VDI 2290-2012 Emission control - Sealing constants for flange connections.pdf

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1、 ICS 13.040.40 VDI-RICHTLINIEN Juni 2012 June 2012 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Emissionsminderung Kennwerte fr dichte Flanschverbindungen Emission control Sealing constants for flange connections VDI 2290 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Der Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung

2、im Bundesanzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen. Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The draft of this guideline has been subject to public scrutiny after announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette). The German version of this guideline shall be taken

3、 as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdL Fachbereich Umweltschutztechnik VDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 2: Emissionsminderung I VDI-Handbuch Produktentwicklung und Konstrukt

4、ion Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgabe:08.10Entwurf, deutschFormeredition:08/10Draft,inGerman onlyZubeziehendurch/AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772BerlinAlleRechtevorbehalten/All rightsreservedVereinDeutscherIngenieu

5、ree.V.,Dsseldorf2012Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 3 2 Normative Verweise 4 3 Formelzeichen . 5 4 Grundlagen zu Auslegung und Berechnung von Flanschverbindungen . 7 4.1 Regelwerke 7 4.2 Dichtungskennwerte 9 5 Erluterungen zur Auslegung von Flanschver

6、bindungen . 10 5.1 Bedeutung der Prfverfahren . 10 5.2 Interpretation des Bauteilversuchs . 11 5.3 Auswahl der Dichtungskennwerte . 11 5.4 Weitere Vorgaben zur Berechnung von Flanschverbindungen 20 6 Montage von Flanschverbindungen 21 7 Anforderungen/Leckageraten 23 Schrifttum 25 Preliminary note .

7、2 Introduction 2 1 Scope . 3 2 Normative references . 4 3 Symbols . 5 4 Principles regarding the design and calculation of flange joints 7 4.1 Rules and standards . 7 4.2 Sealing constants . 9 5 Explanations regarding the design of flange joints 10 5.1 Significance of the test procedures 10 5.2 Inte

8、rpretation of the component test 11 5.3 Selection of the sealing constants 11 5.4 Other specifications for the calculation of flange joints . 20 6 Assembly of flange joints 21 7 Requirements/leakage rates 23 Bibliography 25 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08 2 VDI 2

9、290 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und

10、der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbei

11、tung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the guideline VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying,

12、micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions specified in the VDI Notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our grat

13、itude to all honorary contributors to this guideline. Einleitung Flanschverbindungen dienen dazu, Anlagen-, Ma-schinen- oder Apparatebauteile in Abhngigkeit von Dichtheitsanforderungen lsbar miteinander zu verbinden. Sie haben berdies die Aufgabe, einen ungewollten Stoffbergang zwischen zwei funkti-

14、onsgem getrennten Rumen einer Anlage oder Maschine zu verhindern respektive zu vermindern. Je gefhrlicher ein Betriebsmedium ist, desto mehr gewinnt die Dichtheit, gekennzeichnet durch die Leckagerate der Flanschverbindung, fr Mensch und Umwelt an Bedeutung 1. Ferner hat die Leckagerate einen Einflu

15、ss auf die Produktionsver-luste und somit neben Ausfallzeiten, Reparaturen und Instandhaltungsmanahmen zur Gewhrleis-tung der Funktion im Betrieb auch einen nicht zu unterschtzenden wirtschaftlichen Stellenwert 2. Diffuse Emissionen sind daher umfassend zu ver-meiden. Flanschverbindungen sind nur da

16、nn zu verwenden, wenn sie verfahrenstechnisch, sicher-heitstechnisch oder fr die Instandhaltung notwen-dig sind. In der Praxis ist es hufig unumgnglich, Rohrlei-tungsabschnitte, Behlterteile und Armaturen in Rohrleitungen mit Flanschverbindungen zu ver-binden. Deshalb ist es notwendig, die Anforderu

17、n-gen an eine dichte Flanschverbindung festzulegen. Eine Flanschverbindung ist als zusammenhngen-des System zu behandeln, da die Dichtfunktion durch das Zusammenwirken der Einzelelemente Flansch, Dichtung und Schrauben (Spannelemente) bestimmt wird. Diese Richtlinie legt entsprechende Anforderungen

18、fr das System fest. Eine bertra-gung der Dichtsystemauslegung auf die Praxis ist nur durch das Sicherstellen einer qualifizierten Montage mglich. Konstruktiv sind zwei Varianten von Flanschver-bindungen aufgrund der Lage der Dichtung zu Introduction Flange connections serve to solvably connect parts

19、 of a facility, machine or plant dependent on leak tightness standards. In addition, they are used to prevent or respectively to reduce any undesired mass transfer between two functionally separate compartments of a plant or machine. The more dangerous an operating medium, the more important leak ti

