Gestaltung von Flanschverbindungen mit Flanschen unterschiedlicher Werkstoffe

Problemschnittstelle Flanschverbindungen mit Flanschen unterschiedlicher Werkstoffe

 

Fachbeitrag über die speziellen Problemstellungen der Schnittstelle Flanschverbindung mit Flanschen unterschiedlicher Werkstoffe, hier Stahlflansch zu GFK-Flansch Verbindungen.

 

Herbert Gerhards

Engineering & Business Service

www.ebs-hg.com

 

Juli 2011

 

Bild 1.0 Klöpperboden mit Stahlflansch DN3600 PN6 EN 1092-1 Typ 11 an GFK Bund/Losflansch

 

Herbert Gerhards ist seit 1992 als freier Konstrukteur und Unternehmensberater tätig in den Branchen:             

                            -Maschinenbau

                            -Anlagenbau

                            -Rohrleitungsbau

                            -Abgasführung für Großfeuerungsanlagen

                            -Landtechnik

                            -Automobilindustrie

Leistung im technischen Bereich:

-Konstruktion

-Projektleitung  weltweit

-Schadenbegutachtung

-Zustandsgutachten

-Instandsetzungskonzepte

- Wartungskonzepte

 

Leistungen Bereich Unternehmensberatung:

-Gründungsberatung  (Europa; USA)

-Business Ethik

-Vertriebsstrategien für verschiedene Mentalitäten internationaler Märkte (Tailormade Marketing)

-Aufbau von Projekt Teams

 

Der Autor ist seit mehr als 20 Jahren unter anderem auch im Bereich der technischen Begutachtung tätig. Dieser Fachbeitrag beruht im Wesentlichen auf der Erfahrung aus Begutachtungen und Ursachenermittlungen von Leckagen an Rohrsystemen. Diese Leckagen treten überwiegend an Flanschverbindungen auf und vermehrt an Schnittstellen an welchen, Flansche unterschiedlicher Normen und Werkstoffe verbunden werden. Da hier, auf Grund grundsätzlicher Fehler, oftmals bereits an neu erstellten Flanschverbindungen Probleme auftreten, die nur mit großem Aufwand behoben werden können, soll dieser Beitrag helfen solche Fehler im Vorfeld zu vermeiden.

 

 

Vorwort

 

Flanschverbindungen sind die gängigste lösbare Verbindung in Rohrleitungssystemen sowie an allen Anschlüssen an Behältern und Apparaten.

Immer wieder sind genau diese, dem Stand der Technik entsprechenden Verbindungen Problempunkte in komplexen Systemen.

Komplex wird die Schnittstelle „Flanschverbindung“ wenn Flansche unterschiedlicher Werkstoffe kombiniert werden.

In der Praxis hat sich herausgestellt, dass für jede mögliche Kombination kleine, mittlere und große Nennweiten genau betrachtet werden müssen. Manche Kombinationen die bei kleinen Nennweiten bis ca. DN500 noch problemlos funktionieren bedürfen bei mittleren Nennweiten, DN600 bis 1200 schon  einer detaillierten Einzelfall Ausarbeitung und sind bei großen Nennweiten DN1400 bis 4000 nur noch mit hohem, zusätzlichem konstruktiven Aufwand dicht und dauerhaft haltbar zu bekommen und irgendwann gar nicht mehr.

Im Folgenden sind für die Werkstoffkombination Stahl/GFK die möglichen Standardkombinationen sortiert und einzeln betrachtet bzgl. Vor- und Nachteile und Grenzen der Einsetzbarkeit.

 

Literaturverzeichnis:

 

  • Deutscher Flanschenkatalog DIN EN 1092-1 (herausgegeben von: Fachvereinigung Stahlflanschen e.V. flanschenverband.de )
  • Kunststoff Taschenbuch (erschienen im: Carl Hanser Verlag, ISBN 3-446-17855-4)
  • Werknormen GFK Flansche (hier beispielhaft: Kurotec-KTS GmbH kurotec-kts.de )
  • Dichtungskatalog (hier beispielhaft: Kroll & Ziller www2.kroll-ziller.com )
  • DIN 1514-1
  • DIN 2690
  • ASME B16.5
  • S. 3293
  • AWWA C207-XX
  • Flanschdichtflächenmessprotokolle (Fa. Femet GmbH Prüflabor femet.de )

 

Wo Werknormen oder Kataloge bestimmter Hersteller herangezogen werden, geschieht dies nur beispielhaft und stellt keine Bevorzugung oder Empfehlung des speziellen Herstellers dar. Alle Rechte an genannten Firmen oder Warenzeichen bleiben unberührt bei den entsprechenden Rechteinhabern.

