Sicherung von System-, Prozess- und Produkt-Qualität

Als einer der führenden Anbieter im Sondermaschinen- und -anlagenbau bietet die SCHWING-Unternehmensgruppe maximale Qualität in allen Stufen der Wertschöpfungskette. Auf der Basis von fachspezifischem, branchenübergreifendem Anwendungs– und Wärmebehandlungs-Know-how, gesetzlichen Vorgaben und unternehmerischer Verantwortung ermöglicht professionelles Engineering und Projektmanagement die Inhouse-Fertigung sowohl einfacher kundenspezifischer Industrieöfen als auch komplexer Wärmebehandlungssysteme inklusive Chargier- und Fördertechnik.

Die nachfolgenden Normen und Standards liegen der Entwicklung, Konstruktion und Fertigung von SCHWING Thermal Solutions zugrunde:

DIN EN 1539: Frei werdende brennbare Stoffe

Als Ergänzung zur Richtlinie 2006/42/EG wendet sich die DIN EN 1539 in erster Linie an die Konstrukteure bzw. Hersteller von Industrieöfen und Wärmebehandlungsanlagen (hier: Trockner), in denen brennbare Stoffe durch Verdampfen und Aushärten von Beschichtungsstoffen oder Kunststoffen freigesetzt werden. Brennbare Stoffe sind vor allem eingebrachte Lösemittel in Oberflächenbeschichtungen, Formlacken oder Tränkharzen sowie infolge des Vernetzungsprozesses entstandene, abgespaltene, flüssige oder gasförmige Reaktionsprodukte von Duroplasten, Elastomeren (z.B. Silikon) und Verbundstoffen (z.B. Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GfK) oder Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CfK)). Die Norm schließt mittlerweile auch Trockner ein, die in der Produktion von Nahrungsmitteln und Pharmazeutika verwendet werden.

Die DIN EN 1539 regelt somit die Sicherheitsanforderungen an Industrieöfen und Trockner im Hinblick auf alle signifikanten Gefährdungen, Gefährdungssituationen und Gefährdungsereignisse. Hierzu zählt vor allem die Überwachung der Konzentrationen der brennbaren Stoffe in der Zu- und Abluft, aber auch die Vermeidung von Zündquellen und bauliche Maßnahmen zur Explosionsdruckentlastung.

Die Industrienorm definiert als „brennbare Stoffe“ alle vorwiegend flüchtigen organischen Verbindungen (volatile organic compounds, VOC), die als Dämpfe, Gase, Flüssigkeiten, Feststoffe oder entsprechende Gemische frei werden können und bei Entzündung eine exotherme Reaktion mit Luft eingehen. Bei der Auslegung von Öfen und Trockner sind daher sämtliche vorkommenden und potenziell entstehenden brennbaren Stoffe zu identifizieren. Die Grundlage hierfür bilden die Sicherheitsdatenblätter der in den Industrieöfen bzw. Trocknern zu behandelnden Werkstoffe sowie die maximal eingebrachte Menge an Lösemitteln bzw. brennbaren Stoffen.

AMS 2750, AMS 2770, NADCAP (Luft- und Raumfahrt-Industrie)
CQI-9 (Automobilindustrie)

Die Norm AMS 2750 (Aerospace Material Specifications) und die davon abgeleitete AMS 2770 regeln die industrielle Verarbeitung hochwertiger Werkstoffe in der Luft- und Raumfahrtindustrie bzw. die Wärmebehandlung von Aluminiumlegierungen. Auf Basis der AMS 2750 kann die Qualität eines Wärmebehandlungsprozesses kundenseitig anhand von Temperaturgleichmäßigkeit bzw. Ofenklasse und Messinstrumentierung definiert werden.

Wie das AMS 2750 ist auch das NADCAP (National Aerospace and Defense Contractors Accreditation Program) ein weltweites Qualitätssystem mit offizieller Akkreditierung bei den führenden Unternehmen der Luft- und Raumfahrt- sowie Rüstungsindustrie.

Die AMS 2750 als Referenzdokument nutzend hat sich die Automobilindustrie mit dem CQI-9-Standard ein korrespondierendes Regelwerk für Wärmebehandlungsprozesse in der Automotivebranche gegeben, das auch die Auditmethodik gemäß ISO/TS 16949:2002 beinhaltet (Norm der globalen Automobilindustrie zur Vermeidung von Mehrfachzertifizierungen).

Die hier genannten Normen befassen sich insbesondere mit der

• Temperaturgleichmäßigkeit im Nutzraum (Temperature Uniformity Survey, TUS) bzw. in den spezifischen Arbeitszonen vor und nach dem Thermoprozess, ermittelt durch anlagenunabhängige, kalibrierte Testgeräte und -sensoren, der
• Instrumentierung (Vorgabe der Mess- und Regeleinrichtungen), der
• Kalibrierung der Messstrecke (IT) vom Regler über Messleitung bis zum Thermoelement, den regelmäßigen
• Prüfungen der Systemgenauigkeit (System accuracy Test, SAT) der verbauten Messgeräte, Leitungen und Sensoren im Vergleich zu kalibrierten Referenzgeräten sowie mit der
• Dokumentation der Prüfzyklen zur Einhaltung der geforderten Qualitätsstandards.

Richtlinie 2006/42/EG, die Maschinenrichtlinie des Europäischen Parlaments

Um den freien Handel mit Maschinen innerhalb der Europäischen Union zu ermöglichen, hat das Europäische Parlament einheitliche Anforderungen an die Sicherheit von Maschinen und den Gesundheitsschutz der Bediener formuliert. Diese sind in der so genannten „Maschinenrichtlinie“ zusammengefasst und wenden sich an alle Hersteller, Inverkehrbringer (Importeure) und Betreiber von Maschinen und Anlagen.

