Betriebsverhalten Abdichtsysteme

Mechanisches und umweltbezogenes Betriebsverhalten
aufblasbarer Abdichtsysteme von Wolf GmbH

Vorteile unserer luftbefüllten Abdichtsysteme

  • lange Brauchbarkeitsdauer bedingt durch eine
    geringere Leckrate (Diffusion) des Abdichtkissens
     
  • patentierte CO2-neutrale Aufblastechnik; Befüllen
    der Abdichtkissen mit Luft zur Schonung der Umwelt
     
  • wieder verwendbare Abdichtkissen reduzieren die Instandhaltungskosten
    durch Einsparung von Materialkosten bei Kabelnachbelegung
     
  • Abdichtsysteme mit Ventil bieten die Möglichkeit der
    Fülldrucküberwachung und ermöglichen ggf. eine Drucknachfüllung
     
  • geeignet für Betriebstemperaturbereich:
    -15°C bis +30°C (+45°C (4 h))  PI 19.1 | 19.2 | 19.3 | 19.4 | 20.3 | 20.6

Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer

  1. Rechnerische Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer

    Die Werte der Brauchbarkeitsdauer basieren auf Messwerten der Summenleckrate (Diffusion)
    des Prüfinstituts GEMTEC sowie Ergebnissen aus Alterungstests des Prüflabors Fibre Optics CT

Auszug aus dem GEMTEC-Prüfbericht

(kompletter Prüfbericht auf Anfrage erhältlich)


1.1 “Bestimmung der Summenleckrate von Abdichtelementen”
 

Prüfablauf:

Der Prüfling wurde in ein vom Kunden bereitgestelltes Kunststoffrohr eingelegt und mit Testgas
(100 % SF6) mit einem Fülldruck von 2,8 bar (abs.) befüllt.

Swelling Sealing Bags SSB/SSB2
Prüflinge A und B. Der Einfüllschlauch wurde lt. Montageanweisung nach Druckbefüllung mit der Original-Crimpzange vercrimpt.

Abdichtkissen mit Ventil
Prüfling D wurde nach Druckbefüllung wechselweise mit und ohne Ventil-Abdichtkappe gelagert. (Anmerkung: Montagevorschrift: mit Abdichtkappe !)

Prüfdurchführung:

Der Prüfling wird in die Prüfkammer eingelegt. Danach wird die Prüfkammer auf einen Druck von 17 hPa evakuiert. Es folgt nun eine Untergrundmessung, um die Grundkonzentration an Testgas (SF6) zu bestimmen. Danach folgt eine Wartezeit von 30 Sekunden, bis eine zweite Konzentrationsmessung durchgeführt wird. Die Änderung der Konzentration ist dann ein eindeutiges Maß für die Summenleckrate am Prüfling. Die Prüfkammer hat ein Volumen von 13 Litern. Es wurde ein LTS 311 V, S/N: 05107 eingesetzt. Die Prüfmimik wurde mit einem Pulsleck PLV 40, S/N: 05107 kalibriert.

Messung der Summenleckrate:

Typen SSB/SSB2:

  1. Summenleckrate unmittelbar nach dem Befüllen der Prüflinge (< 10 Minuten)
  2. Summenleckrate nach 25 h

         Messergebnis: (Mittelwerte über 4 Einzelmessungen)

 Prüfling

 Messung Nr. 1
 L [mbarl/s]

 Messung Nr. 2
 L [mbarl/s]

 A

 < 2,3 x 10-8

 < 2,3 x 10-8

 B

 < 2,3 x 10-8

 < 2,3 x 10-8

Die Leckrate der Prüflinge A und B lag unterhalb der Nachweisgrenze von
L = 2,5 x 10-8 mbarl/s (entspricht: 0,73 mbarl/ Jahr)

Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer

Prüfdurchführung:

Abdichtsysteme mit Ventil (V):

  1. Summenleckrate unmittelbar nach dem Befüllen der Prüflinge (< 10 Minuten).
    Auf dem Ventil war keine Abschlusskappe (AK) montiert.
     
  2. Summenleckrate unmittelbar nach dem Befüllen der Prüflinge (< 30 Minuten).
    Das Ventil wurde zuvor mit einer mitgelieferten Abschlusskappe verschlossen.
     
  3. Summenleckrate nach einer Wartezeit von 24 Stunden.
    Das Ventil war während dieser Zeit mit der Abschlusskappe verschlossen.
     
  4. Summenleckrate nach einer Wartezeit von 25 Stunden, nachdem die Abschlusskappe an
    dem Ventil entfernt wurde
     
  5. Summenleckrate nach einer Wartezeit von 12 Tagen. Das Ventil war während dieser Zeit
    mit der Abschlusskappe verschlossen.
     
