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Normen für Flansche, die in Deutschland bzw. Europa zur Anwendung kommenfür die Festigkeitsnachweise der Bauteile an Flanschverbindungen:
� DIN 2505 (Vornorm 1964)� AD 2000 - Merkblätter B7/B8 (auf der Basis von DIN 2505 – Vornorm 1964)� DIN 2505 (Entwurf 1990) (nicht gültig)� KTA 3211.2 (1992 bzw. 2003)� TGL 32903/13 (DDR-Norm) (zurückgezogen)
� EN 13445 (Taylor-Forge-Methode und alternativ als Anhang EN 1591)� EN 13480 (Hinweis auf EN 13445 mit Taylor-Forge-Methode und EN 1591)� EN 1591� ASME Sect. VIII (Taylor-Forge-Methode)
EN 1591 Teil 1 – Berechnungsverfahren für Flanschverbindungen im Krafthauptschluss� Ausgabe 10/2001
F:\DIN_EN_NOrmen\pr CEN EN 1591-1 (D)_Schlussentwurf_prA1_102007.pdf
EN 1591
EN 1591 Teil 2 – Dichtungskennwerte� Ausgabe 10/2001� die Kennwerte sind gegenüber AD bzw. DIN 2505 neu definiert worden
TS 1591 Teil 3 – Berechnungsverfahren für Flanschverbindungen im Kraftnebenschluss � ist erschienen in 10/2007 – Technische Spezifikation / Vornorm � Status: „under approval“ – bedeutet: „nicht bindend“ in der Anwendung
TS 1591 Teil 4 – Qualifizierung von Montage-Personal � ist erschienen in 10/2007 – Technische Spezifikation / Vornorm � Status: „under approval“ – bedeutet: „nicht bindend“ in der Anwendung
Vorteil von AD bzw. DIN 2505:� Einfache Berechnungs-Methode
Vergleich zwischen DIN 2505 und EN 1591 – Teil 1
Nachteil EN 1591 –Teil 1:� komplizierte Berechnungs-Methode� „von-Hand-Berechnung“ kaum mehr möglich aufgrund des aufwendigen
Berechnungsverfahrens
Die Berechnungs-Theorie bei beiden Berechnungsmethoden ist ähnlich:� Es wird der Querschnitt bzw. das daraus resultierende Widerstandmoment betrachtet.� Die auf die Flansch-Verbindung einwirkenden Kräfte sind gleich definiert.
� Es wird das Verhalten des Gesamtsystems Flansch-Schraube-Dichtung betrachtet (VDI 2200).
� Dabei sind nicht nur die Kriterien der Festigkeitsbetrachtung zu sehen, sondern auch das gesamte Verformungsverhalten und die Dichtigkeit.
� Die Berechnung der Gebrauchstauglichkeit der Dichtung beruht auf der Elastizitätsanalyse der Beziehungen zwischen Belastung und Deformation zwischen allen Teilen der Flanschverbindung.
� Es wird eine komplette Kraft-Verformungs-Untersuchung der gesamten Verbindung für Flansche, Dichtung, Schrauben und evt. Klemmteile und Lose Flansche gemacht.
� Dabei wird iterativ die erforderliche Dichtungskraft mit gleichzeitiger Bestimmung der effektiven Dichtungsbreite ermittelt, was eine [exakte] Überprüfung der Dichtheit der Verbindung ermöglicht.
� Die Anforderungen nach Leckageklassen (TA Luft und EN 13555) sind nur durch diese Dichtigkeits-Betrachtung nach EN 1591 berücksichtbar, sprich: nachzuweisen.
� Es sind beliebig viele Lastzustände möglich; Montage- und Betriebslastfall sind Muss-Berechnungen; aber auch Anfahren, Abfahren, Druckstoß etc. sind möglich.
EN 1591 berücksichtigt folgende Einfluss-Parameter, die in der DIN 2505 fehlten:
Vorteile von EN 1591
� die Nachgiebigkeit der Verbindung
� den Einfluss von angeschlossenen Bauteilen (zylindrische oder konische Schalen, Kugeln, gewölbte Böden) bzgl. Elastizitätsverhalten der Flanschverbindung
EN 1591 berücksichtigt folgende Einfluss-Parameter, die in der DIN 2505 fehlten:
� die Nachgiebigkeit der Verbindung� den Einfluss von angeschlossenen Bauteilen (zylindrische oder konische Schalen, Kugeln,
gewölbte Böden) bzgl. Elastizitätsverhalten der Flanschverbindung� den Einfluss der Differenzen der Ausdehnungskoeffizienten von geklemmten Teilen in der
Flanschverbindung� die nach innen gerichteten Flanschformen (z.B. Blockflansche)
EN 1591 berücksichtigt folgende Einfluss-Parameter, die in der DIN 2505 fehlten:
� die Nachgiebigkeit der Verbindung� den Einfluss von angeschlossenen Bauteilen (zylindrische oder konische Schalen, Kugeln,
gewölbte Böden) bzgl. Elastizitätsverhalten der Flanschverbindung� den Einfluss der Differenzen der Ausdehnungskoeffizienten von geklemmten Teilen in der
Flanschverbindung� die nach innen gerichteten Flanschformen (z.B. Blockflansche)� den Einfluss äußerer Axialkräfte und Biegemomente im Gesamtsystem für jeden Lastfall
Vorteile von EN 1591
� das Torsionsmoment am Schraubenschaft bei Schraubenbelastung
� die Berücksichtigung einer maximalen Beanspruchung der Dichtung
