NMF Befederte Dichtsysteme v17.3RPC

Spezielle Lösungen für besondere Anforderungen

Befederte Dichtsysteme

v17.2.

NMF Spezialdichtungen GmbH ▪ Dieselstraße 26 ▪ D-49716 Meppen Tel.: +49 (25 95) 20 77 462 ▪ Fax: +49 (25 95) 20 77 463 ▪ [email protected] ▪ www.NMF-Group.com/de

2

Inhaltsverzeichnis befederte Dichtsysteme

Armaturen: Leckagen und Elastizität.................................................................................................................. 9

Möglichkeiten und Grenzen ............................................................................................................................. 10

Befederte Dichtsysteme für Armaturen ............................................................................................................ 11

Kompaktpackungen ......................................................................................................................................... 12

Federsäulen .................................................................................................................................................... 15

Deckeldichtungen ............................................................................................................................................ 16

Thema: TA-Luft ............................................................................................................................................... 17

Befederte Dichtsysteme für Wärmetauscher, Mannlöcher und Flansche .......................................................... 18

Etwas zur Elastizität ........................................................................................................................................ 19

Eine neue Komponente ................................................................................................................................... 19

Auslegung und Dokumentation ........................................................................................................................ 20

Bolzen ............................................................................................................................................................. 20

Wärmetauscher und Mannloch Anwendungen ................................................................................................. 21

Kraftnebenschluß / Krafthauptschluß ............................................................................................................... 22

Dichtungen Typ KNS ....................................................................................................................................... 23

Dichtungen Typ Carrierdichtungen .................................................................................................................. 23

Dichtungen Typ Premium ................................................................................................................................ 24

Einsatzgrenzen von Kraftnebenschlußdichtungen ............................................................................................ 24

v17.2.

NMF Spezialdichtungen GmbH ▪ Dieselstraße 26 ▪ D-49716 Meppen

Tel.: +49 (25 95) 20 77 462 ▪ Fax: +49 (25 95) 20 77 463 ▪ [email protected] ▪ www.NMF-Group.com

3

Armaturen: Leckagen und Elastizität Bei Dichtsystemen mit Weichstoffen sinkt die aufgebrachte Spannung in Abhängigkeit von der Zeit und der Beanspruchung. Die Ursachen liegen vorrangig:

in Setzerscheinungen im Betrieb im Abbau des Dichtungswerkstoffes durch Leckage in der Alterung des Dichtungswerkstoffes in betriebsbedingten Einflüssen, wie Druck- oder Temperaturwechseln in fehlerhafter Montage

Elastizität durch Befederung Da die eingesetzten Dichtungswerkstoffe keine genügende Eigenelastizität besitzen, um den Spannungsverlust auszugleichen, werden zusätzlich elastische Elemente geschaltet, die den Spannungsverlust soweit minimieren, dass keine unzulässigen Leckagewerte auftreten. Der Volumenverlust der Dichtungswerkstoffe durch Setzen, Abbau und Alterung wird durch das Nachdrücken der Gegendichtflächen über Federpakete so kompensiert, dass die vorhandene Dichtpressung immer oberhalb der erforderlichen Dichtpressung liegt. Die Auslegung der Federpakete erfolgt nach dem zulässigen Kraftabfall über einen vorgegebenen Federweg.

Anteil der Federkennlinie der Federsäule an der Gesamtfederkennlinie des Systems

Leckage Grenzwerte Befederte Dichtsysteme dienen der Langzeitdichtheit von Dichtverbindungen, deren Leckagegrenzwerte im Prüfzustand nachgewiesen wurden. Folgende Leckagewerte sind nach deutschem Regelwerk zulässig: TA-Luft Bezug auf VDI 2440, spezifische Leckraten:

für Stopfbuchspackungen: 10-4 mbar*l/(s*m) bei Temperaturen <250°C 10-2 mbar*l/(s*m) bei Temperaturen >250°C

für Flanschdichtungen: 10-4 mbar*l/(s*m) Live Loading Kein Bezug auf ein Regelwerk (nur allgemeine Bezeichnung für befederte Dichtsysteme, sollte jedoch sinnvollerweise die Leckraten der DIN 3230 Teil 3 garantieren).

v17.2.


