Werkstoffgrenzen von Faser-Kautschuk-Dichtungen

Es kann viele Gründe für Undichtigkeiten an Flanschverbindungen geben, aber wiederkehrende Undichtigkeiten sind oft das Ergebnis einer Nichtbehebung der eigentlichen Ursache. Eine der Ursachen kann die Wirkung des gewählten Dichtungsmaterials sein. Insbesondere die Nichtbeachtung der Materialgrenzen einer bestimmten Dichtung in Bezug auf die Betriebsparameter.

Vor dem eigentlichen Einbau sollten mehrere Fragen gestellt werden. Werden alle Fragen bejaht, kann davon ausgegangen werden, dass die Flanschverbindung anschließend sicher und zuverlässig dicht ist.

• Wurde eine Anzugsdrehmomentberechnung durchgeführt, die die Beanspruchung aller Teile der Flanschverbindung unter Betriebsbedingungen berücksichtigt?
• Habe ich eine entsprechend ausgelegte Dichtung, die den Betriebsparametern, d.h. Temperatur, Druck, Medium, sicher standhält?
• Stimmt der in der Berechnung angegebene Schmierstoff mit dem Schmierstoff überein, den ich zur Behandlung des Verbindungselements verwenden werde? Und hat dieser Schmierstoff gemessene Reibungskoeffizientenwerte gemäß EN 16047?
• Sind die Sitzflächen der Flansche frei von sichtbaren Beschädigungen?
• Ist das Verbindungselement unbeschädigt, gereinigt und ordnungsgemäß geschmiert?
• Wird das Montageverfahren nach EN 1591-4 befolgt? Und ist das Montagepersonal nach dieser Norm geschult?

Heutzutage gibt es kein universelles Dichtungsmaterial wie das früher verwendete Asbestmaterial "Klingerit". Jedes Material hat seine Grenzen und diese werden durch seinen schwächsten Teil bestimmt.

Bei Fasergummiwerkstoffen im Allgemeinen ist der schwächste Teil der Gummi, d.h. NBR, CSM usw. Insbesondere die Temperaturbeständigkeit dieser Elastomere reicht von -20 °C bis maximal 150 °C. Aus diesem Grund kann die Temperaturbeständigkeit auch nicht durch den Zusatz von z. B. Graphit, Aramid usw. erhöht werden. Dennoch wird oft argumentiert, dass diese Werkstoffe "kurzfristig" auch bei 350 °C eingesetzt werden können. Aber kann der Begriff "kurzfristig" spezifiziert werden?

Das Verhältnis der verschiedenen Komponenten in Fasergummiwerkstoffen ist wie folgt.

• ca. 15 % Graphit-, Aramid- oder Synthesefasern
• ca. 25-45 % sind elastomere Bindemittel, d.h. NBR, CSM, etc.
• ca. 40-60 % sind Füllstoffe

Im Gegensatz dazu bestanden Asbestdichtungen zu ca. 80 % aus Asbest selbst, der Rest aus elastomeren Bindemitteln und Füllstoffen.

Der hohe Anteil an elastomeren Bindemitteln in Faserkautschukdichtungen zeigt, warum ihr Ersatz durch Asbestdichtungen eine häufige Ursache für Undichtigkeiten ist. Insbesondere bei Anwendungen mit Temperaturen über 150 °C kommt es bei Elastomeren zu Aushärtung, Volumen- (Dicke) und Elastizitätsverlusten. Aus diesen Gründen kommt es in der Folge zu Leckagen an der Flanschverbindung (insbesondere bei Temperaturänderungen).

Als ein Beispiel aus unserer Erfahrung können wir die Lösung eines Lecks an einem hochwertigen Dampferhitzer anführen. Es handelt sich um einen Druckbehälter mit Temperaturen um 350 °C und einem Dampfdruck von 3,1 MPa. Das Leck trat immer dann auf, wenn die Betriebstemperatur gesenkt wurde. Die Ursache war die Verwendung einer Gummifaserdichtung, die für die Parameter völlig ungeeignet war. Wir konnten die Zuverlässigkeit und Dichtheit der Verbindung verbessern, indem wir die ursprüngliche Dichtung durch eine Dynagraph-Dichtung mit einem gewellten Edelstahlkern und einer Graphitfolie ersetzten.

Spike-Heizung

Dyngraphische Dichtungen

Die in den Werkstoffblättern der Lieferanten angegebenen Parameter sind eher Marketinginformationen.

Daher sind die Angaben in den PT-Diagrammen mit Vorbehalt und unter Berücksichtigung der spezifischen Betriebs- und Abmessungsparameter der Flanschverbindung zu lesen. Dies gilt insbesondere für Dichtungsanwendungen im Bereich der in den PT-Diagrammen angegebenen Extremwerte.

Beispiel PT-Diagramm

**Dichtungen aus hochwertigen Gummifaserwerkstoffen haben ihren Platz in der Flanschverbindung. Sie dürfen jedoch nur für die Anwendungen verwendet werden, für die sie vorgesehen sind.