DE19652514A1 - Meßverfahren zur kontinuierlichen Ermittlung der Emissionen an Flanschverbindungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung zum kontinuierlichen Messen der Emissionen bzw. der Leckage von Flanschverbindungen. Hierzu wird um den zu messenden Flansch eine Manschette oder ein Ring montiert, so daß ein Meßraum zwischen der im Flansch eingesetzten Dichtung und der Manschette bzw. dem Ring gebildet wird. In dem Meßraum wird das austretende Medium mit einem Inertgas vermischt und anschließend das Gemisch einem Konzentrationsmeßgerät zugeführt.

Aus verfahrenstechnischen Gründen ist es oft notwendig, Flanschverbindungen zu montieren, in denen in der Regel Flachdichtungen eingesetzt werden. Dabei tritt stets eine gewisse Leckage auf, die zum einen aus Diffusionsvorgängen durch das Dichtungsmaterial und zum andern durch die Randgängigkeit des Mediums zwischen Flanschblatt und Dichtung herrührt. Diese Leckage ist somit systembedingt und hat seine Ursache nicht im Versagen der Dichtung bzw. des Systems Flansch/Dichtung. Im Rahmen bekannter Publikationen werden aber stets Meßverfahren zum Erkennen einer Leckage aufgrund einer Undichtigkeit vorgestellt. So dient das in DE 40 21 369 beschriebene Verfahren lediglich dazu, eine Flanschverbindung zu überwachen, um im Falle einer Undichtigkeit bzw. des Versagens der Dichtung die Leckage zu erkennen und anzuzeigen. Eine Messung der Konzentration des Leckagestroms ist bei diesem Verfahren nicht das Ziel.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Meßanordnung zur kontinuierlichen Messung der Leckage einer Flanschverbindung anzugeben, mit der auch die systembedingten Emissionen einer solchen Verbindung mit hoher Genauigkeit direkt erfaßt werden können.

Im Unterschied zum in DE 40 33 473 beschriebenen Verfahren, das sich ausschließlich auf Gleitringdichtungen bezieht, kommt die Erfindung an statischen Flanschverbindungen zum Einsatz und hat daher einen wesentlich vereinfachten Aufbau und eine andere Funktion.

Eine Anordnung, wie die in DE 41 27 104 angegebene Vorrichtung zum Prüfen der Dichtigkeit von Gasleitungen, kann zur Ermittlung der Leckage einer Flanschverbindung nicht eingesetzt werden, da die Leckageraten einer Flanschverbindung zu gering sind und nicht den erforderlichen Druckanstieg im Meßraum bewirken.

Bei der Erfindung wird zur Lösung der Aufgaben eine Manschette oder ein Ring um den Flansch gelegt. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels ausführlich erläutert:
In Fig. 1 ist schematisch die Meßanordnung dargestellt. Um den Flansch wird ein Ring montiert, dessen Breite etwa der Flanschbreite entspricht. Der Ring ist gemäß Fig. 1 zweigeteilt, so daß bei der Montage die Flanschverbindung nicht gelöst werden muß. Fig. 2 zeigt die Verbindung der beiden Ringhälften mit einer Schraube. Der Meßraum wird nun durch den Bereich zwischen der Dichtung und dem angelegten Ring gebildet. Fig. 3 zeigt die Anordnung des Ringes um den Flansch. Zwischen Ring und Flansch und auch an den Schrauben entstehende Spalte können bei diesem Verfahren einfach durch eine Dichtmasse abgedichtet werden. Eine exakte Abdichtung ist nicht erforderlich, da bei diesem Verfahren im Meßraum ein leichter Unterdruck erzeugt wird, so daß ein Austreten des Meßgases auszuschließen ist. Der Ring selbst besteht gemaß Fig. 1 aus zwei Hälften, die mit Hilfe zweier Schrauben gemäß Fig. 2 miteinander verbunden werden. Zu diesem Zweck sind an beiden Ringhälften zwei Gewindebohrungen angebracht. Zusätzlich wird zur Abdichtung zwischen die beiden Ringhälften eine Dichtung gelegt. An den beiden Ringhälften befindet sich auch je eine durchgehende, mit einem Gewinde versehene Bohrung, an die jeweils ein Anschlußstück für eine Schlauchverbindung angebracht wird. Über den einen Anschluß wird das Inertgas dem Meßraum zugeführt, so daß dieses sich im Meßraum mit dem Meßgas vermischt. Über den zweiten Anschluß wird das Meßgas- Inertgas-Gemisch einem Konzentrationsmeßgerät zugeführt, wobei vorher der Volumenstrom bestimmt wird. Die Meßgenauigkeit bei dieser Vorgehensweise liegt entsprechend den zum Einsatz kommenden Apparaten zur Konzentrationsmessung im ppm- Bereich. Die gewonnen Meßwerte können über einen elektrischen Ausgang direkt einer rechnergestützen Meßwerterfassung zugeführt werden und stehen somit quasi verzögerungsfrei zur Weiterverarbeitung zur Verfügung.

Um die Einsetzbarkeit des Verfahrens auch in einer mit dem Meßgas belasteten Atmosphäre zu gewährleisten, ist zusätzlich eine Umkapselung der Flanschverbindung gemaß Fig. 4 vorgesehen. Bei dieser Umkapselung handelt es sich um ein die Meßanordnung umhüllende Anordnung, die sich dadurch auszeichnet, daß sie nicht vollständig dicht gegenüber der Atmosphäre sein muß, da das Inertgas mit einem geringen Überdruck zugeführt wird, so daß auf diese Weise ein Eintreten von mit dem Meßgas belasteten Umgebungsluft ausgeschlossen werden kann. Die Inertgaszufuhr zum Meßraum liegt bei dieser Anordnung im Inneren der Umkapselung.

Claims (3)

1. Verfahren zum Messen der Leckrate einer Flanschverbindung mit einer Dichtung, die einen fluidführenden Druckraum gegen die Atmosphäre abdichtet, wobei durch die Dichtung ein Leckfluidstrom austritt, der die Leckrate bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Leckfluidstrom in einen Meßraum eintritt, der durch einen um den Flansch montierten Ring bzw. eine um den Flansch gelegten Manschette gebildet wird, in den zusätzlich ein Inertgasstrom eingeführt und mit dem Leckfluidstrom gemischt wird, und anschließend der Volumenstrom des Inertgas/Leckfluid-Gemisches und die Konzentration des Leckfluids in der Mischung bzw. in einem Teilmengenstrom des Gemisches gemessen und daraus die Leckrate ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung in einer mit dem Meßgas belasteten Atmosphäre eine Umkapselung der Flanschverbindung vorgesehen ist, der das Inertgas mit geringem Überdruck zugeführt wird, so daß eine vollständige Abdichtung der Kapsel nicht notwendig ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Meßapparatur mit elektronischem Ausgang gearbeitet wird und die Meßwerte einer elektronischen Datenverarbeitung zugeführt werden, so daß eine Weiterverarbeitung und Erfassung der Ergebnisse an einem Rechner erfolgen kann.