� das Schrauben-Anziehverfahren unter Berücksichtigung der damit verbundenen Streuung bei den Schraubenkräften bzw. bei den Anzugsmomenten
EN 1591 – Teil 1 – Schrauben-Anziehverfahren mit Streuung
Schrauben-Anziehverfahren bzw. Meßverfahren Streuwert epsilon (-) epsilon (+)
1: mit Schraubenschlüssel 0,3+0,5*mib 0,3+0,5*mib 2: mit Schlagschrauber 0,2+0,5*mib 0,2+0,5*mib 3: mit Drehmomentenschlüssel 0,1+0,5*mib 0,1+0,5*mib4: mit hydraulischem Dehnzylinder 0,20 0,40 5: Messung der Schrauben-Längung 0,15 0,15 6: Messung des Drehwinkels 0,10 0,10 7: Messung des Drehmomentes und des 0,07 0,07
Drehwinkels der Mutter 8: mit Hytorc-Schrauber und Hytorc-Disc 0,11 0,11
mit Hytorc-Schrauber und Hytorc-Clamp 0,09 0,09
Wird keine Messung der nominalen Schraubenkraft FB0nom unterstellt, so ist diese gleich der mittleren Schraubenkraft FB0av zu setzen:
EN 1591 berücksichtigt folgende Einfluss-Parameter, die in der DIN 2505 fehlten:
� die Nachgiebigkeit der Verbindung� den Einfluss von angeschlossenen Bauteilen (zylindrische oder konische Schalen, Kugeln,
gewölbte Böden) bzgl. Elastizitätsverhalten der Flanschverbindung� den Einfluss der Differenzen der Ausdehnungskoeffizienten von geklemmten Teilen in der
Flanschverbindung� die nach innen gerichteten Flanschformen (z.B. Blockflansche)� den Einfluss äußerer Axialkräfte und Biegemomente im Gesamtsystem für jeden Lastfall� das Torsionsmoment am Schraubenschaft bei Schraubenbelastung� die Berücksichtigung einer maximalen Beanspruchung der Dichtung� das Schrauben-Anziehverfahren unter Berücksichtigung der damit verbundenen Streuung
bei den Schraubenkräften bzw. bei den Anzugsmomenten
Vorteile von EN 1591
� Berücksichtigung der Schmierung (glatt + normal + rauh) bei der Ermittlung der Streuung
� unterschiedlichste Flanschdichtflächen und Dichtungsarten
EN 1591 berücksichtigt folgende Einfluss-Parameter, die in der DIN 2505 fehlten:
� die Nachgiebigkeit der Verbindung� den Einfluss von angeschlossenen Bauteilen (zylindrische oder konische Schalen, Kugeln,
gewölbte Böden) bzgl. Elastizitätsverhalten der Flanschverbindung� den Einfluss der Differenzen der Ausdehnungskoeffizienten von geklemmten Teilen in der
Flanschverbindung� die nach innen gerichteten Flanschformen (z.B. Blockflansche)� den Einfluss äußerer Axialkräfte und Biegemomente im Gesamtsystem für jeden Lastfall� das Torsionsmoment am Schraubenschaft bei Schraubenbelastung� die Berücksichtigung einer maximalen Beanspruchung der Dichtung� das Schrauben-Anziehverfahren unter Berücksichtigung der damit verbundenen Streuung
bei den Schraubenkräften bzw. bei den Anzugsmomenten� Berücksichtigung der Schmierung (glatt + normal + rauh) bei der Ermittlung der Streuung� unterschiedlichste Flanschdichtflächen und Dichtungsarten� unterschiedliche Schraubenarten
EN 1591 berücksichtigt folgende Einfluss-Parameter, die in der DIN 2505 fehlten:
� die Nachgiebigkeit der Verbindung� den Einfluss von angeschlossenen Bauteilen (zylindrische oder konische Schalen, Kugeln,
gewölbte Böden) bzgl. Elastizitätsverhalten der Flanschverbindung� den Einfluss der Differenzen der Ausdehnungskoeffizienten von geklemmten Teilen in der
Flanschverbindung� die nach innen gerichteten Flanschformen (z.B. Blockflansche)� den Einfluss äußerer Axialkräfte und Biegemomente im Gesamtsystem für jeden Lastfall� das Torsionsmoment am Schraubenschaft bei Schraubenbelastung� die Berücksichtigung einer maximalen Beanspruchung der Dichtung� das Schrauben-Anziehverfahren unter Berücksichtigung der damit verbundenen Streuung
bei den Schraubenkräften bzw. bei den Anzugsmomenten� Berücksichtigung der Schmierung (glatt + normal + rauh) bei der Ermittlung der Streuung� unterschiedlichste Flanschdichtflächen� unterschiedliche Schraubenarten
� Qmin[L] - Mindest-Dichtungsflächenpressung im Montagezustand undQS,min[L ] - Mindest-Dichtungsflächenpressung für alle Zustände außer im Montagezustand
DIN EN 1591 Teil 2 – Ausgabe 09/2008 – Dichtungskennwerte (neu)� die Kennwerte sind neu definiert worden
aufgrund der Vorgaben der EN 13555 F:\DIN_EN_NOrmen\DIN EN 1591-2_(D)_09_2008.pdf
� aber Vorsicht bzgl. der QSmax -Werte und der PQR –Werte :PQR = Verhältnis von Restflächenpressung zu Ausgangsflächenpressungjedoch OHNE eine Vorgabe der Formbeständigkeit !!!!!
� siehe Veröffentlichung der Firma KLINGER F:\DIN_EN_NOrmen\Klinger_PQS_Werte.doc