Comparative Study: EN – ASME VIII

Comparative Study: EN 13445 – ASME VIII
Workshop on the Pressure Equipment Directive Bucharest, February, 2007 Dr. Reinhard Preiss TÜV Austria Krugerstrasse 16 A-1015 Vienna, Austria Tel Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Introduction Background: A harmonised standard related to a "New Approach" Directive does give the manufacturer the advantage of the presumption of conformity to the Essential Safety Requirements of the Directive itself, but to be accepted and applied, it must also bring economic and/or technical advantages. This study compares the economic and non-economic implications arising from the application of (a) EN 13445 and, (b) the ASME Boiler & Pressure Vessel Code plus major related codes when appropriate (TEMA, WRC Bulletins), for the design, manufacture, inspection and acceptance testing of 9 benchmark examples of unfired pressure vessels. Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Introduction The consortium which carried out the study, based on a contract with the EC / DG Enterprise, consists of TUV Austria and of Consorzio Europeo di Certificazione (CEC) – both are Notified Bodies according to the PED. The detailed design of the benchmark examples was performed by the consortium. To evaluate the economic factors concerning individual and/or serial production of the benchmark vessels, pressure equipment manufacturers from Italy, France, Germany and Austria took part as subcontractors. Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Benchmark Examples - Overview
Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Conformity Assessment
For estimation of the costs the following combinations of codes and conformity assessment routes were considered: EN and conformity assessment according to the PED (CE-marking).· ASME Section VIII (Division 1, Division 2 if applied) and conformity assessment according to ASME (U-stamp, or U2-stamp). ASME Section VIII (Division 1, Division 2 if applied) and conformity assessment according to the PED (CE-marking). The exercise is based on compliance with the corresponding requirements in a situation where there are no pre-existing qualifications or supplementary data which could be used from other similar equipment Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Conformity Assessment
In the case of application ASME Section VIII (Division 1, Division 2 if applied) and conformity assessment according to the PED additional requirements were made: Materials: material properties used in the design must be those affirmed by the material manufacturer. This may include hot tensile properties (yield strength according to ASME II Table Y-1), impact properties for carbon steel at MDMT but not higher than 20°C with a minimum value of 27J. Hydrostatic test Pressure: The hydraulic test pressure Ptest shall not be smaller than 1.43 PS, even if this requires an increase in wall thickness when an “equivalent design pressure Peq” given by Peq = Ptest x S/Sa/1,3 is greater than PS. The 1.25x.. requirement is not used, but if it would be the governing one, the NDT level is increased to at least 0.85. Permanent joining and NDT: welding operating procedures and personnel, NDT personnel: requirements as given in the PED have to be fulfilled Fatigue design: ASME unconservative for welded regions? Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Benchmark Example 1 – CNG Storage Tank

Benchmark Example 1 – CNG storage tank
DBA according to EN is advantageous in this case Higher costs for the ASME design are basically caused by higher material costs, due to larger wall thicknesses, and to some extent by the post weld heat treatment costs. A vessel according to ASME VIII Div.2 is considerably cheaper than one according to ASME VIII Div.1 due to the large differences in resulting wall thicknesses . Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Benchmark Example 1 – CNG storage tank
No considerable cost differences due to NDT Test coupons required for EN design, but not for ASME. Thus, higher costs for EN for this task. The additional costs for the ASME vessels if conformity assessment with the PED is required are rather small (some marginally increased wall thicknesses for ASME VIII Div.1, higher testing requirements for the materials) – presuming that the results of the material tests fulfil the requirements. In the case of ASME VIII Div. 2, no increase of the wall thicknesses due to hydraulic test pressure given by the PED is required. Benchmark Example 1 – CNG storage tank Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Benchmark Example 2 – Hydrogen Reactor
Diameter 2200 mm, cylindrical length app mm, hemispherical ends, max. allowable pressure 180 bar, max. allowable temperature 400°C. Forged courses: 11CrMo9-10 / EN ; SA-387 Gr. 22 Cl. 2. Welded courses: 12CrMo9-10 / EN ; SA-336 Gr. 22 Cl. 2. Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Differences in the design wall thicknesses (e.g. for the main cylindrical shell / forged courses 190 mm for EN DBF, 181 mm for ASME VIII Div.1, and 151 mm for ASME VIII Div. 2; and for the main cylindrical shell / welded courses 124 mm for EN 13445 DBF, 181 mm for ASME VIII Div.1, and 151 mm for ASME VIII Div. 2) are mainly caused by the different allowable stresses. Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

