CeH4 Hausmesse

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1 ISOflanges GmbH CeH4 Hausmesse ISOflanges GmbH Celler Straße Celle M.Sc. Claudia Suckut Geschäftsführerin 1

2 ISOflanges GmbH Isolierflanschverbindungen für den kathodischen Korrosionsschutz im Pipeline- und Anlagenbau. Technische - / Regelwerk - Anforderungen. 2

3 ISOflanges GmbH Inhalt Einleitung Anforderungen unterschiedliche Konstruktionen Isolierflanschverbindungen für Wasser Schlussfolgerung Hochspannungsversuche Fotos 3

4 Einleitung Korrosion verursacht einen hohen wirtschaftlichen Schaden gefährdet die Betriebssicherheit Funktionsfähigkeit der Versorgungssysteme. Korrosionsschäden - Gefährdung Mensch und Umwelt Versorgungswichtige Bauteile sind vor Angriffen durch Korrosion zu schützen. Korrosionsschutz an Rohrleitungssystemen Aktiver + passiver Korrosionsschutz = hochwirksamer KKS 4

5 Einleitung Isoliertrennstellen sind in den Fokus gerückt, Isoliertrennstellen sind ein sicherheitsrelevantes Bauteil darf kein Schwachpunkt im Pipelinesystem sein = muss hohe Anforderungen erfüllen, um den betriebsbedingten Belastungen zuverlässig stand zu halten. In den Normen und Regelwerken ist es spezifiziert, welche Mindestanforderungen zu erfüllen sind. 5

6 Einleitung Anforderungen resultieren aus dem Einsatzbereich / -fall Rohrleitungssysteme und Anlagen gasförmige - / flüssige Medien brennbare / explosive Medien wasser- / umweltgefährdende Medien Voraussetzung für ein funktionierendes KKS-System ist eine zuverlässige Trennung der KKS geschützten Leitung. Funktionsfähigkeit und Betriebssicherheit muss dauerhaft gewährleistet sein. 6

7 Anforderungen Mechanische - Anforderungen sind vielseitig, durch betriebsbedingte Belastungen: auftretende Rohrkräfte: Torsions- / Axialkräfte, auftretende Kräfte durch Lastwechsel Innendruck - Druckfestigkeit Temperaturwechsel 7

8 Anforderungen Anforderungen an Isolierverbindungen aus Regelwerken und Normen TRFL (technische Regeln für Rohrfernleitungen) DIN (Bauteile in Anlagen der Gasversorgung) DVGW G 491 (Gas-Druckregelanlagen bis PN100) DVGW G 463 (Gasrohrleitungen größer PN16) DVGW G 24 (KKS in Ex-Bereichen) DIN EN 1594 ( ) (Prüfablauf festgelegt) DVGW G 19 (Flanschverbindungen in Gasanlagen) Druckgeräterichtlinie - DGRL 2014/68/EU 8

9 Anforderungen DIN Bauteile in Anlagen der Gasversorgung Teil 1: Anforderungen an Bauteile in Gasversorgungsanlagen 4.8 Isolierverbindungen müssen nach DIN 2470 Teil 2, DIN EN oder DIN EN 1594 hergestellt, geprüft und bescheinigt sein. Die Isoliertrennstelle, einschließlich aller Bauteile, müssen im zusammengebauten Zustand typgeprüft sein und zusätzlich muss ein APZ 3.1 für die erforderlichen Abnahmen erstellt werden. Darüber hinaus ist die AFK-Empfehlung Nr. 5 zu berücksichtigen. 9

10 Anforderungen G 463 Gashochdruckleitungen aus Stahlrohren für einen Auslegungsdruck von mehr als 16 bar; Vorwort: Gastransportleitungen sind grundsätzlich in den kathodischen Korrosionsschutz einzubinden Korrosionsschutz:...Dieser besteht aus einer Rohrumhüllung (passiver Schutz) und zusätzlich bei erdverlegten Leitungen mit einem kathodischen Korrosionsschutz (KKS- und / oder LKS) als aktiver Schutz 10

11 Anforderungen G 491 Gas-Druckregelanlagen für Eingangsdrücke bis einschließlich 100 bar passiver und aktiver Korrosionsschutz - Schutz gegen unbeabsichtigtes Überbrücken G 19 Flanschverbindungen in Gasanlagen G 24 entspricht der AfK-Empfehlung Nr.:5 Druckgeräterichtlinie - DGRL 2014/68/EU Isolierflanschverbindung drucktragendes Ausrüstungsteil CE-Konformitätserklärung 11

