Wann ist ein Flansch wirklich dicht?

Den höheren Schutz für die Umwelt regelt sei Mitte 2012 die VDI-Richtlinie 2290. Die Lösung ist ein Zusammenspiel von Dichtung, Anzugsmoment und Montage. Wie daraus eine standardisierte Praxis werden kann, zeigen Experten auf dem 7. Münchener Forum zur Verbindungstechnologie am 2. und 3. Dezember 2015.

<10-²>. Diese Zahl wirbelt technische Händler und die Betreiber von betroffenen Anlagen ordentlich durcheinander. Zu finden ist sie in der novellierten VDI-Richtlinie 2290 „Emissionsminderung – Kennwerte für dichte Flanschverbindungen" und gibt die maximal zulässige Leckagerate mit 0,01 Milligramm pro Sekunde mal Meter an. In der Praxis regelt die Richtlinie die Beurteilung der Dichtheit von Flanschverbindungen, die der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) unterliegen. Dazu zählen insbesondere geschraubte metallische Flanschverbindungen in der chemischen, petrochemischen und ölverarbeitenden Industrie mit einer maximalen Betriebstemperatur von 400 Grad Celsius.

Neu an den strengeren Grenzwerten für flüssige und gasförmige Medien in Rohrleitungen ist, dass ein Flansch bei der Berechnung zum ersten Mal als Gesamtsystem betrachtet werden muss. Daher spielen neben der Dichtung weitere Faktoren eine Rolle. Dazu zählen die verwendeten Schrauben, das Anzugsmoment, die Montage, die realen Betriebs- und Druckverhältnisse und natürlich das Medium. „Die TA-Luft-konforme Prüfung von hochwertigen Dichtungen im Labor reicht nicht mehr aus, weil sie nichts über die reale Leckagerate im laufenden Betrieb einer Anlage aussagt. Stattdessen müssen wir uns alle Komponenten im Detail ansehen und die Dichtigkeit berechnen. Das gab es vorher nicht“, weiß Dirk Schmidt, Verkaufsleiter der Kempchen Dichtungstechnik GmbH, die einer der Veranstalter des Münchener Forums ist. Verantwortlich für dichte Verbindungen und die notwendigen Nachweise sind die Betreiber entsprechender Anlagen. Dabei gelten die Richtlinien nicht nur für Neubauten, sondern auch für die Revision von alten Anlagen.

Überzeugen muss man die Betreiber dabei nicht. Schließlich führen Leckagen häufig zu ungeplanten Stillständen. Im Umkehrschluss bieten zuverlässige Verbindungen höhere Verfügbarkeiten und senken die Wartungskosten. Dabei kommt es auch auf die Arbeit an, denn Auswertungen zeigen, dass 80 Prozent aller leckenden Flansche ihre Ursache in einer falschen Montage haben. „Wir sind inzwischen ein akkreditiertes Schulungszentrum für die Ausbildung von Monteuren. Das ist für einen Dichtungshersteller eher ungewöhnlich“, sagt er. Auch bei der Umsetzung der Anforderungen geht Kempchen systematisch vor. „Wir berechnen die Flansche mit einer Software, gehen mit der Anlage dann in den Stillstand und bewerten die Montage und Demontage eines Flansches. Das entsprechende Dokument geht per App direkt an den Kunden“, erläutert Schmidt.

Dabei wird es künftig auch um standardisierte Anzugsmomente gehen, denn viele Anlagen bestehen aus diversen Dichtungstypen und Tausenden von Verbindungen. Wie das aussehen kann, wird die beratende Ingenieurin Beate Schettki-Schäferdieck in München vorstellen. Sie hat für die deutsche Transalpine Oelleitungs GmbH mehr als 1600 lösbare Flanschverbindungen nach dem Regelwerk der EN 1591- mit einer Software von IBM berechnet. Eine vorweggenommene Quintessenz des Projektes ist, dass standardisierte Anzugsmomente für die Schraubverbindungen durchaus möglich sind. „Die Ergebnisse gelten für die TAL und ein Medium mit einer Temperatur von 50 Grad Celsius. Dabei erfüllen die Berechnungen auch die Anforderungen an die Dichtheitsklasse und gelten dafür als Nachweis“, sagt sie. Obwohl die Ergebnisse nicht direkt auf andere Firmen übertragbar sind, zeigen sie doch in eine standardisierte Richtung. „Die Betriebsbedingungen von Anlagen sind natürlich sehr unterschiedlich und die Mindestanforderungen an die Dichtungspressung hängen immer stark vom Dichtungstyp und der Leckagerate ab. Aber bezogen auf die Schraubengröße lassen sich sowohl ein erforderliches wie auch ein maximales Anzugsmoment vorgeben, das aber für alle Lastfälle geprüft werden muss“, sagt sie.

Diese Kursänderung im Dienste der Luftreinheit hat auch Auswirkungen auf den Markt. Hier wird es darum gehen, die Anzahl der unterschiedlichen Dichtungen und damit die Komplexität zu reduzieren. Schließlich würde der Austausch durch andere Dichtungen eine aufwändige Berechnung des Gesamtsystems Flansch notwendig machen. „Der Druck für Betreiber kommt aus verschiedenen Richtungen. Das betrifft die Kosten und Verfügbarkeiten, die Versicherungen und natürlich die einzuhaltenden Normen. Daher sollte es firmenspezifische Standards geben, um die Qualität zu sichern und so Undichtigkeiten und vermeidbare Emissionen möglichst abzustellen“, erläutert Robert Kauer, verantwortlich für Beratungsprojekte beim TÜV SÜD. Er wird in München anhand praktischer Beispiel zeigen, wie Unternehmen aus allgemeinen Standards einen solchen Firmenstandard entwickeln können. Der TÜV SÜD ist in diesem Segment international tätig. „Es fängt damit an, wer überhaupt an den Flanschverbindungen arbeiten darf. Die Qualität erhöhen Betreiber aber auch, wenn sie die Zahl der Lieferanten reduzieren und ihre eigenen Anforderungen an potenzielle Lieferanten stellen“ so Kauer. Schließlich gebe es eine Vielzahl an unterschiedlichen Dichtungen auf dem Markt, die durch eine Vielzahl von Vertriebskanälen verkauft werden. Da sei es schwierig nachzuvollziehen, woher eine Dichtung ursprünglich kommt.

Das 7. Münchener Forum Verbindungstechnologie findet am 2. und 3. Dezember 2015 im Holiday Inn in München-Unterhaching statt. Veranstalter sind HYTORC Barbarino & Kilp GmbH, RUD-Ketten Rieger & Dietz GmbH u. Co. KG und Kempchen Dichtungstechnik GmbH. Für die Organisation ist Anne Lorenz Management & Events in Kooperation mit Lorenz Kommunikation verantwortlich. Weitere Infos unter www.vt-forum.de.

Anmeldungen sind jederzeit über die Homepage www.vt-forum.de möglich. Hier ist auch das ausführliche Programm zu finden.