Alles Wissenswerte über Ringgelenkflansche/RTJ-Flansche

Ein Ringgelenkflansch oder RTJ-Flansch ist ein Spezialflansch mit einer in die Oberfläche eingearbeiteten Nut zur Aufnahme einer metallischen Ringgelenkdichtung. Diese Konstruktion bietet eine zuverlässige, sichere und leckagefreie Abdichtung für Rohrleitungen in Hochdruckumgebungen, wie z. B. in der Öl- und Gasindustrie und bei der Stromerzeugung.

RTJ-Flansche werden üblicherweise aus langlebigen Materialien wie Kohlenstoffstahl, Edelstahl und verschiedenen Legierungen hergestellt.

Was sind die Hauptkomponenten eines RTJ-Flansches?

Zu den Hauptkomponenten eines RTJ-Flansches gehören die Ringnut, die Bolzenlöcher, die metallische Ringdichtung und die Flanschfläche.

Ringnut

Die Ringnut ist eine präzisionsgefertigte Vertiefung auf der Flanschfläche. Diese Nut ist speziell dafür ausgelegt, die metallische Ringdichtung sicher an ihrem Platz zu halten und sicherzustellen, dass die Dichtung beim Verschrauben des Flansches ausreichend komprimiert werden kann.

Metallringdichtung

Die Metallringdichtung, die aus Materialien wie Weicheisen, Edelstahl, Titan oder anderen Legierungen besteht, sitzt in der Ringnut. 

Wenn die Schrauben, die den RTJ-Flansch verbinden, festgezogen werden, kommen die Flanschflächen zusammen und komprimieren die metallische Ringdichtung. Die Dichtung verformt sich leicht, füllt mikroskopisch kleine Lücken und bildet eine starke Abdichtung, die verhindert, dass Flüssigkeiten aus der Verbindung austreten.

Es gibt bestimmte Arten von Metallringdichtungen, die mit RTJ-Flanschen kompatibel sind, insbesondere die folgenden:

• Dichtungen vom Typ R

Sie gelten als traditionelle Wahl für RTJ-Flansche, sind in ovalen und achteckigen Querschnitten erhältlich und können Drücken von bis zu 5000 psi standhalten.

• Dichtungen vom Typ RX

Die vom R-Typ-Design übernommenen RX-Dichtungen sind etwas breiter und können mit R-Typ-Dichtungen ausgetauscht werden. Sie sind für Drücke bis zu 5000 psi ausgelegt und eignen sich hervorragend für Umgebungen, in denen andauernde Vibrationen oder Stöße die Dichtung sonst beeinträchtigen könnten.

• Dichtungen Typ BX

Dichtungen vom Typ BX sind speziell für Flansche vom Typ BX konzipiert, d. h. sie sind nicht mit den Typen R oder RX austauschbar. Diese Dichtungen halten bis zu 20.000 psi aus und sind daher ideal für extreme Bedingungen.

Schraubenlöcher

In den Flansch werden Bolzenlöcher gebohrt, um Bolzen aufzunehmen, die ihn mit anderen Komponenten im Rohrleitungssystem verbinden. Diese Löcher sind strategisch platziert, um eine gleichmäßige Kraftverteilung beim Anziehen der Bolzen zu gewährleisten.

Flanschfläche

Die Flanschfläche ist die flache Oberfläche, an der der RTJ-Flansch auf einen anderen Flansch trifft. Ihre Oberfläche und Ebenheit sind entscheidend, um eine gute Abdichtung mit der Dichtung zu erreichen.

Der Vorteil von RTJ-Flanschen gegenüber anderen Flanschdichtflächen

Im Vergleich zu anderen Flanschtypen, wie Flansch mit erhöhter Dichtfläche (RF) RTJ-Flansche sind mit Flat-Face-Flanschen (FF) speziell dafür ausgelegt, Verbindungslecks in Umgebungen mit extrem hohen Temperaturen und hohem Druck zu verhindern.

Dies ist größtenteils auf den Dichtungsmechanismus zurückzuführen – die Metall-auf-Metall-Kompression der Ringdichtung und der Nut erzeugt eine sichere, ausblassichere Abdichtung.

RF- und FF-Flansche sind dagegen eher für Anwendungen mit niedrigerem bis mittlerem Druck geeignet.

HF-Flansche verfügen über einen kleinen erhabenen Bereich um die Bohrung, wo eine weichere, flache oder halbmetallische Dichtung zwischen den Gegenflanschen zusammengedrückt wird, um die Abdichtung zu bilden. 

FF-Flansche hingegen sind vollkommen flach und weisen keine erhabenen Bereiche auf. Um eine wirksame Abdichtung zu erreichen, werden in der Regel nichtmetallische Dichtungen wie Viton oder EPDM verwendet.

