Korrosionsgeschützte Flanschverbindung für eine Elektroenergieübertragungseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine korrosionsgeschützte Flanschverbindung für eine

Elektroenergieübertragungseinrichtung aufweisend einen ersten Flansch, einen zweiten Flansch sowie ein zwischen den Flanschen angeordnetes Dichtelement.

Um eine korrosionsgeschützte Flanschverbindung auszubilden ist bekannt, einen Flanschspalt zwischen einem ersten Flansch und einem zweiten Flansch mit einer langfristig zähflüssigen Füllmasse aufzufüllen. Als Füllmasse werden beispielsweise Fette eingesetzt, welche ein Eindringen von Feuchtigkeit verhindern. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass nach längerem Betrieb die Gefahr eines Verflüchtigens der Füllmasse besteht und die Schutzwirkung reduziert ist. Aus der Offenlegungsschrift DE 102012 215 393 Al ist weiter bekannt, am äußeren Umfang eines Flansches eine Beschichtung anzuordnen und diese bis in einen Randbereich eines Fügespaltes hineinragen zu lassen. Gegenüber dem Verwenden einer sich verflüchtigen Füllmasse wird so zwar eine höhere Langzeitstabilität erreicht, jedoch ist die mit einer zähflüssigen Füllmasse zu erzielende Schutzwirkung nicht gegeben.

Somit ergibt sich als Aufgabe der Erfindung eine korrosionsgeschützte Flanschverbindung anzugeben, welche bei einer guten Langzeitstabilität eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Korrosionseinflüssen aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer korrosionsgeschützten Flanschverbindung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass zumindest der erste Flansch in einer ersten Flanschfläche eine Anlagefläche für das Dichtelement aufweist, welche gegenüber einer die Anlagefläche des ersten Flansches begrenzenden Oberfläche eine reduzierte chemische Reaktivität aufweist.

Eine Elektroenergieübertragungseinrichtung dient einer Übertragung von elektrischer Energie. Dazu wird ein elektrischer Strom in einem Phasenleiter geleitet, wobei der elektrische Strom von einer elektrischen Potentialdifferenz getrieben ist. Als Elektroenergieübertragungseinrichtungen sind beispielsweise Lastschalter, Trennschalter, Leistungsschalter, Erdungsschalter, Schaltanlagen, Messwandler, Transformatoren, Umrichter usw. bekannt. Zur Übertragung von hohen Leistungen hat sich die Verwendung von Hochspannung als geeignet erwiesen. Hochspannungen sind dabei Spannungen über 1000 V. Bevorzugt können mehrere 10.000 V oder mehrere 100.000 V Verwendung finden. Zur Ausbildung einer Elektroenergieübertragungseinrichtung können Behälter eingesetzt werden. Diese Behälter können zur Ausbildung eines fluiddichten Verschlusses oder eines fluiddichten Überganges Flanschverbindungen aufweisen. Diese Flanschverbindungen sind bevorzugt fluiddicht, insbesondere bevorzugt druckfest auszugestalten. Der Behälter bildet eine hermetische Barriere aus. Eine Flanschverbindung kann bevorzugt einen Abschnitt einer derartigen hermetischen Barriere ausbilden. Im Innern des Behälters (Kapselungsgehäuse) ist ein Aufnahmeraum nun gebildet, in welchem ein elektrisch isolierendes Fluid eingehaust werden kann. Das elektrisch isolierende Fluid kann dabei eine innerhalb des Aufnahmeraums befindlichen Phasenleiter umspülen und diesen elektrisch isolieren. Der Behälter nebst Flanschverbindung gekapselt den Aufnahmeraum von der Umgebung ab. Der hermetisch eingekapselte Aufnahmeraum ist dabei im Regelfall einem definierten Stoff ausgesetzt. Beispielsweise kann es sich bei dem Stoff um ein elektrisch isolierendes Fluid, bevorzugt in Gasform handeln. Elektrisch isolierende Fluide sind beispielsweise organische oder anorganische Fluide. Bevorzugt sollten fluorhaltige Stoffe, gegebenenfalls als Teil eines Gemisches, wie Schwefelhexafluorid, Fluornitril, Fluorketon oder auch Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid usw. Verwendung finden. Außerhalb des eingekapselten Raums kann beispielsweise eine Undefinierte Atmosphäre vorliegen, welche die

Flanschverbindung angreifen könnte. Beispielsweise könnte in der Atmosphäre Feuchtigkeit vorliegen, die in einen Fügespalt der Flanschverbindung eindringen kann. Im Regelfall sind in der Feuchtigkeit auch weitere Stoffe wie Salze usw. gelöst, wodurch eine korrosive Wirkung auf die Flanschverbindung erfolgen kann. Korrosion an der Flanschverbindung kann zu einer Einschränkung ihrer Verbindungs- und Dichtfunktion führen.

Durch die Verwendung eines Dichtelementes ist die Möglichkeit gegeben die äußere Atmosphäre von dem hermetisch eingekapselt den Raum zu separieren. Das Dichtelement ist somit Teil einer fluiddichten Barriere eines Kapselungsgehäuses. Entsprechend sind die eingesetzten Flansche (erster Flansch, zweiter Flansch) ebenfalls (zumindest abschnittsweise) Teil einer entsprechenden fluiddichten Barriere. Bei dem Dichtelement handelt es sich beispielsweise um ein elastisch verformbares Element, welches zumindest an einem der Flansche zur Anlage gelangt. Durch eine derartige Anlage mit elastischer Verformung, wird ein fluiddichter Übergang zwischen dem anliegenden Flansch und dem Dichtelement hergestellt. Somit weist die fluiddichte Barriere eine reversibel auflösbare und herstellbare Verbindung auf. Bei dem elastisch verformbaren Dichtelement kann es sich um ein Elastomer handeln, welches bedarfsweise elektrisch leitfähig oder elektrisch isolierend ausgestaltet ist. Ein geeignetes Material zur Ausbildung eines Dichtelements ist beispielsweise EPDM.

