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Flanschdichtungen und die VDI2290: Richtig berechnen, richtig montieren
Bereits 2002 wurde die Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft), die Mess- und Berechnungsverfahren
sowie Emissions- und Immissionswerte für industrielle und gewerbliche Anlagen zum Schutz der Nachbarschaft
vor schädlichen Umwelteinwirkungen vorgibt, novelliert. Begleitende Regelwerke mussten und müssen an die neuen
Rahmenbedingungen angepasst werden, so zum Beispiel die VDI-Richtlinie 2290 „Emissionsminderung – Kennwerte für dichte
Flanschverbindungen“. Dies führt jedoch nicht nur zu höheren Anforderungen und schärferen Prüfungen
von Flanschdichtungen, sondern auch zu starker Verunsicherung im Markt.
Was ist die VDI 2290?
Die VDI-Richtlinie 2290 „Emissionsminderung – Kennwerte für dichte Flanschverbindungen“ ist nicht nur, wie der
Name schon sagt, eine Richtlinie des Vereins Deutscher Ingenieure e.V. (VDI), verfasst von der VDI-Kommission
„Reinhaltung der Luft“. Sie knüpft an die rechtlich bindende Verordnung TA Luft an und wird nach ihrer Verabschiedung
als Stand der Technik gelten. Sie ist aber weder eine Zulassung noch ein Zertifikat. Ihre Gültigkeit ist erstens
geographisch beschränkt, nämlich auf Deutschland. Zweitens ist sie fachlich eingegrenzt, und zwar auf Rohrleitungen
mit einem bestimmten Typ von Flanschverbindungen, und drittens rechtlich, explizit auf Anlagen, die der TA Luft unterliegen.
Konkret bedeutet das: Die VDI 2290 regelt die Beurteilung der technischen Dichtheit von Flanschverbindungen, allerdings nur für
diejenigen flüssigen und gasförmigen Medien, für die emissionsbegrenzende Anforderungen nach der TA Luft festgelegt
sind. Und sie gilt nur für Metallflansche und Flanschverbindungen in Rohrleitungen, an Apparaten und Armaturen aller
Industriezweige, insbesondere der chemischen und petrochemischen Industrie, bis zu einer maximalen Betriebstemperatur
von 400 °C. Sie ist aber nicht anwendbar für Rohr- oder Flanschverbindungen, die ohne Schrauben ausgeführt
werden, oder für sogenannte Kompaktflanschverbindungen ohne Dichtung oder mit Flüssigkeitsdichtung.
Die VDI 2290 erläutert, wie und mit welchen Regelwerken eine Dichtverbindung nachzuweisen ist. Sie setzt Dichtheitsklassen fest
und liefert die notwendigen Rahmenbedingungen für eine Flanschberechnung, wobei mindestens eine Dichtheitsklasse
L0,01 gilt (= eine spezifische Leckagerate von 10-2 mg * s-1 * m-1).
Bei einer Dichtung von 1 Meter Durchmesser darf also pro Sekunde maximal 0,01 Milligramm Medium austreten.
Wo kommt die VDI 2290 eigentlich her?
Zum besseren Verständnis der VDI 2290 dient ein kurzer Exkurs in die Entstehungsgeschichte. Die TA Luft selbst
verweist bei der Kennwertdiskussion im Zusammenhang mit den Prüfbedingungen für Dichtungen auf verschiedene
ältere VDI-Richtlinien, insbesondere auf die VDI 2200 und die VDI 2240. Die VDI 2200 formuliert nur allgemeine
Dichtungsregeln. Eine Festlegung der Dichtheitsklassen war dadurch nicht erfolgt. Es existieren bis dato nur Berechnungen der Flansche
nach DIN EN 1591-1. Die Dichtheitsanforderungen sind darin vergleichsweise „schwammig“ formuliert. Als „Eintrittskarte“ in den Markt
der TA Luft-konformen Dichtungen wurde im Grunde nur die Bauteilprüfung beschrieben. Eine zentrale Forderung
der TA Luft ist aber, über das Produkt hinaus, die Auslegung der Dichtverbindung und ihre Prüfung.
Nach „Beschwerdebriefen“ interessierter Kreise an das Umweltbundesamt kamen Dichtheitsanforderungen ins Spiel, die sich nicht wie zuvor
vor im Bereich 10-1 mg * s-1 * m-1
bewegten, sondern bis
zu 10-7 mg * s-1 * m-1.
Das ist absolut praxisfern!
Um die Frage zu beantworten „Was ist eigentlich im technischen Sinne dicht?“, legte der maßgebliche
Ausschuss VDI 2290 neue Leckageklassen fest, zuletzt mit einer Mindestdichtheitsklasse 10-3 mg * s-1 * m-1.
