DE3718516A1 - Isolierverbindung fuer rohrleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Isolierverbindung für zwei Rohrleitungsabschnitte mit endseitigen Flanschen, die zueinan­ der parallele und zur Rohrachse radiale Stoßflächen haben, ferner mit wenigstens einem Isolierring zwischen den Stoßflä­ chen, Primär- und Sekundärabdichtungen, die im Abstand zuein­ ander beidseits des Isolierrings angeordnet sind, und einer Spannvorrichtung zum Zentrieren und axialen Verspannen der beiden Flansche unter Zwischenschaltung des Isolierrings.

Isolierkupplungen oder -verbindungen werden bei Gasleitungen dort eingesetzt, wo die elektrische Längsleitfähigkeit zwi­ schen zwei metallischen Rohrleitungsabschnitten unterbrochen werden soll. Außerdem dienen Isolierverbindungen zur Unterbre­ chung von Stromwegen vagabundierender Ströme und zur elektri­ schen Abtrennung von Rohrleitungsabschnitten im Bereich von Kreuzungen mit Hochspannungsfreileitungen oder Hochspannungs­ kabeln, zum Potentialausgleich unterschiedlicher Leitungssy­ steme und zur Ermöglichung eines Berührungsschutzes durch niederohmige Erdableitung.

Es gibt Isolierverbindungen, bei denen die zu verbindenden Rohrleitungsabschnitte durch Schweißen miteinander verbunden werden. Es gibt außerdem Isolierverbindungen mit gesonderten Verspannmitteln, z.B. Schraubverbindungen, und solche mit Überwurfring, der mit Innenflanschen unter Zwischenschaltung von Isolierringscheiben an den Außenflanschen der zu kuppeln­ den Rohrleitungsabschnitte angreift. Dieser Überwurfring ist in der Regel zweischalig ausgebildet, wobei die beiden Schalen durch Umfangsringe in ihrer Wirkstellung zusammengehalten werden.

Aus der DE-OS 34 20 135 ist eine Isolierverbindung der ein­ gangs genannten Art bekannt, die über einen Überwurfring als Verspannvorrichtung verfügt. Durch besondere Ausbildung des Isolierrings sowie der Aufnahme dieses Isolierrings an den beiden einander gegenüberliegenden Seiten der beiden Flansche gelingt es zwar, daß der Innendruck der Hochdruckgasleitung die Dichtkräfte unterstützt, d.h. die in der Regel als O-Ringe ausgebildeten Primärdichtungen stärker zwischen ihren Stütz­ flächen einspannt. Diese bekannte Verbesserung der Betriebsbe­ dingungen schließt aber nicht aus, daß im Betrieb - sei es aufgrund von Materialermüdungen, sei es aufgrund von Oberflä­ chen- oder Materialfehlern oder ungenauer Einspannung Dicht­ heitsmängel in den Grenzbereichen zwischen dem Isolierring einerseits und den diesen beidseitig flankierenden Flanschflä­ chen und damit Gas-Leckströme auftreten. Die Möglichkeit einer Dichtheitsprüfung nach dem Zusammenbau gab es bisher bei kei­ ner bekannten Isolierverbindung. Ebensowenig war es bisher möglich Dichtheitsmängel der Primärdichtung festzustellen und die Isolierkupplung einer rechtzeitigen Reparatur zuzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Voraussetzungen für Dichtheitsprüfungen der Primärabdichtung und der Sekundär­ abdichtung an der fertigen Isolierverbindung sowie einer zu­ sätzlichen Notabdichtung zum Verschließen der Leckagewege an einer betriebsmäßig in das Rohrleitungsnetz eingebundenen Isolierverbindung zu schaffen.

Diese Aufgabe ist bei der Isolierverbindung der eingangs ge­ nannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide Flansche jeweils von wenigstens einem Kanal durchdrungen sind, daß an einer Stelle zwischen der Primär- und der Sekundärab­ dichtung im Grenzbereich zwischen jedem Flansch und der be­ nachbarten Isolierringseite eine zur Rohrachse koaxiale Ring­ nut ausgebildet ist, in die der Kanal des zugehörigen Flan­ sches mündet, und daß jeder Kanal mit einem aus dem zugehöri­ gen Rohrleitungsabschnitt nach außen vorstehenden verschließ­ baren Stutzen verbunden ist.