2

Möglichkeiten und Grenzen Der Einsatzbereich befederter Dichtsysteme ist abhängig von den verwendeten Weichstoffen, den eingesetzten Federmaterialien, den geforderten Leckageraten, den abzudichtenden Medien und der Qualität der ausgerüsteten Dichtungsumgebung. Einsatzgrenzen

Einsatz für Einsatzgrenzen zertifiziert gemäß durch

TA-Luft ca. 100 bar / 450°C TA-Luft TüV Nord

Live-Loading 4.000 bar / 750°C

Fire-Safe 160 bar / 750°C BS 6755 Teil 2 SOBA Test Institut

Sauerstoff 70 bar / 400°C BAM

Einsatzgrenzen nach Federwerkstoffen Die angegebenen Werte beziehen sich auf die für den Federwerkstoff zulässige Temperatur. Um Setzerscheinungen der Federn zu minimieren, sollte die an der Feder anliegende Temperatur ca. 50K unter der zulässigen liegen. Werkstoff Werkstoff-Nr. zul. Temperatur Anwendung

50CrV4

1.8159 DIN 17222

50 … +200°C

Standardbefederung außerhalb von Isolierungen und für nicht umhauste Federsäulen

X12CrNi17

1.4310 DIN 17224

-200 tot +200°C

Preiswerte Chemie- und Tieftemperaturvariante sowie für umhauste Federsäulen, Einsatz gemäß Umgebungstemperatur

X35CrMo17 1.4122 SEW 400 -50 … +400°C 17.7PH

entspricht 1.4310

X22CrMoV12.1

1.4923 DIN 17240

-50 … +500°C

Preiswerte Variante für Hochtemperatureinsatz

Inconel X716

2.4669

200 … +600°C

Hochtemperatureinsatz

Nimonic 90

2.4632

200 … +700°C

Für extremen Hochtemperatureinsatz (z.B. an Turbinen)

v17.2.



3

Befederte Dichtsysteme für Armaturen Die vorhandenen Systemlösungen sind einsetzbar unabhängig von Typ und Hersteller der Armatur. Eventuell erforderliche Anpassungen an die Armatur werden in das befederte Dichtsystem gelegt, so dass der problemlose Einbau ebenso beim Erstausrüster wie für den Servicebereich geeignet ist. Das Konzept besteht generell aus: Federsäulen:

auf das Setzverhalten der Packung abgestimmt

an Kundenspezifikation angepasst Stopfbuchspackung:

bestehend aus Kammerring und Dichtzone Aufbau und Reinheit gemäß

Kundenspezifikation Deckeldichtung:

hochstandfeste Metallverbunddichtung Auswahl gemäß Kundenspezifikation

Vorteile:

standardisierte Säulen (Kostenoptimierung durch Baukasten)

servicefreundlich (kein Bolzenaustausch bei Nachrüstung nötig)

volumenstabil geringe Reibung extrusionssicher gute Spaltüberbrückung

Nachrechnung jeder Dichtung mittels

Auslegungsnomogramm

Befederte Dichtsysteme nach TA-Luft müssen zusätzlich mit einem

rechnerischen Nachweis hinterlegt sein

Die Dokumentation beinhaltet die

Datenaufnahme, den rechnerischen Nachweis der Eignung nach TA-Luft, die Einbauvorschrift unter Angabe der Vorspann- und Betriebsmomente und gegebenenfalls ein Werkszeugnis 2.2

über die eingesetzten Materialien

v17.2.


