Statische Dichtungen – Grundlegende Informationen

Die in den Firmenschriften der Industrietechnik Frank Schneider GmbH angegebenen Maximal-Werte für Temperatur und Druck je Produkt sind als grobe Richtwerte zu sehen und nicht als feste Grenzen. Es bedarf bei der Auslegung von Dichtungen einer detaillierten Abstimmung zwischen Ihnen und dem Team der Industrietechnik Frank Schneider GmbH. Die angegebenen Höchstwerte bei Temperatur und Druck dürfen im Betrieb auf keinen Fall gleichzeitig auftreten, da dies zum Versagen des Dichtkörpers im Betrieb führt und zwangsläufig zum Versagen der Dichtstelle. Abbildung 3 verdeutlicht die komplexen Zusammenhänge, die auf den Dichtkörper in einer Flanschverbindung während der Montage und des Betriebes einwirken können. Diese sollten während der Auslegung berücksichtigt werden.

Bei der Auslegung sind neben den Einflussgrößen die geltenden Gesetze und Regelwerke zu beachten. Hervorzuheben sind die

• „Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft – TA Luft“ [4] und die
• VDI 2290 [5].

Die TA-Luft aus dem Jahr 2002 ist eine Verwaltungsvorschrift des Bundes-Immissionsschutzgesetzes [BImSchG] und gibt strenge Immissions- bzw. Emissionsgrenzwerte vor. Die VDI-Richtlinie: „VDI 2290 Emissionsminderung – Kennwerte für die dichte Flanschverbindung“, dient als Richtlinie zur Beurteilungen der technischen Dichtheit von Flanschverbindungen für flüssige und gasförmige Medien bis 400 °C entsprechend den Anforderungen der TA-Luft. Weitere Verordnungen können je nach Anwender der Fire-Safe-Test, die FDA-Konformität oder die Ausblassicherheit sein.

Teil der Auslegung ist die Konstruktion und Berechnung. Für toxische Medien, welche in der TA-Luft aufgeführt sind, wird die Berechnungsmethode der DIN EN 1591-1 [6] für Stahlflansche mit Dichtelementen im Krafthauptschluss angewandt. Die für den Festigkeitsnachweis relevanten Parameter sind nach DIN EN 13555 [7] zu bestimmen. Die Kennwerte werden von unabhängigen Instituten ermittelt.

Montage & Betrieb

Grundlegend muss bei der Montage die Reinheit von Dichtflächen und Bauteiloberflächen gewährleistet werden. Nach dem Einsetzen des Dichtelements müssen die Schraubverbindungen gleichmäßig angezogen werden. Die Schraubenkräfte über die gesamte Bauteilfläche erzeugen eine Pressung auf dem Dichtkörper, diese sollte mindestens der vorgegebenen Mindest-Pressung des Herstellers für die entsprechende Leckageklasse entsprechen. Beim Verpressen entstehen elastische und plastische Bereiche am Dichtkörper. Der elastische Anteil wird nach der Entlastung rückverformt, der plastische Anteil bleibt dauerhaft verformt, wodurch Dichtkörper nicht mehrmals zu gebrauchen sind. Der Mindest-Pressdruck muss dabei aufgebracht werden, um Rauheiten auf der Bauteiloberfläche aber auch die Poren im Dichtkörper zu verschließen. Dabei müssen die Gewindegänge der Schrauben gefettet werden. Dies dient zur Reduzierung von Reibungsverlusten in den Gewindegängen beim Einschrauben. Für die Montage der Schrauben sind hydraulisch- oder drehmomentgesteuerte Anzugsverfahren, den Verfahren mit Maulschlüssel oder Schlagschrauber vorzuziehen, aufgrund ihrer höheren Genauigkeit.

Weitere Hinweise zum Thema Montage sind in folgenden Schriften:

• VDI 2290 Emissionsminderung – Kennwerte für dichte Flanschverbindungen [5]
• Leitfaden zur Montage von Flanschverbindungen in verfahrenstechnischen Anlagen [kostenfreier Download möglich]

Während des Betriebes darf die Pressung zwischen Bauteil und Dichtkörper die Mindest-Pressung nicht unterschreiten, da sonst Leckage droht. Bei Überschreitung der Maximal-Pressung besteht die Gefahr, dass der Dichtköper mechanisch irreversibel verformt wird und es somit zu dessen Zerstörung kommt. Eine Wahl der Pressung oberhalb der Mindestflächenpressung stellt somit einen Sicherheitsfaktor dar, um im Betrieb auftretende Schwingungen, Temperaturschwankungen und Verformungen zu tolerieren.