Die Erfindung macht mit getrennten Durchbrüchen durch beide Flansche der Isolierverbindung sowohl die für die Dichtheits­ prüfung als auch eine eventuelle Zusatzabdichtung maßgeblichen Grenzflächen zwischen dem Isolierring einerseits und den bei­ den gegenüberliegenden Flanschflächen andererseits zugänglich, und zwar im Bereich zwischen den Primär- und Sekundärabdich­ tungen. Bereits im Werk läßt sich ein Dichtheitstest durchfüh­ ren, indem Stickstoff oder Luft durch die Kanäle in beiden Flanschen zwischen die Primärabdichtungen und die Sekundärab­ dichtungen eingepreßt und mit Hilfe einer geeigneten Druckmeß­ einrichtung oder eines Tauchbades, die Dichtheit beider Ab­ dichtungen geprüft wird. Haben sich alle Abdichtungen als ausreichend dicht erwiesen, so können die durch die Kanäle und Ringnuten in den Flanschen entstehenden Hohlräume mit einer gegenüber dem Isoliermaterial neutralen isolierenden Flüssig­ keit gefüllt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Erfindung auf die aus der DE-OS 34 20 135 bekannte Isolierverbindung ange­ wandt. Die Stoßflächen der beiden Flansche weisen dabei vor­ zugsweise jeweils eine Ringnut zur Aufnahme eines die Sekun­ därdichtung bildenden Dichtrings und eine mit Abstand von dieser Ringnut auf kleinerem Radius angeordnete, mit dem Kanal verbundene Ringnut auf, wobei die Ringnuten der beiden Flan­ sche paarweise auf den gleichen Radien liegen.

Obwohl die mit dem Kanal kommunizierende Ringnut vorzugsweise in der Stoßfläche des zugehörigen Flansches ausgebildet ist, kann in alternativer Ausführung eine Ringnut auch in beiden Seiten des Isolierrings in solchem Abstand von der Rohrachse angeordnet sein, daß jeder Kanal in eine Ringnut mündet.

Zusätzlich zum Kanal kann eine von außen zugängliche ver­ schließbare Belüftungsöffnung den Flansch durchdringen und in die Ringnut münden. Über diese Belüftungsöffnung lassen sich die Hohlräume zum Einfüllen der isolierenden Flüssigkeit druckentlasten - oder umgekehrt die isolierende Flüssigkeit einfüllen, wobei dann der Kanal mit dem angeschlossenen Stut­ zen als Steigrohr und Füllanzeiger dienen kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei werden auch die durch die Erfindung gebotenen Möglichtkeiten einerseits eines einfachen Dichtheitstest und andererseits der Herstellung einer Notabdichtung bei in das Leitungsnetz einge­ bundener, betriebsbereiter Isolierverbindung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht auf ein Aus­ führungsbeispiel der erfindungsgemäßen Iso­ lierverbindung; und

Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnittansicht durch die Isolierverbindung gemäß Fig. 1.

Die in Fig. 1 als Ganze dargestellte Isolierverbindung weist zwei Rohrleitungsabschnitte 1 und 2 übereinstimmender Ausbil­ dung auf, die jeweils mit einem endseitigen Flansch 3 bzw. 4 (Fig. 2) versehen sind. Die beiden Flansche sind mit Hilfe eines zweischaligen axial geteilten Überwurfrings 5 auf der Rohrachse 6 zentriert und unter Zwischenschaltung einer Iso­ lierscheibe 7 zwischen die Stoßflächen der beiden Flansche 3 und 4 und weiterer Isolierringe 8 auf beiden Seiten der Flan­ sche axial zusammengehalten. Der zweischalige Überwurfring 5 wird selbst durch zwei am Außenumfang angreifende Umfangsringe 9 eingeschlossen- und festgehalten.

Der Isolierring 7 hat ein T-förmiges Querschnittsprofil mit einem zum Rohrinneren gerichteten Querbalken, dessen Schenkel als Isolierbunde in umlaufende, zum Rohrinneren offene Auskam­ merungen 10, 10 der Flansche 3, 4 und dessen Mittelsteg zwi­ schen die Stoßflächen 11, 11 der beiden Flansche 3, 4 einge­ setzt sind. Primärabdichtungen in Form von O-Ringen 12 sind in Ringnuten 13 im Bereich der Auskammerungsböden angeordnet und schmiegen sich unter Abdichtung an die Balkenschenkel des T-förmigen Isolierrings 7 an. Eine Sekundärdichtung in Form von zwei O-Ringen 14 ist in zwei Stoßflächennuten 15 angeord­ net. Die beiden Stoßflächennuten 15 und entsprechend auch die beiden Sekundärdichtungsringe 14 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Dichtscheibe 7 auf gleichen Radien angeordnet.

