Juni 2014
| von Patrick Junkers, Geschäftsführer Hytorc
  • Flanschverschraubungen müssen dicht halten, Leckagen sind zu minimieren. Sei es aus Überlegungen des Arbeitsschutzes oder der Ökonomie.
  • Unter anderem zwingen Vorschriften die Anlagenbetreiber, Flanschverbindungen korrekt auszulegen sowie zu berechnen und geeignete Dichtungen zu wählen.
  • Betreiber können sich viel Ärger ersparen, wenn sie auf professionelle Verschraubungsverfahren setzen und die Montage nur an qualifiziertes Personal vergeben. Hierfür zertifizierte Schulungsanbieter sind vorhanden.

Mit der Richtlinie VDI 2290 zog im Sommer 2012 jedoch auch noch die quantitative Betrachtung mit zusätzlichen Vorgaben zur Dichtheit, Dokumentation und zum Qualitätssicherungsnachweis ein. Die Richtlinie 2290 „Emissionsminderung – Kennwerte für dichte Flanschverbindungen“ ist mit der rechtlich bindenden Verordnung TA Luft verzahnt. Sie regelt das Prüfen der technischen Dichtheit für die Flanschverbindungen, für die emissionsbegrenzende Anforderungen nach der TA Luft festgelegt sind. Betreiber sind also verpflichtet, sich an diese Vorgaben zu halten.

Ratsam: Unterlegscheiben
Um diese Vorgaben in der Praxis bei Neuinstallationen oder Revisionen einzuhalten, muss der Anwender auch die Verschraubung an sich korrekt vornehmen. Grundsätzlich gilt dabei: Moderne Dichtungen halten höhere Flächenpressungen problemlos aus. Je höher und gleichmäßiger die Restklemmkraft auf die einzelnen Schraubverbindungen an einem Flansch wirkt, desto höher und gleichmäßiger verteilt sich die Flächenpressung auf die eingebaute Dichtung und an den beiden Flanschhälften. Ergebnis: Die Leckagerate am Flansch sinkt, und der Flansch bleibt dauerhaft technisch dicht. Dabei dürfen Betreiber nicht auf den Einsatz von Unterlegscheiben verzichten. Im VCI-Leitfaden „Montage von Flanschverbindungen in verfahrenstechnischen Anlagen“ heißt es: „Die Schrauben sind von Hand vorzumontieren, dabei sind gehärtete Unterlegscheiben nach DIN EN ISO 7089 mindestens Härteklasse 200 HV unter die Muttern zu legen […]“. Auch die VDI 2290 und ASME PCC1 (Guidelines for Pressure Boundary bolted Flange joint assembly) raten zum Einsatz von Unterlegscheiben. Die Praxis zeigt in der Chemie / Petrochemie allerdings häufig ein anderes Bild: Bisher kommen dort bei Flanschverbindungen oft keine Unterlegscheiben zum Einsatz.

