Die Oberflächenbeschaffenheit der Flansch Dichfläche hat Einfluss auf die Sicherheit und Dichtheit einer Flanschverbindung. Bei Standardanforderungen bestimmt die Gestaltung der Flanschfläche die erforderliche Rauheit.
Dies wird in den Normen für Flansche berücksichtigt (siehe Tabelle unten). Die Normen lassen jedoch Sonderabsprachen zwischen dem Käufer und dem Hersteller der Flansche hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit zu.
Allgemeine Informationen zur Oberflächenbeschaffenheit der Flanschdichflächen
- Glatte Oberflächen werden nicht empfohlen und sind nur für niedrige Drücke geeignet.
- Empfohlen wird eine maschinell gedrehte, gezahnte Spiraloberfläche oder, noch besser, eine gezahnte konzentrische Oberfläche (mit Ausnahme der Oberflächenbeschaffenheit bei Ring-Joint Dichtungen.
- Die empfohlenen Rauheiten sollten visuell mit Oberflächenvergleichskörper überprüft werden und nicht mit Instrumenten, die über Tastnadeln und elektronische Verstärkung verfügen.
- Rauere Oberflächen können das Ausbrechen der Dichtung begünstigen.
- Je enger der Abstand der konzentrisch gezahnten Oberflächen ist, desto größer ist die Kontaktfläche und desto höher ist daher die erforderliche Schraubenbelastung.
- Die Rauheit der Flanschflächen kann einen erheblichen Einfluss auf die Kriechrelaxation der Dichtung haben.
- Empfehlungen von Dichtungsherstellern und/oder Konstrukteuren von Flanschverbindungen können hilfreich sein.
Tabelle: Die Oberflächenbeschaffenheit der Flanschdichtfläche ist in verschiedenen Spezifikationen festgelegt
| Dichtflächen Form | EN 1092-1 (PN) Abschn. 5.7.2 EN 1759-1 (Class) | ASME B16.5 Sect. 6.4.5 | ASME B16.47 Sect. 6.1.4 |
|---|---|---|---|
| Form A max. PN 40 | 3,2 ≤ Ra ≤ 12,5 [µm] 12,5 ≤ Rz ≤ 50 [µm] gezackte Rillen | – | – |
Form B1 (standard) | 3,2 ≤ Ra ≤ 12,5 [µm] 12,5 ≤ Rz ≤ 50 [µm] gezackte Rillen | – | – |
| Form B2 (if agreed) | 0,8 ≤ Ra ≤ 3,2 [µm] 3,2 ≤ Rz ≤ 12,5 [µm] gezackte Rillen | – | – |
| Flat face (FF) Race face (RF) | – | 3,2 ≤ Ra ≤ 6,3 [µm] gezackte Rillen 2) | 3,2 ≤ Ra ≤ 6,3 [µm] 125 ≤ Ra ≤ 250 [µin.] gezackte Rillen 2) |
| Form C Tongue Form D Groove | 0,8 ≤ Ra ≤ 3,2 [µm] 3,2 ≤ Rz ≤ 12,5 [µm] gezackte Rillen | Ra ≤ 3,2 [µm] Ra ≤ 125 [µin.] | – |
| Form E Small Male | 3,2 ≤ Ra ≤ 12,5 [µm] 12,5 ≤ Rz ≤ 50 [µm] gezackte Rillen1) | Ra ≤ 3,2 [µm] Ra ≤ 125 [µin.] | – |
| Form F Female | 3,2 ≤ Ra ≤ 12,5 [µm] 12,5 ≤ Rz ≤ 50 [µm] gezackte Rillen1) | Ra ≤ 3,2 [µm] Ra ≤ 125 [µin.] | – |
| Ring Joint (Type R and RX) | – | Ra ≤ 1,6 [µm] Ra ≤ 63 [µin.] | Ra ≤ 1,6 [µm] Ra ≤ 63 [µin.] |
| Ring Joint (Type BX) | – | Ra ≤ 0,8 [µm] Ra ≤ 32 [µin.] | Ra ≤ 0,8 [µm] Ra ≤ 32 [µin.] |
1)Das verwendete Schneidwerkzeug bei der Herstellung sollte einen Radius von etwa 1,0 mm (0,4 Zoll) oder mehr aufweisen;
2) Das verwendete Schneidwerkzeug bei der Herstellung sollte einen Radius von etwa 1,5 mm (0,06 Zoll) oder mehr aufweisen, und es sollten 1,8 bis 2,2 Rillen pro Millimeter (45 bis 55 Rillen pro Zoll) vorhanden sein;
Auswirkungen der Oberflächenrauheit
Bei glatteren Oberflächen ist es wichtig, den Einsatz einer dünneren Dichtung in Betracht zu ziehen, um die Auswirkungen von Kriechen und Kaltfluss zu verringern. Es ist jedoch zu beachten, dass sowohl eine dünnere Dichtung als auch die glatte Oberfläche an sich eine höhere Druckkraft (d. h. ein höheres Schraubenanzugsmoment) erfordern, um die Dichtwirkung zu erzielen.