20、ghtness, which is character-ised by the leakage rate of the flange joint, be-comes for man and the environment 1. In addi-tion, the leakage rate has an influence on produc-tion losses and thus aside from downtimes, re-pairs and maintenance measures for ensuring the function in operation is also of a

21、n economic sig-nificance that should not be underestimated 2. Fugitive emissions should therefore be prevented by comprehensive measures. Flange joints may only be used if they are necessary for the process, due to safety aspects or for maintenance purposes. In practice, it is often indispensible to

22、 connect piping sections, tank parts and valves with flange joints. It is therefore necessary to define the re-quirements for tight flange joints. A flange joint is to be treated as an interconnected system as the sealing function is determined by the interaction of the individual elements flange, s

23、eal and bolts (clamping pieces). This guideline defines the corresponding requirements the system must fulfil. Transferring the sealing system into practice is only possible if a qualified assembly is ensured. With regard to the design, two variants of flange joints can be distinguished, which diffe

24、r in the B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 VDI 2290 3 unterscheiden. Zum einen knnen Dichtungen in der Flanschverbindung im Krafthauptschluss (KHS) und zum anderen im Kraftnebenschluss (KNS) angeor

25、dnet werden. Die Auswahl der Konstruktion ist abhngig von den Anforderungen an die Flanschverbindung. Whrend im Rohrleitungs- und Behlterbau allge-mein die Anordnung im KHS berwiegt, werden im Armaturenbau die Verbindungen im KNS ge-nutzt. Die beiden Varianten sind im Verhalten sehr unterschiedlich

26、und erfordern deshalb voneinander abweichende Dichtungskennwerte und Berech-nungsanstze 2. position of the seal. Seals may be arranged in the flange joint in the main power connection (Ger-man: Krafthauptschluss, KHS), or in the metal-to-metal contact type connection (German: Kraftne-benschluss, KNS

27、). The design will be selected depending on the re-quirements the flange joint must fulfil. While in piping and tank construction, arrangement in the KHS is predominantly used, KNSs are preferably used in valve construction. The behaviour of the two variants differs strongly and therefore different

28、sealing constants and approaches for the calcula-tion are required 2. 1 Anwendungsbereich Die Richtlinie VDI 2290 gilt fr die Beurteilung der technischen Dichtheit von Flanschverbindun-gen fr flssige und gasfrmige Medien, fr die emissionsbegrenzende Anforderungen nach TA Luft festgelegt sind. Sie gi

29、lt fr Metallflansche (z. B. aus Werkstoffen nach DIN EN 1092-1 bis -4 aus Stahl, Gusseisen, Kupfer und Aluminium) im KHS bis zu einer maximalen Betriebstemperatur von 400 C uneingeschrnkt. Fr Flanschverbin-dungen im KNS und solche, fr die keine Dich-tungskennwerte ermittelt werden knnen, z. B. email

30、lierte Flansche, aus Glas, Kunststoffen oder mit Kunststoffauskleidungen, gilt VDI 2290 nicht. Die Richtlinie VDI 2290 gilt fr Flanschverbin-dungen in Rohrleitungen, an Apparaten und Arma-turen aller Industriezweige, insbesondere der che-mischen und petrochemischen Industrie sowie der Erdl verarbeit

31、enden Industrie. 1 Scope The guideline VDI 2290 is applicable for the as-sessment of the technical leak tightness of flange joints used for liquid and gaseous media for that requirements in terms of emission restriction ac-cording to the TA Luft (German Technical Guide-lines on Air Quality Control)

32、have been specified. It applies without restriction to metal flanges in KHS (e.g. made of materials according to DIN EN 1092-1 to -4 of steel, cast iron, copper and aluminium) up to a maximum operating tempera-ture of 400 C. VDI 2290 is not applicable to flange joints of the KNS and for flanges for

33、that no sealing constants can be determined, e.g. enam-elled flanges made of glass, plastic materials or with plastic liners. The guideline VDI 2290 applies to flange joints in pipings, on plants and valves used in all industrial sectors, in particular in the chemical and petro-chemical and the petr

34、oleum-refining industry. Bild 1. Flanschverbindungen mit der Dichtung im KHS und KNS / Figure 1. Flange joints with the seal arranged in the KHS or in the KNS B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08 4 VDI 2290 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dss

35、eldorf 2012 Sie gilt nicht fr Rohr- oder Flanschverbindungen, die ohne Schrauben ausgefhrt werden. Sie ist nicht anwendbar fr sogenannte Kompaktflansch-verbindungen ohne Dichtung oder mit Flssig-keitsdichtung. In Ergnzung der Richtlinien VDI 2200 und VDI 2440 werden die Auslegungskriterien fr techni

