Beschreibung
Linsendichtungen sind rein metallische Dichtelemente für den Hochdruck- und Hochtemperaturbereich. Ihre beiden Außenflächen sind beidseitig gewölbt (kugelige Linsengeometrie), sodass die Abdichtung über Linienberührung zwischen der kugeligen Dichtungsoberfläche und der kegeligen Flanscheinbohrung erfolgt. Durch diese Geometrie ist die Dichtung gegen Überpressung unempfindlich: Mit zunehmender Schraubenkraft vergrößert sich der Kontaktbereich, die Flächenpressung steigt dabei nur unterproportional an.Linsendichtungen werden nach DIN 2696 gefertigt und sind für Drücke bis ca. 400 bar ausgelegt. Die erreichbare Dichtwirkung beruht auf elastischer Oberflächenverformung, was eine mehrfache Wiederverwendung der Dichtung ermöglicht, sofern Flansch und Dichtung unbeschädigt bleiben. Für eine dauerhaft sichere Funktion muss der Werkstoff der Dichtung weicher sein als das Flanschmaterial.
Das Werkstoffprogramm reicht von Weicheisen (bis +450 °C) über warmfeste Stähle wie 1.7335 (bis +560 °C) und 1.7362 (bis +650 °C) bis hin zu austenitischen Edelstählen 1.4301, 1.4404, 1.4541 und 1.4571 (bis +550 °C), Hochtemperaturwerkstoffen 1.4828 (bis +800 °C) und 1.4876 (bis +850 °C) sowie Nickellegierungen wie Inconel 2.4816 (bis +600 °C).
Flansch und Dichtung dürfen eine Oberflächenrauheit von Ra 1,6 µm nicht überschreiten. Vor dem Einbau sind beide Dichtflächen auf Kratzer, Riefen und andere Beschädigungen zu prüfen.
Merkmale
- TypLinsendichtung (rein metallisch, beidseitig gewölbt)
- NormDIN 2696 Reihe 1 und Reihe 2
- Druckbereichbis ca. 400 bar (PN 63 bis PN 400)
- NennweitenbereichDN 10 bis DN 200 (nach DIN 2696)
- WerkstoffeWeicheisen, 1.0425, 1.7335, 1.7362, 1.4301, 1.4404, 1.4541, 1.4571, 1.4828, 1.4876, 2.4816 (Inconel), Sonderwerkstoffe auf Anfrage
- Temperaturbereichabhängig vom Werkstoff: -200 °C bis +850 °C (werkstoffspezifische Werte)
- Oberflächenrauheitmax. Ra 1,6 µm (Dichtung und Flansch)
- DichtwirkungLinienberührung, elastische Oberflächenverformung
- Wiederverwendbarkeitmehrfach wiederverwendbar bei unbeschädigten Flächen
- EinbauerfordernisseLinsenflansche nach DIN 2696; Dichtungswerkstoff weicher als Flansch
Vorteile
- Überpressungssicher: Die Kontaktfläche wächst mit steigender Schraubenkraft, die Flächenpressung nimmt nur unterproportional zu, sodass eine Überpressung konstruktiv ausgeschlossen ist.
- 100 %ige Gasdichtigkeit auch bei sehr hohen Drücken bis 400 bar durch metallischen Linienberührungskontakt.
- Mehrfach wiederverwendbar, da die Dichtwirkung auf elastischer (nicht plastischer) Oberflächenverformung beruht.
- Ausgleich geringer Winkelfehlstellungen der Rohrleitung durch die ballige Linsengeometrie.
- Breites Werkstoffprogramm nach DIN 2696 für Einsatztemperaturen bis +850 °C und korrosive Medien, einschließlich austenitischer Edelstähle und Nickellegierungen.
- Robustes Verhalten bei hohen Druckstößen durch die formstabile Metallkonstruktion.
Einsatzgebiete
- Hochdruckrohrleitungen in der Petrochemie
- Linsendichtungen werden in petrochemischen Anlagen für Rohrleitungsverbindungen bei Drücken bis 400 bar eingesetzt, wo gasdichte Metallverbindungen zwingend erforderlich sind.
- Kraftwerksanlagen
- In Dampfleitungen und Hochdrucksystemen von Kraftwerken sichern Linsendichtungen aus warmfesten Stählen (z. B. 1.7335, 1.7362) die Verbindungen bei Temperaturen bis +650 °C.
- Chemische Industrie
- Für aggressive Medien und hohe Betriebsdrücke in chemischen Prozessanlagen werden Linsendichtungen aus austenitischen Edelstählen wie 1.4571 oder Nickellegierungen wie 2.4816 verwendet.
- Apparatebau und Druckbehälter
- Linsendichtungen dichten Flanschverbindungen an Hochdruckbehältern und Reaktoren ab, wo gasdichte Verbindungen unter Temperatur- und Druckwechsel gefordert werden.
- Erdgas- und Erdöltransport
- In Rohrleitungssystemen für den Transport von Gas und Öl unter hohem Druck bieten Linsendichtungen 100 %ige Gasdichtigkeit bei gleichzeitiger Robustheit gegen Druckstöße.