2

Kompaktpackungen Kompaktpackungen sind qualitativ hochwertige und universell einsetzbare Stopfbuchspackungen mit den Bestandteilen Kammerring und Dichtzone. Der Packungsaufbau und die verwendeten Werkstoffe sind abhängig von den Betriebsbedingungen und den abzudichtenden Medien. Packungstypen

RGF KOMPAKT

Typ TA

Typ ST

Universell einsetzbar in Armaturen, besonders geeignet zur Abdichtung hoher Drücke, bei ansetzenden oder abrasiven Medien sowie für hohe Langzeitdichtheit (in Verbindung mit einer geeigneten Befederung als TA-Luft- oder Live-Loading-Packungssatz). Nicht geeignet für die Abdichtung chlorid- haltiger oder stark oxydierender Säuren. P max 4.000 bar t max 550 °C Bestehend aus: Kammerring: Reingrafit-Federring PS.C-X2.A2 Dichtzone: Reingrafit PO.G-A2.A2 Der Reingrafit-Kammerring (RGF) Kammerringe Typ RGF (Reingrafit) bestehen aus mehrlagig metallverstärkten Grafitlagen. Eine im Innendurchmesser gebördelte Lauffläche dient zum Schutz der Spindel vor Beschädigungen und zur Verringerung der Spindelreibung. Die Kammerringe werden in einer Standardausführung (Typ TA) und einer einseitig metallverstärkten Ausführung (Typ ST) für den Einsatz gegen abrasive und ansetzende Medien gefertigt. Einsatz für Spindeldurchmesser von 8 bis 380 mm Haupteinsatzgebiete: chemische Industrie: TA-Luft-Anwendungen, Cracker, schwere Medien Kraftwerke: Dampfleitungen, Hocharmaturen Petrochemie: TA-Luft-Anwendungen, Cracker, absetzende Medien

v17.2.



3

PTFE KOMPAKT

Universell einsetzbar in Armaturen, besonders geeignet zur Abdichtung aggressiver Medien, in Armaturen mit permanenter Spindelbewegung sowie für hohe Langzeitdichtheit (in Verbindung mit einer geeigneten Befederung nach TA-Luft. Nicht geeignet für die Abdichtung fluorhaltiger Medien. P max 320 bar t max 280 °C Bestehend aus: Kammerring: PS.F-E6.E6 Dichtzone: PS.G-D1.D7-A Haupteinsatzgebiete: chemische Industrie: TA-Luft-Anwendungen, aggressive Medien Lebensmittelindustrie: Lebensmittelbereich, Mischer, Kochkessel Petrochemie: TA-Luft-Anwendungen, niedrigviskose Medien

RGF - 3K

Speziell für Russbläser entwickeltes Packungssystem, das als 3. Komponente zusätzlich zu den Komponenten der Reingrafit-Kompaktpackung eine Weichstoffpackung zur Leckage-Minimierung im oberen Spindelbereich enthält. Das System kann ebenso für die Abdichtung von Großschiebern in Steigleitungen (waagerechte Spindel) eingesetzt werden. P max 250 bar t max 450 °C Bestehend aus: Kammerring: Reingrafit-Federring PS.C-A2.A2 Dichtzone: Reingrafit PS.G-A2.A2 Obere Dichtzone: PS.G-B1.C1 Haupteinsatzgebiete: Chemische Industrie: TA-Luft-Anwendungen, aggressive Medien Lebensmittelindustrie: Lebensmittelbereich, Mischer, Kochkessel

v17.2.


2

MICA KOMPAKT

Einsetzbar in Armaturen zur Abdichtung von Sauerstoff und Medientemperaturen oberhalb 550°C. Einsatzparameter für Sauerstoff (BAM-Zulassung): P max 70 bar t max 400 °C Einsatzparameter für Hochtemperaturabdichtungen (fire-safe-Zertifikat nach BS6755 Part2: P max 160 bar t max 750 °C (kurzzeitig bis 900 °C) Bestehend aus: Kammerring: PS.C-X2.H1-S Dichtzone: PO.G-A2.A2-S In Abhängigkeit vom Einsatz werden die Packungssätze auf verschiedene Arten gefertigt und gegebenenfalls chemisch gereinigt, so dass der Anwendungsfall bei der Bestellung mitgeteilt werden muss. Haupteinsatzgebiete: Kraftwerke: Heißdampfschieber, Turbinenabdichtung Gießereien: Sauerstoff-Beblasung der Schmelze Petrochemie: POX- und Luftzerlegungsanlagen

Lieferformen Kompaktpackungen werden standardmäßig als 5-Ringe-Satz geliefert, d.h. 2 Kammerringe und 3 Dichtringe für die Dichtzone. Eine abweichende Anzahl Ringe ist bei der Bestellung anzugeben. Als Ausnahme dazu wird die RGF-3K-Packung mit 7 Ringen geliefert, Abweichungen sind ebenfalls bei der Bestellung zu vermerken. Jeder Ring hat einen quadratischen Querschnitt, d.h. Ringhöhe = Packungsbreite. Die Packungen kann mit geschlossenen oder geschlitzten Ringen geliefert werden.

v17.2.