Die Verwendung einer Anlagefläche am ersten Flansch ermöglicht es, das Dichtelement ausschließlich im Bereich der Anlageflächen des ersten Flansches zur Anlage gelangen zu lassen. Somit ist die Möglichkeit gegeben die Anlagefläche mit einer bestimmten Qualität hinsichtlich ihrer Oberflächenbeschaffenheit/ Rauigkeit auszubilden, um einen hinreichend fluiddichten Übergang zwischen Dichtelement sowie dem ersten Flansch sicherzustellen. Beispielsweise kann die Anlagefläche eine Rauigkeit von 10 mpibzw. eine Rautiefe Rz von maximal 10 aufweisen.

Durch die Abgrenzung einer spezifischen Anlagefläche innerhalb einer Flanschfläche eines Flansches, kann die Dichtwirkung des Dichtelements positiv beeinflusst werden. Vorteilhaft ist jedoch auch das durch die Anlagefläche mit geringer chemischer Reaktivität die Oberflächenqualität über einen langen Zeitraum erhalten bleibt. Selbst bei Einflüssen beispielsweise von Elektrolyten, Feuchtigkeit oder ähnlichem kann die Oberflächenqualität über einen längeren Zeitraum erhalten bleiben.

Die Anlagefläche ist auf bzw. in der ersten Flanschfläche des ersten Flansches angeordnet. Dabei kann vorgesehen sein das, die gesamte erste Flanschfläche als Anlagefläche mit einer geringeren chemischen Reaktivität ausgestaltet ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass lediglich Abschnitte der ersten Flanschfläche als Anlagefläche vorgesehen sind und lediglich diese Abschnitte der ersten Flanschfläche als Anlagefläche mit geringer chemischer Reaktivität ausgestaltet ist. Je nach geometrischer Ausgestaltung des Dichtelements kann der Verlauf der Anlagefläche variieren. Das Dichtelement kann eine Dichtbahn in Form einer Kreisbahn, einer elliptischen Bahn, einer mehreckigen Bahn usw. vorsehen. Entsprechend dem Verlauf des Dichtelements ist die Anlagefläche zumindest derart auszugestalten, dass dem Dichtelement ein Gegenlager mit geringer chemischer Reaktivität zur Verfügung gestellt wird, an welchem das Dichtelement in Kontakt kommt. Als geeignet haben sich beispielsweise Ringformen für die Ausgestaltung einer Anlagefläche erwiesen nun, welche in der entsprechenden Flanschfläche Anlagefläche befindlich sind.

Der als Anlagefläche bereitstehende Abschnitt der ersten Flanschfläche weist eine geringe chemische Reaktivität auf. Stoffe mit einer geringen chemischen Reaktivität weisen eine geringe Neigung auf chemisch zu reagieren. Solche Stoffe bzw. Materialien werden auch als stabile Stoffe bzw. Materialien bezeichnet, da diese langzeitstabil ihre chemischen und bevorzugt auch ihre mechanischen Eigenschaften beibehalten. Vorliegend ist besonders von Vorteil, wenn die Anlagefläche eine geringe Reaktivität unter Einwirkung von Wasser bzw. von Wasser mit darin gelösten Elementen aufweist. Als Anlagefläche mit geringer chemischer Reaktivität weist die Anlagefläche eine geringe Anzahl von freien Ladungsträgern, insbesondere freien Elektronen auf. Als geeignet haben sich beispielsweise elektrisch isolierende Stoffe auf organischer und anorganischer Basis erwiesen. Derartige Stoffe sind beispielsweise Oxide, Kunststoffe, Keramiken usw.

Aufgrund des dichtenden Anliegens des Dichtelement an der Anlagefläche der jeweiligen Flanschfläche entsteht ein Spalt, welcher zu Kontaktkorrosion und/ oder Spaltkorrosion neigt. Der Spalt ist zwischen Dichtelement und der als Gegenlager dienenden Anlagefläche ausgebildet. Bevorzugt weist die Anlagefläche eine gegenüber sie begrenzenden Oberflächen (der jeweiligen Flanschfläche bzw. des jeweiligen Flansches) reduzierte Reaktivität auf. Im Allgemeinen sind die die Anlagefläche begrenzenden Oberflächen elektrisch leitfähig ausgeführt. Beispielsweise kann die Grundstruktur eines Flansches durch ein Metall gebildet sein. Als Metalle sind Eisenmetalle sowie Nichteisenmetalle verwendbar. Als geeignet haben sich aluminiumbasierte Legierungen erwiesen. Metalle weisen eine höhere Reaktivität auf als die Anlagefläche bzw. das Material der Anlageflächen. Im Allgemeinen weist die Anlagefläche eine geringere Anzahl von freien Ladungsträgern auf als die sie begrenzenden (an sie anstoßenden)

Oberflächen. Durch die geringere Anzahl von freien Ladungsträgern ist die Reaktivität insbesondere hinsichtlich Elektrokorrosion und Spaltkorrosion unter Einfluss von Feuchtigkeit gering, insbesondere geringer als die Reaktivität der die Anlagefläche begrenzenden Oberflächen des jeweiligen Flansches. Zur Ausgestaltung einer Anlagefläche kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die erste Flanschfläche zumindest teilweise eine Abdeckung bzw. Überdeckung erfährt.

Das zum Abdecken bzw. Überdecken eingesetzte Material weist eine geringe chemische Reaktivität auf. Die chemische Reaktivität des eingesetzten Materials ist geringer ist als die chemische Reaktivität des Materials der Flanschfläche.

Nun

Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Anlagefläche eine geringere Ausdehnung aufweist als die erste Flanschfläche .

