Unternehmensnachrichten über Flanschversagen: Ursachen, Folgen und Verhütung

Trotz ihres robusten Designs und ihrer kritischen Rolle sind Metallflansche nicht vor Ausfällen gefeit. Eine undichte oder defekte Flanschverbindung kann schwerwiegende Folgen haben, die von geringfügigen betrieblichen Ineffizienzen bis hin zu schweren Sicherheitsvorfällen, Umweltschäden und erheblichen finanziellen Verlusten reichen. Das Verständnis der häufigsten Ursachen für Flanschversagen ist von entscheidender Bedeutung für eine wirksame Prävention und die Gewährleistung der langfristigen Integrität von Rohrleitungssystemen.

Häufige Ursachen für Flanschversagen:

1. Unsachgemäße Montage der Verbindung (Der häufigste Übeltäter):

   • Falsche Dichtungsauswahl: Verwendung des falschen Dichtungsmaterials, -typs oder -stärke für die Betriebsbedingungen (Temperatur, Druck, Fluidchemie).
   • Unsachgemäßes Anziehen der Schrauben: Dies ist wohl die Hauptursache für Leckagen.
     • Unzureichendes Drehmoment: Nicht genügend Kompression auf der Dichtung, was zu vorzeitigem Austreten führt.
     • Übermäßiges Drehmoment: Zerquetschen der Dichtung, was zu vorzeitigem Versagen oder sogar zum Nachgeben und Beschädigen der Schrauben oder Flanschflächen führt.
     • Ungleichmäßiges Anziehen: Ungleiche Belastung um den Flanschumfang herum, wodurch Bereiche mit hoher Beanspruchung und potenzielle Leckpfade entstehen.
   • Fehlende Schmierung: Trockene oder schlecht geschmierte Schrauben können zu ungenauen Drehmomentwerten und ungleichmäßiger Schraubenbelastung führen.
   • Beschädigte Flanschflächen/Dichtungen: Kratzer, Kerben oder Fremdkörper auf der Flanschfläche oder eine beschädigte Dichtung verhindern eine ordnungsgemäße Abdichtung.

2. Korrosion:

   • Innenkorrosion: Das transportierte Fluid kann die Innenflächen des Flansches und der Schraubenlöcher korrodieren und das Material schwächen. Dies ist besonders häufig bei korrosiven Chemikalien oder in Systemen mit hohem Feuchtigkeitsgehalt der Fall.
   • Außenkorrosion: Die Einwirkung von atmosphärischer Feuchtigkeit, korrosiven Chemikalien oder Salzwasser (in Meeresumgebungen) kann die Außenflächen des Flansches und, was entscheidend ist, die Schrauben und Muttern korrodieren, was zu einer verringerten Schraubenfestigkeit und schließlich zum Versagen der Verbindung führt.
   • Galvanische Korrosion: Tritt auf, wenn unterschiedliche Metalle in elektrischem Kontakt in einem korrosiven Elektrolyten stehen, was zu einer beschleunigten Korrosion des unedleren Metalls führt.

3. Erosion:

   • Abrasive Fluide (Schlämme, Fluide mit Feststoffpartikeln) können die Innenflächen des Flansches erodieren und im Laufe der Zeit seine Wandstärke und Festigkeit verringern.

4. Ermüdung:

   • Wiederholte Zyklen von Druckänderungen, Temperaturschwankungen oder Vibrationen können zu Ermüdungsrissen im Flanschmaterial oder in den Schrauben führen, was schließlich zum Versagen führt. Dies ist häufig ein Problem in Systemen mit Pumpen oder Kompressoren oder in Regionen, die anfällig für seismische Aktivitäten sind.

5. Überdruck/Temperaturexkursionen:

   • Der Betrieb des Systems über der angegebenen Druck-Temperatur-Nennleistung des Flansches kann zu Materialversagen, Verformung oder katastrophalem Bruch führen.

6. Fehlausrichtung:

   • Unsachgemäß ausgerichtete Rohrleitungssysteme können übermäßige Biegemomente oder Querbelastungen auf Flanschverbindungen ausüben, was zu ungleichmäßiger Dichtungskompression und Leckagen führt.

7. Materialfehler:

   • Selten können Herstellungsfehler (z. B. Einschlüsse, innere Risse in Gussteilen oder Schmiedeteilen) zu vorzeitigem Versagen führen, was die Bedeutung einer strengen Qualitätskontrolle und Materialrückverfolgbarkeit unterstreicht.

Konsequenzen von Flanschversagen:

• Sicherheitsrisiken: Leckagen von brennbaren, giftigen oder unter hohem Druck stehenden Flüssigkeiten können zu Bränden, Explosionen, der Exposition gegenüber gefährlichen Chemikalien und schweren Verletzungen oder Todesfällen führen.
• Umweltschäden: Freisetzung von Schadstoffen in die Atmosphäre, den Boden oder die Gewässer, was zu behördlichen Bußgeldern und Reputationsschäden führt.
• Produktionsverluste: Ungeplante Stillstände zur Reparatur können zu erheblichen Produktions- und Umsatzeinbußen führen.
• Erhöhte Wartungskosten: Häufige Reparaturen, Austausch von Komponenten und Arbeitskosten.
• Geräteschäden: Auslaufende Flüssigkeiten können umliegende Geräte oder die Infrastruktur beschädigen.

Präventionsstrategien:

• Richtige Konstruktion und Materialauswahl: Anpassung des Flanschmaterials und der Druckklasse an die genauen Betriebsbedingungen.
• Einhaltung von Standards: Verwendung von Flanschen, die nach ASME, EN oder anderen relevanten Industriestandards hergestellt werden.
• Hochwertige Dichtungen und Schrauben: Auswahl hochwertiger, kompatibler Dichtungen und Schrauben.
• Strenge Installationsverfahren:
  • Richtige Reinigung der Flanschflächen.
  • Richtige Dichtungspositionierung.
  • Angemessene Schraubenschmierung.
  • Befolgen der angegebenen Schraubenanzugssequenzen und Drehmoment-/Spannungswerte.
  • Verwendung von geschultem und zertifiziertem Personal für die Verbindungsbaugruppe.
• Regelmäßige Inspektion und Überwachung: Implementierung umfassender Inspektionsprogramme (visuell, Ultraschall, Wärmebildgebung für Leckagen), um Probleme frühzeitig zu erkennen.
• Korrosionsmanagement: Implementierung von Korrosionsschutzstrategien (Beschichtungen, kathodischer Schutz, Materialverbesserungen).
• Vorbeugende Wartung: Geplante Kontrollen und Nachziehen nach Bedarf (unter äußerster Vorsicht und unter Einhaltung der Sicherheitsprotokolle).

Durch das Verständnis der Schwachstellen und die Umsetzung robuster Präventionsstrategien können Industrien die Risiken im Zusammenhang mit Flanschversagen erheblich mindern, einen sichereren Betrieb gewährleisten, die Umwelt schützen und die Rentabilität erhalten.