3

Federsäulen Alle zwei im Folgenden beschriebenen Typen Federsäulen arbeiten mit etwa identischen Federwegen und -kräften. Ihre Existenz parallel zueinander rührt aus der Anpassung an unterschiedliche Kundenforderungen. Die geometrischen Abmessungen entnehmen Sie bitte separaten Datenblättern.

PROFECT EXPERT

Federsäulen vorrangig für alle Anwendungen, vereint die Vorteile des Typs TA-Luft-Expert (Wartungsspalt, komplett Edelstahl, komplett umhauste Federn) mit den Vorteilen des Typs PROFECT Live-Loading (integrierte Bolzenverlängerung, für alle Gewindegrößen). Einsatzbereich:

TA-Luft-Anwendungen bis PN 100 alle Live-Loading-Anwendungen universell einsetzbar für alle Bolzengrößen nach DIN und ANSI

Feder Materialien: 50CrV4 - 1.8159 (galvanische Beschichtung, Standardanwendungen) X35CrMo17 - 1.4122 (Ausführung komplett aus Edelstahl) Gehäuseteile: 1.4401 oder 1.4571 Bolzengrößen: M8 bis M36; 3/8” bis 1 1/2”

PROFECT LIVE-LOADING

Federsäulen vorrangig für den Servicebereich, da die Bolzenverlängerung bereits in die Federsäule integriert ist. Extrem robustes und einfach zu handhabendes System, äußerst kostengünstig. Einsatzbereich:

TA-Luft-Anwendungen bis PN 100 alle Live-Loading-Anwendungen Raffinerie- und Kraftwerksausführung universell einsetzbar für alle Bolzengrößen nach DIN und ANSI

Feder Materialien: 50CrV4 - 1.8159 (Standardanwendungen) X35CrMo17 - 1.4122 (korrosionsstabile Ausführung) X22CrMoV12.1 - 1.4923 (auf Anforderung) Federnaufnahme: 1.4401 oder 1.4571 Bolzengrößen: M8 bis M36; 3/8” bis 1 1/2”

v17.2.


2

Deckeldichtungen Als Deckeldichtungen werden eingesetzt: Typ Schlüssel Anwendungsbereich

SSTC TRD 401

FF.G-X1.A2

Live-Loading bis PN 160 TA-Luft-Anwendungen bis PN 40 Nicht bei Chlorid haltigen Medien

Kammprofildichtung und Reingrafitauflage mit PTFE-Auflage

FK.A-X2.A2 FK.A-E6.E6

Live-Loading bis PN 320 TA-Luft-Anwendungen bis PN 100 Auflagen entsprechend Medium

Spiraldichtung DSSF 1.4571/Reingrafit 1.4571PTFE

FS.N-X1.A2 FS.N-X1.E6

Live-Loading bis PN 320 TA-Luft-Anwendungen bis PN 100 Dichtungswerkstoff gemäß Medium

MICA-Dichtzonen

Für die Abdichtung von Sauerstoff und im Hochtemperaturbereich

Abhängig vom Einsatzfall werden verschiedene hochstandfeste Dichtungstypen eingesetzt. Verschiedene Materialkombinationen zum Dichtungsaufbau sind möglich.

