TA-Luft-konform abdichten

Durch ihren federnden Metallzahn verhindert die Flachprofildichtung Eco plus, dass Medium an die beidseitig aufgebrachte Grafitauflage gelangen kann

Die Grafitflachdichtung Sigraflex Select unterschreitet den TA Luft-Leckagegrenzwert deutlich und erfüllt die Anforderungen der VDI 2440

Die novellierte TA Luft fordert hochwertige Dichtungen für Flanschverbindungen und Armaturen. Die Hochwertigkeit wird durch den Verweis auf die VDI 2440 und eine spezifische Leckagerate definiert. Letztere muss durch eine Bauartprüfung im Labor nachgewiesen werden. Die Prüfbedingungen werden im neuen Regelwerk VDI 2200 präzisiert, das allerdings noch im Entstehen ist. Dies führt auf Anwenderseite zu einer gewissen Verunsicherung, da auf dem Markt bereits zahlreiche TA-Luft-konforme Dichtungssysteme erhältlich sind.

Die Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft, kurz TA Luft genannt und in der novellierten Form seit 1. Oktober 2002 in Kraft, stellt an Flanschverbindungen und die dazugehörigen Dichtungssysteme folgende Anforderungen:

In der VDI 2440 sind beispielsweise Prüfmethode, Prüfdifferenzdruck und die Flächenpressung definiert, hinsichtlich Kriterien wie Konditionierung, Prüfflanschabmessung, Dichtflächenrauigkeit und Montage verweist sie auf die neue VDI 2200, von der noch keine endgültige Fassung zur Verfügung steht. Zur Warmlagerungsdauer heißt es dort: Bei Dichtungswerkstoffen, deren Abdichtungseigenschaften sich unter dem Einfluss der Betriebstemperatur nicht wesentlich ändern, beträgt die Warmlagerungsdauer 48 h. Für andere Dichtwerkstoffe ist eine längere Warmlagerungsdauer ? bis zu 2000 h ? zu wählen.

Die Hersteller von Dichtungswerkstoffen und Dichtungen haben auf die Anforderungen der neuen TA Luft mit optimierten und neuen Lösungen reagiert. Dabei stellt die Erfüllung des Leckagekriteriums eine wesentliche Voraussetzung dar. Dies hat dazu geführt, dass der mit der novellierten TA Luft neu eingeführte Leckagewert häufig als alleiniger Bewertungsmaßstab für Dichtungsmaterialien herangezogen wird. Die Konsequenz: Dichtungen, die den 48stündigen Labortest bestehen, der mit DN 40-Flanschverbindungen mit glatten, unbeschädigten Prüfflächen bei 1 bar Druckdifferenz durchgeführt wird, erhalten das TA-Luft-Zertifikat. Für den Anlagenbetreiber bedeutet dies jedoch nicht, dass eine im Sinne der neuen TA Luft hochwertige Dichtung tatsächlich für den Praxisfall geeignet ist. Denn die echten Betriebsbedingungen unterscheiden sich doch ganz enorm von den Prüfbedingungen.

Bei der Dichtungsauswahl ist es selbstverständlich wichtig, auf die Leckageanforderung zu achten. Dichtsysteme, die den geforderten Wert bereits deutlich unterschreiten, werden dies voraussichtlich auch nach Einführung der VDI 2200 noch tun. Ebenso wichtige Kriterien sind das Langzeitverhalten unter Betriebsbedingungen, die Ausblassicherheit, die Firesafe-Eigenschaften, eine hohe mechanische Belastbarkeit und die Einhaltung gültiger Normen wie DIN 28090 und 28091. Und hier können sich durch eine Verschärfung der VDI 2200 durchaus Veränderungen ergeben ? beispielsweise bei häufig im Temperaturbereich bis 400 °C eingesetzten Grafit-Flachdichtungen, die durch Einbringen von Füllstoffen, Bindemitteln und Klebern auf die Einhaltung der Leckage-Anforderung getrimmt wurden. Diese Zusätze können sich nachteilig auf das Langzeitverhalten unter Betriebsbedingungen sowie auf die mechanischen Kennwerte auswirken. Die Verringerung von Dicken und Flächen oder eine Veränderung der Dichte können die Eigenschaften ebenfalls negativ beeinflussen. So führt eine reduzierte Grafitdicke und eine erhöhte Grafitdichte zu einer schlechteren Anpassungsfähigkeit der Grafitdichtung an den Flansch.

