Sie haben eine Artikelnummer, die nicht mehr auffindbar ist. Der Kostenvoranschlag sieht acht Monate vor. Die nächste Blockaufhaltung ist in achtzehn. Und niemand, der mit dem Vorgang befasst ist, kann sagen, ob diese Artikelnummer tatsächlich nicht mehr lieferbar ist oder in diesem Quartal lediglich schwer zu beschaffen ist.
Diese Situation ist im Kernkraftwerkspark an der Tagesordnung und verursacht aus einem ganz bestimmten Grund hohe Kosten: Die meisten Entscheidungen über den Austausch werden getroffen, ohne dass zuvor die notwendigen Überprüfungen durchgeführt wurden. Eine noch funktionsfähige Anlage wird ausgetauscht. Es werden technische Umbauten in Angriff genommen, deren Kosten den Preis des Geräts übersteigen. In der Phase der Neukvalifizierung wird eine Anschlussabweichung entdeckt, die zuvor niemand bemerkt hatte.
Dieser Leitfaden orientiert sich an den Referenzdaten, die Sie vor Ort haben, und nicht an einem Produkt, das verkauft werden soll. Sein Ziel ist einfach: Ihnen Zeit bei den vier entscheidenden Schritten zu sparen – prüfen, bewerten, vergleichen, auswählen.
Kurz gesagt: Der Austausch eines veralteten Druckmessumformers für den Nuklearbereich setzt voraus, dass man von der bereits installierten Referenz ausgeht: Messart, kalibrierter Messbereich, Ausgangssignal, Prozess- und Elektroanschlüsse, Sicherheitsklasse und Qualifikationsanforderungen. Je nach Anwendung wird die Alternative analog sein – um die technologische Kontinuität zu wahren – oder digital, wenn dies erforderlich ist. Die sicherste Methode ist nach wie vor die Analyse von Messpunkt zu Messpunkt.
Die Veralterung von Mess- und Regeltechnik (I&C) lässt sich nicht vermeiden. Laut einem Bericht des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) für das US-Energieministerium sind mehr als 70 % der elektronischen Bauteile bereits vor der ersten Inbetriebnahme des Systems veraltet. Die Veralterung beginnt somit bereits bei der Inbetriebnahme und verschärft sich mit zunehmendem Alter der Anlage.
Bei einem Druckmessumformer spielen mehrere Faktoren eine Rolle:
Diese Faktoren verursachen Kosten, die oft unterschätzt werden. Der ORNL-Bericht nennt mehrere Faktoren, die zu Kostensteigerungen führen: Aufschläge für Ersatzteile und den Support für ältere Systeme, Kosten für das Reverse Engineering, wenn der Originalhersteller eine Produktlinie einstellt, sowie die Entwicklung von Ersatzteilen für veraltete Konstruktionen. Eine lineare Hochrechnung der aktuellen Ausgaben unterschätzt daher die tatsächliche künftige Belastung.
Ein nützlicher Anhaltspunkt hinsichtlich des Umfangs: Ein Kernkraftwerksblock verfügt in der Regel über 400 bis 600 Druck- und Differenzdruckmessumformer. Bei dieser Größenordnung stellt ein weit verbreitetes Referenzmodell ein Risiko für die Verfügbarkeit dar und ist kein Einzelfall beim Austausch.
Schließlich gibt es einen zeitlichen Zwang, den niemand verkürzen kann. Die Bestellung von qualifiziertem Nukleargerät ist mit langen Lieferzeiten verbunden, und die Zeitfenster für die Arbeiten werden durch die Blockaufenthalte festgelegt, die Jahre im Voraus geplant werden. Eine um ein Quartal aufgeschobene Entscheidung kann zu einer Verschiebung um mehrere Jahre führen – oder zu einer Ausnahmeregelung, die begründet werden muss.