- Armaturenbau
- In Hochdruckarmaturen und -ventilen werden Linsendichtungen eingesetzt, wenn metallische Dichtelemente mit definierter Linienberührung und Wiederverwendbarkeit gefordert sind.
Do's and Dont's
Do's:- Flansch- und Dichtungsflächen vor dem Einbau auf Ra max. 1,6 µm überprüfen
- Dichtung aus einem Werkstoff wählen, der weicher ist als das Flanschmaterial
- Linsenflansche nach DIN 2696 verwenden
- Dichtung auf Beschädigungen und Kratzer sichtprüfen
- Schrauben gleichmäßig über Kreuz anziehen
- Bei Wiederverwendung Dichtflächen erneut auf Beschädigungen prüfen
- Keine Linsendichtungen in Standard-Vorschweißflansche (ohne Linsenprofil) einbauen
- Keine Dichtung mit höherer Härte als der Flansch verwenden, da sonst Flanschflächen beschädigt werden
- Flansch- oder Dichtflächen mit Rauheit über Ra 1,6 µm nicht ohne Nachbearbeitung einbauen
- Verkratzten oder beschädigten Dichtungen nicht wiederverwenden
Montage
- Linsenflansche und Dichtung vor dem Einbau auf Kratzer, Riefen und sonstige Beschädigungen prüfen. Nur einwandfreie Flächen verwenden.
- Oberflächenrauheit beider Dichtflächen (Flansch und Dichtung) auf max. Ra 1,6 µm sicherstellen.
- Werkstoff der Dichtung muss weicher sein als das Flanschmaterial, um die Flanschflächen vor Beschädigung zu schützen.
- Die Dichtung kann mit Schmiermittel oder schmiermittelfrei eingebaut werden.
- Linsendichtung zentriert in die Flanscheinbohrung einlegen. Keine Verwindung oder Verkippung zulassen.
- Schrauben gleichmäßig über Kreuz anziehen, um eine gleichmäßige Flächenpressung sicherzustellen.
- Bei Bestellung stets Dichtlinsenhöhe "a" und Innendurchmesser d1 angeben, um Verwechslungen mit der Ausgabe DIN 2696:1972 zu vermeiden.
FAQ
- Nach welcher Norm werden Linsendichtungen gefertigt?
Linsendichtungen werden nach DIN 2696 gefertigt, die zwei Maßreihen definiert. Für den Einbau sind spezielle Linsenflansche mit kegeliger Einbohrung erforderlich, die ebenfalls nach DIN 2696 ausgeführt sein müssen. Bei Bestellungen ist stets die Dichtlinsenhöhe "a" zum angegebenen Innendurchmesser anzugeben, da ältere Maße nach der Ausgabe von 1972 abweichen können.
- Können Linsendichtungen wiederverwendet werden?
Ja, Linsendichtungen sind mehrfach wiederverwendbar, da ihre Dichtwirkung auf elastischer Oberflächenverformung beruht. Voraussetzung ist, dass Dichtung und Flanschflächen nach dem Ausbau frei von Kratzern, Riefen und anderen Beschädigungen sind. Eine Sichtprüfung vor dem erneuten Einbau ist zwingend durchzuführen.
- Wie hoch ist der maximale Betriebsdruck für Linsendichtungen?
Linsendichtungen sind für Drücke bis ca. 400 bar ausgelegt und werden nach DIN 2696 für Druckklassen PN 63 bis PN 400 gefertigt. Der tatsächlich erreichbare Druck hängt vom gewählten Werkstoff, dem Nenndurchmesser und der aufgebrachten Flächenpressung ab.
- Welchen Werkstoff muss die Linsendichtung im Verhältnis zum Flansch haben?
Der Werkstoff der Linsendichtung muss weicher sein als das Flanschmaterial. Nur so wird sichergestellt, dass die Oberflächenverformung an der Dichtung stattfindet und die teureren Flanschflächen nicht beschädigt werden. Bei der Werkstoffauswahl ist daher die Flanschhärte ausschlaggebend.
- Welche Oberflächenrauheit ist für Linsenflansche und Linsendichtungen erforderlich?
Sowohl die Flanschfläche als auch die Dichtungsfläche dürfen eine Rauheit von Ra 1,6 µm nicht überschreiten. Kratzer oder andere Beschädigungen auf den Dichtflächen sind vor dem Einbau auszuschließen, da sie die metallische Abdichtung beeinträchtigen.
- Was unterscheidet Linsendichtungen von RTJ-Dichtungen (Ring-Joint-Dichtungen)?
Beide sind metallische Hochdruckdichtungen, die über Linienberührung abdichten. Linsendichtungen nach DIN 2696 weisen eine beidseitig gewölbte (ballige) Geometrie auf und ermöglichen einen geringen Ausgleich von Winkelfehlstellungen der Rohrleitung. RTJ-Dichtungen nach API/ASME haben ovale oder oktogonale Querschnitte und werden vorwiegend in der Öl- und Gasindustrie nach nordamerikanischen Normen eingesetzt. Linsendichtungen benötigen Linsenflansche, RTJ-Dichtungen benötigen Ring-Joint-Nuten.