isoflanges gmbh · größer pn40 = asme 300 • flanschverbindungen nach asme b 16.5 •...
TRANSCRIPT
CeH4 Hausmesse 2018
07.06.2018
ISOflanges GmbH
Celler Straße 3
29229 Celle
M.Sc. Claudia Suckut
Geschäftsführerin
ISOflanges GmbH
1
Isolierflanschverbindungen
für den kathodischen Korrosionsschutz
im Pipeline- und Anlagenbau.
Technische - / Regelwerk - Anforderungen.
ISOflanges GmbH
2
Inhalt
• Einleitung
• Anforderungen
• unterschiedliche Konstruktionen
• Isolierflanschverbindungen für Wasser
• Schlussfolgerung
• Hochspannungsversuche
• Fotos
ISOflanges GmbH
3
Korrosion
• verursacht einen hohen wirtschaftlichen Schaden
• gefährdet die Betriebssicherheit
• Funktionsfähigkeit der Versorgungssysteme.
• Korrosionsschäden - Gefährdung Mensch und Umwelt
Versorgungswichtige Bauteile sind vor Angriffen durch
Korrosion zu schützen.
Korrosionsschutz an Rohrleitungssystemen
Aktiver + passiver Korrosionsschutz = hochwirksamer KKS
Einleitung
4
Einleitung
5
Isoliertrennstellen sind in den Fokus gerückt,
• Isoliertrennstellen sind ein sicherheitsrelevantes Bauteil
• darf kein Schwachpunkt im Pipelinesystem sein
= muss hohe Anforderungen erfüllen , um den
betriebsbedingten Belastungen zuverlässig stand zu halten.
In den Normen und Regelwerken ist es spezifiziert, welche
Mindestanforderungen zu erfüllen sind.
Einleitung
6
Anforderungen resultieren aus dem Einsatzbereich / -fall
• Rohrleitungssysteme und Anlagen
– gasförmige - / flüssige Medien
– brennbare / explosive Medien
– wasser- / umweltgefährdende Medien
Voraussetzung für ein funktionierendes KKS-System ist eine
zuverlässige Trennung der KKS geschützten Leitung.
Funktionsfähigkeit und Betriebssicherheit muss dauerhaft
gewährleistet sein.
7
Anforderungen
Mechanische - Anforderungen
sind vielseitig, durch betriebsbedingte Belastungen:
• auftretende Rohrkräfte:
Torsions- / Axialkräfte,
• auftretende Kräfte durch Lastwechsel
• Innendruck - Druckfestigkeit
• Temperaturwechsel
Anforderungen an Isolierverbindungen
aus Regelwerken und Normen
• TRFL (technische Regeln für Rohrfernleitungen)
• DIN 30690-1 (Bauteile in Anlagen der Gasversorgung)
• DVGW G 491 (Gas-Druckregelanlagen bis PN100)
• DVGW G 463 (Gasrohrleitungen größer PN16)
• DVGW G 24 (KKS in Ex-Bereichen)
• DIN EN 1594 (2013-12) (Prüfablauf festgelegt)
• DVGW G 19 (Flanschverbindungen in Gasanlagen)
• Druckgeräterichtlinie - DGRL 2014/68/EU
8
Anforderungen
9
Anforderungen
DIN 30690-1
Bauteile in Anlagen der Gasversorgung
Teil 1: Anforderungen an Bauteile in Gasversorgungs-
anlagen
4.8 … Isolierverbindungen müssen nach DIN 2470 Teil 2,
DIN EN 12007-3 oder DIN EN 1594 hergestellt, geprüft und
bescheinigt sein.
Die Isoliertrennstelle, einschließlich aller Bauteile, müssen
im zusammengebauten Zustand typgeprüft sein und
zusätzlich muss ein APZ 3.1 für die erforderlichen
Abnahmen erstellt werden.
Darüber hinaus ist die AFK-Empfehlung Nr. 5 zu
berücksichtigen.