Insoweit ist die Isolierverbindung Stand der Technik.

Zu beiden Seiten der Isolierscheibe 7 sind in den beiden Stoß­ flächen 11 der Flansche 3 und 4 konzentrische Ringnuten 17 eingearbeitet. In jede dieser Ringnuten 17 mündet ein Kanal 18, der den Flansch 3 bzw. 4 parallel zur Rohrleitungsachse 6 durchdringt und durch eine zur Rohrleitungsachse schräg nach außen führende Sackbohrung 19 mit einem Rohrstutzen 20 in Verbindung steht. Der Rohrstutzen 20 ist in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich der Sackbohrung 19 mit dem Rohrleitungsabschnitt 1 bzw. 2 verschweißt. An den Rohrstutzen 20 ist ein Blockkugelhahn 21 angeschlossen, der wiederum durch einen mit wenigstens einer Entspannungsbohrung versehenen Stopfen 22 verschließbar ist. Die Ringnut 17, der Kanal 18, die Sackbohrung 19, der Stutzen 20, der Hahn 21 und der Stopfen 22 bzw. eine letzteren ersetzende, in der Zeich­ nung nicht dargestellte Dichtmittel-Druckschraube mit Rück­ schlagventil bilden eine Bleedeinrichtung, die in Zuordnung zu jedem Flansch bzw. jedem der beiden miteinander verbundenen Rohrleitungsabschnitte 1 und 2 auf jeder Seite der Isolier­ scheibe 7 angeordnet ist. Mit Hilfe der beiden Bleedeinrich­ tungen kann die Wirksamkeit sowohl der Primärabdichtung 12 als auch der Sekundärabdichtung 14 auf jeder Seite der Isolier­ scheibe 7 geprüft werden, und jede Seite kann über die Bleed­ einrichtung mit einer Notabdichtung versehen werden. Zum Prü­ fen der Primär- und Sekundärabdichtungen 12 und 14 zu beiden Seiten der Isolierscheibe 7 wird Stickstoff oder Luft durch die Stutzen 20 zwischen die Primärabdichtungen 12 und die Sekundärabdichtungen 14 (in die Ringnut 17) eingepreßt. Mit Hilfe einer geeigneten Druckmeßeinrichtung oder eines Tauchba­ des wird die Dichtheit der Abdichtungen auf beiden Seiten der Isolierscheibe 7 geprüft. Dadurch kann bereits herstellersei­ tig gewährleistet werden, daß eine Isolierverbindung mit einer defekten oder durchlässigen Ringdichtung nicht erst in ein Leitungsnetz eingebaut wird und dort unter Umständen schwer­ wiegende Betriebstörungen herbeiführt.

Zum Nachweis der Dichtheit der Primärabdichtung 12 unter Be­ triebsbedingungen wird der Stopfen 22 entfernt und der Block­ -Kugelhahn 21 geöffnet. Leckströme im Bereich der Primärab­ dichtung 12 zeigen sich durch Gasaustritt aus dem Block-Kugel­ hahn 21.

