Verwendung von Normflanschen im Apparate- und Rohrleitungsbau im Anwendungsbereich der Druckgeräterichtlinie Normflansche nach dem neuen europäisches Regelwerk können unter bestimmten Bedingungen eingesetzt werden von Andreas Küppers, Dipl.-Ing. 1. Einleitung 2. Anforderungen an Flanschverbindungen Unter den vorgenannten Bedingungen sind an die Flanschverbindungen die beiden Hauptanforderungen zu stellen: 1. Die Materialbeanspruchung muss stets und überall in zulässigen Grenzen bleiben (Festigkeitsanforderungen). 2. Die Dichtungspressung muss die Leckage stets in Grenzen halten (Dichtheitsanforderungen). Diese Forderungen müssen erfüllt sein: - im Montagezustand nach dem Anziehen der Schrauben - bei allen vorkommenden Betriebsbedingungen (Temperatur, Druck). Zusätzlich sind ggf. nachfolgende Einflüsse zu berücksichtigen: - Axialkräfte und Biegemomente durch das Rohrgewicht und thermische Beanspruchung - ungenauer Schraubenanzug - thermische Übergangszustände beim Aufheizen und Abkühlen, - Materialermüdung bei wechselnder Beanspruchung - Materialschwächung durch Korrosion - Kriechbewegung an Flansch, Schrauben und Dichtung. 3. Auslegungsverfahren von Flanschverbindungen 3. Verwendung von Normflanschen Die Verwendung von Normflanschen ohne weitere Berechnung ist nach den einschlägigen Regelwerken (siehe Tabelle 1) durchaus möglich, allerdings sind die jeweiligen Anwendungseinschränkungen zu beachten.
3.1 Verwendung von Normflanschen bei Behältern nach EN 13445: 1. Unter normalen Betriebsbedingungen liegt der Berechnungsdruck unter dem in den Tabellen der EN 1092-1 angegebenen Nenndruck für Flansch und Werkstoff bei Berechnungstemperatur (Berücksichtigung des p/T-Rating) 2. Unter Prüfbedingungen oder außergewöhnlichen Bedingungen überschreitet der Berechnungsdruck nicht das 1,5-fache des in den genannten Tabellen angegebenen Nenndrucks bei der entsprechenden Temperatur. 3. Die Dichtung ist nach Tabelle 11.4-1 für den Flansche der betreffenden PN-Reihe zugelassen 4. Die Schrauben gehören mindestens zu der Festigkeitskategorie (siehe Tabelle 11.4-2), die als Mindestforderung nach Tabell 11.4-1 für den in der Flanschverbindung verwendeten Dichtungstyp festgelegt ist. 5. Der Behälter ist überwiegend nichtzyklischen Belastungen ausgesetzt 6. Die Differenz zwischen mittlerer Temperatur von Schrauben und Flansch überschreitet unter keinen Bedingungen 50°C. 7. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Schrauben und Flanschwerkstoff bei 20 °C differieren um mehr als 10 % (z. B. Flansch aus austenitischen und Schrauben aus ferritischem Stahl), die Betriebstemperatur beträgt jedoch maximal 120°C. Die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Schrauben- und Flanschwerkstoff bei 20 °C differieren um maximal 10 %. 3.2 Verwendung von Normflanschen bei Rohrleitungen nach EN 13480: 1. Unter normalen Betriebsbedingungen überschreitet der für den betrachteten Flansch und den betreffenden Werkstoff für die Berechnungstemperatur berechnete Druck nicht den in den Tabellen der EN 1092-1 angegebenen maximale Druck (Berücksichtigung des p/T-Rating) 2. Unter Prüfbedingungen oder außnahmesweise auftretenden Bedingungen übersteigt der Berechnungsdruck bei angemessenen Temperaturen nicht das 1,5-fache des in diesen Tabellen angegebenen Nenndrucks 3. Die Dichtung gehört zu den nach Tabelle D.4-1 für die entsprechende PN-Serie zulässigen Dichtungen. 4. Die Schrauben gehören zu einer Festigkeitskategorie (siehe Tabelle D.4-2), die je dem in der Verbindung verwendete Dichtungstyp mindestens der nach Tabelle D.4-1 geforderten Kategorie entspricht. 6. Die Differenz zwischen mittlerer Temperatur von Schrauben und Flansch wir unter keinen Umstänen größer als 50°C. 7. Der Wärmeausdehnungskoeffizient der Werkstoffe von Schrauben und Flansch für 20 °C weichen um mehr als 10 % voneinander ab (z. B. Flansche aus austenitischem Stahl und Schrauben aus ferritischem Stahl), jedoch ist die Berechnungstemperatur kleiner als 120°C, oder die Wärmeausdehnungsbeiwerte der Werkstoffe von Schrauben und Flansch bei 20 °C weichen um nicht mehr als 10 % voneinander ab.
Fachbeitrag: Nachweisverfahren bei Flanschberechnungen (Dichtheit und Festigkeit) © DRUCKGERÄTE ONLINE |