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Wie Sie die Herausforderungen bei der Abdichtung chemischer Anwendungen meistern und die novellierte TA Luft erfüllen.

Umwelt- und Klimaschutz in Verbindung mit Sicherheit und Nachhaltigkeit stehen bei Garlock an erster Stelle. Nicht nur unsere Dichtungslösungen sollen die hohen Anforderungen, die Wissenschaft und Politik an uns und unsere Produkte stellen, erfüllen, wir sehen uns auch in der Pflicht, entsprechende Aufklärungsarbeit zu leisten und unseren Kunden unser Know-how anzubieten. Denn Verordnungen und Richtlinien sind alles andere als leichte Kost und verlangen von Unternehmen der chemischen Industrie Maßnahmen, die es zu erfüllen gilt.

Nachdem in den letzten sieben Jahren im Kabinett und Bundesrat über Entwürfe diskutiert und über Gesetzesvorlagen abgestimmt wurde, war es am 1. Dezember 2021 soweit und die neue Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) trat in Kraft. Hierin werden im Wesentlichen Immissions- und Emissionsanforderungen für Alt- und Neu-Anlagen gestellt. Mit der Novellierung wurden aktuelle BTV-Schlussfolgerungen (Industrieemissionsrichtlinie – Beste verfügbare Techniken) integriert sowie Anpassungen und Ergänzungen zum Stand der Technik durchgeführt.

Welche Auswirkungen hat die neue Regelung hinsichtlich der Abdichtung und des Dichtungsmaterials?

Grundsätzlich ist im Kapitel 5.2.6 ff der neuen TA Luft festgehalten, dass Flanschverbindungen mit Schweißdichtungen bauartbedingt als technisch dicht anzusehen sind. Für andere Flanschverbindungen wird auf die VDI2290 (Ausgabe Juni 2012) verwiesen, in der alle metallischen Flanschverbindungen unterhalb von 400°C, welche ein in der TA Luft gelistetes Medium führen, einen Dichtheitsnachweis über die Einhaltung der Dichtheitsklasse L0,01 durch einen rechnerischen Nachweis der technischen Dichtheit gemäß DIN EN 1591-1 Berechnung erbringen müssen. Ist dies nicht möglich, weil z.B. keine Dichtungskennwerte gemäß EN13555 vorliegen, so ist ein neuer, abgeänderter Bauteilversuch oder eine gleichwertige Methode anzuwenden, wobei im beschriebenen „neuen“ Bauteilversuch auch Änderungen gegenüber dem „alten“ Bauteilversuch benannt sind.

Wichtigster Unterschied ist neben dem geänderten Prüfkriterium jetzt, dass der Aufbau im realen Flanschpaar aus dem Feld, unter den realen Betriebsbedingungen des Anlagenbetreibers (Befestigung, Temperatur, Druck, Schraube, vorliegende Flanschpaarung etc.) beprobt werden muss.

Neben einer wesentlich erhöhten Anzahl an verschiedenen zu beprobenden Flanschen ist zudem nun vermutlich je nach Rohrklasse auch eine andere Druck- und Temperatur-Beprobung notwendig, da sich die Materialien eben nicht uniform verhalten.

Garlock GYLON^® Dichtungslösungen – beprobt nach EN13555

Garlock GYLON^® Style 3504 benötigt bei 2mm Ausgangsdicke innerhalb der EN13555 Beprobung nur eine Mindestflächenpressung von 9MPa, um eine technische Dichtheit von 10E-03 [mg/(s×m)] zu erreichen. GYLON^® PTFE Dichtungen gehören zur dritten Generation der PTFE Dichtungen und verfügen neben der Kalandrierten Herstellung zum Stoppen des Kaltflusses und zum Aufrechterhalten der Flächenpressung über eine Modifikation mit Aluminosilikatsphären, den so genannten „Mikrohohlglaskugeln“, um ein gutes Anpassen an die Flanschoberfläche mit geringen Flächenpressungen zu ermöglichen.

Beprobungen gemäß dem „neuen“ Bauteilversuch mit Polypropylen (PP) Flanschen unter Verwendung von einem kurzen Vorschweißbund und gerillter Dichtfläche sowie unter Verwendung von PVDF Flanschen, ebenfalls mit gerillter Dichtfläche, konnte GYLON^® Style 3504 bereits ohne Nachziehen bestehen.

GYLON^® Style 3504 konnte auch bei Wiederholungsprüfungen den neuen geforderten Grenzwert von 1,0×10^-2 [mg/(s×m)] mit einer ausreichend hohen Restflächenpressung erreichen.

Rücksprachen mit der Chemischen- wie auch Petrochemischen Industrie zeigten auf, dass GFK Flansche vielfach wesentlich höhere Flächenpressungen ertragen und häufig mit bis zu 30MPa montiert werden. Die Versuche wurden daher einem immer noch konservativen Ansatz von 20MPa Montageflächenpressung wiederholt. Das Ergebnis war durchweg positiv.

GYLON^® Style 3504 konnte auch bei Wiederholungsprüfungen den geforderten Grenzwert von 1,0×10^-2 [mg/(s×m)] mit einer für GFK Flansche exzellenten Restflächenpressung erreichen. Die anschließend durchgeführten Versuche mit einem nicht vornehmlich für den Werkstoff GFK beworbenem Dichtungsmaterial des Typs GYLON EPIX^® Style 3504 brachten ebenfalls positive Ergebnisse zu Tage.

Auswirkungen der TA Luft auf „statische“ Flanschverbindungen.

Anlagenbetreiber müssen nun zukünftig wesentlich kritischer auf den Zukauf ihrer Komponenten achten und entsprechende Normung auch bei Werksnormen vorantreiben. Sind die Flanschverbindungen aus metallischem Werkstoff und z.B. nach DIN EN 1092-1 oder nach AMSE B16.5 normiert gefertigt, so sind diese eher unkritisch zu bewerten, da diese unter Anwendung von EN13555 Kennwerten für Dichtungsmaterialien gemäß VDI2290 (Ausgabe Juni 2012) mit einer DIN EN 1591-1 konformen Berechnung den Dichtheitsnachweis häufig einfach erbringen können.

Bei „Low-Load“ Flanschsystemen, bei denen die Flanschpaarungen z.B. aus PP, PE, PVDF oder GFK bestehen, wird eine Beprobung gemäß dem noch abzustimmenden „neuen“ Bauteilversuch notwendig werden und eine Einbindung der Flanschhersteller und das Erbringen eines effektiven Festigkeitsnachweises der entsprechenden Hersteller wird größere Aufmerksamkeit bedürfen als die anschließende Beprobung als solches.

In Zukunft müssen Anlagenbetreiber darauf achten, dass ihre Werknormen möglichst bereits bei Erstellung viele Dichtungstypen auch in Zusammenarbeit mit dem Flanschhersteller, der das Zukaufteil herstellt, beinhalten.

Werden ganze Anlagen zugekauft, ist darauf zu achten, dass die entsprechenden Berechnungen bereits vorliegen und die Festigkeitsnachweise durch die Hersteller der zugekauften Anlagen bereits erbracht werden.

Bei Fragen zu dem Thema TA Luft wenden Sie sich gerne an das Garlock Application Engineering – unsere Spezialisten beraten Sie anwendungsbezogen und fachspezifisch.