Die Anlagefläche sollte eine derartige Ausdehnung aufweisen, dass die von dem Dichtelement zur Verfügung gestellte Berührungsfläche vollständig innerhalb der Anlagefläche anliegen kann. Somit ist verhindert, dass ein Spalt zwischen Oberflächen, welche die Anlagefläche begrenzen und dem Dichtelement ausgebildet werden. Durch eine geringere Ausdehnung (kleinere Fläche) der Anlagefläche im Vergleich zur ersten Flanschfläche (größere Fläche) können innerhalb der ersten Flanschfläche des ersten Flansches verschiedene Zonen unterschiedlicher Reaktivität vorgehalten werden. Bevorzugt ist die Anlagefläche als Teil der ersten Flanschfläche ausgebildet. Somit ergibt sich eine geringere Ausdehnung der Anlagefläche gegenüber der ersten Flanschfläche. Bevorzugt kann die Anlagefläche vollständig innerhalb der ersten Flanschfläche liegen, d.h. die Anlagefläche ist von Oberflächen mit höherer Reaktivität der ersten Flanschfläche begrenzt. Entsprechend kann die Funktion der Anlagefläche hinsichtlich einer Dichtwirkung optimiert werden. Dies betrifft insbesondere die Oberflächengüte sowie deren Langzeitstabilität während des Kontaktes mit dem Dichtelement. Die weiteren Bereiche der ersten Flanschfläche, welche gerade nicht als Anlagefläche spezifiziert sind, können hinsichtlich anderer Parameter optimiert werden. So ist dort die Möglichkeit gegeben, elektrisch leitende Übergänge von der ersten Flanschfläche bzw. vom ersten Flansch beispielsweise zu einer zweiten Flanschfläche bzw. einen zweiten Flansch auszubilden. Somit kann dort eine elektrische Kontaktierung vorgesehen sein um beispielsweise Fehlerströme, Streuströme usw. zu leiten. Im Umkehrschluss ist bei einer entsprechenden Ausgestaltung der Anlagefläche die Möglichkeit gegeben das Dichtelement sowie die Anlagefläche von einer unerwünschten Belastung durch elektrische Ströme freizuhalten.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die zweite Flanschfläche eine Aufnahmenut für das Dichtelement aufweist, wobei in einer Projektion zumindest eine Nutflanke, insbesondere zwei Nutflanken innerhalb der Anlagefläche mündet/ münden, bzw. im Grenzbereich zwischen der Anlagefläche und begrenzender Oberfläche mündet/münden.

Die Nutzung einer Aufnahmenut zum Einbringen eines Dichtelements weist den Vorteil auf, dass ein mechanischer Schutz für das Dichtelement in einfacher Weise gegeben ist. Die Verformbarkeit bis bzw. Kompression des Dichtelement des kann durch die Form zum Beispiel die Tiefe der Aufnahmenut begrenzt werden. Je nach Bedarf kann die Aufnahmenut verschiedene Nutprofile aufweisen. Die Nut kann beispielsweise ein rechteckiges, trapezförmiges, gerundetes, vieleckiges usw. Profil aufweisen. Der Übergang von der Aufnahmenut in die zweite Flanschfläche ist dabei bevorzugt derart zu gestalten das in der gegenüberliegenden ersten Flanschfläche in einer Projektion die Nutflanke bzw. die Nutflanken innerhalb der Anlagefläche münden bzw. im Grenzbereich der Anlagefläche zu einer die Anlageflächen begrenzenden Oberfläche mündet/ münden. Die Projektionsachse ist dabei bevorzugt in der Richtung gelegen, in welcher ein Anpressen des Dichtelements auf die Aufnahmefläche erfolgt. Somit ist sichergestellt, dass unabhängig von der Lage des Dichtelements in der Aufnahmenut eine ausreichende Überdeckung durch die Anlagefläche gegeben ist, um das Dichtelement sicher innerhalb der Anlagefläche anliegen zu lassen.

Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass die Anlagefläche eine Ringform aufweist, welche außenliegend von einer im Wesentlichen ringförmigen Oberfläche des ersten Flansches begrenzt ist.

Vorteilhaft sind der erste Flansch und oder der zweite Flansch als Ringflansche ausgebildet. Ringflansche weisen bevorzugt eine Flanschfläche auf, die zur Anlage mit einer weiteren Fläche, bevorzugt einer gegengleich ausgeführten Flanschfläche vorgesehen sind. Ein außenliegender Umgriff der Anlagefläche durch eine ringförmige Oberfläche, welche die Anlagefläche begrenzt, weist den Vorteil auf, dass außerhalb des umschlossenen Bereiches auf einen Flanschspalt am ersten Flansch zugegriffen werden kann. Radial innen liegend ist die Zone, in welcher das Dichtelement zur Anlage kommt, als Anlagefläche mit reduzierter Reaktivität ausgestaltet. Zwar ist so weiterhin ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Flanschspalt von außen möglich, jedoch ist auch ein Abfließen bzw. Abtrocknen der Feuchtigkeit weiterhin gegeben. Entsprechend ist einem Entstehen eines Mikroklimas entgegengewirkt. Die ringförmige Oberfläche ist zur Ausbildung eines Ringes in sich geschlossen umlaufend um die Anlagefläche angeordnet. Bevorzugt kann die Ringform eine kreisringförmige Ausgestaltung aufweisen, insbesondere dann wenn auch die Anlagefläche als kreisringförmige Anlagefläche ausgestaltet ist. Kreisringförmige Strukturen können bevorzugt konzentrisch zueinander angeordnet sein. Über die ringförmige Oberfläche können beispielsweise Kräfte zwischen Flanschen übertragen werden, sodass ein Anpressen des Dichtelements an die Anlagefläche erfolgen kann. Zum Verspannen der Flanschverbindung angreifende Kräfte werden außerhalb der Anlagefläche aufgebracht, sodass die Anlagefläche vor einer überstarken Belastung geschützt ist. Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass das Dichtelement elastisch verformbar ist.

Ein elastisch verformbareres Dichtelement weist den Vorteil auf, dass Relativbewegungen in der Flanschfläche bis zu einer gewissen Grade ausgeglichen werden können, wobei die Dichtwirkung des Dichtelements vorteilhaft aufrechterhalten werden kann. Zur Erzielung eines elastischen Dichtelements können beispielsweise Elastomere Verwendung finden. Weiterhin können auch metallische Dichtelemente bei entsprechender Materialwahl sowie konstruktiver Auslegung eine ausreichende Elastizität aufweisen.

Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass das Dichtelement elektrisch isolierend ausgeführt ist.

Die Verwendung eines elektrisch isolierenden Dichtelements unterstützt die Wirksamkeit einer reaktionsträgen Anlagefläche. Durch die elektrisch isolierenden Eigenschaften des Dichtelement des wird weiterhin ein Auftreten von elektrischen Strömen wie Streuströmen oder Fehlerströmen entgegengewirkt, sodass einem Auftreten von elektrochemischer Korrosion im Bereich der Anlagefläche ergänzend entgegengewirkt ist. Als geeignete Materialien haben sich beispielsweise kautschukbasierte Elastomere erwiesen. Besonders geeignet ist Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM).

Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass lediglich einer der Flansche für das Dichtelement eine Anlagefläche mit reduzierter chemischer Reaktivität aufweist.

Durch eine einseitige Ausgestaltung einer Anlagefläche für das Dichtelement wird der zu betreibende Aufwand bei der Herstellung von Flanschen reduziert. Durch eine geeignete Ausgestaltung (zum Beispiel Anordnung des Dichtelement des in einer Aufnahmenut) kann eine ausreichende Wirksamkeit der Aufnahmefläche auch bei einer einseitigen Ausgestaltung derselben erzielt werden. Beispielsweise kann das Dichtelement in einer Aufnahmenut angeordnet sein, wobei innerhalb der Aufnahmenut aufgrund der Dichtwirkung des Dichtelements eine Schutzatmosphäre geschaffen wird, welche die Nut selbst vor chemische Reaktionen schützt.

Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass die Anlagefläche in einer Nut angeordnet ist.

Die Verwendung einer Nut gestattet es die räumliche Ausdehnung der Anlagefläche durch die Nut selbst zu begrenzen. So ist es beispielsweise möglich in eine Flanschfläche eines Flansches eine Nut, bevorzugt eine Ringnut, also eine in sich geschlossen umlaufenden Nut, einzubringen, die entsprechend der Aufnahme bzw. Ausbildung der Anlagefläche dient. Beispielsweise können Oberflächen der Nut mit geringer Reaktivität ausgestattet sein, sodass die Nut selbst als reaktionsträge Anlagefläche dienen kann. Dies kann beispielsweise durch ein Passivieren, ein Beschichten usw. erfolgen. Weiterhin kann auch vorgesehen sein, dass die Nut selbst zumindest teilweise oder vollständig mit einem Material befüllt wird, um die Anlagefläche auszubilden. Entsprechend ergibt sich je nach Füllgrad bzw. Nutquerschnitt und Mündungsöffnung der Nut eine entsprechende Flächenausdehnung der Anlagefläche. Bei einer vollständigen Ausfüllung der Nut ergibt sich ein stoßfreier Übergang von der Anlagefläche zu einer die Anlagefläche begrenzenden Oberfläche der Flanschfläche. Beispielsweise kann dies durch ein aus ausgewiesen der Nut oder auch ein Einlegen,

Einpressen zum Beispiel eines Isolierringes (zum Beispiel Kunststoff, Keramik) in die Nut erfolgen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein sehen sein, dass ein teilweises Befüllen der Nut erfolgt und Nutflanken weiterhin bestehen bleiben, sodass eine Aufnahmefläche von Nutflanken begrenzt ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Anlagefläche als Abdeckung/Überdeckung ausgeführt ist. Zur Herstellung einer Anlagefläche kann ein Flansch zumindest abschnittsweise abgedeckt bzw. überdeckt werden. Durch ein Abdecken bzw. Überdecken wird ein Abschnitt einer Flanschfläche mit einer alternativen Oberfläche ausgestattet, welche eine reduzierte elektrische Reaktivität aufweist. Ein Abdecken bzw. Überdecken kann durch das Aufbringen eines Elementes, beispielsweise einer Folie eines Ringes usw. erfolgen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass ein auf der Flanschfläche aushärtendes Material aufgebracht wird.

Dies kann beispielsweise durch ein Lackieren, Kaltgasspritzen oder Aufbringen eines Oxids usw. erfolgen. Ein Abdecken/Überdecken kann auch dadurch geschehen, indem beispielsweise ein kraftschlüssiges Einsetzen (zum Beispiel durch Einpressen) von diskreten Elementen erfolgt. So kann beispielsweise ein elektrisch isolierender Ring in eine formkomplementäre Nut eingepresst werden. Die chemische Reaktivität kann weiter reduziert werden, indem nichtmetallische Partikel (z.B. Oxide, Karbide) in die Oberfläche z.B. durch Einwalzen eingebracht werden und so zumindest eine teilweise Abdeckung erzielt wird.

Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass die Anlagefläche als stoffschlüssige Beschichtung ausgeführt ist.

Eine stoffschlüssige Beschichtung ist eine Form des Abdeckens/ Überdeckens zumindest eines Abschnittes einer Flanschfläche. Das zum Beschichten verwendete Material weist dabei gegenüber der die Anlagefläche begrenzenden Oberfläche eine reduzierte chemische Reaktivität auf. Eine stoffschlüssige Beschichtung kann beispielsweise durch ein Aufkleben einer Fläche, ein Lackieren, ein Aufbringen einer Oxidschicht usw. erfolgen. Als geeignete

Beschichtungsmaterialien haben sich beispielsweise elektrisch isolierende Lacke und Kunststoffe (z.B. PTFE) erwiesen.

Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Anlagefläche als verdichtete Oberfläche ausgeführt ist. Insbesondere bei der Verwendung von metallischen Flanschen kann durch eine mechanische Bearbeitung der Oberfläche deren Reaktionsverhalten beeinflusst werden. Beispielsweise kann durch ein Verdichten des Metalls zur Ausbildung einer Anlagefläche die Anzahl der freien Ladungsträger aufgrund der geänderten Gefügestruktur (verdichtetes Gefüge) reduziert werden. Die chemische Reaktivität kann weiter reduziert werden, indem nichtmetallische Partikel (z.B. Oxide, Karbide) beim Verdichten eingebracht werden.

