Gefordert – ein klima- und umweltschonender Energiemix

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Flanschberechnungen nach
EN 1591 – Fluch oder Segen
Laut Untersuchungen der in Delft ansässigen TNO versickern jährlich
180 Mio. Euro allein bei den Unternehmen der chemischen Industrie in
den Niederlanden im Boden oder werden in die Luft abgegeben. Grund
dafür sind nach Untersuchungen britischer Experten in der Hauptsache
undichte Flansche – ein durchaus ungeliebtes Thema, das jedoch aufgrund
des großen wirtschaftlichen Schadens, der nach Meinung von
Fachleuten zum großen Teil vermieden werden könnte, in Zukunft an Bedeutung
gewinnen wird.
D
ies sieht auch Beate Schäferdieck (51) so, die als freie beratende
Ingenieurin seit rund 25 Jahren mit der Berechnung
von Flanschen beschäftigt ist. In nationalen und internationalen
Gremien hat sie die Umstellung von der nationalen Norm DIN
2505 auf die europäische EN 1591 intensiv begleitet und ist heute
„froh, dass wir es geschafft haben, über diese neue Norm die DIN-
Flansche gerettet zu haben. Denn ohne diese neue Norm gäbe es in
Deutschland und Europa nur noch ANSI-Flansche.“
Die EN 1591 ist allerdings nur ein weiterer Schritt in der Entwicklung
von Flanschdichtungen, deren Anfänge verbunden sind mit
der Einrichtung der ersten Wasserleitungen oder einfachen Rohrleitungen.
Es ist anzunehmen, dass die damaligen Dichtungen aus
den damals verfügbaren Werkstoffen bestanden, aus Naturfasern,
aus Geweben, Kork und Blei.
Die Industrialisierung brachte auch hier erhebliche Veränderungen,denn
als die ersten Dampfmaschinen aufkamen,waren schon
erheblich wirksamere Dichtungen notwendig.„So entstanden bald
Dichtungsplatten für Flachdichtungen aus naturgummigebundenen
Faserwerkstoffen und“, schreiben die Autoren Professor Dr.-Ing.
Heinz Müller und Dr. Bernhard S. Nau in ihrem Aufsatz Flanschdichtungen:
Bauformen – Berechnung, „die Entwicklung von neuen
Werkstoffen und Dichtungen für Flansche von Rohren und Druckbehältern
ist bis heute nicht beendet.“
TA Luft als besondere Herausforderung
Insbesondere nicht, wenn man die TA Luft 2002 betrachtet, die
insbesondere bei so genannten diffusen Emissionen hohe Anforderungen
stellt. Diese sind durch die schon erreichte Emissionsminderung
stärker in den Fokus gerückt und nehmen deshalb in
der TA Luft einen deutlichen Raum ein. So heißt es dort, dass
Flanschverbindungen in der Regel nur dann verwendet werden
dürfen, wenn sie verfahrens-, sicherheitstechnisch oder für die
Instandhaltung notwendig sind. Und zusätzlich
wird vermerkt, dass nur technisch dichte
Flanschverbindungen entsprechend der Richtlinie
VDI 2440 zu verwenden sind. Doch was
heißt technisch dicht? „Ziel dieser TA Luft“, so
sagt Edgar Neuhalfen von der TÜV Rheinland
Group, „ist es, dass im Sinne des Vorsorgegrundsatzes
des Bundes-Immissionschutzgesetzes
(BImSchG) möglichst wenige Emissionen in die
Atmosphäre abgeleitet werden.“ Das bedeutet, dass neben der
Dichtung auch das Gesamtsystem Flansch-Dichtung-Verschraubung
an Bedeutung gewinnt.
Ein besonderes Augenmerk in diesem Zusammenhang findet in
der TA Luft 2002 die technische Dichtheit in Kombination mit
einer spezifischen Leckagerate nach VDI 2440 bei der Emissionsminderung
in Mineralölraffinerien.Unter Bezug auf den Entwurf
der VDI 2200 (Dichte Flanschverbindungen, Auswahl, Auslegung,
Gestaltung und Montage von verschraubten Flanschverbindungen)
vom Juni 2005 heißt es dort: „Die Erfüllung des Anforderungswertes,
d.h. des Leckagekriteriums, bedeutet nicht zwingend,
dass mit dieser entsprechend zertifizierten Dichtung unter allen betrieblichen
Umständen eine Flanschverbindung mit besonders niedriger
Leckagerate erreicht wird. Das ist nur in Verbindung mit einer
fachgerechten Auslegung und Montage zu gewährleisten.“
Insbesondere hier wird deutlich,warum die „alte“ DIN 2505 dringend
verändert werden musste – auch wenn sie ihre Vorteile hatte.
Vergleicht man die beiden Berechnungsmethoden DIN 2505 und
EN 1591, fällt zunächst auf, dass die Berechnungstheorie, die
beiden zugrunde liegt, durchaus vergleichbar ist: Flanschquerschnitt
bzw. das daraus resultierende Widerstandsmoment werden
betrachtet. Außerdem werden die Kräfte gleich definiert, die
auf die Flanschverbindung einwirken. Ein Vorzug der DIN 2505
ist ihre Einfachheit der Berechnungschritte, während die „neue“
EN 1591 auf den ersten Blick doch recht kompliziert erscheint
und eine „von-Hand-Berechnung“ aufgrund des aufwendigen
Verfahrens kaum mehr möglich ist.
Allerdings bietet die EN 1591 auf den zweiten Blick erhebliche
Vorteile,die die DIN 2505 nicht enthält.Es wird wie in der TA Luft
gefordert, das Gesamtsystem Flansch-Schraube-Dichtung betrachtet,
wobei dabei allerdings nicht nur die Kriterien der Festigkeitsbetrachtung
zu sehen sind, sondern auch das gesamte Ver-
30 9/2005 ||||| HY6