schlauchleitungen) bzw. 2fachen (nicht-metallische Schlauchleitungen) des zulässigen Betriebsüberdrucks auszusetzen und es ist etwaiger Druckabfall durch Undicht-heiten zu kontrollieren.

– Die Sauberkeit der Schlauchleitungen ist zu kontrollieren.

3.2 Elektrische/elektronische Anforderungen


– Jedes einzelne Kabel muss die Anforderungen entsprechend B.3.4 erfüllen

– Mantelfehlerprüfung, sofern zutreffend

– Isolationsmessungen nach B.3.4 sind vor und nach der Prüfung der Querwasserdichtheit im Rahmen der Außendruckprüfung gemäß 3.1 durchzuführen.

– Ermittlung der Spannungsfestigkeit gemäß Ta-belle E.1 in Absprache mit dem GL

– Prüfung des störungsfreien Transfers der spezi-fizierten Datenmenge/Zeiteinheit durch die Da-tenkabel



D

E. Kennzeichnung

1. Kennzeichnung von Umbilicals

Die am Umbilical angebrachte dauerhafte Kennzeich-nung soll folgende Angaben aufweisen:

– Name des Herstellers

– Baujahr und Herstellungsnummer

– Nutzlast des Umbilicals SWL [t]

– Gesamtlänge [m]

– Gesamtdurchmesser [mm]

– minimaler Biegeradius [m]

– zulässiger innerer Betriebsüberdruck der Schlauch-leitungen [bar]

– zulässiger äußerer Nenndruck des Umbilicals PN [bar]

– Angaben über Kabel zur Übertragung elektrischer Energie (maximale Spannung und Stromstärke)

– Angaben zur Kommunikation/Datenübertragung

Weiterhin ist das Umbilical mit einer Längsmarkie-rung zur Torsionskontrolle sowie Längenmarkierun-gen alle 100 m und die ersten und letzten 100 m des Umbilical alle 10 m zu kennzeichnen.

Angebrachte Kennzeichnungen dürfen keine Elemente enthalten, die Korrosionsschäden verursachen können.

2. Kennzeichnung von Schlauchleitungen

Die Kennzeichnung von Schlauchleitungen sollen folgende Angaben aufweisen:



– Aussen-und Innendurchmesser [mm]

– zulässiger innerer Betriebsüberdruck der Schlauch-leitungen [bar]

– Medien der einzelnen Schlauchleitungen

Die einzelnen Schlauchleitungen des Umbilicals sollen in geeignetem Abstand wiederholend gekennzeichnet sein, so dass man Zweck und Medium leicht erkennen kann.

3. Kennzeichnung von Kabeln



– maximale Spannung [V]

– maximale Stromstärke [A]

– Querschnitt der Einzelleiter [mm2]

Es wird empfohlen, die einzelnen elektrischen Adern verschiedenfarbig zu kennzeichnen.

Die Kabel sollen in geeignetem Abstand wiederholend gekennzeichnet sein.

I - Teil 5 GL 2009


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