Die Konstruktion einer Maschine unterliegt danach folgenden Bedingungen:

• Die Maschine ist mechanisch und elektrisch sicher gestaltet.
• Die Funktionale Sicherheit (z.B. sichere Steuerkreise) und eine sichere Bedienung sind gewährleistet.
• Die Maschine ist zum Zeitpunkt ihres Inverkehrbringens sicher.
• Sicherheits- bzw. Schutzeinrichtungen der Maschine dürfen nicht umgangen werden.
• Maschinen und Anlagen müssen von der Planung über den Betrieb bis hin zu späteren Modernisierungen die Maschinenrichtlinie erfüllen.
• Es existiert eine Technische Dokumentation und Betriebsanleitung, die die Benutzer bzw. Bediener der Maschine deutlich auf die gekennzeichneten, vorhandenen Restrisiken aufmerksam macht.
• Es sind Konformitätsbewertungen mit Risikobeurteilung durchzuführen; nach erfolgreicher Bewertung erklärt der Hersteller die Konformität der Anlage (CE-Konformitätserklärung) und darf das CE-Kennzeichen anbringen (CE = Communauté Européenne, Europäische Gemeinschaft).
  Bei einer unvollständigen Maschine stellt der Hersteller (als Nichtinverkehrbringer) nach erfolgreicher Bewertung eine „EG-Einbauerklärung“ aus und teilt dem Inverkehrbringer mit, welche Bedingungen noch zu erfüllen sind, bevor die Maschine Inverkehr gebracht, d.h. Inbetrieb genommen werden darf.
• Nur mit CE-Zeichen und CE-Konformitätserklärung oder EG-Einbauerklärung ist eine Maschine in der EU frei handelbar.

DIN EN ISO 12100: Sicherheit von Maschinen und Anlagen

Die DN EN ISO 12100 befasst sich mit allgemeinen Konstruktionsleitsätzen für Maschinen und Anlagen. Sie beschreibt grundlegende Gefährdungen beim Bau und Betrieb von Maschinen und hilft Gefährdungen zu identifizieren, deren Potenzial einzuschätzen und diese somit bei der Konstruktion zu berücksichtigen. Relevante Gefährdungen können mechanisch, elektrisch oder thermisch sein bzw. durch Lärm, Schwingungen, Strahlungen, Materialien oder auch durch eine unergonomische Konstruktion entstehen.

Im Rahmen einer Risikoanalyse nach DIN EN ISO 12100 identifiziert der Konstrukteur die relevanten Gefährdungen, strukturiert und bewertet die entstehenden Risiken und nimmt eine entsprechende Risikominderung in seiner Konstruktion vor. Danach wird die Gefährdungslage neu bewertet.

Sobald die Konstruktion in sich schlüssig und sicher scheint, werden zur weiteren Risikominderung technische und andere Schutzmaßnahmen entwickelt und abschließend Benutzerinformationen zur Risikominimierung definiert.

Je nach Prozess, Anwendung und Branche kommen weitere Technische Richtlinien, Standards bzw. Normen zur Anwendung wie zum Beispiel:

DIN EN 746 (Sicherheitsanforderungen an industrielle Thermoprozessanlagen)

Die DIN EN 746 regelt die allgemeine und spezifische Sicherheit von industriellen Thermoprozessanlagen. Die Industrienorm definiert insbesondere die Sicherheitsanforderungen an

• Feuerungen und Brennstoffführungssysteme,
• die Erzeugung und Anwendung von Schutz- und Reaktionsgasen, 
• Feuerverzinkungsanlagen,
• Salzbad-Wärmebehandlungseinrichtungen und -anlagen,
• Abschreckanlagen

sowie an deren spezifische Schutzsysteme.

DIN EN 17052-1 (Nutzraum in Wärmebehandlungsöfen)

Diese Industrienorm befasst sich mit der Temperaturgleichmäßigkeit im Nutzraum von Industrieöfen und Wärmebehandlungsanlagen und deren diesbezügliche Systemgenauigkeit: Im Gegensatz zum „Ofenraum“, der das Volumen des gesamten Innenraums eines Ofens beschreibt, definiert der „Nutzraum“ den tatsächlich für die Wärmebehandlung effektiv nutzbaren Raum, also den Ofenraum abzüglich Ladevorrichtungen und Sicherheitsabstände zu Türisolation, Heiz- und Luftführungselementen, Temperatursensoren etc..

ISO 50001 (Energiemanagement)

Die ISO 50001 unterstützt Unternehmen und Organisationen beim Aufbau eines systematischen Energiemanagements. In Deutschland ist eine Zertifizierung gemäß ISO 50001 bzw. DIN EN 50001 Voraussetzung für eine Teilbefreiung von der EEG-Umlage bzw. eine potenzielle Entlastung von der Strom- und Energiesteuer. Ziel der Norm ist es, ungenutzte Energieeffizienzpotenziale in energieintensiven Unternehmen zu erschließen, somit die Energiekosten zu verringern und den Ausstoß von Treibhausgasen (CO2-Fußabdruck) und andere negative Auswirkungen des Energieverbauchs auf die Umwelt zu reduzieren.

Das systematische Energiemanagement eines Unternehmens kann gemäß folgender Agenda konzipiert werden:

• Systematische Erfassung aller Energieflüsse im Unternehmen (Energiequellen, Energieeinsatz, Energieverbraucher)
• Bewertung des Status Quo der Effizienz der für den Energieverbrauch relevanten Anlagen und Einrichtungen sowie Prozesse und Tätigkeiten
• Definition von Zielgrößen für die energiebezogene Leistung
• Entwicklung, Planung und Umsetzung sowohl technischer Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz als auch strategischer und organisatorischer Managementansätze