Aufgrund der Flanschkonstruktion kann es daher erforderlich sein, auf eine dickere Dichtung zurückzugreifen, die eine geringere Druckkraft benötigt, um die Dichtung abzudichten.
Empfehlungen zur Oberflächenbeschaffenheit der Flanschfläche für verschiedene Dichtungen
Es ist nicht möglich, eine allgemeingültige Aussage über die erforderlichen Oberflächenbeschaffenheiten für bestimmte Dichtungstypen zu treffen. Jeder dieser Dichtungstypen erfordert spezifische Bereiche der Oberflächenbeschaffenheit, um eine optimale Dichtungsleistung bei geringster Leckage zu erzielen. Es ist immer am besten, sich mit dem Dichtungshersteller zu beraten, um die beste Kombination aus Flanschoberflächenbeschaffenheit, Dichtungsausführung und Dichtungsmaterial(ien) zu ermitteln.
Eine sehr allgemeine Regel ist in der folgenden Tabelle für Stahlflansche aufgeführt:
| Dichtungsklasse | Dichtungstyp | Norm | Typische Rauhheit 3) |
|---|---|---|---|
| Nichtmetallische Weichdichtung | Flachdichtungen z. B. Gummi, PTFE | EN 1514-1 (PN) EN 12560-1 (Class) ASME B16.21 | 3,2 ≤ Ra ≤ 6,3 µm Dicht. dicke ≤ 1,5 mm or 3,2 ≤ Ra ≤ 12,5 µm Dicht. dicke > 1,5 mm |
| Nichtmetallische Dichtung | Nichtmetallische verstärkte Dichtungen z. B. mit Graphite, Aramide Fibre/NBR, PTFE | EN 1514-3 (PN) EN 12560-3 (Class) ASME B16.21 | 3,2 ≤ Ra ≤ 6,3 µm Dicht. dicke ≤ 1,5 mm or 3,2 ≤ Ra ≤ 12,5 µm Dicht. dicke > 1,5 mm |
| Semi-Metallische Dichtung | Flache metallisch ummantelte Dichtungen | EN 1514-7 (PN) EN 12560-7 (Class) ASME B16.20 | Ra ≤ 2,5 µm |
| Semi-Metallische Dichtung | Spiraldichtungen z.B. mit PTFE Einlagen, Graphit Einlagen, | EN 1514-2 (PN) EN 12560-2 (Class) ASME B16.20 | Ra ≤ 2,0 µm (Vakuum) Ra ≤ 3,2 µm (Gas) Ra ≤ 6,3 µm (Allg.) |
| Semi-Metallische Dichtung | Kammprofil-Dichtung mit unterschiedl. Einlagen (Kammprofile) | EN 1514-6 (PN) EN 12560-6 (Class) | 3,2 ≤ Ra ≤ 6,3 µm |
| Metallische Dichtung | Gewelltes Profil Gekerbtes Profil | EN 1514-4 (PN) EN 12560-4 (Class) | 3,2 ≤ Ra ≤ 6,3 µm |
| Metallische Dichtung | Flache Metalldichtung | DIN 7603 | Ra ≤ 1,6 µm |
| Metallische Dichtung | Ring-Joint Dichtung Type R (Oval), Type R (Octogonal), BX, RX | EN 1514-5 (PN) EN 12560-5 (Class) ASME B16.20 | Ra ≤ 1,6 µm |
3) Ra ist der arithmetische Mittelwert der Rauheitshöhe einer Oberfläche.