Nachteile von RTJ-Flanschen

Ein Nachteil von Ringgelenkflanschen (RTJ) sind ihre Kosten. Die Herstellung der präzisen Nut und der Metalldichtung, die für eine wirksame Abdichtung erforderlich sind, erfordert eine sorgfältige Bearbeitung, was RTJ-Flansche im Allgemeinen teurer macht als andere Optionen.

Eine weitere Herausforderung, die Sie berücksichtigen müssen, wenn Auswahl von Hochdruckflanschplatten ist der für die Wartung erforderliche Platz. Wenn Sie einen RTJ-Flansch zerlegen müssen – etwa wenn Reparaturen oder ein Austausch anstehen – kann die Dichtung fest in der Nut stecken bleiben, sodass sie sich ohne zusätzlichen Spielraum nur schwer entfernen lässt. 

Aus diesem Grund werden RTJ-Flansche typischerweise in Konfigurationen verwendet, in denen genügend Platz für regelmäßige Wartungsarbeiten vorhanden ist. 

Was sind die genauen Abmessungen von RTJ-Flanschen?

Die genauen Abmessungen einer RTJ-Flanschfläche variieren stark je nach Flanschklasse 

Bewertung, Nennrohrgröße (NPS).

Die genauen Abmessungen von Rohrflanschen der Größen NPS 1/2 bis NPS 24 können Sie der Norm ASME B16.35 entnehmen. Flansche für größere Rohre finden Sie in ASME B16.47, da diese Norm Flansche der Größen NPS 26 und höher abdeckt. ^[1].

Beim Navigieren durch die entsprechende Tabelle werden Sie auf Nutmaße, Durchmesser erhabener Abschnitte, ungefähre Abstände zwischen Flanschen usw. stoßen.

Die Abmessungen metallischer Flanschdichtungen für RTJ-Flansche finden Sie in der Norm ASME B16.20, in der die Ringdichtungstypen R, RX und BX behandelt werden. ^[2]Dort sehen Sie genaue Maße wie Außendurchmesser, Ringhöhe, Lochgröße usw.

Wie lange halten RTJ-Flanschdichtungen?

Im Allgemeinen halten Flanschdichtungen zwischen 5 und 20 Jahren ^[3]. Die Lebensdauer einer Dichtung hängt jedoch von drei Schlüsselfaktoren ab: Dichtungsauswahl, Qualität und ordnungsgemäßer Einbau.

Achten Sie bei der Auswahl einer Dichtung darauf, dass sie mit dem Auslegungsdruck und der Auslegungstemperatur sowie mit der Art des Mediums in Ihrer Anwendung kompatibel ist. Mit anderen Worten: Dichtungen für Hochdruckumgebungen sollten aus Materialien bestehen, die der Belastung standhalten. 

Andernfalls kann es bei Verwendung einer nicht passenden Dichtung dazu kommen, dass diese spröde wird und ihre Dichtwirkung verliert.

Auch die Qualität der Dichtung hat einen großen Einfluss. Billigere Dichtungen sind wahrscheinlich von minderer Qualität, die unter anspruchsvollen Bedingungen schneller nachlässt. Sie sollten besser in Flanschdichtungen von vertrauenswürdigen Herstellern investieren, da diese dafür ausgelegt sind, auf lange Sicht eine sichere Abdichtung zu gewährleisten.

Stellen Sie abschließend sicher, dass die Installation gleich beim ersten Mal richtig durchgeführt wird. Durch die korrekte Ausrichtung der Flansche und die Anwendung des richtigen Drehmoments beim Anziehen der Schrauben können Sie die Belastung der Dichtung minimieren. Dies verringert das Risiko von Undichtigkeiten, verlängert die Lebensdauer der Dichtung und hilft, spätere kostspielige Probleme zu vermeiden.

Was ist der Unterschied zwischen RF- und RTJ-Flanschen?

Der Hauptunterschied zwischen RF-Flanschen (Raised Face) und RTJ-Flanschen (Ring-Type Joint) besteht in ihrem Dichtungsmechanismus und ihrer Druckbelastbarkeit.

RF-Flansche verwenden eine weiche Dichtung auf einer erhabenen Oberfläche für eine flexible Abdichtung. RTJ-Flansche hingegen verwenden eine Metallringdichtung in einer bearbeiteten Nut für eine dichte Metall-auf-Metall-Abdichtung.

Sehen wir uns genauer an, wie diese Flansche im Vergleich abschneiden und wann Sie sich für den einen oder den anderen entscheiden sollten.

Was ist ein RF-Flansch (Raised Face)?