The costs are do mainly depend on the wall thicknesses, there are no considerable cost differences due to NDT, and test coupons required for both routes. Again, the additional costs for the ASME vessels if conformity assessment with the PED is required are rather small (some marginally increased wall thicknesses for ASME VIII Div.1, higher testing requirements for the materials) – presuming that the results of the material tests fulfil the requirements. In the case of ASME VIII Div. 2, no increase of the wall thicknesses due to hydraulic test pressure given by the PED is required. Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Benchmark Example 4 – Stirring Vessel

A fatigue analysis was performed for the fluctuating load components of the stirrer, considering a requirement of an infinite number of load cycles. A fatigue analysis for the upper end, leading to the allowable number of (specified) batch cycles, was also performed. The fatigue results differ substantially: the required reinforcement of the mounting flange to obtain stresses which result in a design for an infinite number of load cycles is different for the two code routes. Furthermore, the allowable number of batch cycles according to EN is 13100, but that according to ASME is 2x108. Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Since the material SA-240 Grade 316Ti is not allowed for application of ASME VIII Div. 2, and the allowable stress of SA 240 Grade 316L is considerably lower, the application of ASME VIII Div. 2 would generally lead to larger wall thicknesses for the shells and ends. Thus, application of ASME VIII Div. 2 is not economic in this case. Inner body of the vessel: differences in the design wall thicknessess are mainly caused by different design methods for external pressure (EN design: 11 mm wall thickness, two reinforcing rings 25x125 mm; ASME design: 15 mm wall thickness, two reinforcing rings 30x160 mm). Inner dished end: differences in the design wall thicknessess also mainly caused by the different design methods for external pressure (EN design: 15 mm wall thickness; ASME design: 23 mm wall thickness). Benchmark Example 4 – Stirring Vessel Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

The higher costs for the ASME designs are basically caused by higher material costs due to larger wall thicknesses, and thus higher fabrication costs. These are partly compensated by lower costs for NDT and for test coupons, since the NDT requirements according to ASME are lower than those according to EN (for the chosen weld joint efficiency) and due to the fact that no test coupons are required for the ASME route. The additional costs for the ASME vessels if PED conformity assessment is required are rather small and are mainly caused by higher material costs due to the required increased wall thickness for the lower end and the costs for an additionally required pad at a nozzle. Due to the moderate service temperature no hot tensile test is required, and no additional impact testing is considered necessary for the austenitic steels used. Thus, the additional costs for material testing are negligible. Benchmark Example 4 – Stirring Vessel Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Overall Summary The project has considered application of the new harmonised standard EN and the ASME VIII design procedures to a set of 9 example cases which covered a wide range of pressure vessel types, designs, materials and fabrications . The overall basis for comparison was one of economic cost. A procedure was used which allowed fair comparison of three routes: EN 13445, ASME + U-stamp, ASME + PED. While the consortium performed the design, several EU manufacturers were involved in the project to assess the costs. Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Overall Summary – Cost Comparison Table

