Anzugsverfahren für Hochdruck-Flansche aus Nickellegierungen: Sicherstellung eines dichten Starts

Anzugsverfahren für Hochdruck-Flansche aus Nickellegierungen: Sicherstellung eines dichten Starts

In Hochdruckanlagen, die korrosive oder gefährliche Medien führen, ist ein leckender Flansch keine Option. Die Folgen reichen von kostspieligen Ausfallzeiten und Produktverlust bis hin zu schwerwiegenden Sicherheitsvorfällen. Wenn die Flansche aus hochwertigen Werkstoffen wie Nickellegierungen (Legierung 625, 825, C276) bestehen, steigen die Kosten eines Versagens exponentiell.

Eine dichte Dichtung zu erreichen, ist keine Frage von roher Gewalt, sondern von kontrollierter, präziser und systematischer Vorgehensweise. Ein ordnungsgemäßes Verschraubungsverfahren stellt eine gleichmäßige Dichtungskompression sicher, bewältigt die enormen auftretenden Kräfte und schützt Ihre wertvollen Legierungskomponenten vor Beschädigung. Befolgen Sie diese erprobte Prüfliste, um es bereits beim ersten Mal richtig zu machen.

Phase 1: Vor der Montage – Die Grundlage für Erfolg

Eine fehlerfreie Verschraubung beginnt lange bevor der erste Schlüssel gedreht wird.

• ✅ Prüfung der Flansch-Oberflächen:

  • Sauberkeit: Untersuchen Sie beide Flansch-Oberflächen visuell. Sie müssen vollständig sauber sein – frei von Staub, Öl, altem Dichtungsmaterial sowie kleinsten Kratzern oder Kerben. Verwenden Sie ein sauberes, fusselfreies Tuch und ein zugelassenes Lösungsmittel.

  • Beschädigungsprüfung: Prüfen Sie auf Anzeichen von Kaltverschweißung (häufig bei ähnlichen Legierungen), Vertiefungen (Pitting) oder radialen Kratzern. Tiefe Kratzer, die vom Bohrungsdurchmesser bis zur Außenseite reichen, führen zu Undichtheiten. Leichte Unregelmäßigkeiten können ggf. vor Ort mit einem feinen Schleifpad beseitigt werden; bei erheblichen Schäden ist jedoch eine Nachbearbeitung durch Drehen oder ein Austausch erforderlich.

• ✅ Auswahl und Handhabung der Dichtung:

  • Richtiger Typ: Stellen Sie sicher, dass die Dichtung (z. B. spiralförmig gewickelt, Ringdichtung – RTJ, Kamprofil) den richtigen Typ, die richtige Größe und das richtige Material für den jeweiligen Einsatz (Druck, Temperatur, Medium) aufweist.

  • Inspektion: Die Dichtung muss neu, unbeschädigt und frei von Unregelmäßigkeiten sein. Verwenden Sie Dichtungen nicht erneut.

• ✅ Vorbereitung der Verbindungselemente:

  • Materialprüfung: Überprüfen Sie, ob Bolzen, Muttern und Unterlegscheiben die richtige Festigkeitsklasse (z. B. B7, B8 oder L7) gemäß den Spezifikationen für die Legierungsflansche und die Einsatzbedingungen aufweisen.

  • Schmierung: Dies ist entscheidend. Schmieren Sie die gesamte Gewindelänge sowie die Mutter- und Unterlegscheibenoberfläche mit einem hochtemperaturbeständigen Anti-Seize-Schmiermittel das für den jeweiligen Einsatz zugelassen ist . Dadurch wird eine gleichmäßige Klemmkraft sichergestellt und ein Aufschweißen (Galling) der Gewinde verhindert.

  • „Schmieren während des Einbaus“ – schmieren Sie Bolzen nicht vorab und lassen Sie sie dann liegen, da dies Verunreinigungen anziehen kann.

• ✅ Kalibrierung und Bereitschaft der Werkzeuge:

  • Kalibrierte Drehmomentschlüssel: Verwenden Sie kürzlich kalibrierte hydraulische Drehmomentschlüssel oder kalibrierte pneumatische/elektronische Drehmomentwerkzeuge.

  • Reihenfolge der Schraubenbelastung: Stellen Sie eine Übersicht zur Reihenfolge des Verschraubens stets bereit. Der Standard ist ein kreuzverschraubungsmuster (Sternmuster).

Phase 2: Das kontrollierte Verschraubungsverfahren

Dieser mehrstufige Prozess komprimiert die Dichtung schrittweise, um eine gleichmäßige Dichtung zu erzielen.

• ✅ Schritt 1: Manuelles Anziehen

  • Setzen Sie alle Schrauben ein und ziehen Sie die Muttern mit der Hand an, bis sie fingerfest sind. Dadurch wird sichergestellt, dass die Dichtung zentriert ist und die Flansche ausgerichtet sind.

• ✅ Schritt 2: Erster Drehmomentvorzug (Anziehen)

  • Verwenden Sie die kreuzweise Verschraubungsfolge, um alle Schrauben auf etwa 30 % des endgültigen Soll-Drehmoments zu ziehen. Dadurch beginnt sich die Dichtung zu verflachen und grobe Spalte werden beseitigt.

