Aufgabenstellung und Berechnungsziel
Ohne belastbare Dichtungskennwerte ist keine Flanschverbindung seriös auszulegen: Die Kennwerte bestimmen, welche Flächenpressung die Dichtung beim Einbau zur Anpassung benötigt und welche Restpressung im Betrieb für die Dichtheit erforderlich ist – und damit unmittelbar die Mindestschraubenkräfte nach AD 2000 B7 und die Flanschmomente nach B8. Wer Dichtungskennwerte ermitteln oder vergleichen will, braucht sie konsistent im richtigen Kennwertsystem.
Das Modul DICH stellt eine Bibliothek gängiger Standarddichtungen bereit – von Weichstoff- und Gummidichtungen über PTFE und Graphit bis zu metallischen und Spiraldichtungen – und erlaubt zusätzlich die Handeingabe einer Spezialdichtung nach Herstellerdatenblatt. Zu jeder Dichtung werden die Kennwerte des AD-2000-Systems (Vorverformungs- und Betriebskennwerte nach Merkblatt B7) ausgegeben; parallel berechnet das Modul die zugehörigen Faktoren nach ASME-Standard (Gasket Factor m und Mindestflächenpressung y), sodass dieselbe Dichtung auch in einer Rechnung nach ASME VIII verwendet werden kann.
DICH arbeitet damit als zentrale Kennwertquelle für die Verbindungsmodule: Die gewählten Werte fließen direkt in die Schraubenberechnung (B7), die Flanschberechnung (B8) und geschraubte Platten mit Randmoment (B5, B51C) ein. Das vermeidet Übertragungsfehler und stellt sicher, dass Einbau- und Betriebszustand mit denselben Dichtungsdaten bewertet werden.
Regelwerk und Berechnungsbasis: AD 2000 B7 & ASME VIII
So läuft die Berechnung ab
- Dichtungstyp auswählen: Aus der hinterlegten Tabelle wird der Dichtungstyp gewählt – etwa Weichstoffdichtung, PTFE, Graphit, Metall-Weichstoff-Kombination oder metallische Dichtung. Alternativ wird eine Spezialdichtung mit den Kennwerten aus dem Herstellerdatenblatt von Hand eingegeben.
- Abmessungen festlegen: Innen- und Außendurchmesser bzw. wirksame Dichtungsbreite werden erfasst; daraus ergeben sich die gepresste Fläche und die wirksamen Durchmesser, auf die sich die Kennwerte und später die Kraftberechnungen beziehen.
- AD-Kennwerte bereitstellen: Für die gewählte Dichtung liefert das Modul die Kennwerte nach AD 2000 B7 für den Einbauzustand (erforderliche Vorverformung) und den Betriebszustand (druckabhängige Mindestpressung), jeweils bezogen auf die relevanten Temperaturen.
- ASME-Faktoren parallel berechnen: Gleichzeitig werden die Faktoren nach ASME-Standard ermittelt: der Gasket Factor m für den Betriebszustand und die Mindestflächenpressung y für das Setzen der Dichtung. So sind AD- und ASME-Rechnung mit konsistenten Dichtungsdaten möglich.
- Kennwerte an die Verbindungsrechnung übergeben: Die Kennwerte werden an die Module B7 (Mindestschraubenkräfte), B8 (Flanschblatthöhe) bzw. B5/B51C (Platten mit Randmoment) übergeben, wo sie in die Kraft- und Momentberechnung der einzelnen Zustände eingehen.
Eingabegrößen
| Größe | Symbol | Einheit |
|---|---|---|
| Dichtungsbreite | bD | mm |
| Mittl. Dichtungsdurchmesser | dD | mm |
| Mindestflächenpressung | σVU | N/mm² |
| Fläche | AD | mm² |
| Untere Vorverformungskraft | FDVU | N |
| Dichtungsfaktor | m | - |
| Dichtungskennwert | k1 | mm |
| Dichtungskennwert | k0·kD | N/mm |
| Dichtungshöhe | hD | mm |
| Anzahl der Kämme | n | - |
| Eff gasket seating width b | b | in |
| Diameter at location g. l. r. G | G | in |
| Min design seating stress y | y | psi |
| Area a | A | in² |
| Min requ. bolt load (g.-seat.)W_m2 | Wm2 | lbf |
| Gasket factor m | m | - |
| Gasket characteristic k1 | k1 | in |
| Gasket characteristic k0kD | k0·kD | lbf/in |
| Gasket height h_D | hD | in |
| Number of tooth n | n | - |
Häufige Fragen
Worin unterscheiden sich die Dichtungskennwerte nach AD 2000 und nach ASME?
Beide Systeme beschreiben dasselbe physikalische Verhalten mit unterschiedlichen Größen: AD 2000 B7 arbeitet mit Kennwerten für die Vorverformung beim Einbau und die druckabhängige Mindestpressung im Betrieb; ASME VIII verwendet den dimensionslosen Gasket Factor m und die Setzpressung y. Die Werte sind nicht direkt ineinander umrechenbar, da die Verfahren unterschiedliche wirksame Breiten und Sicherheitsphilosophien verwenden – deshalb gibt das Modul beide Kennwertsätze getrennt aus.
Wann sollte ich Herstellerkennwerte statt der Tabellenwerte verwenden?
Die hinterlegten Standardwerte sind typische Kennwerte für die jeweilige Dichtungsklasse. Moderne Dichtungen – insbesondere Graphit- und PTFE-Verbunddichtungen – weichen davon teils erheblich ab. Sobald Dichtheitsanforderungen konkret sind (TA Luft, definierte Leckagerate) oder die Verbindung knapp bemessen ist, sollten geprüfte Herstellerkennwerte über die Handeingabe verwendet werden.
Warum ist die Dichtungsbreite so wichtig für das Ergebnis?
Die Kennwerte sind Flächenpressungen: Die erforderliche Kraft ergibt sich aus Pressung mal gepresster Fläche. Eine breitere Dichtung erhöht die nötige Einbaukraft proportional, ohne die Dichtheit zwangsläufig zu verbessern. Zu breite Weichstoffdichtungen sind ein klassischer Grund für überlastete Schrauben und Flansche – schmalere Dichtungen oder kammprofilierte Typen entschärfen das Problem.
Gelten die Kennwerte auch bei erhöhter Temperatur?
Nur eingeschränkt. Weichstoff- und PTFE-Dichtungen relaxieren mit steigender Temperatur, wodurch die Pressung im Betrieb absinkt; für jede Dichtungsart gelten Temperatureinsatzgrenzen. Bei hohen Temperaturen sollten Kriech- und Relaxationsverhalten laut Herstellerangaben geprüft und gegebenenfalls Dichtungen mit metallischer Stützung gewählt werden.