Fuji Electric France unterstützt Sie bei solchen Herausforderungen – von im Bau befindlichen Kraftwerken über Sanierungsmaßnahmen bis hin zu Stilllegungsprojekten – siehe unsere Messtechnik-Lösungen für die Nuklearindustrie.
Bestimmte Produktfamilien tauchen regelmäßig in den Berichten zur Veralterung auf, da sie in den 1970er bis 1990er Jahren in großem Umfang eingesetzt wurden:
Diese Liste dient dazu, die zu prüfenden Referenzen zu identifizieren, nicht aber, Schlussfolgerungen zu ziehen. Der Status jeder Referenz liegt allein in der Verantwortung des jeweiligen Herstellers: Eine Produktreihe kann vollständig eingestellt, modellweise teilweise eingestellt oder einfach in die Wartungsphase übergehen, ohne dass weitere Weiterentwicklungen erfolgen. Fuji Electric äußert sich nicht zum Lebenszyklus von Produkten anderer Hersteller.
Das ist der Schritt, der am häufigsten übersprungen wird – und der am meisten unnötige Ausgaben verhindert.
Drei Zuverlässigkeitsstufen, von der höchsten bis zur niedrigsten. Maßgeblich sind die offiziellen Bekanntmachungen des Herstellers zum Auslaufen eines Produkts mit den jeweiligen letzten Bestellterminen. Danach folgen die Produktseiten und Lebenszyklusangaben des Herstellers. Schließlich kommen die Kataloge von Distributoren, Restpostenhändlern und Verkaufsunterlagen Dritter, deren Angaben zur Veralterung nicht überprüfbar und mitunter ungenau sind – keine davon reicht aus, um eine technische Änderung zu rechtfertigen.
Zwei Vorbehalte ergänzen diese Einstufung.
Die Aufnahme in den Katalog ist kein Beweis für eine aktive Produktion. Eine Produktreihe kann weiterhin im Katalog aufgeführt sein – einschließlich des technischen Datenblatts –, obwohl die Fertigung eingestellt wurde und nur noch das Datenblatt vorhanden ist. Der einzige verwertbare Nachweis ist eine schriftliche Zusage des Lieferanten bezüglich der Verfügbarkeit und der Lieferzeit für die genaue Konfiguration Ihrer Artikelnummer.
Die Hersteller denken in Phasen, nicht in Schwarz-Weiß-Kategorien. Mehrere Hersteller veröffentlichen ein Lebenszyklusmodell mit vier Phasen – aktiv, Wartung, eingeschränkter Support, veraltet –, wobei jede Phase ein anderes Serviceniveau beinhaltet. Dies gilt beispielsweisefür ABB, dessen Modell öffentlich zugänglich ist. Diese Abstufung liefert Ihnen zeitliche Informationen: Bei einer Referenz in der Wartungsphase ist kein sofortiges Handeln erforderlich, bei einer Referenz im eingeschränkten Support muss hingegen geplant werden. Genau dies ermöglicht es, die Austauschmaßnahmen auf mehrere Blockabschaltungen zu verteilen, anstatt alles auf einmal bewältigen zu müssen.
Es gibt keine allgemeingültige richtige Antwort. Beide Technologien sind sinnvoll, und die Entscheidung muss von Fall zu Fall getroffen werden.
Der Verbleib bei analogen Systemen ist dann gerechtfertigt, wenn Kontinuität Vorrang hat: einfache Architektur, bewährte Zuverlässigkeit, direkte Wartung, keine integrierte Firmware. Analoge Systeme begrenzen Änderungen an Betriebsabläufen und Qualifizierungsunterlagen und verringern die Anfälligkeit gegenüber Cybersicherheitsanforderungen sowie gegenüber softwarebedingten Ausfällen gemeinsamer Ursache. Bei nicht sicherheitsrelevanten Anwendungen ist dies oft der kostengünstigste Weg unter Berücksichtigung der Gesamtkosten. Unsere RCC-E-zertifizierten analogen Drucksensoren für den Nuklearbereich erfüllen diese Anforderungen.