  6. Summenleckrate nach einer Wartezeit von 12 Tagen, nachdem die Abschlusskappe an
    dem Ventil entfernt wurde.


Messergebnisse: (Mittelwerte über 4 Einzelmessungen)



 Prüfling

 Messung

 Nr. 1
 L [mbarl/s]

 Nr. 2
 L [mbarl/s]

 Nr. 3
 L [mbarl/s]

 Nr. 4
 L [mbarl/s]

 Nr. 5
 L [mbarl/s]

 Nr. 6
 L [mbarl/s

 Messung nach

 < 10 min.

 < 30 min

 24 h

 25 h

 12 d

 12 d

 Probenlagerung

 ohne AK

 mit AK

 mit AK

 ohne AK

 mit AK

 ohne AK

 D

 3,8 x 10-6

 2,3 x 10-8

 2,3 x 10-8

 5,2 x 10-6

 < 2,3 x 10-8

 4,9 x 10-6


Die Leckrate betrug
mit Ventilabschlusskappe (= Montagevorschrift):
Prüfling D:   L = < 2,3 x 10-8 mbarl/s (entspricht:    0.73 mbarl/Jahr)

ohne Abdichtkappe: (Anm: diese Werte zeigen deutlich die Wichtigkeit der Abschlusskappe)
Prüfling D:   L = 4,9 x 10-6 mbarl/s    (entspricht:  155 mbarl/Jahr)

ohne AK (Abschlusskappe)

mit AK (Abschlusskappe)

Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer

1.2   Rechnerische Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer von luftgefüllten Abdichtkissen

Relevante Faktoren:

  1. Summenleckrate (Diffusionsrate)
     
  2. Fülldruck p
     
  3. Füllvolumen V (abhängig von Kissengröße und Kabelbelegung)
     
  4. Min. erforderlicher Fülldruck für Abdichtwirkung 5 m Wassersäule
    (= 1 bar (Wert praktischer Versuch))




 [Einheit]

 Wolf GmbH

 Anforderung
 T-Com
 (Stand
 der Technik)

 Wettbewerb
 CO2

 SSB2Q

 QADK/V (Ventil)

 mit Ventilkappe

 mbarl/sec

 * <2.3 x10-8

 * <2.3 x10-8

 ≤4,4 x10-6

 ≤ 6,5 x10-6

 mbarl/Jahr

 0,73

 0,73

 138,8

 205,0

*Messwerte Gemtec 10/2016

Tabelle 2:

Rechnerische Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer
aufblasbarer Kabelabdichtungen für Rohr-ID 105 mm

Anforderung: "Dichtigkeit 5 m Wassersäule"

Abdichtkissen    Typ L100:
unaufgeblasen    Länge l: 33,0 cm
                           Höhe h: 13,5 cm

 

 

 

 

 


 Abdichtkissen Füllmenge
 bei Fülldruck p

 Berechnung der
 Lebensdauer T

 Wolf GmbH

 Anforderung
 T-Com
 ADE100

 SSB2
 100

 QADE/V
 L100

 Rohr
 Ø
 [D]



 [cm]

 Belegungs
 Ø
 [d]



 [cm]

 Aufblas-
 bare
 Länge
 l


 [cm]

 Resultierende
 Höhe
 h


 [cm]

 Resultierende
 Breite
 b

 Füll-
 volumen
 V

 Bei
 Instal-
 lation
 [bar]

 Min.
 Anfor-
 derung
 [bar]

 Zulässiger
 Verlust

 Leckrate L
 (mbarl/year)

 b=(D-d/2)

 V=l*h*b

 p1

 p2

 ∆p=(p1-p2)

 T = ∆p/ L

 [cm]

 [cm]

 2.8

 1.0

 mbarl

 0.73

 66.23

 138.76

 10.5

 0

 33

 5.1

 5.25

 884

 2474

 884

 1590




 > 20 yrs

 24

 11

 10.5

 2.9

 33

 7.8

 3.8

 978

 2739

 978

 1761

 27

 13

 10.5

 6.5

 33

 10.5

 2

 693

 1940

 683

 1247

 19

 9

 10.5

 7.5

 33

 11.2

 1.5

 554

 1552

 554

 998

 15

 7

 10.5

 8.5

 33

 12

 1

 396

 1109

 396

 713

 11

 5

Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer

2.    Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer mittels Umweltprüfung „Alterung“
      
in Anlehnung an DIN EN 60794-1-22 und DIN EN 60794-1-21

 

Zweck:
Die Prüfung wird an Kabelabdichtkissen durchgeführt, welche nach Innendruckbeaufschlagung Ringräume gegen das Eindringen und Weiterleiten von Gasen und Wasser abdichten.
Zur Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer der Abdichtung wird die Druckluftbeständigkeit der Kabelabdichtung unter Betriebsbedingungen ermittelt.