 

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!Achtung! 

Alle Angaben beziehen sich immer auf Flanschkombinationen aus einem Stahlflansch verbunden

mit einem GFK Flansch! Verbindungen von Flanschenpaaren aus einer Normreihe und einem Werkstoff

verhalten sich anders und sind hinreichend anderweitig  beschrieben.

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Nachfolgend wird ausdrücklich von einigen Flanschkombinationen abgeraten obwohl sich diese in bestimmten, meist kleinen Nennweiten theoretisch als in Ordnung nachweisen lassen. Jedoch bewährt sich nicht alles was sich theoretisch darstellen lässt auch wirklich in der Praxis. Flanschkombinationen welche in der Praxis gezeigt haben dass sie kritisch sind bzgl. Flanschebenheitstoleranzen und oder tendenziell zu Leckagen oder gar mechanischen  Schäden an den Flanschen neigen, sind nachfolgend als möglichst zu vermeidende Kombinationen ausgewiesen.

 

Haftungsausschluss

 

Alle Aussagen im Folgenden sind ausschließlich Empfehlungen basierend auf Erkenntnissen aus der Analyse aufgetretener Probleme. Diese Empfehlungen sind mit größter Sorgfalt erarbeitet, entbinden jedoch niemanden von der eigenen Verantwortung. Jedwede Haftung des Autors für die Richtigkeit, Vollständigkeit und Schäden durch die Verwendung dieser Ausarbeitung ist ausdrücklich ausgeschlossen.

 

Copyright

 

Alle Rechte an diesem Fachaufsatz liegen beim Autor.

Alle Rechte an genannten Firmen und Markennamen liegen bei den jeweiligen Firmen und Markenrechtsinhabern. Die Nennung hierin erfolgt nur informell.

 

 

Im Ganzen unverändert, darf dieser Aufsatz kopiert, verwendet und an Dritte weiter gegeben werden. Jedwede Kürzung oder Ziehen von Auszügen hieraus ist unzulässig, bzw. bedarf der schriftlichen Genehmigung durch den Autor.

Inhalt

 

Zielsetzung……………………………………………………………………………………………………………………… 5

Matrix (grundsätzliche Flanschverbindungstypen)………………………………………………………………….5  

Flanschverbindungen  Kombination S-FF-01/GFK-FF……………………………………………………………….6

Flanschverbindungen  Kombination S-FF-XX/GFK-FF………………………………………………………………10

Flanschverbindungen  Kombination S-BLF/GFK-FF………………………………………………………………….11

Flanschverbindungen  Kombination S-FF-01/GFK-BLF…………………………………………………………….12

Flanschverbindungen  Kombination S-FF-XX/GFK-BLF…………………………………………………………….14

Flanschverbindungen  Kombination S-BLF/GFK-BLF………………………………………………………………..16

Gummierte Stahlflansche……………………………………………………………………………………………………..17

QS-Maßnahmen zur Vermeidung von Problemen an Flanschverbindungen…………………………...….18

 

 

Zielsetzung:

 

Es soll zum einen, Überblick über die gängigsten „Stahl mit GFK Flanschkombinationen“ gegeben und über die zu beachtenden Besonderheiten jeder Kombination informiert werden. Der Aufbau ist so gewählt, dass auch dem Konstrukteur eine einfach zu handhabende Hilfestellung gegeben ist, um für eine zu lösende Schnittstelle einfach und schnell eine zuverlässig funktionsfähige Flanschkombination zu bestimmen.  Beschrieben werden die Anforderungen an die Dichtflächenausführung, daher sind Flanschtypen, die gleiche oder bzgl. der technischen Auswirkung nach gleiche Dichtflächenbedingungen ergeben, zusammengefasst betrachtet. Die fachgerechte Gestaltung einer Flanschverbindung bleibt alleinige Verantwortung des jeweiligen, mit der Aufgabe betrauten Konstrukteurs.

