Flanschverbindungen: GFK trifft Stahl

Problemschnittstelle Flanschverbindungen mit Flanschen unterschiedlicher Werkstoffe

Fachbeitrag über die speziellen Problemstellungen der Schnittstelle Flanschverbindung mit Flanschen unterschiedlicher Werkstoffe, hier Verbindungen zwischen Stahl- und GFK-Flanschen.

Herbert Gerhards

Engineering & Business Service

www.ebs-hg.com

Juli 2011

Bild 1.0 Klöpperboden mit Stahlflansch DN 3600 PN 6 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)

-Businessethik

-Vertriebsstrategien für verschiedene Mentalitäten internationaler Märkte (Tailormade Marketing)

-Aufbau von Projektteams

Der Autor ist seit mehr als 20 Jahren unter anderem auch im Bereich der technischen Begutachtung tätig. Dieser Fachbeitrag beruht im Wesentlichen auf Erfahrungen aus Begutachtungen und Ursachenermittlungen von Leckagen an Rohrsystemen. Diese Leckagen treten überwiegend an Flanschverbindungen auf, vermehrt an Schnittstellen, an denen Flansche unterschiedlicher Normen und Werkstoffe verbunden werden. Da hier aufgrund 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. DN 500 noch problemlos funktionieren, bedürfen bei mittleren Nennweiten von DN 600 bis 1200 bereits einer detaillierten Einzelfallausarbeitung. Bei großen Nennweiten von DN 1400 bis 4000 sind sie nur noch mit hohem zusätzlichem konstruktivem Aufwand dicht und dauerhaft haltbar auszuführen – und irgendwann gar nicht mehr.

Im Folgenden werden für die Werkstoffkombination Stahl/GFK die möglichen Standardkombinationen geordnet und einzeln hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile sowie der Grenzen ihrer Einsetzbarkeit betrachtet.

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 bei bestimmten, meist kleinen Nennweiten theoretisch als geeignet nachweisen lassen. Jedoch bewährt sich nicht alles, was sich theoretisch darstellen lässt, auch in der Praxis. Flanschkombinationen, die sich in der Praxis hinsichtlich der Flanschebenheitstoleranzen als kritisch erwiesen haben oder zu Leckagen oder mechanischen Schäden neigen, werden 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 und unverändert darf dieser Aufsatz kopiert, verwendet und an Dritte weitergegeben werden. Jedwede Kürzung oder das Ziehen von Auszügen ist unzulässig bzw. bedarf der schriftlichen Genehmigung des Autors.

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 ein Überblick über die gängigsten Stahl-GFK-Flanschkombinationen gegeben und über die zu beachtenden Besonderheiten jeder Kombination informiert werden. Der Aufbau bietet Konstrukteuren eine einfach zu handhabende Hilfestellung, um für eine Schnittstelle schnell eine zuverlässig funktionsfähige Flanschkombination zu bestimmen. Beschrieben werden die Anforderungen an die Ausführung der Dichtflächen. Daher werden Flanschtypen, die gleiche oder hinsichtlich ihrer technischen Auswirkungen vergleichbare Dichtflächenbedingungen ergeben, zusammengefasst betrachtet. Die fachgerechte Gestaltung einer Flanschverbindung bleibt alleinige Verantwortung des 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 ausgewählt werden. Jeder Kombination wird anschließend ein Kapitel gewidmet, das sie 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. Dass es innerhalb dieser 4 Grundbauformen diverse spezielle Dichtungsprofile gibt, ist nicht Gegenstand dieser Betrachtung, da es hier um die Gestaltung der Flanschdichtflächen geht.

Des Weiteren werden zum Schluss praxisbewährte Qualitätssicherungsmaßnahmen zusammengestellt. Diese können Herstellern und Bauherren helfen, durch entsprechende QS-Maßnahmen die Einhaltung der erforderlichen Toleranzen zu erreichen. Speziell Flansche mit Durchmessern >1000 mm stellen erhöhte Anforderungen, da Verzug die Herstellung dichter Flanschverbindungen zusätzlich erschweren kann.

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.

Legende:

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

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

Wie aus der vorangehenden Matrix erkennbar, ergeben sich sechs (6) Grundkombinationen. Anhand dieser lassen sich die zu beachtenden Details erklären und häufige Fehler aufzeigen.

Im Folgenden wird jede der 6 Grundkombinationen detailliert betrachtet. Es wird aufgezeigt, wie die jeweilige Flanschverbindung zuverlässig dicht ausgeführt wird und was zu Problemen und Leckagen führen kann. Die Darstellungen sind vereinfacht und auf das beschränkt, was zur Darstellung der Dichtflächenunterschiede notwendig ist.

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 PN 2,5. Die große Auflagefläche der Dichtung erfordert hohe Schraubenanzugsmomente.

Vorwiegende Anwendungsfälle sind Anschlüsse an drucklos betriebenen Behältern.

Weitere Anwendungsfälle sind luft- und gasführende Großkanäle, die mit geringen Differenzdrücken betrieben werden. Die Erstmontage ist 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 auseinandergeschoben 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

Aufgrund der erforderlichen Schraubenanzugsmomente ist diese Kombination für kleine Nennweiten bis DN 350 bei Festflanschverbindungen noch geeignet. Für Nennweiten von DN 400 bis DN 1000 sollten Dichtungen verwendet werden, die bereits bei geringen Schraubenanzugsmomenten dichten, z. B. G-ST-P/S von Kroll & Ziller oder vergleichbare Dichtungstypen anderer Hersteller.