Die beschriebene Bleedeinrichtung zu beiden Seiten der Iso­ lierdichtung 7 und in Zuordnung zu beiden Flanschen 3 und 4 ermöglicht aber auch eine zusätzliche Abdichtung der Isolier­ verbindung in deren betrieblichen Einsatz und ein Verschließen von etwaigen Leckagewegen. Zu diesem Zweck wird der Stopfen 22 entfernt und der Block-Kugelhahn 21 geöffnet. Auf den Kugel­ hahn 21 wird ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Rück­ schlagventil aufgeschraubt. Mit Hilfe einer Fettpresse wird das Dichtungsmittel über das Rückschlagventil, den Blockkugel­ hahn 21, den Stutzen 20, die Sackbohrung 19, den Kanal 18 in die Ringnut 17 gedrückt und kann sich von dort entlang der Grenzflächen zwischen Stoßfläche 11 und Isolierscheibe 7 in etwaige Leckagewege verteilen und diese verschließen.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind verschiedene Abwandlun­ gen möglich. So ist der genaue Verlauf der jeden der beteilig­ ten Flansche 3 und 4 durchdringenden Kanäle für die Erfindung unkritisch und kann der jeweiligen Form und Ausbildung des Flansches angepaßt werden. Auch die Lage der Ringnut 17 zwi­ schen den beiden Primär- und Sekundärdichtungen 12 und 14 ist nicht auf eine Stelle im Bereich der Flansch-Stoßflächen 11 beschränkt, sondern kann auch gegenüber den Balkenarmen der Isolierscheibe 7 vorgesehen sein. Wesentlich ist, daß auf beiden Seiten der Isolierscheibe 7 jeweils mindestens eine zur Bleedeinrichtung gehörige Ringnut 17 vorgesehen ist, die mit einem Kanal 18 kommuniziert und entweder nur im Flansch, nur in der Isolierscheibe 7 oder zu beiden Seiten der Grenzfläche angeordnet sein kann.

Claims (7)

1. Isolierverbindung für zwei Rohrleitungsabschnitte (1, 2) mit endseitigen Flanschen (3, 4), die zueinander parallele und zur Rohrachse (6) radiale Stoßflächen (11) haben, ferner mit wenigstens einem Isolierring (7) zwischen den Stoßflächen, Primär- und Sekundärabdichtungen (12 und 14), die im Abstand zueinander beidseits des Isolierrings (7) angeordnet sind, und einer Spannvorrichtung (5, 9) zum Zentrieren und axialen Vor­ spannen der beiden Flansche unter Zwischenschaltung des Iso­ lierrings, dadurch gekennzeichnet, daß beide Flansche (3, 4) jeweils von wenigstens einem Kanal (18, 19) durchdrungen sind, daß an einer Stelle zwischen der Primär- und der Sekundärabdichtung (12, 14) im Grenzbereich zwischen jedem Flansch (3, 4) und der benachbarten Isolier­ ringseite eine zur Rohrachse (6) koaxiale Ringnut (17) ausge­ bildet ist, in die der Kanal (18) des zugehörigen Flansches mündet, und daß jeder Kanal mit einem aus dem zugehörigen Rohrleitungsabschnitt (1, 2) nach außen vorstehenden, ver­ schließbaren Stutzen (20) verbunden ist.

2. Isolierverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Isolierring (7) ein T-förmiges Querschnittsprofil mit einem zwischen den Stoßflächen (11) eingespannten Mittel­ steg und einem dem Rohrinneren zugekehrten Querbalken hat, daß die Balkenschenkel in zum Rohrinneren offene Auskammerungen (10) der beiden Flansche (3, 4) eingefügt sind und daß zwi­ schen jeder Auskammerung und dem benachbarten Balkenschenkel des Isolierrings (7) wenigstens ein Dichtring (12) als Primär­ dichtung eingelegt ist.

3. Isolierverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stoßflächen (11) der beiden Flansche (3, 4) jeweils eine Ringnut (15) zur Aufnahme eines die Sekundärdich­ tung bildenden Dichtrings (14) und eine mit Abstand von dieser Ringnut (15) auf kleinerem Radius angeordnete, mit dem Kanal (18) verbundene Ringnut (17) aufweist und daß die Ringnuten (15, 17) der beiden Flansche (3, 4) paarweise auf den gleichen Radien liegen.

4. Isolierverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kanäle jeweils aus einer zur Rohrachse (6) schräg oder quer verlaufenden Sackbohrung (19) und einer im wesentlichen achsparallelen Bohrung (18) beste­ hen, die (18) einerseits in die Ringnut (17) und andererseits in die Sackbohrung (19) mündet.

5. Isolierverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß eine von außen zugängliche ver­ schließbare Durchbrechung zusätzlich zum Kanal (18, 19) den Flansch (3, 4) durchdringt und in die Ringnut (17) mündet.

6. Isolierverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß jeder Stutzen durch einen Hahn (20) verschließbar ist.

7. Isolierverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Hahn als Block-Kugelhahn (21) ausgebildet ist und einen aufschraubbaren Stopfen (22) mit wenigstens einer Ent­ spannungsbohrung aufweist.