DSSF

KP1

SUPR HPC

Spiraldichtungen mit definierter Rückfederkennlinie (Schlüssel FF.S-X2.A2) Ausführung als Standardflanschdichtung, als Behälterdichtung mit und ohne Stege sowie als Deckeldichtung für Armaturen Ausführung Reingrafit, PTFE oder MICA/RG mit Spiralen aus 1.4571, Inconel oder Monel

Kammprofildichtungen mit Kammteilung 1 (Schlüssel FK.A-X2.A2) Ausführung als Standardflanschdichtung, als Behälterdichtung mit und ohne Stege sowie als Deckeldichtung für Armaturen Ausführung Reingrafit oder PTFE mit Kammträgern aus 1.4401 0der 1.4571

Grafitdichtungen mit Streckmetalleinlagen (Schlüssel FF.F-X2.A2) Ausführung als Standardflanschdichtung, als Behälterdichtung mit und ohne Stege sowie als Deckeldichtung für Armaturen Einsatz bis PN 100 im Krafthauptschluss (KHS) oder Kraftnebenschluss (KNS)

v17.2.



3

Thema: TA-Luft

Die Firma wurde durch den TÜV Nord zertifiziert, um Armaturen gemäß TA-Luft um-, aus- und nachzurüsten, sofern nachstehende Bedingungen erfüllt werden:

rechnerischer Nachweis der Dichtheit mittels zertifiziertem Berechnungsprogramm “TA-Luft-Expert”

Einsatz von im TÜV-Zertifikat spezifizierten Dichtungsmaterialien

Einbau durch autorisiertes und geschultes Fachpersonal Erstellung der Dokumentation

Mit dem 1.Nachtrag wird die Einhaltung der VDI 2440 bestätigt. Die entsprechenden Prüfberichte des TÜV, Soll-Ist-Leckage Vergleiche nach VDI 2440 sowie Fachartikel, Ausarbeitungen und Referenzlisten werden gern zur Verfügung gestellt.

Auslegung und Berechnung Die Auslegung einer Abdichtung gemäß TA-Luft erfordert eine Vielzahl an Informationen über die Armatur. Alle zur Berechnung erforderlichen Daten können in ein erstelltes Datenblatt eingetragen werden, das die Grundlage der Materialbereitstellung und Dokumentation bildet. Die Dokumentation variiert durch Kundenforderungen, enthält jedoch üblicherweise.

Berechnungsnachweise zur Abdichtung ein APZ 2.2 über die verwendeten Materialien eine Stückliste der gelieferten Teile

Die Dokumentation ist so gegliedert, dass sie alle Informationen enthält, die bei überwachungspflichtigen Anlagen dem überwachenden Organ zur Verfügung gestellt werden müssen.

v17.2.


2

Befederte Dichtsysteme für Wärmetauscher, Mannlöcher und Flansche

Die vorhandenen Systemlösungen sind einsetzbar unabhängig vom Flanschtyp und seiner Geometrie. Eventuell erforderliche Anpassungen werden in das befederte Dichtsystem gelegt. Das Konzept besteht generell aus: Spannelemente:

auf das Setzverhalten der Dichtung abgestimmt

an Kundenspezifikation angepasst Dichtung:

Aufbau gemäß Kundenspezifikation an Betriebsbedingungen angepasst berechnet nach Prüf- und

Betriebsbedingungen Bolzen:

Hochfeste Werkstoffe Sicherheitsnachweis nach DIN 2505

Vorteile:

standardisierte Größen universell einsetzbar bis 500°C Einstellung der Dichtpressung durch

Federnanzahl und Dichtungsbreite

Metallverbunddichtungen definierte Rückfederung höchste Dichtwirkung durch Labyrinthe Ausführungen ohne und mit Steg

Dehnschaftbolzen nach Norm KSW11

Befederte Dichtsysteme für Flanschverbindungen werden vorrangig zur Lösung von Problemen in bereits bestehenden Anlagen eingesetzt. Daher wird beim Einsatz von Systemen auf schnelle Verfügbarkeit aller Komponenten geachtet. Bis zur Bolzengröße M36 sind alle Komponenten innerhalb von 3 Tagen lieferbar. Die Dokumentation beinhaltet die Datenaufnahme, den rechnerischen Nachweis der Dichtheit und den Sicherheitsnachweis für das gesamte System, die Einbauvorschrift unter Angabe der Vorspann- und Betriebsmomente und ein Werkszeugnis nach EN10204 3.1 über die eingesetzten Materialien.

v17.2.