10
Anforderungen
G 463
Gashochdruckleitungen aus Stahlrohren für einen
Auslegungsdruck von mehr als 16 bar;
– Vorwort:
…Gastransportleitungen sind grundsätzlich in den
kathodischen Korrosionsschutz einzubinden
– Korrosionsschutz:
...Dieser besteht aus einer Rohrumhüllung (passiver
Schutz) und zusätzlich bei erdverlegten Leitungen
mit einem kathodischen Korrosionsschutz
(KKS- und / oder LKS) als aktiver Schutz
11
Anforderungen
G 491
Gas-Druckregelanlagen für Eingangsdrücke bis einschließlich
100 bar
passiver und aktiver Korrosionsschutz
- Schutz gegen unbeabsichtigtes Überbrücken
G 19
Flanschverbindungen in Gasanlagen
G 24
entspricht der AfK-Empfehlung Nr.:5
Druckgeräterichtlinie - DGRL 2014/68/EU – Isolierflanschverbindung – drucktragendes Ausrüstungsteil
– CE-Konformitätserklärung
12
Anforderungen
Auszug aus DIN EN 1594 Prüfverfahren
8.5.2 Festigkeitsprüfung:
An jedem Isolierstück ist über mindestens 5 Minuten eine
Wasserdruckprüfung bei mindestens dem 1,5fachen des
Auslegungsdrucks durchzuführen. …..
8.5.3 Elektrische Prüfung:
Jedes Isolierstück ist trocken 1 Minute bei einer Mindestspannung von
5000V AC (50Hz) zu prüfen.
Bei der Prüfung dürfen keine Korana-Entladungen und keine Einbrüche
im Isolationswiderstand auftreten.
Anmerkung: Durchschlagsfestigkeit / Überschlagsfestigkeit
13
Anforderungen
8.5.3 Elektrische Prüfung:
Nach der Wasserdruckprüfung muss der Isolationswiderstand des
trockenen Isolierstückes bei Messung mit einer Gleichspannung von
mindestens 500 V mindestens 0,1 MOhm betragen.
8.5.4 Äußere Dichtheitsprüfung:
Nach der Festigkeitsprüfung ist die Monoblock-Isolierverbindung im
Werk 10min mit Luft bei einem Druck von 5bar zu prüfen,
= Jedes einzelne Bauteil der Isoliertrennstelle muss sorgfältig
konstruiert und aus hochwertigen Werkstoffen gefertigt werden,
um die Voraussetzungen für ein funktionierende, regelkonforme
Isoliertrennstelle zu erfüllen.
Voraussetzung für ein funktionierendes KKS-System :
zuverlässige Trennung der KKS geschützten Rohrleitung
Isoliertrennstellen : unterschiedliche Konstruktionen
• isolierende Dichtungen
• Isolierring im Rücksprung
• Isolierkupplungen
• Isolierflanschverbindungen
14
verschiedene Konstruktionen
isolierende Dichtungen
• Schraubenisolierung: Hülsen / Schrumpfschlauch
• DIN Standard Stahl - U-Scheiben
• ISO-U-Scheiben ( ASME 1/8“ = 3,2mm)
• DIN Sechskantschrauben
• Geringe Schichtdicke des
Isoliermaterials
• Keine Fertigteilabnahme
nach DIN 1594 !
15
verschiedene Konstruktionen
16
Isolierring im Rücksprung
• Isolierring bietet keinen Schutz vor unbeabsichtigtem
Überbrücken
• Schraubenisolierung:
Schrumpfschlauch
größer Gewindedurchmesser
sitzt z.T. auf den Gewindegängen
• DIN Standard Stahl - U-Scheiben
verschiedene Konstruktionen
17
Isolierkupplungen - Monoblocks
•Isolierverbindungen
mit Rohrenden zum Einschweißen
•Geringe Isoliermaterialschichtdicke
•Verbindung vollständig umhüllt
keine Sichtprüfung möglich
•Geringe Widerstandsfähigkeit gegen
auftretende Rohrkräfte
verschiedene Konstruktionen
Isolierflanschverbindungen – Typ HQ
• Hochwertiges Isoliermaterial, mit APZ 3.1
• GFK- oder PO- isolierte Schraubenbolzen
• Stahl-U-Scheibe mind.200HV, maximaler Außen-Ø
• ISO-U-Scheibe mind.10mm, maximaler Außen-Ø
• visuelle Überprüfung möglich
• Fertigteilabnahme gemäß DIN 1594
18
ISOflanges - Konstruktionen
Isolierflanschverbindung – Weiterentwicklung
Ausführung: HP
(patentiert Lannewehr + Thomsen GmbH&Co.KG
hohe mechanische Festigkeit durch kompakte Bauweise
• Druckringe
• Isolierringe
• Dichtungen im Kraftnebenschluss
• Zusätzlich: Ausgleichsring
= Blockverflanschung
20
ISOflanges - Konstruktionen – HP
Blockverflanschung
• hohe Verwindungssteifigkeit
• Ausnutzung maximaler Auflagefläche
• max. Schraubenauslastung
• max. Betriebssicherheit
• max. dauerhafte Dichtigkeit
• minimaler Überprüfungs- Wartungsaufwand
23
ISOflanges - Konstruktionen – HP
HP - High Performance HQ - High Quality
Isolierring ISO-U-Scheiben
Druckring Stahl-U-Scheiben
Flanschausgleichsringe
= Blockflanschbauweise
24
ISOflanges GmbH
bis PN40
• Flanschverbindungen nach DIN EN 1092-1
• Schraubenbolzen und Muttern:
Werkstoff 25CrMo4 (1.7218)
Größer PN40 = ASME 300
• Flanschverbindungen nach ASME B 16.5
• Schraubenbolzen und Muttern:
Werkstoff 42CrMo4
Schraubenbolzenoberfläche mit selbstschmierender
Beschichtung !
