SmartSeal von thoenes®: Intelligente Dichtungslösung zur Zustandsüberwachung

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Mit SmartSeal von thoenes®, in Zusammenarbeit mit unserem Partner Endress + Hauser, setzen wir neue Maßstäbe in der Dichtungstechnologie. Unsere innovative Lösung integriert aufgedruckte Sensorik auf handelsüblichen Flachdichtungen. Dieses fortschrittliche kapazitive Messsystem ermöglicht die direkte Detektion von Flächenpressung und Leckagen an der Dichtung selbst. Da 90 % der Leckagen aus fehlerhaften Flanschmontagen resultieren, bietet SmartSeal eine einfachere und sicherere Montage, vorausschauende Wartung und eine erhebliche Reduzierung von Kosten und Gefahren. Erfahren Sie jetzt mehr über die Vorteile von SmartSeal!

Ausgangslage und Ziele von SmartSeal

Etwa 90 % aller Leckagen entstehen durch eine mangelhafte Montage von Flanschen. Die daraus resultierenden Probleme führen zu erheblichen Kosten, die unter anderem durch verzögerte Inbetriebnahmen, Havarien, Unfälle und Emissionen verursacht werden.
Da bislang keine kontinuierliche Überwachung der Flanschverbindungen erfolgt, ist ein regelmäßiger, manueller Aufwand zur Kontrolle und Wartung erforderlich. Durch den Einsatz vorausschauender Wartungskonzepte könnten diese Kosten und Aufwände jedoch deutlich reduziert werden.

Das SmartSeal-Verfahren verfolgt das Ziel, die Montage von Flanschverbindungen einfacher und sicherer zu gestalten. Durch die ortsaufgelöste Erfassung der Anpresskräfte eignet sich die Technologie sowohl für stationäre als auch für mobile Anwendungen. Des Weiteren ermöglicht sie die Überwachung geometrischer Veränderungen am Flansch, etwa durch Stöße oder mechanische Belastungen, insbesondere in mobilen Systemen, wie beispielsweise Telemetriesystemen für Container.

Ein weiterer Nutzen liegt im Nachweis einer korrekten Montage, was zu einer Optimierung nachgelagerter Kosten in Bereichen wie Versicherung oder Instandhaltung beitragen kann. Zudem trägt das Verfahren zur Minderung des Gefährdungspotenzials beim Umgang mit gefährlichen Flüssigkeiten bei, sowohl im stationären Betrieb als auch in mobilen Anwendungen.

Funktionsweise von SmartSeal

Beim SmartSeal-Verfahren wird eine handelsübliche Flachdichtung mit einer leitfähigen Paste bedruckt. Dadurch ist sie mit einer aufgedruckten Sensorik ausgestattet. Gemeinsam mit einer Flanschseite als Gegenpol bildet diese Sensorik ein kapazitives Messsystem. Auf diese Weise können sowohl die Flächenpressung als auch mögliche Leckagen direkt an der Dichtung detektiert werden.
Während herkömmliche Systeme meist die Schrauben oder Unterlegscheiben überwachen und deren Messdaten nicht immer direkt auf die Dichtung übertragbar sind, ermöglicht das Verfahren eine präzise Erfassung der relevanten Zustände unmittelbar an der Dichtstelle.

Kapazitive Umsetzung von SmartSeal

Bei der kapazitiven Umsetzung ist die Sensorik als dünne, leitfähige Schicht in die Dichtung integriert.
Der Aufbau besteht aus zwei Dichtungsteilen, zwischen denen sich eine isolierte Elektrode befindet. Die Isolation trennt die leitfähigen Bereiche elektrisch voneinander und ermöglicht so die kapazitive Messung.
Beide Dichtungsteile liegen beidseitig an den Flanschflächen an, wodurch gemeinsam mit der Elektrodenschicht ein kapazitives Messsystem entsteht. Die kombinierte Schichtdicke von Sensorik und Isolation beträgt etwa 15 bis 25 µm.

Durch Änderungen in der Flächenpressung oder in der Geometrie des Flansches verändert sich die Kapazität des Systems. Diese Änderungen können präzise erfasst und ausgewertet werden, um Rückschlüsse auf die Montagequalität, Dichtheit und eventuelle Belastungen zu ziehen.

Auswertung und Visualisierung

Gemeinsam mit unserem Partner Endress + Hauser können wir unseren Kunden vertraute Hard- und Softwarelösungen anbieten, die bereits in vielen industriellen Systemen implementiert sind.

Im Verbundsystem übernimmt thoenes® die Auslegung und Bereitstellung der Dichtung inklusive der integrierten Drucksensorik. Die erfassten Messdaten werden über geeignete Schnittstellen an das DCS (Distributed Control System) oder andere Telemetriesysteme übertragen.

Endress + Hauser stellt die Komponenten zur Datenanbindung, Verarbeitung und Visualisierung bereit. So lassen sich die gewonnenen Messdaten übersichtlich darstellen und in bestehende Überwachungs- und Wartungssysteme integrieren.

Ausführungen unserer SmartSeal-Lösungen

Doublierte Dichtung BA130

Diese Ausführung basiert auf einer doublierten Dichtung des Typs BA130.
Sie besteht aus zwei Dichtungen mit jeweils 1 mm Stärke, zwischen denen die Sensorik aufgedruckt und innenliegend positioniert ist.

Betriebsbedingungen:

Maximale Temperatur: 350 °C
Zulässige Dauertemperatur: 250 °C

Diese Variante ist insbesondere für Anwendungen geeignet, bei denen hohe thermische Belastungen auftreten und eine robuste, temperaturbeständige Lösung erforderlich ist.