 

 

Um die  Vielzahl möglicher Kombinationen greifbar und nachvollziehbar zu machen wird nachfolgend eine Matrix der möglichen Flanschformkombinationen aufgezeigt. Diese erfolgt ohne Berücksichtigung der Dichtung. Aus der Matrix kann einfach und schnell eine beliebige Kombination gefunden werden. Jeder Kombination wird anschließend ein Kapitel gewidmet, dass diese Kombination  im Detail untersucht und darstellt. Hierbei werden die folgenden vier (4) grundsätzlichen Dichtungsvarianten für jede Flanschkombination  betrachtet und untersucht:

  1. Krafthauptschlussdichtung vollflächig
  2. Krafthauptschlussdichtung teilflächig
  3. Kraftnebenschlussdichtung vollflächig
  4. Kraftnebenschlussdichtung teilflächig

 

Die Dichtungen werden gemäß den vier vorgenannten Grundbauformen betrachtet. Das es innerhalb dieser 4 Grundbauformen diverse spezielle Dichtungsprofile gibt, ist nicht Gegenstand dieser Betrachtung, da es hier um die Gestaltung der Flanschdichtflächen geht.

 

 

Desweiteren werden zum Schluss auch praxisbewährte Qualitätssicherungsmaßnahmen zusammengestellt, welche für Hersteller und Bauherrn Hilfestellung sein können, durch entsprechende QS-Maßnahmen die Einhaltung erforderlicher Toleranzen zu erreichen. Speziell Flansche mit Durchmessern >1000mm stellen hier erhöhte Anforderungen da es auf Grund von Verzug zu zusätzlichen Problemen kommen kann, die Dichtheit der Flanschverbindungen herzustellen.

 

Matrix:

 

Konvention:

  • Es werden Stahlflansche nach DIN-EN1092-1 mit GFK Flanschen kombiniert. Die erklärten Zusammenhänge gelten in gleicher Weise für Flansche vergleichbarer Bauform nach anderen Normen.

 

GFK Flansche

Stahlflansche nach EN1092-1

Typ 01

Typen 11;12;13 und 21

Typen 02/32; 02/33; 02/35; 02/36; 02/37 und 04/34

Festflansch

S-FF-01/GFK-FF

S-FF-XX/GFK-FF

S-BLF/GFK-FF

Bund/Losflansch

S-FF-01/GFK-BLF

S-FF-XX/GFK-BLF

S-BLF/GFK-BLF

 

 

 

 

 

Legende:

S-FF = Stahl-Festflansch                S-BLF = Stahl-Bund/Losflansch

GFK-FF = GFK-Festflansch            GFK-BLF = GFK-Bund/Losflansch

 

Es ergeben sich, wie aus vorangehender Matrix erkennbar, sechs (6) Grundkombinationen, an Hand derer sich die zu beachtenden Details erklären lassen und sich häufig gemachte Fehler herausstellen lassen.

 

Im Folgenden wird jede der 6 Grundkombinationen detailiert betrachtet und aufgezeigt wie die jeweilige Flanschverbindung ideal dicht erstellt wird und was zu Problemen und Leckagen führen kann. Die Darstellungen sind vereinfacht, reduziert auf das zur Darstellung der Dichtflächenunterschiede notwendige.

 

S-FF-01/GFK-FF

 

Bild 2.0 S-FF-01/GFK-FF mit Krafthauptschlussdichtung vollflächig

 

Grundsätzlich funktioniert diese Kombination gut bei geringen Betriebsdrücken bis PN2,5. Die große Auflagefläche der Dichtung erfordert hohe Schraubenanzugsmomente.

Vorwiegende Anwendungsfälle sind Anschlüsse an drucklos betriebenen Behältern.

Desweiteren Luft- und Gas führenden Großkanälen die mit geringen Differenzdrücken betrieben werden. Erstmontage meist einfach, da die Dichtung auf die Schrauben aufgelegt werden kann bevor die anschließende Leitung angesetzt wird. Nachteilig ist, dass bei einem späteren Dichtungstausch das Flanschpaar weit auseinander geschoben werden muss um die weiche Dichtung einlegen und mit den Schrauben halten zu können.

Rissbildung bei Überlastung

 

Bild 2.1 S-FF-01/GFK-FF mit Krafthauptschlussdichtung teilflächig

 

Auf Grund der erforderlichen Schraubenanzugsmomente für kleine Nennweiten bis DN350 für Festflanschverbindungen noch geeignet. Für Nennweiten DN400 bis DN1000 sollten für diese Flanschkombination Dichtungen verwendet werden die bei geringen Schraubenanzugsmomenten schon dichten. z.B. G-ST-P/S von Kroll & Ziller oder die vergleichbaren Dichtungstypen anderer Hersteller.