Bei größeren Nennweiten kommt es regelmäßig zu Problemen aufgrund 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 DN 1000 sollte diese Konstellation vermieden werden.

Ab DN 1000 ist es 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 DN 500, PN 10

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

Vorteil der Kombination „S-FF-01/GFK-FF mit Kraftnebenschlussdichtung vollflächig“ ist neben der Kraftübertragung über den Stahlring der Dichtung, dass das Schraubenanzugsmoment kein Biegemoment in den Flanschblättern erzeugt. Für Festflanschkombinationen ist diese Variante ohne Größenbegrenzung geeignet.

Nachteile:

• Erhöhte Anforderungen an die Ebenheit und Verzugsfreiheit 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 hinsichtlich der auftretenden Scherkräfte und Biegemomente in den Festflanschblättern und am Übergang zum Rohr zu berechnen. Vor Ort ist sicherzustellen, dass die Schraubenanzugsmomente nicht überschritten werden.

Vorteile:

• Kompakte Abmessungen der Flanschverbindung

Nachteile:

• hohe Belastung auf der GFK-Flanschseite durch die Gefahr punktueller Scherkraftüberschreitung und Biege- und Krempelmomente
• hohe Anforderungen an die Ebenheit der Dichtflächen
• mechanische Nachbearbeitung der Dichtflächen beider Flansche erforderlich, um die nötige Ebenheit zu erzielen, 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.

Bei der Kombination mit Stahlflanschtypen, die eine Stufe in der Dichtfläche aufweisen, sollten auf der GFK-Seite Festflansche möglichst vermieden werden. Ist eine solche Kombination unvermeidbar, sollte eine Dichtung mit möglichst geringen 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 >DN 350  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 >DN 500 und Drücken über PN 2,5 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 sind nur teilflächige Dichtungen sinnvoll. 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 sind nur teilflächige Dichtungen sinnvoll. 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 sind nur teilflächige Dichtungen sinnvoll. 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 sind nur teilflächige Dichtungen sinnvoll. 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. Der Nachteil der bei großen Nennweiten schwer handhabbaren Stahllosringe besteht hier auf beiden Seiten. Der Platzbedarf der Flanschverbindung ist hoch, und die Schrauben sind 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. Der Gummierungsanschlag führt regelmäßig zur Überschreitung der zulässigen Flächenpressung am GFK-Gegenflansch. 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 DN 1200 aufwärts sollte bei Stahlflanschen nach dem Anschweißen an die Rohrleitung nochmals die Ebenheit der Dichtfläche überprüft werden. Je größer die Nennweite, umso größer ist das Risiko, dass es durch das Schweißen zu einem Verzug des Flansches kommt.
   2. GFK-Festflansche sind aufgrund des Urformverfahrens bei der Herstellung immer verzogen. Bei kleinen Nennweiten kann der Effekt durch das „nasse Aufsetzen“ auf eine Chemieschutzschicht oder durch mechanische Bearbeitung des ausgehärteten Flanschblatts behoben werden. 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 die Kontrolle auf einen Lichtspalt. Findet sich kein Lichtspalt, sind beide Flansche oder Bunde exakt eben. Nachteilig ist, dass bei erkannten Lichtspalten keine genaue Information darüber vorliegt, welche Dichtfläche wie nachbearbeitet werden muss.

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

Empfehlenswerte Prüfsequenz:

Stahlflansche <DN 1600 – Stichproben, bei festgestellten Toleranzüberschreitungen 100 %

Stahlflansche >DN 1600 – Stichproben nach dem Einschweißen in die jeweilige Rohrleitung, bei

    Feststellung von Toleranzüberschreitung 100 %

                        GFK-Flansche <DN 1600 -- Stichproben, bei festgestellten Toleranzüberschreitungen 100 %

                        GFK-Flansche >DN 1600 -- 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.

0,25xf_D       für Dichtungen mit f_D <4 mm                                                                                                0,5            0xf_D       für Dichtungen mit f_D >4 mm

f D = das Maß, um das die Dichtung gemäß Empfehlung des Herstellers für eine optimale Dichtwirkung komprimiert werden soll.

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 DN 1600 (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, obwohl das Flanschblatt selbst innerhalb der Toleranz verzugfrei und eben ist. Im vorliegenden Fall wurden alle betroffenen Flansche neu beschichtet. Nachdem die Beschichtungsoberfläche eben ausgeführt war, entstanden einwandfrei dichte Flanschverbindungen.

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 häufiger Fehler sind zu große Radien oder Fasen vom Rohrinnendurchmesser zur Flanschblattdichtfläche. Diese müssen so ausgeführt werden, dass eine Standarddichtung vollständig auf der Dichtfläche aufliegt. Radius oder Fase dürfen also nicht unter die Dichtung reichen.

Generelle Empfehlung

                An allen Schnittstellen, an denen sich Flanschpaarungen unterschiedlicher Werkstoffe

ergeben, sollte der Konstrukteur die vorgenannten Hinweise zu den verschiedenen Möglichkeiten  berücksichtigen. Ist die Schnittstelle auch Liefergrenze, sollte spätestens ab DN 600 der Kontakt zum angrenzenden Gewerk gesucht werden, um folgende Punkte gemeinsam festzulegen:

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

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