1. Einführung

Anlagenbau

Der Anlagenbau ist ein interdisziplinäres Feld des Ingenieurwesens, das sich mit der Planung, Entwicklung und Realisierung technischer Anlagen befasst. Je nach Art der Anlage sind verschiedene technische Fachrichtungen involviert, darunter Verfahrenstechnik, Energietechnik, Versorgungstechnik, Produktionstechnik, Maschinenbau und Elektrotechnik.

Im Anlagenbau werden einzelne technische Komponenten zu einem Gesamtsystem kombiniert, das spezifische Aufgaben erfüllt. Diese Aufgaben ergeben sich aus dem übergeordneten Prozess, den die Anlage unter bestimmten Rahmenbedingungen umsetzen soll. Zunächst werden die einzelnen Prozessschritte analysiert, ihre Steuerbarkeit sichergestellt und die erforderliche apparative Gestaltung entwickelt. Durch gezielte Verknüpfung, Anpassung und Optimierung der technischen Komponenten entsteht ein schlüssiges Prozesskonzept. Erst durch die Integration der Versorgungs- und Entsorgungseinrichtungen sowie der Steuerungs- und Überwachungssysteme wird daraus ein vollständiges Anlagenkonzept. Zudem sind Aspekte wie Abfallvermeidung, Emissionskontrolle (Abgas- und Abwasserreinigung) sowie Arbeitssicherheit essenzielle Bestandteile einer nachhaltigen Anlagenplanung.

Die Umsetzung eines Projekts im Anlagenbau ist in der Regel ein einmaliges, individuell zugeschnittenes Vorhaben, das sich deutlich von der industriellen Serienfertigung unterscheidet. Es weist einen projektbasierten Charakter mit klar definierten Zielen sowie begrenzten Ressourcen in Bezug auf Zeit, Budget und Personal auf. Diese Rahmenbedingungen variieren je nach Auftrag und erfordern maßgeschneiderte Lösungen.


Apparatebau

In der Verfahrenstechnik bezeichnet ein Apparat eine technische Vorrichtung zur Umwandlung von Stoffen und/oder Energie, die – im Gegensatz zu einer Maschine – kaum oder gar keine mechanische Arbeit aufnimmt oder abgibt. Auch im Gegensatz zu einem Gerät verarbeitet ein Apparat nur geringfügige Signale. Daher verfügen die meisten verfahrenstechnischen Apparate über keine oder nur wenige bewegliche, nach außen geführte Bauteile wie Wellen, Achsen oder Stangen. Falls bewegliche Teile vorhanden sind, haben sie nur eine untergeordnete Funktion für den eigentlichen Prozess. Apparate finden breite Anwendung in der Chemietechnik, Biotechnologie, Energietechnik sowie in vielen weiteren Bereichen der Verfahrenstechnik.

Der Apparatebau ist ein Teilgebiet des Ingenieurwesens, das sich mit der Auslegung, Konstruktion und Fertigung von Apparaten befasst. Um diese zu entwickeln, sind neben detaillierten Kenntnissen der ablaufenden Prozesse insbesondere Fachwissen in den Bereichen Konstruktionslehre, Festigkeitslehre, Werkstoffkunde, Wärmeübertragung und Strömungsmechanik erforderlich. Viele Apparate sind Druckbehälter und unterliegen somit strengen Sicherheitsanforderungen die in europäischen Richtlinien wie der Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU festgelegt sind. Zudem gibt es Normen und Regelwerke wie DIN- und EN-Normen sowie das AD 2000-Regelwerk, das detaillierte Vorgaben und Standards für die sichere Konstruktion und den Betrieb dieser Apparate enthalten.


Druckbehälter

Druckbehälter sind geschlossene Behälter, die dazu dienen, Gase oder Flüssigkeiten unter Druck zu speichern oder zu transportieren. Sie kommen in zahlreichen Industriebereichen zum Einsatz, darunter Chemie-, Energie-, Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Die Konstruktion von Druckbehältern erfordert besondere Sorgfalt, da der innere Überdruck zu erheblichen mechanischen Belastungen führt. Daher müssen sie aus geeigneten Werkstoffen gefertigt und nach anerkannten Normen wie der EN 13445, dem ASME Code oder dem AD 2000-Regelwerk konstruiert und geprüft werden. Im Gegensatz zu Druckgasbehältern und Transportbehältern für gefährliche Güter, in denen unter Druck stehende und andere gefährliche Fluide befördert werden, ist der Betrieb von Druckbehältern in den meisten Fällen einem bestimmten Aufstellungsort zugewiesen. Je nach Einsatzgebiet können Druckbehälter zylindrisch, kugelförmig oder in Sonderformen ausgeführt sein und unterliegen je nach Betriebsdruck, Volumen und Medium unterschiedlichen Sicherheitsanforderungen.

Beispiel für einen Druckbehälter in MDESIGN

Druckbehälter können in Bezug auf ihre Funktion wie folgt eingeteilt werden:

  • Lagerbehälter für Gase (Flüssiggaslagerbehälter, verflüssigte tiefkalt gelagerte Gase),
  • Druckluftbehälter,
  • Silos mit Druckluftbeaufschlagung zur pneumatischen Förderung von körnigen Gütern (Silobehälter auf LKW),
  • Tankauflieger / -container welche unter pneumatischen Druck entladen werden
  • Druckspeicherbehälter (Hydraulikspeicher, Membranausdehnungsbehälter, Windkessel),
  • Erhitzer in einer Thermalölanlage,
  • Abscheider, Sammler, Filter (Wasserabscheider),
  • Wärmeübertrager (Kondensatoren, Verflüssiger),
  • Verfahrenstechnische Behälter und Apparate (Rührwerksbehälter, Kolonnen),
  • beheizte oder gekühlte Druckbehälter als Bestandteil einer Anlage (dampfbeheizte Zylinder in der Papierherstellung, Plattenfroster)
  • Reaktordruckbehälter von Kernkraftwerken
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