Die Umstellung auf digitale Technik ist dann sinnvoll, wenn die Anwendung einen echten Nutzen daraus zieht: Bedarf an integrierten Diagnosefunktionen, Fernkonfiguration, höherer Präzision oder besserer Regelbarkeit, Integration in eine modernisierte Steuerungsarchitektur oder wenn das Modernisierungsprojekt bereits eine umfassendere Neugestaltung der Steuerung und Regelung vorsieht.
Was die Digitalisierung mit sich bringt, muss man jedoch auch in Kauf nehmen: Anforderungen an die Cybersicherheit, die langfristige Verwaltung der Firmware, die Berücksichtigung von Softwarefehlern mit gemeinsamer Ursache, die Schulung der Teams, überarbeitete Verfahren, mögliche Auswirkungen auf die Lizenzierung sowie kürzere Produktlebenszyklen. Der ORNL-Bericht dokumentiert diese Einschränkungen.
Die richtige Frage lautet also nicht „analog oder digital?“ im Allgemeinen, sondern: Welche Technologie eignet sich für diesen konkreten Messpunkt unter Berücksichtigung seiner Sicherheitsklasse, seiner Umgebung und der Auswirkungen auf den gesamten Lebenszyklus?
Bei einem veralteten Messumformer gibt es vier mögliche Vorgehensweisen. Diese schließen sich nicht gegenseitig aus: In einem gemischten Bestand werden oft mehrere davon kombiniert.
Zu diesen vier Möglichkeiten kommt eine oft vergessene Alternative hinzu: gar nichts zu ersetzen. Solange das Modell noch unterstützt wird, ist die Verlängerung der Betriebsdauer mit einem geeigneten Wartungsplan nach wie vor die wirtschaftlichste Lösung. Deshalb muss vor der Wahl der Vorgehensweise immer zunächst der Status überprüft werden.
Ein Ersatzteil sollte niemals allein anhand der Modellnummer ausgewählt werden. Folgende Punkte sind Punkt für Punkt zu überprüfen:
Bei Messstellen, die eine Sicherheitsfunktion erfüllen, kommen zu diesen Kriterien noch spezifische Anforderungen hinzu, die in unserem Artikel über die 6 wesentlichen Kriterien zur Gewährleistung einer Sicherheitsfunktion mit einem Drucksensor näher erläutert werden.
Immer in dieser Reihenfolge: (1) die Referenznummer ermitteln und den tatsächlichen Status der Referenz überprüfen, (2) die Anwendung analysieren, (3) die Risikoklasse bestimmen, (4) den Ersatzweg auswählen, (5) die Nachweisdokumente zusammenstellen, (6) den Lieferanten auswählen. Das Überspringen der Statusprüfung oder der Anwendungsanalyse ist die häufigste Fehlerquelle.
⚠️ Ersetzen Sie das Gerät nicht allein auf der Grundlage der Artikelnummer „
“.
Zwei Geräte derselben Produktfamilie können sich hinsichtlich ihres Leistungsbereichs, ihrer Konfiguration, ihrer Anschlüsse, ihrer Materialien, ihrer Montage und ihrer Qualifikationsstufe unterscheiden. Die Entscheidung muss auf der vollständigen Modellbezeichnung, dem Datenblatt, dem Typenschild und den Anforderungen der jeweiligen Anwendung basieren.
Der Kaufpreis ist nur ein Teil der Kosten. Hinzu kommen technische Anpassungen, die Qualifizierung, die Auswirkungen auf die Blockabschaltung und die Wartung. Der ORNL-Bericht gibt eine Größenordnung für die Kosten von technischen Bewertungen und Genehmigungsverfahren an: 50.000 bis 100.000 Dollar bei geringer Komplexität, 250.000 Dollar bis zu mehreren Millionen bei mittlerer Komplexität und darüber hinaus noch mehr. In vielen Fällen sind die Kosten für die technischen Anpassungen höher als die für die Komponenten.