Vorteilhaft kann weiter vorgesehen sein, dass die Anlagefläche als thermische Beschichtung ausgeführt ist.

Mittels einer thermischen Beschichtung ist es beispielsweise möglich, keramische Lagen auf eine Flanschfläche aufzubringen und so eine Anlagefläche auszubilden. Weiter kann beispielsweise unter Nutzung eines Heißgasstrahles Material auf die Flanschfläche aufgebracht werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Anlagefläche durch eine Passivierung eines Abschnittes des Flansches ausgeführt ist.

Die Nutzung eines metallischen Flansches bzw. einer metallischen Flanschfläche ermöglicht es

Passivierungsverfahren zu verwenden, um in der Flanschfläche eine Anlagefläche auszubilden. Bei einem Passivieren wird ein insbesondere metallisch kristallines Gefüge umgewandelt, indem gezielt eine chemische Reaktion hervorgerufen wird und so ein nichtmetallisches Gefüge entsteht, welche idealisiert eine luft- bzw. wasserundurchlässige Schicht darstellt. Entsprechend ist den Voraussetzungen für das Auftreten einer elektrochemischen Reaktion entgegengewirkt. Durch ein Passivieren wird eine Schicht auf bzw. eine Beschichtung der ursprünglichen Flanschfläche zur Ausbildung einer Anlagefläche bewirkt. Vorteilhaft entsteht bei einem Passivieren eine Oxidbeschichtungen mit geringer chemischer Reaktivität . Bei einem Passivieren wird idealisiert eine luft- und wasserundurchlässige Schicht erzeugt. Diese Schicht besteht z.B. bei nichtrostenden Stählen aus einer Chromoxid-Schicht. Eine bekannte Patina bei Kupfer weist in Abhängigkeit von den in der Umgebung vorhandenen Stoffen CuC03, CuS04, CuO,

Cu (OH)2 auf.

Aluminium weist in der sauerstoffhaltigen Erdatmosphäre nur eine geringe Beständigkeit auf. Beispielsweise kann durch eine Ausbildung der dünnen Passivierungsschicht an einer Aluminiumoberfläche ein fortschreitender Kornzerfall durch elektrochemische Korrosion verhindert werden. Die Passivierungsschicht weist z.B. Aluminiumoxid A1203 auf.

Weil eine Passivierungsschicht dünn ist und das unedle Aluminium gefährdet ist, kann die Passivierungschicht z.B. durch ein sogenanntes Eloxalverfahren verbessert werde.

Bei einer Nutzung einer Passivierung zur Ausbildung der Anlagefläche kann eine mehrschichtige Beschichtung vorteilhaft vorgesehen sein. Beispielsweise kann über eine durch Passivierung aufgebrachte Oxidschicht eine weitere Beschichtung aufgebracht werden, welche einem Schutz der durch Passivierung gebildeten Anlagefläche dient. Dabei kann es sich beispielsweise um eine stoffschlüssige Beschichtung wie zum Beispiel eine Eloxierung oder eine Lackierung mit einem Lack insbesondere mit einem Kunststofflack beziehungsweise einem elektrisch isolierenden Lack handeln.

Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass die Flanschverbindung einen Abschnitt einer druckfesten Barriere an einem Druckbehälter bildet.

Eine Flanschverbindung kann dazu dienen, einen Druckbehälter (Kapselungsgehäuse) aus mehreren Elementen zusammenzusetzen. Als solches ist die Flanschverbindung Teil einer druckfesten Barriere des Druckbehälters. Die Flanschverbindung kann zum Beispiel dazu dienen eine Durchgangsöffnung zwischen verschiedenen Abschnitten des Druckbehälters bereitzustellen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Flanschverbindung beispielsweise einen Blindflansch ausbildet. Der Druckbehälter weist in seinem Inneren einen Aufnahmeraum auf, in welchem beispielsweise ein elektrisch isolierendes Fluid eingeschlossen ist. Das elektrisch isolierende Fluid kann dann eine gegenüber der Umgebung erhöhten Druck aufweisen, wobei der Druckbehälter dem entstehenden Differenzdruck standhalten muss. Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Flansches kann die Fluiddichtigkeit des Druckbehälters auch über längere Zeiträume aufrechterhalten werden.

Eine weitere Aufgabe ist es, eine geeignete Nutzung einer korrosionsgeschützten Flanschverbindung vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird bei einer

Elektroenergieübertragungseinrichtung aufweisend eine korrosionsgeschützte Flanschverbindung aufweisend einen ersten Flansch, einen zweiten Flansch sowie ein zwischen den Flanschen angeordnetes Dichtelement, dadurch gelöst, dass die Flanschverbindung gemäß den vorstehend beschriebenen Merkmalen ausgebildet ist.

Eine Elektroenergieübertragungseinrichtung dient wie eingangs stehend ausgeführt der Übertragung von elektrischer Energie. Innerhalb eines Kapselungsgehäuses kann dabei die Anordnung eines elektrisch isolierenden Fluids vorgesehen sein. Ein Kapselungsgehäuse kann beispielsweise als Druckbehälter ausgebildet sein. Das elektrisch isolierende Fluid umspült zumindest einen Phasenleiter, welcher innerhalb des Druckbehälters angeordnet ist. Das elektrisch isolierende Fluid gewährleistet eine elektrische Isolation des Phasenleiters. Aufgrund einer Druckbeaufschlagung des elektrisch isolierenden Fluids kann dessen Isolationsfestigkeit erhöht werden. Um den auftretenden Kräften standzuhalten ist der Druckbehälter mit einer entsprechenden Druckfestigkeit ausgestattet. Der Druckbehälter kann dabei aus verschiedenen Elementen zusammengesetzt sein, wobei diese über eine entsprechende Flanschverbindung verbindbar sind. Die Flanschverbindung gestattet ein reversibles Öffnen und Schließen des Druckbehälters. Aufgrund des Einsatzes einer erfindungsgemäßen korrosionsgeschützten Flanschverbindung kann eine langzeitstabile fluiddichte Barriere ausgebildet werden.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Flanschverbindung eine fluiddichte Verbindung an einem Kapselungsgehäuse bereitstellt, welches ein elektrisch isolierendes Fluid einhaust.