3

Etwas zur Elastizität Am Anfang entsteht Leckage an Flanschverbindungen meistens beim An- und Abfahren der Anlagen, da diese Betriebszustände mit den größten Temperaturwechseln und Druckveränderungen verbunden sind. Anfahrprozess:

Erwärmung von innen nach außen Gefahr der Überlastung von Bolzen und Dichtung Leckagen durch ungleichmäßige Ausdehnungen

Abfahrprozess:

Verringerung der Belastung von Bolzen und Dichtung Gefahr der Unterschreitung der Mindestdichtpressung,

dadurch Extrusion von Dichtungsmaterial Aus geringen Leckagen im An- und Abfahrprozess entsteht häufig durch Austrag des Dichtungswerkstoffs sowie aus sich im Betriebszustand einstellender zu geringer Dichtpressung eine permanente Leckage, die zur weiteren Zerstörung der Dichtung führt.

Eine neue Komponente Die Aufrechterhaltung der Dichtpressung bei wechselnden Betriebsbedingungen, der Ausgleich von Setzerscheinungen der Dichtung und die Alterung des gesamten Dichtsystems wird durch zusätzliche Komponenten übernommen: Gewölbte Spannelemente, deren Elastizität deutlich höher ist als die Gesamtelastizität des restlichen Dichtsystems.

SPANNSCHEIBEN TYP GS

Einsatzbereich: Federstahl 50CrV4 bis 150 °C Edelstahl 1.4310 bis 250 °C (gleichartig 17.7PH) Edelstahl 1.4923 bis 500 °C Inconel X718 bis 600 °C, höchste Korrosionsstabilität Bolzengrößen: metrisch: M8 bis M100 (größer auf Anfrage) UNC: 1/4” bis 4” (größer auf Anfrage)

v17.2.


2

Auslegung und Dokumentation Die Grundlage für jede sichere Dichtverbindung ist eine gründliche Auslegung der Dichtung, der Bolzen, der Einsatz geeigneter Materialien und die sorgfältige Montage. Die Auslegung des Dichtsystems erfolgt mittels des Computerprogramms WT-Expert. Aus der Fülle der Ausgabewerte sind das Anzugsmoment und die Anordnung der Federn für den Betreiber relevant.

Das Programm ist Teil der TÜV-Dokumentation. Es dient weiterhin:

zur Dichtungsauswahl nach Typ und Geometrie zur Festlegung des Bolzenwerkstoffs einschließlich

Sicherheitsnachweis als Sicherheitsnachweis gegenüber Leckage und

betrachtet 2 Prüfzustände und einen Betriebszustand einschließlich des Havariefalls.

Bolzen Als Bolzen werden Dehnschaftbolzen nach Werksnorm KSW11 eingesetzt, die in ihren Hauptmaßen an DIN2510 angelehnt sind und zur Realisierung der Befederung mit verlängerten Gewinden gefertigt werden. Das eingesetzte Material wird nach der Belastung und dem Einsatzfall festgelegt. Vorrangig eingesetzte Bolzenwerkstoffe sind: 1.4930 für sehr aggressive Medien 1.7711 Standard Anwendungen Der Werkstoff der Muttern wird dabei jeweils eine Qualität niedriger angesetzt.

v17.2.



3

Wärmetauscher und Mannloch Anwendungen

ROHRBÜNDELWÄRMETAUSCHER / ROHRLEITUNGSFLANSCHE

Befederte Dichtsysteme in Flanschen erfordern die Einstellung der Federn mit Arbeitsweg in beide Richtungen. Dadurch können die Spannungen beim An- und Abfahren kompensiert werden. Besonders anfällig für Leckage sind Flanschverbindungen mit starken Temperaturschwankungen oder langen Bolzen.

MANN-, KOPF- UND HANDLOCHDECKEL

Befederte Dichtsysteme in innendruckbelasteten Deckelverbindungen dienen vorrangig zur Aufrechterhaltung der Mindestdichtpressung im An- und Abfahrprozess bei geringem Innendruck (Flächenpressung der Dichtung <25 N/mm²). Durch üblicherweise große Dichtungshöhen werden Federsäulen für große Wege benötigt. Die Federkraft als Dichtkraft wird ab einem bestimmten Innendruck durch die Druckbelastung des Deckels abgelöst. Als Dichtungsmaterial werden vorrangig die Werkstoffe SSTC TRD 401 Super HPC der Firma FRENZELIT eingesetzt.

v17.2.