Das ist das entscheidende Argument für eine gut gewählte Äquivalenz: Sie minimiert den Aufwand für Änderungen, die Neuklassifizierung und die Auswirkungen auf die Dokumentation.
Für jede Komponente: Technisches Datenblatt und vollständiger Modellcode; vom Hersteller ausgestellter Nachweis des Lebenszyklusstatus sowie schriftliche Zusicherung hinsichtlich Verfügbarkeit und Lieferfrist; Qualifikationsunterlagen (RCC-E, K3/K3-ad, je nach Fall); Erdbeben- und Strahlungssicherheit; elektromagnetische Verträglichkeit; Qualitätssicherung und Rückverfolgbarkeit; Daten zur langfristigen Verfügbarkeit; Robustheit der Lieferkette; Referenzen zum Betrieb in vergleichbaren Umgebungen.
Dieses Dossier schützt sowohl die Sicherheit als auch das Budget. Es verhindert böse Überraschungen in der Phase der Umnutzung, wenn diese am teuersten sind.
Die Matrix wird auf der Grundlage der dokumentarischen Belege von Fall zu Fall erstellt.
| Lage | Risikoklasse | Empfohlene Route | Erforderliche Nachweise |
|---|---|---|---|
| Ungewisser Status | Noch festzulegen | Vor jeder Entscheidung den Status prüfen | Bestätigung des Herstellers, Verfügbarkeitszusage |
| Festgelegte Referenz, nicht sicherheitsrelevante Anwendung | Gering / mäßig | Funktionale, analoge oder digitale Äquivalenz je nach Bedarf | Modellnummer, Datenblatt, Kalibrierpunkte |
| Festgelegte Referenz, raue Umgebung | Hoch | Qualifizierter Messwertgeber, dokumentierte Gleichwertigkeit | Zulassung, Erdbeben- und Strahlenschutzsicherheit |
| Konstruktor ohne Unterstützung | Variable | Funktionale Äquivalenz | Technisches Datenblatt, Typenschildangaben |
| 10–50-mA-Schleifen | Gering / mäßig | Äquivalenz mit kompatiblem Ausgang | Schleifenkonfiguration, Stromversorgung |
Fuji Electric France entwickelt und fertigt in Frankreich ein umfassendes Sortiment an für den Einsatz in Kernkraftwerken zugelassenen Druckmessumformern, sowohl in analoger als auch in intelligenter Ausführung. Dieses doppelte Angebot ermöglicht es, die für die jeweilige Anwendung geeignete Technologie auszuwählen, ohne eine Umstellung vorzuschreiben oder zu verbieten.
| Maßnahme | Intelligente Version | Analoge Version |
|---|---|---|
| Druckdifferenz | FKC – NC – K3 | FYC – K3-ad |
| Relativer Druck | FKG – NC – K3 | FYG – K3-ad |
| Absoluter Druck | FKA – NC – K3 | FYA – K3-ad |
| Differential mit Trennwänden | FKD – NC – K3 | FYD – K3-ad |
| Relativ mit Trennzeichen | FKB – NC- K3 | FYB – K3-ad |
| Absolut mit Trennzeichen | FKM – NC – K3 | - |
| Relativer Hochdruck | FKR – NC – K3 | - |
Diese Messumformer decken auch die Füllstandsmessung mittels hydrostatischem Druck sowie die Durchflussmessung mittels Differenzdruck an einem Durchflussbegrenzer ab. Das zugehörige Zubehör – 2-, 3- oder 5-Wege-Verteiler, elektrische Steckverbinder für den Nuklearbereich, Montagehalterungen, Hoch-/Niederdruck-Umschalter und Anzeigen – erleichtert die Anpassung an eine bestehende Anlage.