Vorteilhaft kann weiter vorgesehen sein, dass innerhalb des Kapselungsgehäuses ein Phasenleiter angeordnet ist, welcher umspült von dem elektrisch isolierenden Fluid elektrisch isoliert ist.

Ein Kapselungsgehäuse kann beispielsweise als Druckbehälter ausgebildet sein. Innerhalb des Kapselungsgehäuses dient ein Phasenleiter einer Leitung eines elektrischen Stromes. Der Phasenleiter ist dazu elektrisch zu isolieren. Zur elektrischen Isolation des Phasenleiters dient ein elektrisch isolierendes Fluid, welches innerhalb des Kapselungsgehäuses eingeschlossen ist. Das elektrisch isolierende Fluid umspült den Phasenleiter.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.

Dabei zeigt die

Figur 1 einen Schnitt durch eine

Elektroenergieübertragungseinrichtung mit einer korrosionsgeschützten Flanschverbindung in einer ersten Ausführungsvariante, die Figur 2 eine teilweise Freischneidung einer korrosionsgeschützten Flanschverbindung in einer zweiten Ausführungsvariante, die

Figur 3 eine teilweise Freischneidung einer korrosionsgeschützten Flanschverbindung in einer dritten Ausführungsvariante, die

Figur 4 ein erstes Detail, die

Figur 5 ein zweites Detail, die

Figur 6 ein drittes Detail, die

Figur 7 ein viertes Detail und die

Figur 8 ein fünftes Detail.

Die Figur 1 zeigt einen Schnitt durch einen Bereich einer Elektroenergieübertragungseinrichtung. Der Bereich weist eine korrosionsgeschützte Flanschverbindung in einer ersten Ausführungsvariante auf. Die korrosionsgeschützte Flanschverbindung weist einen ersten Flansch 1 sowie einen zweiten Flansch 2 auf. Die beiden Flansche 1, 2 sind als sogenannte Ringflansche ausgeführt und weisen eine kreisringförmige Kontur auf. Die beiden Flansche 1, 2 sind koaxial zu einer Längsachse 3 ausgerichtet. Der erste Flansch 1 ist stirnseitig an einem ersten Flanschstutzen 4 angeordnet. Der zweite Flansch 2 ist stirnseitig an einem zweiten Flanschstutzen 5 angeordnet. Die Flanschstutzen 4, 5 sind koaxial zur Längsachse 3 angeordnet. Der erste und der zweite Flansch 1, 2 sind mittels Schraubverbindungen 6 miteinander verspannt. Dazu weisen die Flansche 1, 2 an ihrem äußeren Umfang gleichmäßig verteilt mehrere Ausnehmungen auf, die jeweils von einem Bolzen durchsetzt sind. Die Flanschverbindung bzw. die Flanschstutzen 4,5 sind Teil eines Kapselungsgehäuses. Vorliegend ist das Kapselungsgehäuse als Druckbehälter ausgebildet, wobei der Verbund zwischen den Flanschen 1, 2 entsprechend drucktest und fluiddicht ausgeführt ist. Das Innere des Kapselungsgehäuses ist entsprechend mit einem elektrisch isolierenden Fluid befüllt. Das elektrisch isolierende Fluid umspült einen Phasenleiter 7 zu dessen elektrischer Isolation. Der Phasenleiter 7 ist gegenüber den Wandungen des Kapselungsgehäuses beabstandet elektrisch isoliert gehaltert. Bedarfsweise können auch mehrere Phasenleiter innerhalb des Kapselungsgehäuses angeordnet sein und von ein und demselben elektrisch isolierenden Fluid umspült sein.

Um einen fluiddichten und druckfesten Verbund zwischen den beiden Flanschen 1, 2 zu erzielen, weist der erste Flansch 1 eine erste Flanschfläche 8 und der zweite Flansch 2 eine zweite Flanschfläche 9 auf. Die beiden Flanschflächen 8, 9 sind im Wesentlichen ringförmig ausgebildet. Vorteilhaft weisen die beiden Flanschflächen 8, 9 eine Kreisringform auf.

Zwischen den beiden Flanschflächen 8, 9 ist ein Dichtelement

10 angeordnet. Bei dem Dichtelement 10 handelt es sich um einen sogenannten O-Ring, welcher elastisch verformbar ist. Zur Aufnahme des Dichtelement 10 und zur Begrenzung seiner Verformbarkeit ist in der zweiten Flanschflächen 9 eine Aufnahmenut 11 angeordnet. Die Aufnahmenut 11 weist vorliegend einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, wobei der Nutboden annähernd parallel zur zweiten Flanschfläche 9 ausgerichtet ist. Nutflanken der Aufnahmenut

11 sind im Wesentlichen lotrecht zum ebenen Boden ausgerichtet. In die kreisringförmig umlaufende Aufnahmenut 11 ist das formkomplementär ausgebildete Dichtelement 10 eingelegt. Das Dichtelement 10 ist dabei wiederum koaxial zur Längsachse 3 ausgerichtet. Zur Ausbildung eines Widerlagers für das Dichtelement 10 ist in der ersten Flanschfläche 8 eine Anlagefläche 12 angeordnet. Die Anlagefläche 12 korrespondierend zum Verlauf des Dichtelement 10 ebenfalls mit einem kreisringförmigen Verlauf versehen und koaxial zur Längsachse 3 ausgerichtet. Vorliegend ist die Anlagefläche 12 in einer Nut 13 angeordnet. Die Nutflanken der Nut 13 münden derart in der zwotes Flanschfläche 9 des zweiten Flanschstutzens 5, dass in einer Projektion eine Mündung im Grenzbereich der Anlagefläche 12 gegeben ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Anlagefläche 12 in radialen Richtungen eine größere Erstreckung aufweist als die Nutöffnung nun der Nut 13. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, dass in einer Projektion die Nutflanken innerhalb der Aufnahmefläche 12 münden. Eine bevorzugte Achse der Projektion ist dabei die Verspanneinrichtung, in welcher die beiden Flansche 1, 2 miteinander verspannt sind. Vorliegend ist die Verspannrichtung parallel zur Längsachse 3 ausgerichtet .