2

Kraftnebenschluß / Krafthauptschluß Die Klassifizierung von Dichtungen kann nach verschiedenen Kriterien erfolgen. Eine Möglichkeit ist die Unterteilung in Dichtungen im Kraftnebenschluß und Krafthauptschluß.

Im gebräuchlicheren Krafthauptschluß erfolgt die Übertragung der Verbindungskraft der Flansche durch die Dichtung hindurch. In der Auslegung muss daher berücksichtigt werden, daß die aufgebrachte Dichtkraft

die erforderliche Dichtheit über die gesamte Lebensdauer realisiert,

die Ausblassicherheit der Dichtung garantiert, eine Überpressung der Dichtung ausschließt, Setzerscheinungen der Dichtverbindung kompensiert

Der Kraftnebenschluß leitet die aufgebrachte Kraft ab einer bestimmten Größe an der Dichtung vorbei, sodass die Dichtung mit einer definierten Kraft verpreßt wird und der aufgebrachte Kraftüberschuß zur Dichtkraft ausschließlich als Verbindungskraft metallischer Bauteile wirkt. Es können somit eine Reihe von Vorteilen realisiert werden:

Schmale Dichtflächen zur Erzielung einer hohen Flächenpressung Schutz vor Überpressung Ausblassicherheit Minimierung von Setzerscheinungen Unterbindung von Medienabrasion

Der Aufbau von Kraftnebenschlußdichtungen ist an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst. Die Gemeinsamkeit aller Kraftnebenschlußdichtungen besteht in der definierten Verpressung des Weichstoffs. Die metallischen Träger und die darin eingesetzten Dichtungen sind so aufeinander abgestimmt, daß beim Aufbringen einer bestimmten Spannkraft der Flansche der Kraftnebenschluß eintritt.

Auslegung

Die Vorteile von Dichtungen im Kraftnebenschluß erfordern gerade beim Einsatz außerhalb des Standards eine sorgfältige Auslegung. Die Berechnung sollte neben den Dichtungskennwerten auch die verwendeten Bolzen sowie die zu verspannenden Flansche betrachten. Der Lebensdaueransatz in der Berechnung sollte in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen mit 5-10 Jahren angesetzt werden.

v17.2.



3

Dichtungen Typ KNS Die Dichtung Typ KNS besteht aus einem H-förmigen Träger und wahlweise eingelegtem Grafit- oder Teflonband. Für Sonderanwendungen kann auch ein Grafit mit zusätzlicher Streckmetalleinlage als Weichstoffeinlage vorgesehen werden. Der Träger ist aus einem Standardprofil gefertigt, das auf seinem Nutgrund ähnlich einer Kammprofildichtung strukturiert ist. Haupteinsatzgebiete sind große Flansche mit schmaler Dichtleiste im Vor- und Rücksprung mit oder ohne Steg.

KNS-Profil mit überstehendem Weichstoff im Einbauzustand

Dichtungen Typ Carrierdichtungen Carrierdichtungen sind Dichtungssystem, bei denen Spiraldichtungen in Tandemanordnung wirken. . Durch diesen Aufbau wird die Abdichtung hoher Drücke bei Flanschen, die nicht völlig starr sind (Hochdruckwärmetauscher, große Deckel) realisiert. Die Anordnung der Spiraldichtungen verleiht dem System eine geringfügige Eigenelastizität, die das Aufblasen der Flansche bei gleichzeitiger Ausblassicherheit der Dichtungen ausgleichen kann.