Bei größeren Nennweiten kommt es regelmäßig zu Problemen auf Grund des Biegemoments im Flanschblatt. Meist verzieht sich der GFK Flansch. Folge kann eine sofortige oder spätere Leckage sein. Im Extremfall kann es zu Rissen am Übergang Flanschblatt zum Rohr kommen (mechanisches Versagen).

Jenseits DN1000 sollte diese Konstellation vermieden werden.

Ab DN1000 ist jedenfalls angeraten die Flanschverbindung separat statisch zu berechnen und die Flanschblätter den Biege- und Krempelmomenten entsprechend zu bemessen.

 

 

Bild 2.1.1 Kroll & Ziller Schraubenanzugsmomente in Abhängigkeit zur gewählten Dichtung ermittelt an DN500, PN10

 

Bild 2.2 S-FF-01/GFK-FF mit Kraftnebenschlussdichtung vollflächig

 

Vorteile der Kombination „S-FF-01/GFK-FF mit Kraftnebenschlussdichtung vollflächig“ sind neben der Kraftübertragung über den Stahlring der Dichtung, dass das Schraubenanzugsmoment kein Biegemoment in den Flanschblättern erzeugt. Für Festflansch Kombinationen ohne Größenbegrenzung geeignet.

Nachteile:

  • Erhöhte Anforderungen an die Ebenheit und Verzugfreiheit der Flanschdichtflächen
  • teure Dichtungen

 

Bild 2.3 S-FF-01/GFK-FF mit Kraftnebenschlussdichtung teilflächig

 

Die Kombination GFK-Festflansch und Kraftnebenschlussdichtung teilflächig ist möglichst zu vermeiden.

Sollte aus Platzgründen keine andere Wahl bleiben, sind die Flanschverbindungen bzgl. der auftretenden Scherkräfte und Biegemomente in den Festflanschblättern und dem Übergang zum Rohr zu berechnen und vor Ort absolut sicher zu stellen, dass es nicht zur Überschreitung der Schraubenanzugsmomente kommt.

Vorteile:

  • Kompakte Abmessungen der Flanschverbindung

Nachteile:

  • hohe Belastung auf der GFK-Flansch Seite durch die Gefahr punktueller Scherkraftüberschreitung und Biege-,Krempelmomente
  • hohe Anforderung an Ebenheit der Dichtflächen
  • mechanische Nachbearbeitung der Dichtflächen beider Flansche um die erforderliche Ebenheit zu erzielen erforderlich, speziell bei großen Nennweiten
  • enge Toleranz bei den erlaubten max. Schraubenanzugsmomenten

 

 

 

S-FF-XX/GFK-FF

 

Bild 3.0 S-FF-XX/GFK-FF                                               Problembereich Stufe im Stahlflansch

 

Generell sind alle Stahl Festflansche mit Stufe in der Dichtfläche nur bedingt geeignet für eine Kombination mit GFK Festflanschen. Die Auswahl der Dichtung ist hierbei unerheblich für die Grundproblematik. Alle S-FF-XX/GFK-FF Kombinationen müssen exakt durchgerechnet werden und die Flansche für die max. auftretenden Biegemomente und Scherkräfte dimensioniert werden.

! Für die Kombination mit allen Stahlflansch Typen, die eine Stufe in der Dichtfläche aufweisen sollten auf der GFK Seite Festflansche möglichst vermieden werden. Ist eine solche Kombination unvermeidbar so sollte eine Dichtung mit den geringsten Anforderungen an die Schraubenanzugsmomente gewählt und die Flanschkombination statisch berechnet werden!

 

S-BLF/GFK-FF

 

 

Bild 4.0 S-BLF/GFK-FF

 

Diese Kombination sollte nur in begründeten Ausnahmefällen für Nennweiten >DN350  gewählt werden. Die Schraubenanzugsmomente dürfen nur gering sein.

Kleine Nennweiten oder geringe Drücke, z.B. Anschluss von Messeinrichtungen, Entleerungsleitungen, etc..

Als Dichtungen kommen nur teilflächige Krafthauptschluss- und Kraftnebenschlussdichtungen in Betracht.

Bei Nennweiten >DN500 und Drücken über PN2,5 oder mechanischen Lasten sollte diese Kombination nicht eingesetzt werden.