Diese Gefahrenpotenziale lassen sich durch völlig füllstoff-, bindemittel- und kleberfreie Grafitflachdichtungen ausschließen, die sowohl die TA-Luft- als auch die VDI-2440-Anforderungen erfüllen. Sie werden mit glatten Edelstahleinlagen und Innenbördel sowie mit säurebeständigen Streckmetalleinlagen aus Chrom-Nickel-Stahl für unterschiedlichste Anwendungen angeboten. Durch ihre hohe thermische und mechanische Belastbarkeit eignen sie sich auch für Einsätze unter extremen Bedingungen mit Wechsellast. Eine Alternative sind Flachprofildichtungen, die ebenfalls für verschiedene Anwendungen zur Verfügung stehen. Sie bestehen aus einem massiven Edelstahlträger, der beidseitig mit einer schmalen Grafitauflage belegt ist. Zur Medienseite hin ist ein federnder Zahn eingeprägt, der auf beiden Seiten des Flansches metallisch abdichtet. Die Weichstoffauflagen verhindern, dass sich der Zahn durch die Aufnahme wechselnder Kräfte plastisch verformt. Gekapselte Profildichtungen, die zur Gruppe der Metalldichtungen gehören, ermöglichen die Reduzierung diffuser Emissionen aus Flanschverbindungen auf nahezu null. Ausgelegt für den Einsatz bis 300 °C ist eine innovative Dreikomponenten-Dichtung. Sie besteht aus Grafit, Edelstahl sowie PTFE und erfüllt neben TA-Luft- und VDI-2440- auch die lebensmittelrechtlichen Anforderungen europäischer und amerikanischer Standards. Für gummigebundene Aramidfaserdichtungen, die je nach Anwendung bei Temperaturen bis maximal 250 °C eingesetzt werden, existieren ebenfalls Werkstoffe, die ihre TA-Luft-Konformität und Praxistauglichkeit durch eine 2000-stündige Auslagerung bei 200 °C bewiesen haben.

Armaturen gelten im Sinne der VDI 2400 als hochwertig abgedichtet, wenn ein metallischer Faltenbalg mit nachgeschalteter Sicherheitsstopfbuchse oder ein gleichwertiges Dichtsystem zum Einsatz kommt. Die Gleichwertigkeit ist nach VDI 2440 unter anderem dadurch gegeben, dass die konstruktive Auslegung des Dichtsystems die bestimmungsmäßige Funktion unter Betriebsbedingungen dauerhaft erwarten lässt. Darüber hinaus müssen die spezifischen Leckageraten von 10-4 (mbar l) / (m s) bis 250 °C darüber 10-2 (mbar l) / (m s) eingehalten werden. Durch innovative Technologieansätze ist es auch hier gelungen, TA-Luft-konforme und praxistaugliche, kostengünstige Lösungen zu entwickeln. So stehen beispielsweise Packungssätze zur Verfügung, die in einem patentierten Verfahren aus Vlies hergestellt werden. Die beiden Endringe bestehen aus Kohlefaservlies mit einer PTFE-/Grafitimprägnierung.

Der Dichtring wird aus Aramidvlies hergestellt und mit dichtem PTFE imprägniert. Durch die PTFE-Imprägnierung weisen diese Packungssätze sehr niedrige Reibwerte auf. Sie sind beständig gegen die meisten Chemikalien wie Lösemittel, Kohlenwasserstoffe, Säuren und Laugen im pH-Bereich von 1 bis 13.

Neben der hochwertigen Dichtung trägt ihre fachgerechte Montage zur Reduzierung von Emissionen bei. Da hier ? nicht zuletzt durch den Trend zur Auslagerung der Wartungs- und Servicearbeiten an Anlagen ? Fehler passieren, sollte die Dichtung einfach zu montieren sein und Montagefehler bis zu einem gewissen Grad ausgleichen können. Selbst wenn durch die Umstellung auf TA-Luft-konforme und betriebssichere Dichtungssysteme zunächst einmal Mehrkosten für den Anlagenbetreiber entstehen, werden sich diese Investitionen langfristig auszahlen ? in Form geringerer Medienverluste, längerer Standzeiten der Dichtsysteme und seltenerer Notfallreparaturen.

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www.isgatec.com.

Welche Kriterien sind bei der Umstellung auf TA-Luft-Dichtungen zu beachten? Welche Dichtsysteme sind TA-Luft-konform und betriebssicher? Antworten auf diese und viele andere Fragen rund um die Dichtungstechnik gibt die Isgatec, internationale Fachmesse für Dichtungstechnik und Weiterverarbeitung. Als weltweit einzige branchenübergreifende Informationsplattform deckt die Isgatec, die vom 19. bis 21. Oktober 2004 zum dritten Mal in Stuttgart stattfindet, das gesamte Spektrum der Dichtungstechnik ab. Darüber hinaus vermittelt das integrierte, dreitägige Fachforum mit rund 50 Vorträgen und Workshops praxisnahes Fachwissen zu aktuellen Themen. Die fachliche Koordination hat, wie bereits in den Vorjahren, Professor Dr. Tietze von der Universität Münster übernommen. Das Spektrum reicht von Werkstoffen und Werkstoffauswahl über Produktions- und Verarbeitungsverfahren, Flüssigdichtsysteme bis hin zu Prüfungen und Prüfverfahren sowie Fragen im Zusammenhang mit der neuen TA Luft. Die Teilnahme an diesen ca. 50 Fachvorträgen ist bereits im Eintrittspreis enthalten. Bei Online-Vorregistrierung erhalten die Besucher 50 % Nachlass auf den Eintrittspreis.