Unabdingbar: korrektes Verschrauben
Für eine leckagefreie Flanschverbindung ist aber auch die richtige Montagetechnik eine Grundvoraussetzung: Über 80 % der Flanschleckagen und dadurch bedingte Stillstände sind auf unzureichende Vorspannkräfte in den Schraubverbindungen zurückzuführen. In einem Modellversuch hat sich gezeigt, dass das Anziehen von Hand eine Mindestflächenpressung von nur 10 MPa erreicht. Kommt hingegen ein optimiertes Verfahren auf Basis mehrerer parallel arbeitender Drehmomentschrauber samt passender Beilegscheibe zum Einsatz, sind es knapp 33 MPa. In der Praxis heißt dies: Die Leckage ist beim kontrollierten Anziehen mit einem entsprechenden Verschraubungsverfahren um den Faktor 155 geringer als bei der händischen Variante. Pro Jahr und Meter Dichtungslänge bedeutet dies beispielsweise beim Prüfmedium Helium eine Leckage von gut 14 kg (Anziehen von Hand) beziehungsweise 100 g (kontrolliertes Anziehen mit mehreren parallel arbeitenden Drehmomentschraubern und Beilegscheibe). Daher verwundert es nicht, dass verschiedene der oben genannten Richtlinien zum Einsatz solcher Scheiben bei der Flanschverschraubung raten. Besonders wirksam sind Unterlegscheiben mit Außen-Abstützprofil, wie Hytorc sie mit der Z-Washer im Programm hat. Mit dieser Scheibe können Anwender Drehmomentwerkzeuge ohne einen Reaktionsarm verwenden. Denn ein solcher Arm ermöglicht es zwar, dass sich das Werkzeug beim Verschrauben nicht mit dreht – bringt sonst aber ausschließlich Nachteile: Es entstehen Seitenbelastungen auf die zu verschraubende Schraube und auf die Nachbarschraube. Beim Anzugsvorgang kann dies zu Gewindefressungen führen. Auch die Arbeitssicherheit erhöht sich durch den Wegfall des Reaktionsarms, da Quetschungen im Handbereich des Anwenders auf diese Weise ausgeschlossen sind. Und noch einen Vorteil bringen Unterlegscheiben mit Außen-Abstützprofil mit: Das kosten- und zeitintensive Nacharbeiten von beschädigten Oberflächen entfällt. Denn das Profil unterbindet das
Mit­drehen der Unterlegscheibe während des Verschrau­bungsvorganges, wodurch Beschädigungen bei der Montage an Oberflächen, beispielsweise an Flanschen, erst gar nicht entstehen können.

Der Dienstleister muss fit sein
Bei vielen Anlagenbetreibern ist es mittlerweile gang und gäbe, Fremdfirmen mit dem Verschrauben von Flanschen zu beauftragen. Um bereits im Vorfeld sicher sein zu können, dass der Dienstleister die in ihn gesetzten Erwartungen auch erfüllt, empfehlen sich Schulungsmaßnahmen für solche Unternehmen. Insbesondere der sichere Umgang mit hydraulischen Verschraubungsgera?ten ist dringend erforderlich. Denn nach VDI 2290 darf nur noch schriftlich benanntes, sachkundiges Montagepersonal mit Qualifizierungsnachweis zum Einsatz kommen. Die Qualität der Arbeiten ist durch stichprobenartige Prüfung der Drehmomente zu sichern und wie die Montage zu dokumentieren. Geeignet hierzu sind beispielsweise Hydraulikpumpen, die alle Arbeitsgänge auf einem USB-Stick protokollieren. Nachdem die Verantwortung für die Qualitätssicherung immer beim Betreiber bleibt, muss er seine Dienstleister mit Sorgfalt wählen. Das Wissen des Montagepersonals in Theorie und Praxis nach Grundlage der DIN EN1591-4:2013 („Qualifizierung der Befähigung von Personal zur Montage von Schraubverbindungen in druckbeaufschlagten Systemen im kritischen Einsatz“) sollte ein zertifizierter Schulungsanbieter vermitteln. Dies ermöglicht das Steigern der Arbeitssicherheit sowie ein weiteres Verbessern der Anlagensicherheit und Verfügbarkeit. Ein zertifizierter Schulungsanbieter muss diverse Nachweise erbringen, die nur eine externe Zertifizierungsstelle wie TQ-Cert bewerten kann. Das Zertifizierungsprogramm enthält die Instrumente zum Verifizieren des normkonformen Schulens und Prüfens. Beim Begutachten stellt die Deutsche Akkreditierungsstelle (DAkkS) die Übereinstimmung mit der internationalen Norm für Personalzertifizierungsstellen (DIN EN ISO/IEC 17024:2012) fest und bestätigt dies mit einer Akkreditierungsurkunde. Die ausgegebenen Bescheinigungen (Zertifikate) sind dann auf eine allgemein und international anerkannte Instanz zurückgeführt. Der Betreiber hat so die rechtssichere Bestätigung, dass die durch das akkreditierte Verfahren erfolgreich geprüften Personen für das Demontieren und Montieren von Schraubverbindungen in Drucksystemen qualifiziert sind.

Einen Link zum Unternehmen finden Sie hier.

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