DE3871912T2

DE3871912T2 - Flanschkupplung fuer rohre.

Info

Publication number: DE3871912T2
Application number: DE8888310721T
Authority: DE
Inventors: Arthur William Richardson
Original assignee: Furmanite International Ltd
Current assignee: Furmanite International Ltd
Priority date: 1987-11-17
Filing date: 1988-11-14
Publication date: 1992-12-03
Anticipated expiration: 2008-11-15
Also published as: GB2212578A; GB2212578B; US4950000A; DE3871912D1; GB8726885D0; GB8826579D0; EP0317234B1; EP0317234A1; ATE77137T1

Description

Die Erfindung betrifft Flanschrohrverbindungen und insbesondere Maßnahmen zum Wiederabdichten derselben beim Auftreten eines Lecks.
Flanschrohrverbindungen umfassen im allgemeinen das Verbinden von Flanschrohrenden mit Hilfe von Muttern und Bolzen, wobei zwischen den Flanschen sich eine dichtende Packung befindet. An derartigen Verbindungen können Lecks auftreten infolge eines Schadens an der Dichtung oder infolge einer Bewegung der Rohrleitung, wodurch eine Beanspruchung der Kupplung auftritt. Das Abdichten einer Flanschverbindung nach dem Auftreten eines derartigen Lecks erfolgt häufig durch Einkapseln der Flanschverbindung und Füllen der Kapsel mit einer Abdichtungssubstanz. Eine solche Vorrichtung ist in EP-A-0 082 792 beschrieben, wo ein aus einem Halbringpaar bestehender Kragen nach dem Zusammensetzen der Verbindungsstelle um die Flanschverbindung gelegt wird; dabei ist eine Möglichkeit für das Einspritzen von Dichtungsmittel in den durch den genannten Kragen begrenzten um laufenden Hohlraum vorgesehen.
Die verschiedenen Verfahren und Gerätschaften zum Einkapseln einer Flanschkupplung zum Wiederabdichten der Verbindung können kostspielig und auch schwer anzubringen sein, wenn etwa toxische, korrosive oder unter Druck stehende Stoffe in der Rohrleitung gefördert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Flanschrohrkupplung vorgesehen mit zwei Rohren mit stirnseitig gekuppelten Flanschenden mit einer zwischenliegenden Dichtung und mindestens einer Öffnung zum Einspritzen von Dichtungsmittel in einen peripheren Hohlraum zwischen den Flanschen; die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß beim Montieren der Kupplung ein das Zusammenziehen der Flansche nicht beeinträchtigender, ringförmiger Einsatz zwischen die genannten Flansche eingebracht werden kann, der nach der Montage zwischen den Flanschen festgehalten wird, und daß der genannte Einsatz mit so viel Freiraum angeordnet ist, daß beim Auftreten eines Lecks Prozeßfluid austreten, das eingespritzte Dichtungsmittel aber innerhalb des genannten Hohlraums festgehalten werden kann.
Sollte ein Leck auftreten, verringert die vorgesehene Entlüftung die Wirkung von örtlich auftretendem Druck, der anderenfalls die Flanschflächen deformieren oder beschädigen könnte.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der ringförmige Einsatz in einander gegenüberliegenden Ringnuten in den Flanschflächen festgehalten.
Der ringförmige Einsatz befindet sich vorzugsweise in einem Bereich der Flanschkupplung mit verhältnismäßig niedriger Beanspruchung, der möglicherweise außerhalb der Schraubenreihe der Flanschkupplung liegt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der ringförmige Einsatz über die Schraubenreihe hinaus nach innen. Die Innenkante des Einsatzes kann die Form zweier nachgiebiger Backen haben, so daß der Einspritzdruck von Leckdichtungsmittel die Backen nach außen gegen Flanschflächen drückt, um das Zurückfließen von Dichtungsmittel über den Einsatz hinaus zu verringern.
Der ringförmige Einsatz selbst kann mit ein oder mehreren Einspritzöffnungen versehen sein, so daß Dichtungssubstanz unmittelbar durch den Einsatz eingespritzt werden kann. Die Einspritzöffnungen können offen gelassen werden, so daß Leckmaterial austreten kann, bevor mit dem Abdichten des Lecks begonnen wird. Stattdessen kann auch eine Schraubnippel-Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Dichtungsmittel in den Hohlraum zwischen den Flanschen verwendet werden.
Das erfindungsgemäße System kann angebracht werden, wenn die Flanschkupplung erstmals montiert wird, oder auch nachträglich, etwa bei einer routinemäßigen Inspektion und Instandsetzung. Die Flanschen der Rohrkupplung können dann bearbeitet werden, um die Flanschen zu verkleinern, so daß der periphere Hohlraum und nötigenfalls die Ringnuten hergestellt werden.
Die Erfindung umfaßt daher sowohl ein Verfahren, um an einer Flanschrohrkupplung ein Leckabdichtungssystem anzubringen, als auch eine mit einem Leckabdichtungssystem versehene Flanschrohrkupplung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, die folgendes darstellt:
Fig. 1: eine erste Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2: eine zweite Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3: eine dritte Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß Fig. 1 der Zeichnung ist eine Rohrleitungskupplung 10 zwischen einander gegenüberliegenden Flanschen 12 von Rohrleitungsabschnitten 14 gebildet, die mit Muttern bzw. Gewindebolzen 16, 18 zusammengezogen sind und eine Dichtung 20 zwischen den Stirnflächen der Flansche einschließen. Die Flansche sind am Umfang verjüngt, so daß zwischen den Flanschflächen ein peripherer Hohlraum 21 verbleibt, wenn sie zusammengeschraubt sind. In der Nähe der Außenkanten weisen die Flansche 12 ferner miteinander fluchtende Ringnuten 22 auf. In die Nuten 22 ist ein ringförmiger Einsatz 24 lose eingelegt, vorzugsweise aus dem gleichen Werkstoff wie die Flansche. Der Ring 24 besitzt mehrere Einspritzöffnungen 26 zum unmittelbaren Einspritzen von Dichtungsmaterial. Die Abmessungen des Ringes 24 und der Nuten 22 sind so gewählt, daß der Ring das Zusammenziehen der Flansche nicht behindert.
Der Ring 24 befindet sich außerhalb der Schraubenreihe nahe der Kante der Flansche. Diese Stelle ist gewählt, weil in ihr eine niedrigere Beanspruchung auftritt, so daß die Unversehrtheit der Flanschkupplung nicht gefährdet wird.
Das Vorhandensein des Ringes 24 hat zur Folge, daß, wenn zwischen den Flanschen ein Leck auftritt, Prozeßfluid an dem Ring vorbeifließen und in die Atmosphäre austreten kann. Dadurch werden örtliche Druckbeanspruchungen irgendeines Teils der Flansche außerhalb des Auflagebereichs der Dichtung vermieden, so daß die Flanschkonstruktion nicht gefährdet wird.
Wenn während des Betriebs ein Leck am Flansch auftritt, kann eine viskose, wärmehärtende Dichtungssubstanz eingespritzt werden, die den Hohlraum 21 zwischen der Dichtung 20 und dem Ring 24 ausfüllt und das Leck abdichtet. Bei der Ausführung nach Fig. 1 erfolgt das Einspritzen der Dichtungssubstanz durch Einspritzöffnungen 26.
Gemäß Fig. 2 der Zeichnung ist anstelle des Ringes 24 mit den Einspritzöffnungen nach Fig. 1 in den Nuten 22 der Flansche ein glatter Ring 40 angeordnet. Bei Verwendung eines glatten Ringes brauchen die Flanschflächen am Umfang nicht so weit verjüngt zu werden wie die Flansche nach Fig. 1. Ferner erfolgt das Abdichten eines Lecks durch Einspritzen einer geeigneten Dichtungssubstanz durch eine Schraubnippel-Einspritzvorrichtung 42, die beim Verbinden der Flansche oder beim Auftreten eines Lecks angebracht werden kann.
Im übrigen stimmt die Ausführung nach Fig. 2 weitgehend überein mit der Ausführung nach Fig. 1, und gleiche Teile haben übereinstimmende Bezugszahlen erhalten.
Fig. 3 der Zeichnung zeigt eine Rohrleitungsverbindung zwischen einander gegenüberstehenden Flanschen 50 von Rohrleitungsabschnitten 52, die mit Muttern und Schrauben 54, 56 verschraubt sind, welche durch miteinander fluchtende Bohrungen 58 in den Flanschen 50 gesteckt sind, wobei eine Hartmetall-Linsenringdichtung 60 zwischen den Flanschen eingeschlossen wird.
Die Flanschflächen sind am Umfang verjüngt, so daß ein peripherer Hohlraum 62 zwischen ihnen entsteht, in den ein ringförmiger Metalleinsatz 64 eingepaßt ist. Der Einsatz 64 besitzt an seiner Innenkante biegsame Backen 66, die zwischen die Flansche über den umlaufenden, verjüngten Bereich hinausreichen. Der Einsatz 64 weist außerdem in Abstand voneinander eine Reihe von Einspritzöffnungen 68 um den Ring auf. Der Einsatz 64 besitzt außerdem durchgehende Bohrungen 70 für die Gewindebolzen 56. Der Einsatz 64 liegt im allgemeinen lose zwischen den Flanschen, außer zum Festhalten der biegsamen Backen, wenn diese Backen erweitert sind (wie in Fig. 3 dargestellt).
Allgemein besteht die Auffassung, daß Rohrleitungskupplungen mit Linsenringdichtungen aus Hartmetall höhere Leckverluste während eines Leckabdichtungsvorgangs verursachen wegen der sehr geringen Kompression des Dichtungsmaterials und der Wirkung des Einspritzdrucks auf die Flanschflächen. Der Einsatz 64 verringert diese Schwierigkeiten jedoch, indem der den Flanschbereich verkleinert, über welchen der Einspritzdruck der Leckabdichtung wirksam wird, weil das Einspritzen von Dichtungsmaterial über Einspritzöffnungen 68 hindurch bis an die Dichtung selbst erfolgt, wobei die biegsamen Backen 66 aus einandergeschoben werden, und der Rücklauf von Dichtungsmaterial an dem Einsatz 64 vorbei vermindert wird.
Die Einspritzöffnungen 68 bleiben im allgemeinen offen, damit alle Leckflüssigkeit entweichen kann, bevor das Abdichten des Lecks begonnen wird. Außerdem ist keine zusätzliche physische oder mechanische Arbeit an den Flanschen vor der eigentlichen Leckabdichtung erforderlich.
Die Erfindung offenbart somit ein System zum Abdichten von Lecks an Flanschrohrkupplungen, das nachträglich angebracht werden kann, das aber auch zusätzliche Sicherheit und Wirksamkeit bieten kann, ohne daß weiterer mechanischer Arbeitsaufwand oder zusätzliche Armaturen erforderlich sind.