 

2.1   Temperaturwechsel IEC 60794-1-22/F1
        Fibre Optics CT Prüfprotokoll Nr. 094/2016

Prüfaufbau
Belegung des Prüf-Kabelschutzrohres

Prüfkammer:

Anforderung   Tiefsttemperatur    TA -15°C
                       Höchsttemperatur  TB +30°C
                       Mindesthaltezeit     4 h
                       Anzahl der Zyklen  20

096 /2016

Dichtigkeit der Abdichtsystem-Kombination

Dichtigkeit der Abdichtsystem-Kombination bei Beanspruchung durch Wärme und Überdruck

Mit nachfolgenden Prüfverfahren Prüfung Nr. 1 wurde die Dichtigkeit der QADE/V L und ZKADE/V L Abdichtkissen mit Ventil unter Temperaturbeanspruchung nachgewiesen. Änderungen der Umgebungstemperatur haben eine Auswirkung auf den Fülldruck im Inneren des Abdichtkissens. Bei Kälte fällt der Fülldruck im Inneren des Abdichtkissens ab. Untersucht wurde, ob bei Temperaturänderungen innerhalb des geforderten Temperaturbereichs die Abdichtwirkung nicht beeinträchtigt wird.

Zusätzlich wurde mit Prüfung Nr. 1 auch die anwendungsspezifische Notwendigkeit nachgewiesen, dass Überdruck im Kabelschutzrohr gezielt durch das Quellvlies entweichen kann, ohne die Abdichtwirkung gegen Wasser zu beeinträchtigen. Bei Kabelschutzrohren die beidseitig mit Abdichtsystemen gegen drückendes Wasser verschlossen sind, sind aus der Praxis Verrutschen oder Herausdrücken des Abdichtsystems bekannt.

Prüfung 1:
Fülldruck Abdichtkissen 2,8 bar.
Probenkörper Lagerung horizontal,
Wassersäule ~ 1-2 cm

Prüfung 2:
Fülldruck Abdichtkissen 2,8 bar.
Probenkörper Lagerung vertikal,
Wassersäule ~ 3-4 cm

Der Fülldruck des Abdichtkissens von anfänglich 2,8 bar verändert sich während der Temperaturwechselbeanspruchung wie folgt:

  • Bei Höchsttemperatur +45°C → Fülldruck max 3,0 bar
  • Tiefsttemperatur -15°C           → Fülldruck 2,2 bar

…/ Ergebnisse aus Praxistests „Dichtigkeit der Abdichtsystem-Kombination“

Mit dem Prüfverfahren Nr. 2 wurde zur Berechnung der Brauchbarkeitsdauer der Druckverlust ermittelt, der max. möglich ist, damit die Abdichtwirkung der QADE/V L und ZKADE/V L Abdichtung gegen drückendes Wasser nicht beeinträchtigt ist. Im Test wurde hierzu der Fülldruck des Abdichtkissens schrittweise auf einen Restfülldruck von 1,0 bar reduziert.

Prüfergebnisse:

Prüfverfahren Nr. 1:              Anforderungen V (1) bestanden

0,35 bar Überdruck Luft kann bei Wärme durch Quellvlies-Abdichtsystem entweichen.
Dies verhindert, dass die Abdichtkissen aus dem Rohr herausgedrückt werden.

 

Prüfverfahren Nr. 2:              Anforderungen V (2) bestanden

  • 5 m Wassersäule ˃ 2 d bestanden
  • Langzeitverhalten der Abdichtung bestanden

Leckrate Kissenfülldruck 2,8 bis 1,0 bar ≥ 4 m Wassersäule

Prüfverfahren Fibre Optics CT GmbH

Abdichtkissen-Druckfüllung:

Ergebnisse:
*Das Abdichtsystem 20.6 QADE/V L 100 wurde kurzzeitig (ca. 20 min) durch eine 180°-Drehung des
  Prüflings mit Wasser getränkt. Anschließend war kein Wasserdruck am Abdichtsystem!

 Die Anforderung „Dichtigkeit gegen schleichende Gase und 5 m Wassersäule“ wurde somit erfüllt.
 Soll-Anforderung lt. DVGW-VP601: schleichende Gase < 0,1 bar.

Unternehmensbereiche:

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Zazenhäuser Straße 52
D - 70437 Stuttgart

Tel.:  +49 (0)711 87 39 41
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