  • Gehen Sie ein zweites Mal in derselben Reihenfolge um den Flansch herum und ziehen Sie alle Schrauben bis zu einem „anliegenden“ Gefühl an. Sie sollten nun eine gleichmäßige, leichte Kontaktfläche haben.

• ✅ Schritt 3: Zwischendrehmoment-Vorzugspässe

  • Setzen Sie das Anziehen in der kreuzweisen Verschraubungsfolge fort und erhöhen Sie das Drehmoment stufenweise (z. B. 50 % → 75 % des endgültigen Drehmoments).

  • Nach jedem Durchgang wechseln Sie zur nächsten Schraube in der vorgegebenen Reihenfolge. Ziehen Sie niemals eine einzelne Schraube vollständig an, bevor Sie zur benachbarten Schraube übergehen.

• ✅ Schritt 4: Endgültiger Drehmomentvorgang

  • Führen Sie den letzten Durchgang in der korrekten Reihenfolge durch und bringen Sie alle Schrauben auf den 100 %igen endgültigen vorgegebenen Drehmomentwert .

  • Sobald der letzte Durchgang abgeschlossen ist, gehen Sie noch einmal in der Anziehreihenfolge um die Flanschverbindung herum, um zu überprüfen, ob sich keine Schraube gelockert hat. Es sollte keine Bewegung erfolgen. Falls doch, ziehen Sie die betreffende Schraube erneut auf den endgültigen Wert an.

Phase 3: Kritische Aspekte bei Nickellegierungen

Nickellegierungen weisen spezifische Eigenschaften auf, die besondere Aufmerksamkeit erfordern.

• Kaltverschweißung (Galling): Nickellegierungen neigen zur Kaltverschweißung, bei der Reibung und Druck zu einem Materialübergang zwischen den Gewindegängen führen und die Verbindung blockieren.

  • Abmilderung: Deshalb ist ein hochwertiges Schmiermittel bzw. Anti-Seize-Mittel zwingend erforderlich. Ziehen Sie Ni-Schrauben niemals trocken an.

• Spannungsrelaxation (auch Kriechen genannt): Bei hohen Temperaturen und mechanischer Belastung kann das Verschraubungsmaterial langsam nachgeben, wodurch die Klemmkraft im Laufe der Zeit abnimmt.

  • Gegenmaßnahme: Nach einem Temperaturzyklus ist häufig ein erneutes Anziehen der Schrauben erforderlich. Nachdem das System auf Betriebstemperatur gebracht und anschließend abgekühlt wurde, sollten die Schrauben bei kaltem System erneut auf den vorgeschriebenen Drehmomentwert angezogen werden. Für spezifische Anforderungen ist der technische Standard oder der Dichtungshersteller zu konsultieren.

• Hydrostatik-Prüfung: Falls das System mit Wasser hydrostatisch geprüft wird, ist sicherzustellen, dass die Prüfflüssigkeit chemisch geeignet ist (z. B. niedriger Chloridgehalt), um Lochkorrosion oder spannungsbedingte Korrosionsrisse an Komponenten aus Nickellegierungen zu verhindern.

Die goldenen Regeln für eine leckfreie Verbindung

1. Sauberkeit ist oberstes Gebot: Jeder Verunreinigung auf der Flanschfläche oder der Dichtung stellt einen Leckweg dar.

2. Schmieren Sie alles: Eine konstante Reibung ist entscheidend für eine konstante Klemmkraft.

3. Befolgen Sie stets die vorgeschriebene Anziehreihenfolge: Das Sternmuster ist keine Empfehlung; es ist gesetzlich vorgeschrieben, um eine gleichmäßige Dichtungskompression zu gewährleisten.

4. Langsam und stetig gewinnt das Rennen: Schrittweise erhöhte Drehmomente ermöglichen es der Dichtung, sich gleichmäßig zu verformen und einzusitzen.

5. Vertrauen Sie Ihren Werkzeugen – überprüfen Sie jedoch stets deren Kalibrierung: Ein nicht kalibriertes Drehmomentschlüssel vermittelt ein falsches Gefühl von Sicherheit.

Fazit

Eine ordnungsgemäße Flanschverschraubung ist ein systematischer Qualitätsprozess und keine einfache mechanische Aufgabe. Bei Hochdruck-Systemen aus Nickellegierungen ist der zulässige Toleranzbereich äußerst gering. Durch die konsequente Einhaltung dieses disziplinierten Verfahrens – mit besonderem Augenmerk auf Vorbereitung, kontrollierte Durchführung und Nachinstallationserfassung – verwandeln Sie einen potenziellen Schwachpunkt in eine der zuverlässigsten Komponenten Ihres Systems. Ein dichter Start ist der erste Schritt hin zu einem langfristig sicheren und wirtschaftlichen Betrieb.

Welche Regel gilt für Sie als wichtigste Faustregel für eine erfolgreiche Hochdruck-Flanschverschraubung? Teilen Sie Ihr praktisches Know-how in den Kommentaren unten mit.