ISOflanges GmbH · Größer PN40 = ASME 300 • Flanschverbindungen nach ASME B 16.5 •...

CeH4 Hausmesse 2018

07.06.2018

ISOflanges GmbH

Celler Straße 3

29229 Celle

M.Sc. Claudia Suckut

Geschäftsführerin

ISOflanges GmbH

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Isolierflanschverbindungen

für den kathodischen Korrosionsschutz

im Pipeline- und Anlagenbau.

Technische - / Regelwerk - Anforderungen.

ISOflanges GmbH

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Inhalt

• Einleitung

• Anforderungen

• unterschiedliche Konstruktionen

• Isolierflanschverbindungen für Wasser

• Schlussfolgerung

• Hochspannungsversuche

• Fotos

ISOflanges GmbH

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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

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Einleitung

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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

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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.

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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

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Anforderungen

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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.

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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

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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

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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

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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

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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 !

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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


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Isolierkupplungen - Monoblocks

•Isolierverbindungen

mit Rohrenden zum Einschweißen

•Geringe Isoliermaterialschichtdicke

•Verbindung vollständig umhüllt

keine Sichtprüfung möglich

•Geringe Widerstandsfähigkeit gegen

auftretende Rohrkräfte


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

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ISOflanges - Konstruktionen

Querschnitt – Typ HQ

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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

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ISOflanges - Konstruktionen – HP

Querschnitt – Isolierflanschverbindung Typ HP

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HP ( High Performance)

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Blockverflanschung

• hohe Verwindungssteifigkeit

• Ausnutzung maximaler Auflagefläche

• max. Schraubenauslastung

• max. Betriebssicherheit

• max. dauerhafte Dichtigkeit

• minimaler Überprüfungs- Wartungsaufwand

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HP - High Performance HQ - High Quality

Isolierring ISO-U-Scheiben

Druckring Stahl-U-Scheiben

Flanschausgleichsringe

= Blockflanschbauweise

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ISOflanges GmbH

für RTJ-Flansche

für Rücksprung-Flansche

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ISOflanges - Ausführungen

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 !

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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

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ISOflanges GmbH

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Isoliertrennstellen im Vergleich

Varianten

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ISOflanges - Varianten

Isolierflanscharmatur

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ISOflanges - Armatur

„Isolierstück“

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Isoliertrennstellen für Wasser

Isolierflanschverbindung HQ für Wasser:

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ISOflanges für Wasser

Isolierflanschverbindung HP mit Rohrformteil :

medium berührte Teile aus KTW-zugelassenen Werkstoffen 33


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

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CeH4 technologies

Ein Celler Unternehmen stellt sich vor

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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

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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.

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Hochspannungsversuche

Teilchentladungen

im Bereich der Kabellaschenringe

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Optimierung

Isolierringe wurden neu konstruiert

- Segmentringe des Kabellaschenringes nicht mehr erforderlich

- Verzahnung der Halbringe

- mit Entwässerungskanälen

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Die verbesserte Konstruktion

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Neue Konstruktion Typ HP2

verbesserte Funktion

weniger Bauteile

einfachere Montage

Diese Weiterentwicklung wird

in die Fertigung übernommen.

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Fotos

• 16“ ASME class 600 RTJ HQ Dplus

4“ ASME class 600 RTJ Dplus

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Fotos

DN300 PN16 mit Rohrenden

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Fotos

defekte Isolierkupplung

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Fotos - defekte Isoliertrennstellen

defekte isolierende Dichtung

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Fotos defekte Isoliertrennstellen

CeH4 technologies


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Fotos defekte Isoliertrennstellen

CeH4 technologies


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Fotos defekte Isolierhülse

CeH4 technologies


ISOflanges GmbH

M.Sc. Claudia Suckut

Tel.: 05141/9345210

[email protected]

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

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ISOflanges GmbH

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