Ein RF-Flansch hat eine leicht erhöhte Oberfläche, auf der die Dichtung sitzt. Diese Konstruktion hilft, den Druck auf eine kleinere Fläche zu konzentrieren und so eine zuverlässige Abdichtung mit weichen Dichtungen zu gewährleisten. RF-Flansche sind die am häufigsten verwendete Flanschflächenart.

• Dichtungstyp: Weiche Materialien wie Graphit oder PTFE
• Druckbereich: Bis zu 2500 PSI (je nach Material und Größe)
• Oberflächenhöhe: 1,6 mm für Klasse 150–300, 6,4 mm für Klasse 400 und höher
• Am besten geeignet für: Systeme mit mittlerem Druck und mittlerer Temperatur

Häufige Verwendungen: Chemiewerke, Wasseraufbereitungsanlagen und Ölpipelines.

Was ist ein RTJ-Flansch (Ring-Type Joint)?

Ein RTJ-Flansch verfügt über eine bearbeitete Nut, die eine Metallringdichtung aufnimmt. Beim Verschrauben verformt sich der Ring und bildet eine Metall-Metall-Dichtung. Diese Konstruktion hält extremem Druck und Temperaturen besser stand als RF-Flansche.

• Dichtungstyp: Metallring (Weicheisen, Edelstahl oder Legierung)
• Druckbereich: Über 20.000 PSI (mit hochwertigen Materialien)
• Oberflächenhöhe: 6,35 mm bis 20 mm je nach Größe und Druckklasse
• Geeignet für: Hochdruck- und Hochtemperatursysteme

Häufige Verwendungszwecke: Ölraffinerien, Dampfpipelines und petrochemische Anlagen.

RF- vs. RTJ-Flansche: Wichtige Unterschiede

Wie schneiden RF- und RTJ-Flansche im Vergleich ab? Hier ist ein Überblick über die Unterschiede: 

Dicke und Oberflächenhöhe

RTJ-Flansche sind dicker als RF-Flansche. Die zusätzliche Dicke trägt den Druck der Metallringdichtung.

Gemäß den ASME B16.5-Standards variieren die Oberflächenhöhen:

• HF-Flansche: 1,6 mm für Klasse 150–300 und 6,4 mm für Klasse 400 und höher
• RTJ-Flansche: 6,35 mm bis 20 mm, je nach Größe und Klasse

Dichtungsmechanismus: Weiche Dichtungen vs. Metalldichtungen

HF-Flansche verwenden weiche Dichtungen wie Graphit oder PTFE. Dies erleichtert die Installation und den Austausch. Allerdings neigen sie unter hohem Druck eher zu Leckagen.

RTJ-Flansche basieren auf Metallringdichtungen für eine Metall-Metall-Dichtung. Dadurch bieten sie einen hervorragenden Leckschutz bei hohem Druck und hohen Temperaturen.

Installationsunterschiede

RF-Flansche sind einfacher zu installieren, da die erhabene Fläche die Ausrichtung der Dichtung erleichtert.

RTJ-Flansche erfordern eine präzise Ausrichtung der Ringdichtung in der Nut. Schon eine kleine Fehlausrichtung kann zu Undichtigkeiten oder Dichtungsschäden führen.

Wann sollten Sie sich für HF-Flansche entscheiden?

Sie sollten RF-Flansche verwenden, wenn:

• Sie arbeiten mit Mitteldrucksystemen (z. B. chemische Verarbeitung oder Wasserleitungen).
• Sie benötigen einen Flansch, der einfach zu installieren und zu warten ist, insbesondere bei häufigen Dichtungswechseln.
• Kosteneffizienz ist wichtig, da HF-Flansche günstiger sind.

Wann sollten Sie sich für RTJ-Flansche entscheiden?

Sie sollten sich für RTJ-Flansche entscheiden, wenn:

• Sie haben es mit Umgebungen zu tun, in denen hoher Druck oder hohe Temperaturen herrschen, beispielsweise in Öl- und Gaspipelines oder Dampfsystemen.
• Sie benötigen eine Metall-Metall-Dichtung, die extremen Bedingungen standhält.
• Für Sie ist langfristige Zuverlässigkeit wichtiger als niedrige Vorlaufkosten.

Können Sie RF- und RTJ-Flansche miteinander verbinden?

Nein, RF- und RTJ-Flansche können nicht direkt miteinander verbunden werden. Sie haben unterschiedliche Dichtflächen:

• HF-Flansche erfordern eine weiche Dichtung, die auf der erhabenen Fläche sitzt.

RTJ-Flansche benötigen einen Metallring, der in eine bearbeitete Nut passt.
Das Mischen führt zu Undichtigkeiten und kann zu einer Beschädigung der Flansche führen.

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