Claims

1. Flanschrohrkupplung mit zwei Rohren (14) mit stirnseitig gekuppelten Flanschenden (12) mit einer zwischenliegenden Dichtung (20) und mindestens einer Öffnung (26, 68) zum Einspritzen von Dichtungsmittel in einen peripheren Hohlraum (21) zwischen den Flanschen, dadurch gekennzeichnet, daß beim Montieren der Kupplung ein das Zusammenziehen der Flansche nicht beeinträchtigender, ringförmiger Einsatz (24, 40, 64) zwischen die genannten Flansche eingebracht werden kann, der nach der Montage zwischen den Flanschen festgehalten wird, und daß der genannte Einsatz mit so viel Freiraum angeordnet ist, daß beim Auftreten eines Lecks Prozeßfluid austreten, das eingespritzte Dichtungsmittel aber innerhalb des genannten Hohlraums festgehalten werden kann.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Einsatz (24) in einander gegenüberliegenden Ringnuten (22) in den Flanschflächen festgehalten wird.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Einsatz außerhalb der Verschraubungslinie der Kupplung angeordnet ist.

4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Einsatz sich über die Verschraubungslinie der Kupplung hinaus nach innen erstreckt und die Innenkante des ringförmigen Einsatz als ein Paar nachgiebiger Backen (66) ausgeformt ist.

5. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Einsatz selbst mit mindestens einer Einspritzöffnung (26) versehen ist.