Rohrleitungen Fest verbunden

Redakteur: Güney Dr.S.

Rotationssymmetrische Bauteile sicher verspannen. Die Betriebssicherheit, Verfügbarkeit, Wirtschaftlichkeit und das Emissionsverhalten von Anlagen werden entscheidend von der Dichtheit der stets in...

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Die Betriebssicherheit, Verfügbarkeit, Wirtschaftlichkeit und das Emissionsverhalten von Anlagen werden entscheidend von der Dichtheit der stets in großer Anzahl vorhandenen Flanschverbindungen beeinflusst. Um die wegen der vielen Einflussfaktoren nicht selten auftretenden Dichtheitsprobleme zu vermeiden, wurde eine neue Verbindungstechnik entwickelt. Sie beschreibt eine lösbare Verbindung, welche grundsätzlich an Stelle der Verbindungen einzusetzen ist, bei denen axial angeordnete Schrauben rotationssymmetrische Bauteile verspannen. An diesen konventionellen, dem heutigen Stand der Technik entsprechenden Verbindungen werden sämtliche Belastungen ausschließlich von Schrauben – diese weisen hohe Kerbwirkungszahlen auf – übertragen; sie stellen stets die hauptbeanspruchten Bauteile dar.Direkter Kraftfluss durch die Bauteile ist gefordertDas Wesentliche an der Kraftübertragung zwischen zwei zu verbindenden Bauteilen ist ein möglichst direkter Kraftfluss durch die Bauteile. An konventionellen Verbindungen ist der angestrebte Kraftfluss geometriebedingt nicht erreichbar. Axial angeordnete Schrauben erfordern zwangsläufig einen großen Hebelarm, mit dem die oben dargestellten Belastungen auf die Bauteile wirken und gleichgerichtete sich auf das Dichtverhalten einer Verbindung negativ auswirkende Stülpmomente erzeugen.Diese erfordern einen entsprechend großen Verformungswiderstand der Bauteile und führen zu großen Bauteilgewichten. Zudem erfolgt die Kraftübertragung über Schrauben, die hohe Kerbwirkungszahlen aufweisen. Relaxation beziehungsweise Ermüdung bewirkt über die Zeit eine Veränderung der Schraubenvorspannung und führt nicht selten zu Dichtproblemen. Durch die konstruktiven Gegebenheiten der neuen Technik ist eine axial angeordnete Verschraubung nicht gegeben. Schrauben sind an der Übertragung von Betriebsbelastungen nicht beteiligt, so dass eine negative Beeinflussung der Verbindung infolge Schraubenrelaxation oder -ermüdung ] unabhängig von der industriellen Anwendung oder der Betriebszeit – nicht zu Problemen führen kann. Aufwändige und hohe Kosten verursachende Kontrollen zum Überprüfen von Schraubenvorspannkräften entfallen. Zudem führen unterlassene oder nicht sorgfältig durchgeführte Wartungsarbeiten auch an dynamisch belasteten Schraubverbindungen nicht mehr zu Folgeschäden. Aufgrund eines günstigen Kraftflusses durch die zu verbindenden Bauteile stellen sich geringe Stülpverformungen ein.Kräfte und Momente werden durch Reibschluss übertragenEin bisher unerreicht günstiger Kraftfluss durch die Bauteile erzeugt minimale Stülpmomentbelastungen und Verformungen, führt zu kompakten Bauteilen und geringen Bauteilgewichten. Kräfte und Momente werden ausschließlich durch Reibschluss der verspannten Bauteile übertragen. Relativ kleine Schrauben sichern den Übergang von der Haft- zur Gleitreibung. Die Verbindungen sind wartungsfrei. Auftretende Stülpverformungen - beispielsweise die aufgrund hoher radialer Temperaturgradienten - werden maßgeblich reduziert.Die Stirnflächen der zu verbindenden Bauteile liegen metallisch aufeinander und werden gegeneinander verspannt. Keilförmig