26
ISOflanges GmbH
Isolierflanschverbindungen mit Fertigteilabnahme nach DIN EN 1594
•APZ 3.1 / 3.2 DIN EN 10204
Kennzeichnung
•Herst. DN PN PS TS -20°C/+60°C CE0045 Jahr Serien-Nr.
Dokumente
•Abnahmeprüfzeugnis nach DIN EN 10204 – 3.1 / 3.2
•Dokumentationszeichnung mit Angabe des Drehmomentes
•Bedienungsanleitung / Montagehinweis
•Konformitätserklärung nach DRGL
27
ISOflanges GmbH
Isolierflanschverbindung HP mit Rohrformteil :
medium berührte Teile aus KTW-zugelassenen Werkstoffen 33
ISOflanges für Wasser
Isolierflanschverbindung HP mit Rohrformteil :
Merkmale
V-Flansch-Dichtfläche modifiziert
Innenbeschichtung
endet auf Hinterdrehung
Abdichtungen
durch O-Ring-Dichtungen (NBR70)
Dichtlippe (EPDM) / Isolierflansch
Blockflanschverbindung =
hohe Widerstandskraft gegen
auftretende Rohrkräfte
34
ISOflanges für Wasser
CeH4 technologies
Ein Celler Unternehmen stellt sich vor
35
Schlussfolgerung
Schlussfolgerung
Es ist möglich eine Isolierflanschverbindung einzusetzen, die…
die erforderlichen Anforderungen erfüllt.
• hohe mechanische Widerstandsfähigkeit gegen Rohrkräfte
• auf Dauer technisch dicht
• festsitzende, dauerhafte Isolierung der Schraubenbolzen
• hohe Schraubenbolzenvorspannung
• geprüft und abgenommen nach DIN EN 1594
Wichtige Aspekte - gute Argumente
Durch sorgfältige Auswahl des Isoliersystems, ist eine elektrische
Trennung von Rohrleitungssystemen möglich, die die mechanischen
Anforderungen und Anforderungen der Regelwerke erfüllt .
•Stand der Technik.
•Regelkonformität
•Betriebssicherheit ist gewährleistet
•Sicherheit für die Mitarbeiter und Umwelt
•Wirtschaftlicher Aspekt - Werterhaltung der Anlagen
•geringe Wartungs- und Instandhaltungskosten
36
Schlussfolgerung
Hochspannungsversuche - Typ HP
Im Hochspannungslabor an der Universität in Kassel
wurden verschiedene Hochspannungsversuche durchgeführt.
Die Hochspannungsfestigkeit unserer Konstruktion schließt
mit sehr gutem Ergebnis ab.
Trotzdem wurden Optimierungsmöglichkeiten der Konstruktion im
Zusammenhang mit dem Kabellaschenring festgestellt.
37
Hochspannungsversuche
Optimierung
Isolierringe wurden neu konstruiert
- Segmentringe des Kabellaschenringes nicht mehr erforderlich
- Verzahnung der Halbringe
- mit Entwässerungskanälen
39
Hochspannungsversuche
Neue Konstruktion Typ HP2
verbesserte Funktion
weniger Bauteile
einfachere Montage
Diese Weiterentwicklung wird
in die Fertigung übernommen.
41
Hochspannungsversuche
CeH4 technologies
Ein Celler Unternehmen stellt sich vor
ISOflanges GmbH
M.Sc. Claudia Suckut
Tel.: 05141/9345210
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.
49
ISOflanges GmbH