Ohne Dichtring dicht

Martin Helfenstein

Ditzler Indap stellt Doppelabsperrklappen standardmäßig von DN 300 bis DN 2000 oder auf Wunsch auch größer her, die vollständig aus metallischen Werkstoffen gefertigt sind. Der Zwischenraum zwischen den Klappentellern wird mit Sperrluft überlagert. Diese Klappen bieten verschiedene Vorteile gegenüber anderen Ausführungsarten von Absperrklappen. Weil bei diesem Klappentyp keine Dichtringe aus Gummi oder Kunststoff benötigt werden, ist ein Einsatz bei Temperaturen bis zu 900 °C ebenso möglich wie bei Kontakt mit aggressiven Gasen und bei Überdrücken in der Rohrleitung bis maximal 100 mbar. Bei allen anderen anschlagenden Absperrklappen besteht im Betrieb das Problem von Ablagerungen im Dichtungsbereich, wodurch die Dichtwirkung erheblich beeinträchtigt wird. Aufgrund des Sperrluftstroms treten solche Ablagerungen bei diesem Klappentyp nicht oder nur in geringem Maße auf.

Die Doppelabsperrklappe ist auf einer Welle montiert, die durch Dreh- und Kolbenantriebe (pneumatische, hydraulische oder elektrische) an der Dichtleiste metallisch anschlagend geschlossen wird. Für den Anschlag zwischen Klappenteller und Dichtleiste stehen im Fall der metallischen Dichtung zwei Varianten zur Auswahl: Mehrere am Klappentellerrand verschraubte Andrückfedern aus Metall erzeugen eine metallisch elastische Dichtung. Verschweißte Blechsegmente am Klappentellerrand dichten durch den metallischen Anschlag ab.

Das Dichtungsprinzip dieser Doppelabsperrklappe beruht darauf, dass zwischen zwei Klappentellern ein Zwischenraum besteht, der mit Sperrluft gefüllt ist. Durch die Zufuhr von Sperrluft wird in dem Zwischenraum eine Druckkraft erzeugt, die eine Spaltströmung bewirkt und so die Umgebung gegenüber dem mit Gas gefüllten Rohr abdichtet.

Da auf der zu prüfenden Seite Sperrluft austritt, kann diese Art von Dichtung nicht nach Norm EN 12266 geprüft werden. Aus diesem Grund wurde die Dichtheit nach einem eigenen Verfahren geprüft, bei dem als Testgas verdünnter Wasserstoff verwendet wird. Mit einem Wasserstoffprüfgerät können Leckraten bis zu 5·10-7 mbarl/s erkannt werden. Dieses Prüfverfahren wird eingesetzt, wenn eine sehr empfindliche Prüfung verlangt wird, aber der Einsatz eines Massenspektrometers zur Prüfung mittels Helium nicht zweckmäßig ist.

In der durchgeführten Dichtheitsprüfung wurde eine Doppelabsperrklappe (Typ 4050/2, Durchmesser = 500 mm) dicht schließend auf eine Rohrleitung montiert. Durch dieses Rohr wurde Formiergas mit 10 % Wasserstoff geleitet. Mit einem Wasserstoff-Nachweisgerät (Sensistor H2000) wurde geprüft, ob Wasserstoff vom Rohr durch die Absperrklappe in den Versuchsraum gelangt. Zur Bestimmung des minimal notwendigen Überdrucks wurde der Sperrluftdruck solange variiert, bis der Wasserstoff-Leckagestrom null wird und die Klappe dicht schließt.

Für den dargestellten Leckagestrom wurde der Mittelwert aus den lokalen Leckraten bestimmt. Bei geringem Überdruck im Rohr (bei -0,1 mbar Sperrluftdruck) liegt die Dichtheit für beide Ausführungen bei über 99,7 %. Sobald ein Druckausgleich bzw. ein geringer Sperrluftüberdruck (ca. 0,4 mbar) erreicht wird, ist die Doppelabsperrklappe zu 100 % gasdicht. Die Variante mit verschweißten Blechsegmenten weist bei einem kleinen Überdruck in der Rohrleitung eine geringfügig höhere Dichtheit auf, als die Variante mit den Andrückfedern. Im Betrieb sind beide bei einem Sperrluftüberdruck von ca. 0,4 mbar zu 100 % dicht. Aufgrund der einfacheren Montage am Einsatzort bevorzugt Ditzler Indap die metallisch elastische Dichtung mit Metallfedern. Diese Art von Absperrvorrichtung eignet sich für verschiedene Anwendungen im Bereich der Umwelttechnik wie zum Beispiel bei der thermischen Wärmebe-handlung, bei Biogas- oder Abluftreinigungsanlagen.

cav 448

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