ausgeführte Spannelemente erzeugen gleichmäßig über dem Umfang verteilt einen Kraft- und Formschluss. Die Winkel zwischen den Keilflächen der Spannelemente und der Verspannachse sind kleiner als der Haftreibungswinkel der zusammenwirkenden Materialien, so dass sich nach dem Verspannvorgang eine Selbsthemmung zwischen den reibschlüssig verspannten Bauteilen einstellt.Der Anwendungsfall bestimmt die konstruktive Ausführung. Die Anordnung der Verspannelemente erfolgt ein- oder doppelreihig.Bei abzudichtenden Verbindungen liegt die Dichtung vorteilhaft im Kraftnebenschluss (im Krafthauptschluss würde eine Dichtung infolge Kriechrelaxation die Verspannung lösen).Zum Vorverformen der Dichtung sind nur relativ geringe Kräfte erforderlich. Von der Höhe nicht bekannte oder nicht berücksichtigte Zusatzbelastungen beeinflussen nicht mehr die Dichtheit einer Verbindung. Zudem erfolgt die Kraftübertragung über Schrauben, die hohe Kerbwirkungszahlen aufweisen. Relaxation beziehungsweise Ermüdung bewirkt über die Zeit eine Veränderung der Schraubenvorspannung und führt nicht selten zu Dichtproblemen. Durch die konstruktiven Gegebenheiten der neuen Technik ist eine axial angeordnete Verschraubung nicht gegeben. Schrauben sind an der Übertragung von Betriebsbelastungen nicht beteiligt, so dass eine negative Beeinflussung der Verbindung infolge Schraubenrelaxation oder -ermüdung ] unabhängig von der industriellen Anwendung oder der Betriebszeit - nicht zu Problemen führen kann. Aufwändige und hohe Kosten verursachende Kontrollen zum Überprüfen von Schraubenvorspannkräften entfallen. Zudem führen unterlassene oder nicht sorgfältig durchgeführte Wartungsarbeiten auch an dynamisch belasteten Schraubverbindungen nicht mehr zu Folgeschäden. Aufgrund eines günstigen Kraftflusses durch die zu verbindenden Bauteile stellen sich geringe Stülpverformungen ein.Kräfte und Momente werden durch Reibschluss übertragenEin bisher unerreicht günstiger Kraftfluss durch die Bauteile erzeugt minimale Stülpmomentbelastungen und Verformungen, führt zu kompakten Bauteilen und geringen Bauteilgewichten. Kräfte und Momente werden ausschließlich durch Reibschluss der verspannten Bauteile übertragen. Relativ kleine Schrauben sichern den Übergang von der Haft- zur Gleitreibung. Die Verbindungen sind wartungsfrei. Auftretende Stülpverformungen - beispielsweise die aufgrund hoher radialer Temperaturgradienten - werden maßgeblich reduziert. Die Stirnflächen der zu verbindenden Bauteile liegen metallisch aufeinander und werden gegeneinander verspannt. Keilförmig ausgeführte Spannelemente erzeugen gleichmäßig über dem Umfang verteilt einen Kraft- und Formschluss. Die Winkel zwischen den Keilflächen der Spannelemente und der Verspannachse sind kleiner als der Haftreibungswinkel der zusammenwirkenden Materialien, so dass sich nach dem Verspannvorgang eine Selbsthemmung zwischen den reibschlüssig verspannten Bauteilen einstellt.Der Anwendungsfall bestimmt die konstruktive Ausführung. Die Anordnung der Verspannelemente erfolgt ein- oder doppelreihig.Bei abzudichtenden Verbindungen liegt die Dichtung vorteilhaft im Kraftnebenschluss (im Krafthauptschluss würde eine Dichtung infolge Kriechrelaxation die Verspannung lösen).Zum Vorverformen der Dichtung sind nur relativ geringe Kräfte erforderlich. Von der Höhe nicht bekannte oder nicht berücksichtigte Zusatzbelastungen beeinflussen nicht mehr die Dichtheit einer Verbindung.