36、sch dichte Flanschverbindungen unter Be-triebsbedingungen festgelegt. Diese Richtlinie hat das Ziel, den Stand der Emis-sionsminderungstechnik im Sinne der TA Luft an Flanschverbindungen und insbesondere die Num-mer 5.2.6.3 der TA Luft im Hinblick auf die An-forderung einer technisch dichten Flansch

37、verbin-dung zu przisieren. Die fr die Auslegung einer technisch dichten Flanschverbindung im Sinne der Nummer 5.2.6.3 der TA Luft erforderlichen Dicht-heitsklassen werden festgelegt. Die Richtlinie VDI 2290 wendet sich wie die Richtlinie VDI 2200 an alle Hersteller von Flanschverbindungen, Projektin

38、genieure, Kon-strukteure und Betreiber von Apparaten, in denen flssige und gasfrmige Medien gefrdert, gelagert und/oder verarbeitet bzw. als Wrmetrger ver-wendet werden. Die Richtlinie besitzt nicht nur empfehlenden Charakter fr Hersteller von Flan-schen, Schrauben und Dichtungen sowie fr Mon-tage-

39、und Instandhaltungsmechaniker, sondern ist auch in der Lage, Genehmigungs- und Aufsichts-behrden im Rahmen ihrer Ttigkeit zu unterstt-zen. It does not apply to piping or flange joints de-signed without bolts. It is not applicable to so-called compact flange joints without seals or with a liquid seal

40、. In addition to the guidelines VDI 2200 and VDI 2440, the design criteria for technically tight flange joints under operating conditions are de-fined. The aim of this guideline is to accurately define the status of emission reducing technology in accor-dance with the TA Luft for flange joints, and

41、in particular number 5.2.6.3 of the TA Luft with re-gard to the requirement for a technically tight flange joint. The leak tightness classes required for a technically tight flange joint in accordance with number 5.2.6.3 of the TA Luft are defined. Like the guideline VDI 2200, guideline VDI 2290 is

42、intended for all manufacturers of flange joints, project engineers, design engineers and operators of machines and plants in that liquid or gaseous media are conveyed, stored and/or processed or respectively used as heat transfer medium. The guideline is not only a recommendation for manu-facturers

43、of flanges, bolts and seals and for assem-bly and maintenance technicians. In addition, it can support authorising and supervisory bodies in the execution of their work. 2 Normative Verweise / Normative references Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieser Richtlinie erforderlich

44、: / The following referenced documents are indispen-sable for the application of this guideline: DIN EN 1515-1:2000-01 Flansche und ihre Ver-bindungen; Schrauben und Muttern; Teil 1: Auswahl von Schrauben und Muttern; Deutsche Fassung EN 1515-1:1999 (Flanges and their joints; Bolting; Part 1: Select

45、ion of bolting; German version EN 1515-1:1999) DIN EN 1515-2:2002-03 Flansche und ihre Ver-bindungen; Schrauben und Muttern; Teil 2: Klassifizierung von Schraubenwerkstoffen fr Stahlflansche, nach PN bezeichnet; Deutsche Fassung EN 1515-2:2001 (Flanges and their joints; Bolting; Part 2: Classificati

46、on of bolt materials for steel flanges, PN designated; German version EN 1515-2:2001) DIN EN 1515-3:2005-12 Flansche und ihre Ver-bindungen; Schrauben und Muttern; Teil 3: Klassifizierung von Schraubenwerkstoffen fr Stahlflansche, nach Class bezeichnet; Deutsche Fassung EN 1515-3:2005 (Flanges and t

47、heir joints; Bolting; Part 3: Classification of bolt materials for steel flanges, Class designated; German version EN 1515-3:2005) DIN EN 1092-1:2008-09 Flansche und ihre Ver-bindungen; Runde Flansche fr Rohre, Armatu-ren, Formstcke und Zubehrteile, nach PN be-zeichnet; Teil 1: Stahlflansche; Deutsc

48、he Fas-sung EN 1092-1:2007 (Flanges and their joints; Circular flanges for pipes, valves, fittings and accessories, PN designated; Part 1: Steel flanges; German version EN 1092-1:2007) DIN EN 1092-2:1997-06 Flansche und ihre Ver-bindungen; Runde Flansche fr Rohre, Armatu-ren, Formstcke und Zubehrtei

49、le, nach PN be-zeichnet; Teil 2: Gusseisenflansche; Deutsche B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 VDI 2290 5 Fassung EN 1092-2:1997 (Flanges and their joints; Circular flanges for pipes, valves, fit-tings and accessories, PN designated; Part 2: Cast iron flanges; German version EN 1092-2: 1997) DIN EN 1092-3:2004-10 Flansche und ihre Ver-bindungen; Runde Flansche