Rohrleitungen Zuverlässigkeit und Leckagefreiheit bei Prozessleitungen

Unzuverlässige Prozessleitungen verursachen in Unternehmen erhöhte Betriebskosten, verlängerte Stillstandszeiten, haben möglicherweise negative Auswirkungen auf die Produktqualität und können zur Gesundheitsbelastung am Arbeitsplatz führen. Deshalb gilt es, Fehlerquellen und Leckagen frühzeitig zu entdecken.

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Schon wenige kleine Undichtigkeiten in einem bei 7 bar betriebenen Druckluftsystem und bei einem Kilowattstunden-Preis von rund 10 Cent jährlich können einen Mehraufwand an Energiekosten von über 35000 Euro verursachen. Diese Kosten liegen noch viel höher, wenn man zusätzlich den Arbeitsaufwand für das Abdichten der Leckagen und die dadurch verursachten Stillstandszeiten berücksichtigt.

Undichtheiten an Verbindungsstellen von Beginn an ausschließen

Dazu können weitere Faktoren kommen, die bei der Verschmutzung der Umwelt beginnen und bis zu Gesundheitsbelastungen reichen, wenn Leckagen längere Zeit unentdeckt bleiben. Oft treten Undichtigkeiten an Verbindungsstellen auf, wo Anschlüsse unter Last versagen. Allerdings lassen sich Medien führende Systeme entwickeln und so verbessern, dass mögliche Probleme minimiert werden und die Gesamtleistung gesteigert wird. Zwei entscheidende Fragen betreffen

• die Art der Anschlüsse, die im gesamten System zum Verbinden von Leitungen zum Einsatz kommen, und
• den Kenntnisstand und die praktische Erfahrung der Mitarbeiter, die das System installieren und warten.

Vor- und Nachteile von Klemm- und Bördelverschraubungen

Jede Art von Rohrverbindung kann unter bestimmten Bedingungen undicht werden, insbesondere unter dem Einfluss mechanischer Vibrationen. Auch wenn es die „ideale“ Verbindung nicht gibt – eine Verbindung, die den absolut leckfreien Betrieb unter allen erdenklichen Systembedingungen sicherstellt, – so gibt es doch Anschluss-Ausführungen und -Techniken, die zuverlässiger sind als andere. Und bei anwendungsgerechter Installation können hochwertige Verbindungen Undichtigkeiten auf weniger als 3% verringern.

Obwohl Rohrgewindefittings früher in großem Umfang eingesetzt wurden, haben Rohrverschraubungen heute ihre Zuverlässigkeit unter Beweis gestellt und sich einen festen Platz im Markt erobert. Es gibt sie in unterschiedlichen Ausführungen, deren spezifische Vorteile zu einem großen Teil von den Anforderungen der jeweiligen Anwendung abhängen (Bild 1 – siehe Bildergalerie).

Klemmverschraubungen erfordern keine speziellen Montagewerkzeuge

• Die Klemmverschraubungen, die als erste entwickelten Rohrverschraubungen, bestehen aus drei Einzelteilen: Überwurfmutter, Körper und Dichtring oder Klemmring. Basis dieser Konstruktion ist eine reibschlüssige Verbindung mit dem Rohr.

Ein Vorteil der Klemmverschraubungen ist, dass für ihre Montage keine speziellen Werkzeuge erforderlich sind – anders als bei Gewindefittings, die Gewindestrehler und Schneideisen erfordern, um die Gewinde herzustellen. Die Dichtkraft kann – muss aber nicht – linienförmig wirken, wobei sich der größte Teil der Dichtkraft auf eine kleine Fläche konzentriert und dadurch eine der effektivsten Metall-Metall-Dichtungen überhaupt ergibt (Bild 2).

Aber auf Grund des Reibschlusses widersteht dieser Typ von Verbindung nur sehr geringen Drücken. Er ist in wenigen Werkstoffen verfügbar (hauptsächlich Messing) und oft erweist er sich in Systemen, auf die Vibrationen, Temperaturwechsel und andere dynamische Einflüsse einwirken, als weniger zuverlässig.

Börderverschraubungen widerstehen höheren Drücken als Klemmverschraubungen

• Bördelverschraubungen bestehen ebenfalls aus drei Teilen: Überwurfmutter, Hülse und Körper mit einem Bördel oder kegeligem Ende. In manchen Fällen ist die Hülse selbstbördelnd ausgeführt, üblicherweise bei Rohren mit geringer Wanddicke oder bei weicheren Rohrwerkstoffen.

Im Vergleich zu den Klemmverschraubungen können Bördelverschraubungen bei höheren Drücken und in einem breiteren Bereich von Systemparametern eingesetzt werden. Sie sind in einer größeren Zahl von Werkstoffen verfügbar und die wirksame Dichtfläche ist größer, was das Wiederverwenden bei Wartungsarbeiten ermöglicht.

Allerdings sind spezielle Bördelwerkzeuge erforderlich, um die Rohrleitung für die Montage vorzubereiten. Zudem kann das Bördeln der Rohrleitung erhöhte Beanspruchungen an der Basis der Bördelung und Längsrisse bei dünnwandigen Rohren oder spröden Rohrwerkstoffen verursachen. Rauhe Rohrstirnflächen, hervorgerufen durch minderwertige Rohrabschneider oder falsch eingesetzte Bügelsägen, ergeben unebene Dichtflächen.

Zwei Klemmringe optimieren Funktion der Schneidringverschraubungen

• Schneidringverschraubungen erfordern keine besonderen Werkzeuge für die Montage und ertragen höhere Innendrücke als die ursprünglichen Klemmverschraubungen. Diese Konstruktion besteht aus Überwurfmutter, Körper und Klemmring(en), bei denen sich eine scharfe Schneidkante in die Oberfläche der Rohrleitung einschneidet, um für festen Halt zu sorgen. Eine zweite Dichtung wirkt auf dem langen, vertieften Oberflächenteil zwischen dem Klemmring und dem Innenkegel des Körpers.

Schneidringverschraubungen sind üblicherweise mit nur einem Klemmring ausgeführt. Deshalb muss die Nase des Klemmrings zwei Aufgaben zugleich erfüllen: Sie muss sich in das Rohr einschneiden, um es festzuhalten, und zugleich dient sie als Dichtelement für das Anschlussstück.

Dabei geht sehr leicht eine Funktion zu Lasten der anderen. Dieses Problem lässt sich lösen, wenn man diese beiden Funktionen auf zwei Klemmringe (einen zum Dichten, einen zum Fixieren auf dem Rohr) verteilt, denn diese Aufgabentrennung ermöglicht es, jedes Element optimal auf seine spezielle Funktion abgestimmt zu gestalten.

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