Dieser Wert ist zwar leckageoptimiert, aber immer noch nicht praxistauglich und wäre unter den gegebenen Bedingungen
selbst mit den besten Dichtungsplatten der Premiumhersteller nicht zu realisieren gewesen. Am Ende wurde
die Anforderung auf eine praxisrelevante Klasse von 10-2 mg * s-1 * m-1
gesenkt. Das ist eine Herausforderung, die mit herkömmlichen 5.6er Flanschschrauben häufig nicht zu
realisieren ist. Um die benötigte Flächenpressungskraft auf die Dichtung zu bringen, müssen entweder die bestehenden
Flansche gegen stärkere Flansche ausgetauscht oder höherwertige Schrauben wie z.B. 25CrMo-5-Schrauben
benutzt werden.
Auf die Montage kommt es an !
Zu den unbestrittenen Vorteilen der neuen Richtlinie gehört es, dass der Fokus nicht nur auf der jeweiligen Dichtung
liegt, sondern ebenso auf der Montagequalität. So ist die Montage nach der neuen Regelung ebenfalls Teil des
Qualitätssicherungssystems. Denn je höher die Leistung der Dichtung ist, desto anspruchsvoller
wird auch die Montage. Wie notwendig eine solche Regelung ist, zeigt z.B. die Auswertung an einem großen
deutschen Chemiestandort, bei dem nach Auslösung eines Umweltalarms 474 Armaturen geprüft wurden. Es stellte
sich heraus, dass 80% der gefundenen Leckagefälle aus falsch montierten Dichtungen resultierten. Deshalb läuft alles
auf die Forderung hinaus, dass in Anlehnung an die Ausbildung zum qualifizierten Rohrleitungsschweißer auch
eine Ausbildung zum qualifizierten Dichtungsmonteur zur Ausführung der Montage von Flanschdichtungen nach TA
Luft vorausgesetzt wird. Jede Technik kann schließlich nur so gut sein wie die Ausführung.
Was bedeutet das für die Praxis?
Wenn es nun um die Praxis geht, also den Bau einer neuen Anlage mit TA Luft-konformen Dichtungen oder den Austausch
alter Dichtungen im Revisionsfall, sind viele beteiligt, aber nur einer zuständig und
verantwortlich für die Umsetzung der VDI 2290, nämlich der Anlagenbetreiber. Die ersten Fragen müssen immer
lauten: Trifft die VDI 2290 auf die Anwendung überhaupt zu? Gelten hier die Forderungen des Bundesimmissionsschutzgesetzes?
Wenn ja, ist es zunächst einmal die Aufgabe des Anlagenbetreibers, die Auslegung gemäß VDI 2290 vorzunehmen
und die Dichtheit und Standfestigkeit nachzuweisen. Aufgabe der Dichtungshersteller ist es, dafür alle notwendigen
Berechnungskennwerte zur Verfügung zu stellen. Premium-Hersteller, die sich durch qualifizierte Beratung auszeichnen,
wie zum Beispiel die VTH TOP-Partner Frenzelit und KLINGER, stellen der Firma Hormuth GmbH Technischer Industriebedarf mit der
Dichtung selbst alle notwendigen Berechnungskennwerte zur Verfügung, die erforderlich sind, um die Auslegung zu berechnen.
Als Konfektionär ist die Firma Hormuth GmbH Technischer Industriebedarf selbst Hersteller und damit zuständig
für die Dokumentation der Kennwerte. Daneben können Anlagenbetreiber auch auf die Datenbank
der Fachhochschule Münster, Fachbereich Physikalische Technik, Forschungsbereich Dichtungstechnik zugreifen.
Auf Basis dieser Daten ist die Dichtung auszulegen – inklusive z.B. der empfohlenen Drehmomente für die Flanschverschraubung.
Und damit gehören auch die Monteure der Flanschdichtungen zu den Beteiligten, die für die Funktionalität
der Dichtung entscheidend Verantwortung tragen.
TA Luft
Die TA Luft, in der Langfassung „Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundesimmissionsschutzgesetz
/ Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft“, hat die Reinhaltung der Luft in der
Nachbarschaft von Produktionsanlagen zum Ziel. Emissionen sind auf das notwendige und technisch
machbare Maß zu beschränken. Die TA Luft wurde 2002 novelliert. Am 30. Oktober 2007 lief
die Übergangsfrist zur TA Luft-konformen Umrüstung alter Anlagen ab.
Quelle: VTH Verband Technischer Handel e.V. Prinz-Georg-Straße 106 • D-40479 Düsseldorf
Fon: +49 211 445322 • Fax: +49 211 460919 E-Mail: info@vth-verband.de Internet: www.vth-verband.de
Bildnachweis: VTH / HS / Frenzelit, KLINGER
Redaktion und Bezug: © HS Public Relations Verlag und Werbung GmbH Marbacher Straße 114 • D-40597 Düsseldorf
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