DE1223634B

DE1223634B - Elektrisch isolierende Flanschverbindung fuer Rohrleitungen

Info

Publication number: DE1223634B
Application number: DEE25416A
Authority: DE
Inventors: Willi Schupp
Original assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Current assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Priority date: 1963-08-27
Filing date: 1963-08-27
Publication date: 1966-08-25

Description

Elektrisch isolierende Flanschverbindung für Rohrleitungen Die Erfindung betrifft eine elektrisch isolierende Flanschverbindung für spannungsführende, unter hohem Druck stehende und hoher Temperatur ausgesetzte Rohrleitungen, bei der einer der Flansche als Losflansch ausgebildet und zwischen diesem und dem zugehörigen Rohrkragen einerseits und zwischen den Stimflächen der zu verbindenden Rohrenden andererseits ein Isolierring eingelegt ist.
Flanschverbindungen dieser Gattung sind bekannt. Jedoch genügen diese z. B. für Leitungsstränge in Versuchsanlagen zum Studium von Wärmeübertragungsvorgängen mit einer elektrisch beheizten Rohrstrecke, die über isolierende Flanschverbindungen in den Leitungsstrang eingebaut ist, nicht den gestellten Anforderungen. In einer solchen Versuchsanlage, die mit einem Betriebsdruck von etwa 250 atü und einer Betriebstemperatur von 450' C arbeitet und in der organische Flüssigkeiten und entsalztes Wasser als Wärmeträger verwendet werden, sind die mechanischen und thermischen Beanspruchungen der Flanschverbindungen, insbesondere der Dichtungen, sehr hoch. Dichtungen aus wannfestem Stahl kommen wegen ihrer elektrischen Leitfähigkeit nicht in Frage. Die elektrische Isolierung der Rohrtrennfuge muß notwendig auch die Isolierung der Flanschverbindungsschrauben gegen die spannungsführenden Flanschteile sicherstellen, da eine Isolierung der Schrauben durch Unterlegscheiben und Hülsen wegen der gegebenen Verhältnisse nicht möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist somit, die elektrische Isolierung der Bolzen und die Rohrleitungstrennfuge mit Isolierelementen zu bewirken, die jeweils leicht auswechselbar sind und den gestellten thermischen wie mechanischen Anforderungen genügen. Dabei soll für beide Elemente ein einziger Isolierwerkstoff gewählt werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird, ausgehend von einer Flanschverbindung der eingangs erwähnten Art, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Isolierringe aus keramischem Material, vorzugsweise aus Aluminiumoxyd A120., bestehen und an ihren Auflageflächen einen an sich bekannten metallischen Belag aufweisen.
Es ist ein elektrisch isolierendes, aus Steatit bestehendes Zwischenstück bei einer Rohrleitung bekannt. Wenn es auch nicht neu ist, daß kerainische Werkstoffe eine hohe Druck- und Temperaturfestigkeit aufweisen, so spricht jedoch ihre geringe Bruchfestigkeit und ihre geringe plastische Verformbarkeit gegen ihre Verwendung als Druckringe an Flanschverbindungen. Demgegenüber wird durch einen metallischen Belag an den Isolierringen erreicht, daß die Biegebeanspruchung der Ringe, wie sie bei höheren Temperaturen, insbesondere durch die unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten zwischen AI"0, und Stahlrohr, auftritt, gemindert wird. Außerdem wird durch die metallischen Beläge die Abdichtung verbessert.
Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Flanschverbindung im Längsschnitt. .
Der eine der zu verbindenden Flansche ist als Losflansch 1 auf dem zugehörigen mit einem Kragen 4 ausgestatteten Rohr 3 angebracht. Der Losflansch 1 ist im lichten Durchmesser größer als der Kragen 4 im Außendurchmesser. Zwischen Losflansch 1 und Kragen 4 sind ein keramischer Isolierring 5 aus Aluminiumoxyd Al.o. sowie ein geteilter Stützring 6 (die Teilungsfuge liegt in der Zeichenebene) vorgesehen.
Die Dichtung der Flanschverbindung bewirkt ein keramischer Ring 7, der direkt -in Ausnehmungen der Stimflächen des Rohrkragens 4 und eines festen Flansches 2 eingesetzt ist. Dieser Dichtungsring 7 besteht ebenfalls aus dem keramischen Isoliermaterial Aluminiumoxyd A120 3» Der Dichtungsring 7 ist an seinen Auflageflächen metallisiert (in der Figur dick ausgezogen), z. B. versilbert. Er ist ferner an seinen Auflageflächen konvex gewölbt und paßt in die entsprechend konkav gewölbten Auflageflächen an den Rohrenden.
Der Stützring 6 weist einen ringförmigen Absatz 9 auf, in dem der Isolierring 5 liegt und die Hälfte«n des Stützringes zusammenhält. Der Losflansch 1 ist mit einer Innenschulter 10 versehen, an der der Isolierring 5 anliegt, so daß dieser nur auf Druck beansprucht wird. Außen liegt der Isolierring 5 dicht an dem Losflansch 1 an, während er innen zum Stützfing 6 Spiel hat. Dadurch wird einerseits ein sicherer Satz gewährleistet und andererseits das Auftreten von Zugspannungen in dem Isolierring vermieden. Alle Teile der Flanschverbindung bis auf die Ringe 5, 7 bestehen aus Stahl.

Claims

Patentansprüche: 1. Elektrisch isolierende Flanschverbindung für spannungsführende, unter hohem Druck stehende und hoher Temperatur ausgesetzte Rohrleitungen, bei der einer der Flansche als Losflansch ausgebildet und zwischen diesem und dem zugehörigen Rohrkragen einerseits und zwischen den Stirnflächen der zu verbindenden Rohrenden andererseits ein Isolierring eingelegt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n ü t, daß die Isolierringe (5, 7) aus keramischem Material, vorzugsweise aus Aluminiumoxyd A120., bestehen und an ihren Auflageflächen einen an sich bekannten metallischer Belag aufweisen.
2. Flanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolier- und Dichtungsring (7) und die Rohrenden an ihren Auflageflächen m. an sich bekannter Weise konvei bzw. konkav gewölbt ausgebildet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 410 080, 577 979, 1067 541; österreichische Patentschrift Nr. 225 484; schweizerische Patentschrift Nr. 78 580; belgische Patentschrift Nr. 528 064; französische Patentschrift Nr. 1047 939; USA.-Patentschrift Nr. 2 653 834.