Zulassungen: Konformität mit RCC-E (NC), Ausgabe 2019, einschließlich Erdbebensicherheit (TAS), Zulassungen K3-A/1E und K3-ad/1E, seismisches Komponentenspektrum bis zu 35 G, Bestrahlungsqualifikation TID 50 kGy mit Integrität bis zu 65 kGy, aufrechterhaltene Leistungsfähigkeit unter Unfallbedingungen (LOCA, hohe Temperaturen), ANFL-qualifizierte Elektronik gemäß IEC 62671, Sicherheit SIL2 / SIL3 gemäß IEC 61508 und 61511, EDF- und Framatome-Zulassungen (QN100 / QN200 / QN300), Qualitätsmanagementsystem nach ISO 19443, ISO 9001 und ISO 14001.
Fuji Electric verspricht keinen universellen „Plug-and-Play“-Austausch und behauptet keine Gleichwertigkeit ohne Nachweis. Der Ansatz besteht in einer technischen Überprüfung von Parameter zu Parameter, wobei qualifizierte Alternativen vorgeschlagen werden, sofern die Dokumentation dies zulässt – auch wenn die Schlussfolgerung lautet, dass vorerst kein Austausch erforderlich ist. Die Einzelheiten zu den Typenbezeichnungen und Anschlüssen sind im Produktprogramm für nukleare Drucksensoren aufgeführt.
Sie benötigen keine vollständigen Unterlagen, um die Analyse zu starten. Eine Referenz, eine Liste mit Kennzahlen oder ein Datenblatt reichen aus.
Senden Sie uns Ihre Artikelnummer, Ihre Tag-Liste oder Ihr Datenblatt. Unsere Experten senden Ihnen eine erste technische Einschätzung zurück: Was muss tatsächlich ersetzt werden, was kann noch warten, worauf ist zu achten, welche Informationen müssen zusammengestellt werden und welcher Weg ist in Ihrem Fall der einfachste – analoge Äquivalenz, kontrollierte digitale Migration oder eine spezifische Lösung. All dies, bevor Sie eine Beratung in Auftrag geben oder Änderungen vornehmen.
Das hängt von der installierten Messstelle ab: Messart, Messbereich, Signal, Anschlüsse, Sicherheitsklasse und Qualifikationsanforderungen. Je nach Anwendungsfall wird eine analoge Lösung gewählt, um die technologische Kontinuität zu gewährleisten, oder eine digitale, wenn dies erforderlich ist.
Indem man beim Hersteller eine offizielle Bestätigung über die Einstellung des Vertriebs oder eine schriftliche Zusicherung der Verfügbarkeit einholt. Die Aufnahme in den Katalog ist kein Beweis für eine aktive Produktion, und die Angaben bei Händlern sind rein werblicher Natur. Eine Produktreihe kann auch Modell für Modell eingestellt werden.
Beide sind je nach Kontext relevant. Die analoge Lösung gewährleistet Kontinuität und begrenzt die Auswirkungen in Bezug auf Umrüstung, Cybersicherheit und Abläufe. Die digitale Lösung bietet Diagnosefunktionen, Fernkonfiguration und Integration, erfordert jedoch zusätzliche Anforderungen hinsichtlich Firmware, Schulung und Lebenszyklus.
Weit mehr als nur das Gerät. Technische Anpassungen, Qualifizierung, Blockabschaltung und Wartung kommen zum Kaufpreis hinzu. Die Kosten für technische Bewertungen und Zulassungsverfahren können die Kosten für die Komponenten übersteigen, weshalb die Wahl einer gut dokumentierten Äquivalenz von entscheidender Bedeutung ist.
Technisches Datenblatt und vollständiger Modellcode, Nachweis des Lebenszyklusstatus, Qualifikationsunterlagen, Erdbeben- und Strahlungssicherheit, elektromagnetische Verträglichkeit, Qualitätssicherung, Daten zur langfristigen Verfügbarkeit und vergleichbare Betriebsreferenzen.
Antonin LE MAY
Fachmann für Umwelt und Industrietechnologien
