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Dichtungskennwerte für die Flanschberechnung

Druckgeräterichtlinie 97/23/EG

Druckgeräterichtlinie 97/23/EG

Für die Bestätigung der sicheren Funktion einer Flanschverbindung sind Dichtheitsnachweise und Festigkeitsnachweise durchzuführen. Bei Dichtheitsnachweisen muss der Nachweis erbracht werden, dass die Konstruktion aus dem System Flansch, Dichtung und Schraube sicherstellt, dass die zulässigen Leckagen sowohl im Einbauzustand als auch während des Betriebes nicht überschritten werden. Allerdings ist der Dichtheitsnachweis nicht in allen Regelwerken möglich, weil die Berechnungsverfahren und Materialkennwerte auf Erfahrungs- und Schätzwerte aufbauen (Taylor Forge-Verfahren) z. B. AD 2000, ASME Code Sect. VIII Div. 1. Das Europäische Regelwerk über Flanschberechnungen, insbesondere mit der Normenreihe EN 1591, ist jedoch hierfür geeignet und bereits in Europäische Regelwerke für Druckbehälter (EN 13445) und Rohrleitungen (EN 13480) etalbiert. Das Berechnungsverfahren nach EN 1591-1 wird insbesondere dann angewandt, wenn

  • unterschiedliche thermische Belastungen eine wesentliche Rolle spielen, die Schraubenspannungen durch die Anwendung eines definierten Anzugsverfahren kontrolliert werden,
  • signifikante zussätzliche Belastungen (Kräfte und Momente) auftreten und
  • die Dichheit von besonderer Bedeutung ist bzw. nachgewiesen werden muss.

Auswahl geeigneter Dichtungen
Als Vorraussetzung für die richtige Funktion der Flanschverbindung sind u. a. für den Einsatzzweck geeignete Dichtungen mit entsprechenden Dichtungskennwerten asuzuwählen. Neben dem Dichtungstyp sind auch die Langzeiteigenschaften wie Beständigkeit gegen das abzudichtende Fluid und die Änderung der Abdichteigenschaften bei längerem Einsatz zu bewerten. Die für die Berechung nach EN 1591 erforderlichen Kennwerte hinsichtlich der Abdichteigenschaften werden für Dichtungen nach der EN 13555 ermittelt. Andere Dichtungskennwerte die für Berechnungen nach dem Taylor-Forge-Verfahren verwendet werden (AD 2000-Regelwerk, ASME Code) beruhen auf Erfahrungen und Schätzungen.

Dichtungskennwerte nach EN 13555
Die Dichtungskennwerte wird in einem festgelegten Verfahren unter Laborbedingungen unter idealisierten Prüfbedingungen ermittelt. Grundlage dieser Prüfung sind die entsprechenden Stauch-, Leckage- und Relaxationsversuchen nach EN 13555. Die Dichtungskennwerte müssen die Abdicht- und Verformungseigenschaften der Dichtung ausreichend beschreiben. Nach dem neuen Konzept der Flanschberechnung nach EN 1591 werden die Dichtungskennwerte in die Flanschberechnung mit einbezogen, um die Dichtheit und Festigkeit der Flanschverbindung zu gewährleisten. So werden z. B. sowohl für den Einbau- als auch für den Betriebszustand Grenzwerte der Flächenpressung gefordert, die den zulässigen Bereich angeben.

Dichtheitsklassen
Grundlage für die Dichtungskennwerte sind die definierten Dichtheitsklassen, die sich an bestimmte spezifischen Leckageraten orientieren. Die Dichtungskennwerte werden unter unterschiedlichen Prüfbedingungen (verschiedene Prüfdruck und Pressungen) die Abdichtungseigenschafen im Innendruckversuch ermittelt und den Dichtheitsklassen zugeordnet. Aufgrund dieser Zuordnung kann durch den rechnerischen Nachweis, dass die Grenzen der Dichtungskennwerte eingehalten werden, die entsprechende spezifische Leckagerate der Flanschverbindung garantiert werden.

Weiterführende Informationen

Fachbeitrag mit Tabellen und weiteren Informationen

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