12 Anforderungen Auszug aus DIN EN 1594 Prüfverfahren Festigkeitsprüfung: An jedem Isolierstück ist über mindestens 5 Minuten eine Wasserdruckprüfung bei mindestens dem 1,5fachen des Auslegungsdrucks durchzuführen Elektrische Prüfung: Jedes Isolierstück ist trocken 1 Minute bei einer Mindestspannung von 5000V AC (50Hz) zu prüfen. Bei der Prüfung dürfen keine Korana-Entladungen und keine Einbrüche im Isolationswiderstand auftreten. Anmerkung: Durchschlagsfestigkeit / Überschlagsfestigkeit 12

13 Anforderungen Elektrische Prüfung: Nach der Wasserdruckprüfung muss der Isolationswiderstand des trockenen Isolierstückes bei Messung mit einer Gleichspannung von mindestens 500 V mindestens 0,1 MOhm betragen Äußere Dichtheitsprüfung: Nach der Festigkeitsprüfung ist die Monoblock-Isolierverbindung im Werk 10min mit Luft bei einem Druck von 5bar zu prüfen, = Jedes einzelne Bauteil der Isoliertrennstelle muss sorgfältig konstruiert und aus hochwertigen Werkstoffen gefertigt werden, um die Voraussetzungen für ein funktionierende, regelkonforme Isoliertrennstelle zu erfüllen. 13

14 verschiedene Konstruktionen Voraussetzung für ein funktionierendes KKS-System : zuverlässige Trennung der KKS geschützten Rohrleitung Isoliertrennstellen : unterschiedliche Konstruktionen isolierende Dichtungen Isolierring im Rücksprung Isolierkupplungen Isolierflanschverbindungen 14

15 verschiedene Konstruktionen isolierende Dichtungen Schraubenisolierung: Hülsen / Schrumpfschlauch DIN Standard Stahl - U-Scheiben ISO-U-Scheiben ( ASME 1/8 = 3,2mm) DIN Sechskantschrauben Geringe Schichtdicke des Isoliermaterials Keine Fertigteilabnahme nach DIN 1594! 15

16 verschiedene Konstruktionen Isolierring im Rücksprung Isolierring bietet keinen Schutz vor unbeabsichtigtem Überbrücken Schraubenisolierung: Schrumpfschlauch größer Gewindedurchmesser sitzt z.t. auf den Gewindegängen DIN Standard Stahl - U-Scheiben 16

17 verschiedene Konstruktionen Isolierkupplungen - Monoblocks Isolierverbindungen mit Rohrenden zum Einschweißen Geringe Isoliermaterialschichtdicke Verbindung vollständig umhüllt keine Sichtprüfung möglich Geringe Widerstandsfähigkeit gegen auftretende Rohrkräfte 17

18 ISOflanges - Konstruktionen Isolierflanschverbindungen Typ HQ Hochwertiges Isoliermaterial, mit APZ 3.1 GFK- oder PO- isolierte Schraubenbolzen Stahl-U-Scheibe mind.200hv, maximaler Außen-Ø ISO-U-Scheibe mind.10mm, maximaler Außen-Ø visuelle Überprüfung möglich Fertigteilabnahme gemäß DIN

19 ISOflanges - Konstruktionen Querschnitt Typ HQ 19

20 ISOflanges - Konstruktionen HP Isolierflanschverbindung Weiterentwicklung Ausführung: HP (patentiert Lannewehr + Thomsen GmbH&Co.KG hohe mechanische Festigkeit durch kompakte Bauweise Druckringe Isolierringe Dichtungen im Kraftnebenschluss Zusätzlich: Ausgleichsring = Blockverflanschung 20

21 ISOflanges - Konstruktionen HP Querschnitt Isolierflanschverbindung Typ HP 21

22 ISOflanges - Konstruktionen HP HP ( High Performance) 22

23 ISOflanges - Konstruktionen HP Blockverflanschung hohe Verwindungssteifigkeit Ausnutzung maximaler Auflagefläche max. Schraubenauslastung max. Betriebssicherheit max. dauerhafte Dichtigkeit minimaler Überprüfungs- Wartungsaufwand 23

24 ISOflanges GmbH HP - High Performance Isolierring Druckring Flanschausgleichsringe = Blockflanschbauweise HQ - High Quality ISO-U-Scheiben Stahl-U-Scheiben 24

25 ISOflanges - Ausführungen für RTJ-Flansche für Rücksprung-Flansche 25

26 ISOflanges GmbH bis PN40 Flanschverbindungen nach DIN EN Schraubenbolzen und Muttern: Werkstoff 25CrMo4 (1.7218) Größer PN40 = ASME 300 Flanschverbindungen nach ASME B 16.5 Schraubenbolzen und Muttern: Werkstoff 42CrMo4 Schraubenbolzenoberfläche mit selbstschmierender Beschichtung! 26