Durch die Nutflanken der Nut 13 die radiale Erstreckung der Anlagefläche 12 begrenzt. In der Nut 13, insbesondere am Nutboden ist eine Beschichtung angeordnet, welche die Anlagefläche 12 bildet. Vorliegend ist vorgesehen, dass die Beschichtung eine derartige stärke aufweist, dass die Nut 13 nicht vollständig verfüllt ist. So verbleibt eine Stufe am Übergang von der Anlagefläche 12 zu der Oberfläche der ersten Flanschfläche 8 besteht welche die Anlagefläche 12 begrenzt. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass eine Beschichtung/Befüllung oder Überdeckung derart erfolgt, dass die Nut 13 vollständig verfüllt ist und ein bündiger Übergang von der Anlagefläche 12 in jene die Anlagefläche 12 begrenzende Oberfläche der erste Flanschfläche 8 vorliegt.

Zum Beschichten können verschiedenartige Verfahren vorgesehen sein beispielsweise kann die Anlagefläche durch einen Auftrag eines Beschichtungsmittels gebildet sein. Dazu kann beispielsweise eine Lackierung erfolgen oder eine Folie aufgeklebt werden oder eine Oxidschicht aufgebracht werden. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass mehrere aufeinanderfolgende Schichten zur Ausbildung der Anlagefläche aufgebracht werden. Zum Beispiel kann eine Oxidschicht durch eine weitere Beschichtung beispielsweise um eine Kunststoffbeschichtung oder ähnlichem ergänzt werden. Unabhängig von der Art der Ausgestaltung der Anlagefläche 12 weist die Anlagefläche 12 jedoch eine geringere Reaktivität auf als die Oberfläche der ersten Flanschfläche 8, welche die Anlagefläche 12 begrenzt. Vorliegend ist die erste Flanschfläche 8 analog zur zweiten Flanschfläche 9 des zweiten Flansches 2 metallisch also elektrisch leitend ausgebildet. Bevorzugt handelt es sich um ein Nichteisenmetall bzw. um eine Nichteisenmetalllegierung bevorzugt auf Aluminiumbasis.

Durch die elastische Verformung des Dichtelement 10 und eine aneinanderpressen der beiden Flansche 12 ist eine Dichtwirkung zwischen der Anlagefläche 12 und dem anliegenden Dichtelement 10 gegeben. Neben dem in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zur Ausbildung einer Anlagefläche 12 kann die Anlagefläche 12 auch nach alternativen Fertigungsverfahren bzw. Ausgestaltungen erstellt werden, wobei die sich einstellenden Anlagefläche 12 eine geringe chemische Reaktivität aufweisen sollte. Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten insbesondere eine Anlagefläche 12 sind in sind in den folgenden Figuren 2 bis 8 gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.

Die Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsvariante einer Flanschverbindung, die teilweise freigeschnitten ist. Ein erster Flansch 1A ist als Ringflansch ausgeführt und stirnseitig an einem ersten Flanschstutzen 4A angeordnet. Ein zweiter Flansch 2A ist als Blindflansch ausgebildet und dient einem stirnseitigen Verschluss des ersten Flansches 1A. In einer ersten Flanschfläche 8A des ersten Flansches 1A ist eine Anlagefläche 12A ausgebildet. Vorliegend ist die erstes Anlagefläche 12A durch ein Passivieren einer kreisringförmigen Bahn in der ersten Flanschfläche 8A des ersten Flansches 1A gebildet. Dadurch ist eine reaktionsunfähige bzw. reaktionsträge Anlagefläche 12A gebildet. Ein Passivieren kann beispielsweise mittels chemischer oder elektrochemischer Bearbeitung erfolgen, sodass die Anlagefläche 12A als Oxidschicht ausgeführt ist. Vorliegend ist auf das Einbringen einer Nut in die erste Flanschfläche 8A verzichtet. Bedarfsweise kann jedoch auch eine Nut 13 analog zur Ausführungsbeispiel nach Figur 1 vorgesehen sein. An der Anlagefläche 12A liegt dichtend ein Dichtelement 10A an, welches in eine Aufnahmenut 11A der zweiten Flanschfläche 9A des zweiten nun Flanschstutzens 5A eingelegt ist. Der zweite Flanschstutzen 5A ist wiederum ringförmig ausgebildet und mittels Schraubverbindungen 6 gegen den ersten Flanschstutzen 4A gepresst. Zur Ausbildung eines Blindverschlusses ist der zweite Flanschstutzen 5A mit einer Wandung verdämmt.

In der Figur 3 ist eine dritte Ausführungsvariante zur Ausbildung einer Anlagefläche 12B gezeigt. Ein erster Flanschstutzen 4B ist innenwändig mit einer Beschichtung versehen. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine Lackierung, wobei die Lackierung in eine erste Flanschfläche 8B des ersten Flanschstutzen 4B übergeht. Nun dadurch ist in der ersten Flanschfläche 8B die Anlagefläche 12B gebildet, welche eine geringe chemische Reaktivität aufweist. Ein entsprechendes Dichtelement 11B kann analog zu den vorstehenden Ausführungsvarianten in einer Aufnahmenut 12B einer zweiten Flanschfläche eines zweiten Flanschstutzens 5B angeordnet sein.