 

S-FF-01/GFK-BLF

 

Bild 5.0 S-FF-01/GFK-BLF mit Krafthauptschlussdichtung teilflächig

 

Für diese Flanschkombination machen nur teilflächige Dichtungen Sinn. Die Kombination ist mechanisch geeignet für alle Nennweiten und Druckstufen.

 

Nachteile:

  • der größere Platzbedarf der Flanschverbindung
  • die entsprechend längeren Schrauben
  • Gewicht des Losrings bei großen Nennweiten

 

Vorteile:

  • stabile Konstellation, geeignet für hohe Schraubenanzugsmomente und mechanische Lasten
  • Auch bei großen Nennweiten immer übereinstimmende Bohrbildlage durch Losring

 

 

Bild 5.1 S-FF-01/GFK-BLF mit Kraftnebenschlussdichtung teilflächig

 

Für diese Flanschkombination machen nur teilflächige Dichtungen Sinn. Die Kombination ist mechanisch geeignet für alle Nennweiten und Druckstufen.

 

Nachteile:

  • der größere Platzbedarf der Flanschverbindung
  • die entsprechend längeren Schrauben
  • Gewicht des Losrings bei großen Nennweiten

 

Vorteile:

  • stabile Konstellation, geeignet für hohe Schraubenanzugsmomente und mechanische Lasten
  • Auch bei großen Nennweiten immer übereinstimmende Bohrbildlage durch Losring

S-FF-XX/GFK-BLF

 

Bild 6.0 S-FF-XX/GFK-BLF mit Kraftnebenschlussdichtung teilflächig

 

Für diese Flanschkombination machen nur teilflächige Dichtungen Sinn. Die Kombination ist mechanisch geeignet für alle Nennweiten und Druckstufen.

 

Nachteile:

  • der größere Platzbedarf der Flanschverbindung
  • die entsprechend längeren Schrauben
  • Gewicht des Losrings bei großen Nennweiten

 

Vorteile:

  • stabile Konstellation, geeignet für hohe Schraubenanzugsmomente und mechanische Lasten
  • Auch bei großen Nennweiten immer übereinstimmende Bohrbildlage durch Losring.

               

Bild 6.1 S-FF-XX/GFK-BLF mit Krafthauptschlussdichtung teilflächig

 

Für diese Flanschkombination machen nur teilflächige Dichtungen Sinn. Die Kombination ist mechanisch  geeignet für alle Nennweiten und Druckstufen.

 

Nachteile:

  • der größere Platzbedarf der Flanschverbindung
  • die entsprechend längeren Schrauben
  • Gewicht des Losrings bei großen Nennweiten

 

Vorteile:

  • stabile Konstellation, geeignet für hohe Schraubenanzugsmomente und mechanische Lasten
  • Auch bei großen Nennweiten immer übereinstimmende Bohrbildlage durch Losring.

S-BLF/GFK-BLF

 

Bild 7.0 S-BLF/GFK-BLF mit Krafthauptschlussdichtung teilflächig

 

Für diese Kombination gelten die gleichen Vorteile wie für S-FF-XX/GFK-BLF Kombinationen. Einzig der Nachteil der, bei großen Nennweiten, in der Handhabung schweren, Stahllosringe besteht hier auf beiden Seiten, der Platzbedarf der Flanschverbindung ist hoch und die Schraubenlängen entsprechend lang.

 

Vor- und Nachteile sind unabhängig davon ob krafthauptschlüssige oder kraftnebenschlüssige Dichtungen verbaut werden.

 

 

Gummierte Stahlflansche

 

Bild 8.0 gummierte Stahlflansche

 

Nachfolgende Punkte gelten für gummierte Festflansche genauso wie für gummierte Bunde.

 

Fall 1 Hartgummierung mit zusätzlicher Dichtung

  • Für diesen Fall gelten alle voranstehenden Erläuterungen zu den einzelnen Flanschkombinationen genau wie für ungummierte Flansche.

 

Fall 2 Sonderfall dichtende Weichgummierung

  • In diesem Fall sollte auf den Gummierungsanschlag gänzlich verzichtet werden wenn der Gegenflansch aus Kunststoff z.B. GFK besteht, da der Gummierungsanschlag regelmäßig zur Überschreitung der zulässigen Flächenpressung am GFK Gegenflansch führt. Die Folge sind mechanische Schäden am GFK Flansch.
  • Die dichtende Weichgummierung sollte ohne Anschlag erfolgen. Ein optisch ungleichmäßiger Rand der Gummierung ist technisch kein Problem, ein beschädigter Gegenflansch allerdings sehr wohl.