27 ISOflanges GmbH Isolierflanschverbindungen mit Fertigteilabnahme nach DIN EN 1594 APZ 3.1 / 3.2 DIN EN Kennzeichnung Herst. DN PN PS TS -20 C/+60 C CE0045 Jahr Serien-Nr. Dokumente Abnahmeprüfzeugnis nach DIN EN / 3.2 Dokumentationszeichnung mit Angabe des Drehmomentes Bedienungsanleitung / Montagehinweis Konformitätserklärung nach DRGL 27

28 Isoliertrennstellen im Vergleich 28

29 ISOflanges - Varianten Varianten 29

30 ISOflanges - Armatur Isolierflanscharmatur 30

31 Isoliertrennstellen für Wasser Isolierstück 31

32 ISOflanges für Wasser Isolierflanschverbindung HQ für Wasser: 32

33 ISOflanges für Wasser Isolierflanschverbindung HP mit Rohrformteil : medium berührte Teile aus KTW-zugelassenen Werkstoffen 33

34 ISOflanges für Wasser Isolierflanschverbindung HP mit Rohrformteil : Merkmale V-Flansch-Dichtfläche modifiziert Innenbeschichtung endet auf Hinterdrehung Abdichtungen durch O-Ring-Dichtungen (NBR70) Dichtlippe (EPDM) / Isolierflansch Blockflanschverbindung = hohe Widerstandskraft gegen auftretende Rohrkräfte 34

35 Schlussfolgerung Schlussfolgerung Es ist möglich eine Isolierflanschverbindung einzusetzen, die die erforderlichen Anforderungen erfüllt. CeH4 technologies Ein hohe Celler mechanische Unternehmen stellt Widerstandsfähigkeit sich vor gegen Rohrkräfte auf Dauer technisch dicht festsitzende, dauerhafte Isolierung der Schraubenbolzen hohe Schraubenbolzenvorspannung geprüft und abgenommen nach DIN EN

36 Schlussfolgerung Wichtige Aspekte - gute Argumente Durch sorgfältige Auswahl des Isoliersystems, ist eine elektrische Trennung von Rohrleitungssystemen möglich, die die mechanischen Anforderungen und Anforderungen der Regelwerke erfüllt. Stand der Technik. Regelkonformität Betriebssicherheit ist gewährleistet Sicherheit für die Mitarbeiter und Umwelt Wirtschaftlicher Aspekt - Werterhaltung der Anlagen geringe Wartungs- und Instandhaltungskosten 36

37 Hochspannungsversuche Hochspannungsversuche - Typ HP Im Hochspannungslabor an der Universität in Kassel wurden verschiedene Hochspannungsversuche durchgeführt. Die Hochspannungsfestigkeit unserer Konstruktion schließt mit sehr gutem Ergebnis ab. Trotzdem wurden Optimierungsmöglichkeiten der Konstruktion im Zusammenhang mit dem Kabellaschenring festgestellt. 37

38 Hochspannungsversuche Teilchentladungen im Bereich der Kabellaschenringe 38

39 Hochspannungsversuche Optimierung Isolierringe wurden neu konstruiert - Segmentringe des Kabellaschenringes nicht mehr erforderlich - Verzahnung der Halbringe - mit Entwässerungskanälen 39

40 Hochspannungsversuche Die verbesserte Konstruktion 40

41 Hochspannungsversuche Neue Konstruktion Typ HP2 verbesserte Funktion weniger Bauteile einfachere Montage Diese Weiterentwicklung wird in die Fertigung übernommen. 41

42 Fotos 42

43 Fotos 16 ASME class 600 RTJ HQ Dplus 4 ASME class 600 RTJ Dplus 43

44 Fotos DN300 PN16 mit Rohrenden 44

45 Fotos - defekte Isoliertrennstellen defekte Isolierkupplung 45

46 Fotos defekte Isoliertrennstellen defekte isolierende Dichtung 46

47 Fotos defekte Isoliertrennstellen CeH4 technologies Ein Celler Unternehmen stellt sich vor 47

48 Fotos defekte Isolierhülse CeH4 technologies Ein Celler Unternehmen stellt sich vor 48

49 ISOflanges GmbH Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. CeH4 technologies Ein Celler Unternehmen stellt sich vor ISOflanges GmbH M.Sc. Claudia Suckut Tel.: 05141/