Die Figur 4 zeigt erstes Detail zur Ausbildung einer Anlagefläche 12C. Die Anlagefläche 12C ist vorliegend durch Auflegen eines diskreten Elementes ausgebildet. Das diskrete Element kann beispielsweise eine Folie, eine Keramik, ein eigenstabiler Kunststoffring o. ä. sein. Das diskrete Element kann beispielsweise auf eine erste Flanschfläche 8, 8A, 8B, 8C, 8D aufgeklebt werden. Zwischen der Anlagefläche 12C und der ersten Flanschfläche 8, 8A, 8B, 8C, 8D kann ein stoffschlüssiger Verbund ausgebildet werden. Die erste Flanschfläche 8, 8A, 8B, 8C, 8D kann zur Aufnahme des diskreten Elementes eine Nut aufweisen oder das diskrete Element kann auf einen flachen Abschnitt der ersten Flanschfläche 8, 8A, 8B, 8C, 8D aufgesetzt werden. Bei der Nutzung einer Nut 13 zur Aufnahme der Anlagefläche 12C kann vorgesehen sein, dass durch das diskrete Element die Nut vollständig oder teilweise aufgefüllt wird. Bevorzugt kann eine Anlagefläche 12C im Bereich eines Nutbodens der Nut angeordnet sein. In einer Aufnahmenut 11C ist ein Dichtelement IOC angeordnet.

Das in der Figur 5 gezeigte zweite Detail zeigt eine Ausgestaltung einer Anlagefläche 12D, wobei in einer ersten Flanschfläche 8, 8A, 8B, 8C, 8D eine Nut 13 eingebracht sein kann oder auf eine Nut 13 verzichtet werden kann. Die Anlagefläche 12 die ist durch eine Beschichtung ausgebildet. Ein Beschichten kann beispielsweise mittels eines Lackes, durch eine Oxidschicht (z.B. durch Passivieren), durch eine Kunststoffbeschichtung durch ein thermisches Behandeln, zum Beispiel eine Keramikbeschichtung usw. hergestellt werden. In einer Aufnahmenut H D ist ein Dichtelement 10D angeordnet.

Das dritte Detail nach Figur 6 zeigt eine Flanschfläche 8,

8A, 8B, 8C, 8D in welche eine Nut 13 eingebracht ist. Zur Ausbildung einer Anlagefläche 12D ist ein eigenstabiles diskretes Element unter Ausbildung einer Presspassung in die Nut 13 eingepresst. Das eigenstabil diskrete Element ist beispielsweise ein Kunststoff- oder Keramikring.

Das vierte Detail nach Figur 7 zeigt die Ausgestaltung einer Anlagefläche 12F, wobei dazu in eine Flanschfläche 8, 8A, 8B, 8C, 8D Partikel eingewalzt werden. Dadurch ist eine Beschichtung und Überdeckung eines Abschnittes der Flanschfläche 8, 8A, 8B, 8C, 8D gegeben. Durch die Lage der

Partikel innerhalb der Flanschfläche 8, 8A, 8B, 8C, 8D wird eine ringförmige Anlagefläche 12F gebildet. Bei den Partikeln handelt es sich beispielsweise um Oxide oder Karbide handeln. Ergänzend kann eine zusätzliche über Deckung der ringförmigen Anlagefläche 12F mit den eingewalzten Partikeln beispielsweise durch einen Lack oder eine Kunststoffbeschichtung vorgesehen sein. Das fünfte Detail nach Figur 8 zeigt eine Variante zur Ausgestaltung einer Anlagefläche 12G wobei durch mechanische Bearbeitung ein Verdichten zumindest eines Teils der Flanschfläche 8, 8A, 8B, 8C, 8D erfolgt. Durch das Verdichten wird die Gefügestruktur verändert, sodass die Anzahl freier Elektroden reduziert wird. Im Bereich der Verdichtung wird aufgrund der kompaktierten Gitterstruktur die Reaktionsfreudigkeit der Flanschfläche 8,8 A, 8B, 8C, 8D bereichsweise herabgesetzt, wodurch eine Anlagefläche 12G mit geringer chemischer Reaktivität gebildet ist. Eine durch verdichten gebildete Anlagefläche 12F ist besonders dann vorteilhaft, wenn zur Ausgestaltung des ersten Flansches 4, 4A, 4B ein Metall bzw. eine Metalllegierung Verwendung findet.

Die in den Figuren 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 gezeigten Ausgestaltungsvariante sind in verschiedenartig gestalteten Flanschen bzw. Flanschflächen einsetzbar. Die sich jeweils ausbildende Anlagefläche 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F,

12G weist gegenüber den sie begrenzenden Oberflächen eine reduzierte chemische Reaktivität auf. Zur Erzielung einer entsprechenden Anlagefläche 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, 12G können verschiedene Verfahren eingesetzt werden. So kann beispielsweise eine Passivierung eines Materials (bevorzugt Metall) vorgenommen werden, können nichtmetallischer Partikel ein gewalzt werden, es kann ein diskreter Scheibenring befestigt werden, es kann eine allgemeine Beschichtung erfolgen, die Beschichtung kann eine Farbbeschichtung, eine Oxidbeschichtung, eine Beschichtung mit nichtmetallischen Partikeln sein, es kann eine thermische Beschichtung insbesondere mit einer Keramik erfolgen und die Anlagefläche 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, 12G kann sich über den jeweiligen Flansch in eine Flanschstutzen hinein erstrecken. Zur Begrenzung einer Anlagefläche 12, 12A, 12B, 12C, 12D,

12E, 12F, 12G kann die Verwendung einer Nut 13 vorgesehen sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine Anlagefläche frei auf einer Flanschfläche 8, 8A, 8B, 8C, 8D angeordnet ist. Weiterhin kann auch ein Einpressen, bzw. ein Verpressen eines Ringes in einer Flanschfläche 8, 8A, 8B, 8C, 8D vorgesehen sein. Bevorzugt kann ein Verpressen eines Ringes in einer Nut vorgesehen sein.