 

 

 

QS-Maßnahmen zur Vermeidung von Problemen an Flanschverbindungen

 

  1. Ebenheit der Dichtflächen
    1. Ab DN1200 aufwärts sollte bei Stahlflanschen nach dem Anschweißen an die Rohrleitung nochmals die Ebenheit der Dichtfläche überprüft werden. Je größer die Nennweite umso größer das Risiko das es durch das Schweißen doch zu Verzug des Flansches kommt.
    2. GFK Festflansche sind auf Grund des Urformverfahrens der Herstellung immer verzogen. Bei kleinen Nennweiten kann der Effekt behoben werden durch das „nasse Aufsetzen“ auf eine Chemieschutzschicht oder durch mechanische Bearbeitung des ausgehärteten Flanschblatts. Große Festflansche die nicht mechanisch bearbeitet werden können eignen sich vorwiegend zum Anschluss von Kompensatoren ohne anvulkanisierten Anschlussflansch. z.B. in Reingaskanälen. Hier spielt der unvermeidbare Verzug dann keine Rolle.
    3. GFK Bunde können je nach Herstellverfahren verzugfrei hergestellt oder mechanisch nachbearbeitet werden. Daher eignen sich GFK Bunde mit Stahllosflanschringen selbst bei großen Nennweiten auch für Druckrohrleitungen für flüssige Medien. Zumindest ist es technisch einfacher dichte Flanschverbindungen herzustellen. Bund/Losflansch (BLF) plus sehr viel längere Schrauben und längere Montagezeiten führen bei großen Nennweiten zu höheren Kosten für die Ersterstellung der Flanschverbindung.

 

  1. Prüfung der Flanschdichtflächen

Eine einfache Möglichkeit die Ebenheit der Dichtfläche zu prüfen ist das Aufeinanderlegen zweier Flansche oder Bunde und Kontrolle auf Lichtspalt. Findet sich kein Lichtspalt sind beide Flansche oder Bunde exakt eben. Nachteilig ist, dass wenn Lichtspalte erkannt werden keine genaue Information vorliegt welche Dichtfläche wie nachbearbeitet werden muss.

 

Das aussagegenaueste Prüfverfahren ist die 3D Soll-Ist-Abweichungsmessung via 3D Laserscan. Akkreditierte Prüflabore verfügen über technische Systeme welche die mobile Messung nach der Fertigung und auch die Messung im eingebauten Zustand, in jeder Lage, vor Ort, ermöglichen.

 

Empfehlenswerte Prüfsequenz:

 

Stahlflansche <DN1600 – Stichproben, bei festgestellten Toleranzüberschreitungen 100%

Stahlflansche >DN1600 – Stichproben nach einschweißen in die jeweilige Rohrleitung, bei

    Feststellung von Toleranzüberschreitung 100%

                        GFK-Flansche <DN1600 -- Stichproben, bei festgestellten Toleranzüberschreitungen 100%

                        GFK-Flansche >DN1600 -- Stichproben, bei festgestellten Toleranzüberschreitungen 100%

 

  1. zulässige Toleranzen

Die zulässige Abweichung der Dichtfläche vom theoretischen Ideal hängt vom verwendeten Dichtungsprinzip ab und kann für den spezifischen Fall folgendermaßen errechnet werden.

0,25xfD       für Dichtungen mit fD <4mm                                                                                                0,5            0xfD       für Dichtungen mit fD>4mm

fD= Das Maß, dass der Dichtungshersteller empfiehlt, die Dichtung zu komprimieren um optimale Dichtwirkung zu erzielen.

Vorgenannte zulässige Abweichung gilt für langwellige Abweichungen (L/f>100).

f=Größe der Abweichung

L=Länge der Abweichung

Scharfe Kanten, Kratzer, Stufen, Lunker, etc. dürfen gar nicht auf Dichtflächen vorhanden sein!

 

Bild 9.0 Auswertung 3D Soll-Ist-Abweichung einer Dichtfläche GFK Bund DN1600 (Messlabor Femet GmbH)

 

 

 

  1. Dichtflächengestaltung

Neben der Ebenheit müssen Dichtflächen von Flanschen und Bunden frei bleiben von anderen Beeinträchtigungen, welche die Funktion der Dichtungen beeinträchtigen.

