Überblick
- Es wird das Gesamtsystem bestehend aus Flansch, Schraube und Dichtung betrachtet.
- Verwendung von Dichtheitsklassen um Dichtheit des Systems nach der Montage und allen Folgezuständen zu gewährleisten.
- Die Dichtungskennwerte werden entsprechend EN 13555 eingesetzt.
- Berücksichtigt werden dabei die maximal zulässigen Flächenpressungen bei Raum- und Betriebstemperatur, der E-Modul der Dichtung sowie der Setzbetrag.
- Die Dichtungseigenschaften werden durch die Mindestflächenpressung für die entsprechende Dichtheitsklasse L im Montage sowie im Betriebszustand charakterisiert.
- Zusätzliche Parameter wie z.B. der Reibfaktor zwischen Dichtung und Flanschblatt dient zur Bestimmung von zulässigen Querkräften bzw. Torsionsmomenten.
40988643 – offshore industry oil and gas production petroleum pipeline.
Basierend auf den Festigkeitskennwerten von Flansch und Schraube sowie den Dichtungskennwerten kann somit ein vollständiger Nachweis der Flanschverbindung erfolgen.
Ebenso wird der thermische Ausdehnungskoeffizient von den Werkstoffen für Flansch und Schraube berücksichtigt. Dies ist entscheidend, wenn eine Kombination aus ferritischen und austenitischen Werkstoffen verwendet wird. Ohne Berücksichtigung könnte eine Überlastung der Verbindung oder eine Undichtheit entstehen.
Das Berechnungsverfahren nach EN 1591-1 ermöglicht die genaue Bestimmung des minimalen und maximalen Anzugsmomentes bei der Montage. Durch den iterativen Berechnungsprozess können die Grenzen exakt ermittelt werden.
Dadurch ist es möglich eine Flanschverbindung materialsparend und somit optimal auszulegen. Dieses Verfahren bietet daher entscheidenden Vorteile gegenüber den Flanschberechnungen nach ASME oder dem AD 2000 Regelwerk. Das AD 2000 Regelwerk verweist in vielen Fällen bereits auf die Anwendung der Flanschberechnung nach EN 1591-1. Die bisherige Methode zur Berechnung nach den Kapiteln B7 und B8 des AD 2000 Regelwerks tritt damit zunehmend in den Hintergrund.
In den vergangenen Jahren haben wir bei Lauterbach Verfahrenstechnik GmbH eine Vielzahl von Projekten durchgeführt in deren Mittelpunkt die Flanschverbindung stand.
Hervorzuheben ist dabei die Sicherstellung der Flanschverbindung unter Tiefseebedingungen. Beginnend mit der Montage der Flanschverbindung über Wasser auf Schiff, Absenkung der Rohrleitung auf den Meeresgrund sowie Inbetriebnahme der Leitung musste die Flanschverbindung für alle Lastfälle nachgewiesen sein. Dazu wurde parallel eine komplexe FEM Berechnung der Flanschverbindung mit Modellierung des Dichtungsverhaltens sowie eine analytische Berechnung nach EN 1591-1 durchgeführt. Es hat sich gezeigt, dass die Ergebnisse der FEM Berechnung sehr gut mit den Ergebnissen der EN 1591-1 übereinstimmen. Der entscheidende Vorteil liegt hierbei jedoch bei der Berechnung nach EN 1591-1, da diese nur einen Bruchteil der Arbeitszeit einer FEM Berechnung in Anspruch nahm.
Pipeline lying on ocean bottom underwater. 3D rendering
Auf Basis dieser Erfahrungswerte sind wir von der Leistungsfähigkeit der Flanschberechnung nach EN 1591-1 überzeugt.
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