Sonderheiten gegenüber konventionellen Spiraldichtungen sind die definierte Rückfederkraft der einzelnen Dichtungen, die innerhalb einer relativ geringen Toleranz bei der Fertigung realisiert werden muß und die zusätzliche Dichtzone, die die Mindestdichtkraft σvU absenkt. Ein besonderer Einsatzfall ist die Abdichtung von Flanschen, die große Rohrkräfte aufnehmen müssen und dadurch zum Öffnen neigen (z.B. 2 hintereinander geschaltete Wärmetauscher). Das gesamte System wird mit einer Carrierdichtung ausgerüstet und mit Spannscheiben Typ GS befedert. Durch die hohe Eigenelastizität der gesamten Dichtverbindung werden Verschiebungen im System ausgeglichen und auch nach einem eventuellen Öffnen der Flansche schließt sich die Dichtverbindung wieder.

v17.2.


2

Dichtungen Typ Premium Die Dichtung Typ Premium zeichnet sich durch die variable Anordnung der miteinander kombinierten Werkstoffe aus. Durch die Werkstoffkombinationen von Innenring,

Dichtung und Außenring bzw. Dichtung und Innenoder Außenring lassen sich nahezu alle Betriebsfälle abdecken. Der Einsatzbereich erstreckt sich von der überpressungssicheren Gummi-Stahl- Dichtung bis zur Hochtemperaturdichtung für Temperaturen bis 900°C.

Die einzelnen Komponenten werden formschlüssig miteinander verbunden. Metallische Komponenten sind wiederverwendbar. Haupteinsatzgebiete sind die Abdichtung von Normflanschen, von abrasiven Medien und von Mannlöchern. Eine detaillierte Auflistung von Werkstoffkombinationen und geometrischen Formen - insbesondere nicht runder Dichtungen - sind in einem separaten Prospektblatt beschrieben.

Einsatzgrenzen von Kraftnebenschlußdichtungen Typ Druck Temperatur Haupteinsatzgebiete

KNS 250 bar -100 … 550°C Behälter- und Normflansche, Rechteckdichtungen, Stegdichtungen

Carrier 450 bar -100 … 750°C Hochdruckwärmetauscher

Premium 250 bar -100 … 900°C abrasive Medien, Mannlöcher, Normflansche

v17.2.



3

Hochdruckwärmetauscher

1. Die Dichtung ist permanent den maximalen Betriebsbedingungen ausgesetzt 2. Es stehen zumeist nur äußerst kleine Einbauräume zur Verfügung 3. Zwischen Vorkammer und Mantelraum sind nur äußerst geringe Leckagen zulässig 4. Ein Nachspannen während des Betriebes ist nicht möglich 5. Durch eine sehr kompakte Bauweise wird nahezu die gesamte Elastizität aus den Flanschen genommen 6. Die zur Verfügung stehenden Bolzenkräfte sind durch die permanente Temperaturbelastung der Bolzen eingeschränkt

Carrierdichtsysteme Mit dem Einsatz von Carrierdichtsystemen werden folgende Effekte erzielt: - Langfristige Reduzierung der Leckage zwischen den Kammern unter einen zulässigen Wert - Deutlich verlängerte Wartungsintervalle - Hohe Produktreinheit - Einsatz von Dichtungssystemen mit hoher Eigenelastizität für wechselnde Betriebszustände - Schutz der Umwelt vor Schadstoffen - Hohe Anlagensicherheit (Vermeidung von Brandgefahr oder Verpuffungen) Der Einsatz von Carrierdichtsystemen erfolgt mit dem Ziel der Erhöhung der Produktqualität, einer deutlichen Kostensenkung durch die Vermeidung ungeplanter Stillstände und der damit verbundenen Montagekosten sowie der Verbesserung der Prozess Sicherheit.

Dichtungsaufbau Die Auslegung des Dichtungssystems erfolgt nach den Anforderungen: Lebensdaueroptimierung Alle eingesetzten Materialien werden mit dem Betreiber in Bezug auf

Funktionalität und Zulässigkeit abgestimmt. Betreiberinformation Die Auslegung der Materialien erfolgt anhand der erforderlichen Lebensdauer

der Dichtverbindung. Bauteilanpassung An den Bauteilen des Wärmetauschers werden keine Veränderungen vorgenommen, das Dichtungssystem wird an den Behälter angepaßt.

Documents

NMF Befederte Dichtsysteme v17.3RPC