 

Praxisbeispiele fehlerhaft erstellter Dichtflächen:

Bild 10 uneben aufgebrachte Beschichtung eines Stahlflansches, hier zusätzlich Beschichtung mechanisch beschädigt.

 

Ein derart unsauber beschichteter Flansch wird nie 100% dicht werden obwohl das Flanschblatt selbst inhalb der Toleranz verzugfrei und eben ist. Im vorliegenden Fall wurden alle betroffenen Flansche neu beschichtet. Nachdem die Beschichtungsoberfläche eben erstellt war wurden einwandfrei dichte Flanschverbindungen erstellt.

 

 

Bild 11 Schraubenkopfsenkung innerhalb der Dichtfläche

 

Ein Flanschblatt wurde angeschraubt. Konstruktiv wurde ein zu großer Teilkreisdurchmesser für die Befestigungsbohrungen gewählt. In der Folge ragen die Senkungen der Flanschblattbefestigung in die Dichtfläche der eigentlichen Flanschverbindung. In diesem Fall war die Herstellung einer Sonderdichtung mit größerem Innendurchmesser die preiswerteste Problemlösung.

 

Ein ebenfalls immer wieder gemachter Fehler sind zu große Radien oder Fasen vom Rohrinnendurchmesser zur Flanschblattdichtfläche. Radien oder Fasen an dieser Stelle müssen berücksichtigen, das eine Standarddichtung gänzlich auf der Dichtfläche aufliegen muss also Radius oder Fase nicht unter die Dichtung reichen dürfen!

 

 

Generelle Empfehlung

 

                An allen Schnittstellen, an welchen sich Flanschpaarungen unterschiedlicher Werkstoffe

ergeben, sollte der Konstrukteur die vorgenannten Hinweise zu den verschiedenen Möglichkeiten  berücksichtigen. Ist die Schnittstelle auch Liefergrenze sollte spätestens ab DN600 der Kontakt zum angrenzenden Gewerk gesucht werden um folgende Punkte gemeinsam fest zu legen:

  • Lasten an der Schnittstelle (Druck, Wärmedehnung, mechanische Zusatzlasten, Seismik, etc.)
  • Art der Flanschkombination
  • Art der Dichtung (ist ggf. vom Bauherrn vorgegeben)
  • Dichtungswerkstoff darf nicht härter als die Dichtfläche der Flansche sein! Dieses Problem kann bei Flanschen mit thermoplastischem Liner auftreten wenn auf Grund chemischer Anforderungen keine Elastomerdichtung einsetzbar ist.
  • Platzbedarf der Flanschverbindung
  • Zugänglichkeit zur Montage der Dichtung und der Verschraubung

 

Desweiteren muss jeder Konstrukteur für seinen Flansch prüfen, ob die Dichtfläche frei von Beeinträchtigungen ist. (siehe 4. Dichtflächengestaltung)

 

 

 

 

Kühlsysteme / Cooling system

Eemshaven Kühlwasser Systeme / cooling water piping systems

 

Kohlekraftwerk Eemshaven (NL) RWE / Essent  (2009 -2015)

Projektleitung, im Auftrag des Herstellers der Haupt- Zwischen- und Nebenkühlwassersysteme (Besonderheit: Seewasserkühlsystem)

  • Koordination und Abstimmung mit dem Bauherrn und dem Generalplaner
  • terminliche Koordination der Fertigung, Lieferungen und Montageabschnitte
  • technische Abstimmung Bauherr, Generalplaner, Konstruktionsdienstleister, Berechnungsdienstleister, Komponentenlieferanten, etc.
  • Terminverfolgung
  • Dokumentation, Dokumentenmanagent (SAP)
  • vertragliche Koordination

Project Management for the fabricator of main- intermidiate and secondäry cooling systems (speciality: Seawater cooling system)

  • Coordination with owner and general planner
  • schedule traking and coordination of fabrication, delivery and construction
  • technical details clarifications and mediation between owner, general planner, Engineering sub., design PE, component subvendors, etc.
  • Expediting
  • Documentation, Documents management (SAP)
  • contract and claim management

weitere Referenzen Projektleitung für Kühlwassersysteme / further cooling water systems project management references:

  • Power Plant Tocopilla Chile
  • Power Plant Termo Rio Brasil  (HKW)
  • Power Plant Rosarito Mexico
  • Power Plant Castejon Spain
  • Power Plant Hamborn Germany (HKW)

Referenzen