Undichte Flanschverbindungen: Warum das richtige Anzugsmoment allein nicht ausreicht

Die Schrauben wurden mit dem vorgeschriebenen Drehmoment angezogen, eine neue Dichtung ist eingesetzt. Bei der Montage war alles dicht. Doch nach dem ersten Anfahren der Anlage tritt an der Flanschverbindung eine Leckage auf. Solche Probleme lassen sich nicht immer auf einen einzelnen Montagefehler zurückführen. Häufig spielen mehrere Faktoren zusammen, die erst unter Betriebsbedingungen zum Tragen kommen. Dazu gehören Temperaturänderungen, wechselnde Drücke und Kräfte aus den angeschlossenen Rohrleitungen.

Eine Flanschverbindung muss deshalb nicht nur bei der Montage dicht sein. Entscheidend ist, dass die erforderliche Flächenpressung der Dichtung auch während des Betriebs erhalten bleibt.

Warum Flanschverbindungen im Betrieb undicht werden

Bei der Suche nach der Ursache lohnt sich ein genauer Blick auf die gesamte Verbindung. Denn selbst bei korrekt gewählter Dichtung und eingehaltenem Anzugsmoment können Probleme entstehen.

Ungleichmäßige Vorspannung der Schrauben

Das Anzugsmoment allein sagt noch nicht aus, ob die Schraubenkräfte gleichmäßig verteilt sind. Werden die Schrauben nicht in der vorgesehenen Reihenfolge und in mehreren Stufen angezogen, kann die Dichtung unterschiedlich stark belastet werden. Bei der Montage nach DIN EN 1591-4 spielen deshalb die Anzugsreihenfolge, die einzelnen Montageschritte und die kontrollierte Vorspannung eine wichtige Rolle.

Kräfte aus angrenzenden Rohrleitungen

Rohrleitungen verändern bei Temperaturwechseln ihre Länge. Werden diese Bewegungen durch die Konstruktion eingeschränkt, entstehen Kräfte und Momente, die auch auf Flanschverbindungen wirken können. Bei der Berechnung nach DIN EN 1591-1 müssen solche äußeren Belastungen berücksichtigt werden. Andernfalls kann die im Betrieb verbleibende Dichtungsflächenpressung geringer ausfallen als erforderlich.

Setzverhalten der Dichtung

Dichtungswerkstoffe verändern unter Belastung ihr Verhalten. Je nach Material, Temperatur und Betriebsbedingungen können Setz- und Relaxationsvorgänge dazu führen, dass die ursprünglich aufgebrachte Flächenpressung abnimmt. Das betrifft unter anderem Dichtungen aus Graphit, PTFE und Elastomeren. Besonders bei Anlagen mit häufigen An- und Abfahrvorgängen müssen diese Veränderungen bei der Auslegung berücksichtigt werden.

Beschädigte oder ungeeignete Dichtflächen

Auch die Beschaffenheit der Flanschflächen hat erheblichen Einfluss auf die Dichtheit. Radiale Riefen, Beschädigungen oder eine für die eingesetzte Dichtung ungeeignete Oberflächenrauheit können Leckagen begünstigen. Ein höheres Anzugsmoment ist dafür keine geeignete Lösung. Je nach Zustand müssen die Dichtflächen nachbearbeitet oder beschädigte Bauteile ersetzt werden.

Die richtige Dichtung hängt von den Betriebsbedingungen ab

Nicht jede Dichtung eignet sich für jede Flanschverbindung. Neben dem Betriebsdruck und der Temperatur müssen auch das Medium, die Flanschgeometrie und die verfügbare Schraubenkraft berücksichtigt werden. Faserstoff-, Graphit-, PTFE- und Spiraldichtungen unterscheiden sich deutlich in ihren Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten. Eine Spiraldichtung kann beispielsweise für höhere Drücke und Temperaturen geeignet sein als eine herkömmliche Faserstoffdichtung. Voraussetzung ist allerdings, dass die erforderliche Flächenpressung zuverlässig erreicht und während des Betriebs aufrechterhalten wird.

Pauschale Druck- und Temperaturgrenzen reichen für die Auswahl nicht aus. Maßgeblich sind die technischen Daten des jeweiligen Dichtungssystems und die tatsächlichen Betriebsbedingungen. Wichtig bei jeder Demontage: Bereits eingesetzte Dichtungen sollten nicht erneut verwendet werden. Für die Wiedermontage ist eine geeignete neue Dichtung vorzusehen.

Leckagen an Flanschverbindungen systematisch untersuchen

Bei wiederkehrenden Undichtigkeiten reicht es häufig nicht, lediglich die Dichtung auszutauschen oder die Schrauben erneut anzuziehen. Bei VA-Engineering betrachten wir die Flanschverbindung im Zusammenhang mit dem gesamten Rohrleitungssystem. Dazu gehören die konstruktive Ausführung, die verwendeten Werkstoffe, die Montagebedingungen und die Belastungen im laufenden Betrieb. Auch die angrenzenden Schweißverbindungen und Rohrleitungsabschnitte können bei der Ursachenanalyse eine Rolle spielen.

VA-Engineering verfügt über eine Zertifizierung nach AD 2000-HP0 sowie einen internationalen Schweißfachmann im eigenen Haus.