Overall Summary Material costs are frequently greater using the ASME code. In some cases, savings attributable to lower material costs with EN are partly offset by additional costs of weld testing and NDT when compared with ASME requirements. For standard refinery heat exchangers no notable costs differences are reported (if TEMA requirements are considered). In some cases the reported costs differences for different manufacturers are larger than the cost differences resulting from the application of the various code routes. PWHT costs are frequently higher for ASME design, since the PWHT requirements depend on the wall thicknesses. Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Overall Summary Use of Design-by-Analysis according to EN Annex B can decrease the material costs considerable in some cases, especially for more advanced or complex design or in serial production. The increased design costs are easily compensated by the savings for materials and – if applicable – by the savings of the post weld heat treatment costs. According to the cost estimations of the manufacturers, the extra costs for ASME designs to meet the PED requirements are in general small for the approach used in the study. Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Overall Summary Fatigue design according to ASME Div. VIII Sec. 2 Appendix 5 for welded regions is considered to be non-conservative in comparison with procedures in major European pressure vessel codes (e.g. EN 13445, AD-Merkblatt, PD 5500) and the underlying experimental results. Thus, ASME fatigue design for these regions is not considered to meet the requirements of PED Annex I. Taking this into account, the results of alternative design procedures may be required for fatigue evaluation, i.e. re-assessment of the fatigue life using a European approach would be desirable in practice, but was not performed within this study. Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Discussion on ASME reply
According to the paper “Design Fatigue Life Comparison of ASME Sec. VIII and EN vessels with welded region” by Kalnins et.al. ([1], PVP 2006-ICPVT-11) fatigue strength reduction factors shall be used, e.g. the ones given in WRC Bulletin 432. In the opinion of the authors of the Comparative study, in the ASME code itself this is stated for fillet weld but no there is no hint to use such factors for full penetration welds. In a mayor code, it should be stated unambiguous if such factors shall be used and also the reference where to find such factors shall be given. Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

According to the paper “Comparison of Pressure Vessel Codes ASME Section VII & EN 13445” by Antalffy et.al. ([2], PVP 2006-ICPVT-11) the vessel manufacturers providing cost estimates in the study are not based in countries which produce the majority of pressure vessels in the world (Japan, Korea, USA). According to [2], the size and quantity distribution of vessels used in the Comparative Study is generally not representative of typical chemical, petrochemical or petroleum process facilities. The greater part of the total cost of pressure vessels is attributed to only a relatively small number of the higher end pressure vessels. For these high end vessels ASME Section VIII Div. 3 can be used, which reduces wall thickness and cost by up to 15 percent over present Division 2 requirements. Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

According to [2] a review of the EN standard has shown several important and innovative features. The ASME is in the process of rewriting Section VIII, Division 2, which will make a range of Division 2 vessels even more competitive with the EN standard. This rewrite is an opportunity to incorporate the latest advances in pressure vessel design, as well as new and innovative features that will enable the ASME Code to remain the preeminent pressure vessel standard. The survey presented in [2] concluded that throughout the global industry there is a strong preference to use the ASME codes for pressure vessel design and manufacturing. Even though the PD5500 or EN may have a few specific areas or cases where there is a small economic advantage, when considering the overall aspects of the entire organization, plant, or project cost, the ASME code seems to provide a better overall advantage. Normtext ISO 9001 4.1 Verantwortung der Leitung 4.1.1 Qualitätspolitik Die oberste Leitung des Lieferanten muß ihre Qualitätspolitik, eingeschlossen ihre Zielsetzungen und ihre Verpflichtung zur Qualität, festlegen und dokumentieren. Die Qualitätspolitik muß relevant für die organisatorischen Ziele des Lieferanten sowie für die Erwartungen und Erfordernisse seiner Kunden sein. Der Lieferant muß sicherstellen, daß diese Politik in allen Ebenen der Organisation verstanden, verwirklicht und aufrechterhalten wird. 4.1.2 Organisation Verantwortung und Befugnis Die Verantwortung, Befugnis und die gegenseitige Beziehung von Personal mit leitender, ausführender und prüfender Tätigkeit, welche die Qualität beeinflußt müssen festgelegt und dokumentiert sein, insbesondere für jenes Personal, welches die organisatorische Unabhängigkeit und Befugnis benötigt, um a) Vorbeugungsmaßnahmen gegen mögliche Fehler bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System zu veranlassen; b) Probleme bei einem Produkt, Prozeß oder beim QM-System festzustellen und aufzuzeichnen; c) Problemlösungen nach festgelegten Abläufen zu veranlassen, zu empfehlen oder vorzusehen; d) die Verwirklichung von Problemlösungen zu verifizieren; e) die weitere Behandlung, Auslieferung oder Montage fehlerhafter Produkte so lange zu überwachen, bis die Unzulänglichkeit oder der unbefriedigende Zustand behoben sind.

Comparative Study: EN 13445 – ASME VIII
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