PTFE-ummantelte Dichtung

Bei dieser Variante handelt es sich um eine PTFE-ummantelte Dichtung, die ebenfalls aus zwei Dichtungen mit jeweils 1 mm Stärke besteht.
Die Sensorik ist aufgedruckt, innenliegend und zusätzlich mit einer PTFE-Hülle versehen, wodurch sie zuverlässig gegen chemische Einflüsse geschützt ist.

Betriebsbedingungen:

Maximale Temperatur: 250 °C
Zulässige Dauertemperatur: 250 °C

Vorteil:
Durch die PTFE-Ummantelung bietet diese Ausführung eine hohe chemische Beständigkeit. Sowohl die Faserdichtung als auch die integrierte Sensorik sind optimal gegen aggressive Medien abgeschirmt. Dadurch eignet sich diese Variante besonders für den Einsatz in chemisch anspruchsvollen oder korrosiven Umgebungen.

Anforderungen an die Steckerverbindung

Für den zuverlässigen Betrieb des SmartSeal-Systems muss die Steckerverbindung spezifische Anforderungen erfüllen. Sie sollte spritzwassergeschützt ausgeführt und daher auch für Hochdruckreinigungen geeignet sein, um den Einsatz unter industriellen Bedingungen zu gewährleisten.

Die Verbindung wird fest montiert, sodass Anzugskräfte kontinuierlich angezeigt und Leckagen unmittelbar gemeldet werden können. Eine sichere elektrische Verbindung über robuste Steckverbinder ist hierbei essenziell, um eine dauerhafte Signalübertragung sicherzustellen.

Zudem ermöglicht ein Mehrkanalauslesen der Sensordaten die Erkennung von Flanschverformungen. Dadurch können potenzielle Undichtigkeiten frühzeitig identifiziert und vermieden werden, wodurch ein wesentlicher Beitrag zur vorausschauenden Wartung und zur Erhöhung der Betriebssicherheit geleistet wird.

Datenverarbeitung bei SmartSeal

Unsere Dichtungsvariante erfasst gleichzeitig vier Kapazitäten, die über ein Visualisierungstool, wie einen Laptop, angezeigt werden. Liegen alle Kapazitäten während der Montage im festgelegten Bereich, signalisiert SmartSeal einen voreingestellten Schwellwert. Die feste Installation ermöglicht auch die kontinuierliche Überwachung der Kapazitäten, wodurch Leckagen erkannt werden können. Bei Flüssigkeitsaustritt ändert sich die Messung, sodass die Leckage identifiziert wird. Dabei erfolgt der Datenaustausch über das proprietäre System des Kunden. Die Kapazitäten werden sowohl numerisch als auch durch Farbcodes angezeigt, wobei ähnliche Farben auf naheliegende Kapazitätswerte und Anzugskräfte der Bolzen hinweisen.

SmartSeal für ortsfeste und ortsbewegliche Anwendungen

Das Verfahren kann vielseitig in ortsfesten und ortsbeweglichen Anwendungen eingesetzt werden.

Für ortsfeste Anwendungen wird SmartSeal in Flanschen von chemischen Anlagen und Rohrleitungen integriert. Dabei liegt der Fokus auf der Gewährleistung einer korrekten Montage und der erforderlichen Flächenpressung, um einen reibungslosen Anlagenstart zu garantieren. Es bietet Monteuren eine umfassende Unterstützung und ermöglicht die Dokumentation sowie Ablage der Daten in einer Datenbank. Zudem ist eine regelmäßige Überwachung der Flächenpressung und Leckagen an einem Leitstand möglich.

Für ortsbewegliche Anwendungen kommt es in Flanschen von Containern zum Einsatz, die für den Land- und Seetransport bestimmt sind. Der Fokus liegt hier auf der Sicherstellung einer korrekten Montage und der Einhaltung der notwendigen Flächenpressung. Das System unterstützt Monteure bei der Installation und überwacht die Systemintegrität, insbesondere an Übergabestationen, wo ein hohes Risiko für Beschädigungen besteht. Zudem bietet es die Möglichkeit einer kabellosen Überwachung mit eigener Stromversorgung, um maximale Flexibilität und Sicherheit zu gewährleisten.

Warum SmartSeal von thoenes® und Endress + Hauser die richtige Wahl ist

SmartSeal vereint bewährte Dichtungstechnik mit innovativer Sensorik und ermöglicht so eine völlig neue Form der Prozesssicherheit. Durch die direkte Erfassung von Flächenpressung und Dichtzustand an der Dichtung erhalten Sie präzise, ortsaufgelöste Informationen über den tatsächlichen Zustand Ihrer Flanschverbindung in Echtzeit und ohne aufwendige Zusatzkomponenten.
Die Lösung trägt dazu bei, Leckagen frühzeitig zu erkennen, ungeplante Stillstände zu vermeiden und Wartungsprozesse gezielt zu planen. Dadurch sinken Ihre Betriebskosten, während die Anlagenverfügbarkeit und Sicherheit steigen.
Mit SmartSeal investieren Sie in eine nachhaltige, zukunftsorientierte Technologie, die Ihre Prozesse optimiert und die Umwelt- und Sicherheitsanforderungen langfristig erfüllt. Vertrauen Sie auf thoenes® für zuverlässige und zukunftsweisende Lösungen. Bei Fragen oder für weitere Informationen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung. Kontaktieren Sie uns!