März 2010

  • Die Flachdichtungen sind nach TA-Luft gemäß VDI 2240 zertifiziert. Dadurch lassen sich nun auch GFK-Leitungen für luftgefährdende Stoffe einsetzen.
  • Der Geltungsbereich der TA-Luft umfasst einen Betriebsüberdruck bis maximal 10bar, eine Betriebstemperatur bis maximal 90°C im Kunststoffverbundsystem und eine Mindestflächenpressung im Einbauzustand von 10 MPa.
  • Zu den wichtigsten Eigenschaften der Dichtungen gehören die Chemikalienbeständigkeit und die gute Standfestigkeit durch eine hohe Rückfederrate. Außerdem sind sie beständig gegen Alterungsprozesse.
  • Der TÜV hat eine für PTFE-Dichtungen dreimal höhere Restflächenpressung im Kunststoffverbundsystem bescheinigt.

Seit einigen Jahren werden Kunststoffverbundsysteme, wie Glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK), immer häufiger als Rohrmaterial für aggressive Chemikalien sowie bei steigenden Temperaturen und Drücken eingesetzt. Die Mindestflächenpressung der bislang eingesetzten PTFE-Dichtungen (Polytetrafluorethylen) erfordert jedoch Anzugsmomente, die das Kunststoffverbundsystem an die eigene Festigkeitsgrenze führen können. Im Extremfall droht die GFK-Flansch-Verbindung im Betrieb undicht zu werden, sodass aufwendige und umfangreiche Instandsetzungsarbeiten erforderlich werden, um eine Anlage am Laufen zu halten.

Früher wurden bei niedrigen Belastungen „weiche“ Gummidichtungen für die Kunststoffrohrleitungen verwendet. Später sorgten Gummidichtungen mit Stahlkern für dichte Rohrleitungen. Ein Problem blieb aber bestehen: Gummi ist sowohl gegen Chemikalien als auch gegen Alterungsprozesse nur unzureichend beständig. Als Alternative kamen verschiedene Dichtungen aus PTFE, zum Einsatz. Doch auch diese waren in der Praxis keine optimale Lösung: Die Instandhalter mussten regelmäßig durch die Anlagen laufen, um jede einzelne Flanschverbindung nachzuziehen. Ein Vorgang, der teuer und zeitintensiv ist.
Einerseits ist PTFE sehr reaktionsträge und eignet sich daher gut für aggressive Chemikalien, andererseits erweisen sich die notwendige Einbauflächenpressung und die Betriebsflächenpressung als signifikantes Problem. Darüber hinaus führen die nötigen Anzugsmomente das Kunststoffrohrverbundsystem zwangsläufig an die eigene Festigkeitsgrenze. Insbesondere das Relaxationsverhalten der GFK-Losflansche verursacht bei hohen Anzugsmomenten, dass sich die aufgebrachten Spannungen bereits nach relativ kurzer Zeit abbauen – vor allem bei wechselnden Temperaturen. In der Folge droht das System undicht zu werden. Eine Störung, deren Beseitigung erhöhte Personal- und Wartungskosten verursacht, die mit einer explizit für Kunststoffverbundsysteme zugeschnittenen Dichtung vermeidbar wären.
Aus der Praxis lässt sich ableiten, dass die für heutige Ansprüche optimale Dichtung folgende Eigenschaften besitzen muss:

Die hohe chemische Beständigkeit von PTFE muss erhalten bleiben.
Die Dichtung muss eine relativ hohe Rückfederrate aufweisen.
Die Anzugsmomente dürfen das Flanschsystem nicht übermäßig belasten.

Nur wenn diese Eigenschaften gegeben sind, ist es möglich, dauerhaft dichte und sichere Kunststoffrohrverbundsysteme zu betreiben.

Flachdichtung mitTA-Luft-Zertifizierung

Der Industriedienstleister Tectrion – vormals Technische Dienste der Bayer Industry Services – entwickelte in seiner hauseigenen Kunststoffwerkstatt in Zusammenarbeit mit Bayer Material Science eine Flachdichtung mit genau den geforderten Eigenschaften. Entstanden ist eine Dichtung, die im GFK-Flansch dicht bleibt und als erste und bislang einzige ihrer Art über das TA-Luft-Zertifikat für Kunststoffverbundsysteme verfügt.

Einen hohen Stellenwert nimmt hier die Prüfung im realen Kunststoffverbundsystem mit GFK-Losflanschen ein. Nach kompletten Temperatur- und Druckwechseln folgte der für die Zertifizierung notwendige Belastungstest. Dabei wurden die Schrauben im Prüfungsverlauf nicht nachgezogen. Die TA-Luft-Prüfung erfolgte mit der verbleibenden Restflächenpressung direkt am Kunststoffverbundrohr und nicht, wie heute oft üblich, zwischen Prüfplatten. Der TÜV bescheinigte eine für PTFE-Dichtungen dreimal höhere Restflächenpressung im Kunststoffverbundsystem – ein sehr guter Wert im Vergleich zu bisherigen PTFE-Dichtungen. Zudem ist die neue Dichtung – im Gegensatz zu DIN- und EN-Abmessungen – speziell auf die vorgegebenen Durchmesser von Kunststoffverbundsystemen abgestimmt und liegt jederzeit zentriert in den Losflanschen.

Sparen bei der Instandhaltung

Undichte Kunststoffverbundsysteme gehören mit einer chemisch beständigen und langfristig dichten PTFE-Dichtung nun der Vergangenheit an. Zudem werden die Instandsetzungsintervalle für die Dichtungen erheblich verlängert, wodurch die Kosten deutlich sinken. Waren GFK-Leitungen zudem bislang nach TA-Luft überhaupt nicht nutzbar, können sie jetzt auch für luftgefährdende Stoffe verwendet werden.

Bayer Material Science setzt die Dichtungen bereits ein und hat für ihre zwei neuen Produktionsanlagen in China unlängst tausende Exemplare geordert und eingebaut. Die neuen Dichtungen werden in verschiedenen Nennweiten von DN 15 bis DN 500 hergestellt. Mit ihrer Entwicklung ist ein wichtiger Schritt nach vorn gelungen, damit sich Kunststoffverbundsysteme in chemischen Anlagen sicher und wirtschaftlich betreiben lassen. Davon profitieren Anlagenbetreiber und Instandhalter gleichermaßen. Eine Jury namhafter Instandhaltungs-Experten zeichnete die neue Dichtung im März mit dem Maintainer Award 2010, dem „Oscar“ der Instandhaltung, in der Kategorie „Innovative Produkte“ aus.

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