Aus hochreinem Graphit

Dipl.-Ing. (FH) Thomas Wackerbauer

Als asbestfreie Dichtungsmaterialien haben sich neben flexiblem Graphit PTFE und elastomergebundene Fasermaterialien am Markt etabliert. PTFE-Dichtungen neigen jedoch zu Kalt- und Warmfluß, was zu Problemen beim Abdichten verschiedenster Medien führen kann. Elastomergebundene Faserdichtungen bestehen aus Glas-, Carbon- oder Kunststoffasern, beispielsweise Aramidfasern, die in einem Elastomer als Bindemittel eingebettet sind. Diese Dichtungen lassen sich beispielsweise nur kurzzeitig bis ca. 200 °C einsetzen. Die Einsatzgrenze wird durch das verwendete Bindemittel bestimmt. Oberhalb von ca. 150 °C setzt eine thermische Zersetzung des Materials ein, und die Dichteigenschaften werden aufgrund des Verlustes bzw. Ausgasens des Bindemittels bei längerem Einsatz mehr und mehr aufgehoben. Das Dichtungsmaterial verliert seine Flexibilität, verhärtet, versprödet und wird porös; drastische Leckageerhöhung und Druckstandsfestigkeitsverluste sind die Folge.

Auch unter 150 °C findet dieser Prozeß statt, allerdings nicht in diesem ausgeprägten Maße, so daß hier erst nach längerer Einsatzdauer eine Versprödung bemerkbar wird. Die Versprödung von Faserdichtungen ist physikalisch bedingt und kann auch nicht durch Beimengungen von Graphit ausgeschaltet werden. Entscheidend ist hier der Einsatz von organischen Bindemitteln.

Sigraflex®-Hochdruckdichtungen sind völlig bindemittelfrei und können je nach Einbausituation und Luftsauerstoffangebot bis ca. 450 °C und sogar in Dampfanwendungen bei noch höheren Temperaturen eingesetzt werden. Sie bestehen aus thermisch expandierten und nachverdichteten, hochreinen Naturgraphiten und altern nicht. Auch ein Setzen bzw. Kriechen unter praxisüblichen Flächenpressungen kann im angegebenen Temperaturbereich vernachlässigt werden. Graphitdichtungen sind deshalb nahezu nachzugs- und wartungsfrei.

Der Multilayerverbund Sigraflex® Hochdruck besteht aus hochreinen,

0,5 mm dicken Graphitfolienlagen und 0,05 mm dicken Edelstahlfolien. Graphitfolien und Edelstahlfolien sind kleberfrei miteinander verbunden. Diese Verbindungstechnik bedingt die besonderen Eigenschaften beim Einsatz als Dichtungsmaterial.

Der Verbund kann aufgrund dieses Aufbaus sehr hohe, für gewöhnliche Graphitdichtungen unübliche, Flächenpressungen aufnehmen. Dies garantiert gerade bei Nut- und Federanwendungen, großen Flanschunebenheiten oder bei extremen Einsatzbedingungen eine maximale Sicherheit.

Entscheidend ist, daß diese Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen bis ca. 450 °C aufgrund der ungeklebten Ausführung bestehen bleiben.

Bei herkömmlichen geklebten Versionen sind die maximal zulässigen Flächenpressungen dagegen relativ niedrig, da durch den Klebereinsatz die Graphitauflagen leichter auf den Edelstahlfolien abgleiten können.

Sigraflex Hochdruck bietet hohe Sicherheit bei Montage und Betrieb. Ein Überpressen der Dichtungen nach DIN 2690 ist in Flanschen mit ebener Dichtleiste nach DIN nicht möglich. Der empfohlene maximale Betriebsdruck für Sigraflex Hochdruck liegt, abhängig von den Betriebs- und Einbaubedingungen, bei 250 bar.

Die Reinheit bzw. der Aschewert von Graphit nimmt direkten Einfluß auf die Leckagerate, Korrosionsneigung und thermische Beständigkeit. Bei Sigraflex Hochdruck liegen die Aschewerte der laminierten Sigraflex-Graphitfolien im hochreinen Bereich unter 0,15 Gew. %.

Die Zusammensetzung der Verunreinigungen bestimmen ebenfalls Dichtigkeit, Korrosionsneigung und thermische Beständigkeit. Deshalb werden nur ganz spezielle Graphitqualitäten verwendet.

Sigraflex Hochdruck ist oberflächenimprägniert. Durch die Art der Oberflächenveredelung werden folgende Effekte erzielt:

• Verminderung von Feuchtigkeitsaufnahme und Erhöhung der Dichtigkeit durch das Verschließen der oberflächennahen Poren im Graphit,

• Erhöhung der Kratzfestigkeit und Steifigkeit sowie

• verringerte Adhäsion der Dichtung an der Flanschdichtfläche bei Demontage.

Mit der Sigraflex-Imprägnierung sind sogar Dichtigkeiten entsprechend der TA-Luft, Klasse 1, möglich. Die Imprägnierung ist gesundheitlich völlig unbedenklich.

Aufgrund der Edelstahlfolienverstärkung kann Sigraflex Hochdruck leicht mit handelsüblichen Schneidwerkzeugen vor Ort geschnitten werden. Damit können kostenintensive Stillstände in den Produktionen schnell behoben werden.

Sigraflex Hochdruck ist als „Fire safe“ nach BS 6755-2 zertifiziert. Der Begriff „Fire Safe“ ist dadurch festgelegt, daß Armaturen, Pumpen oder Ventile einem kurzzeitigen Brandfall bei Betrieb widerstehen müssen. D. h. diese Bauteile müssen bei Extrembedingungen definierten Dichtheitsanforderungen nach außen genügen und damit eine hohe Sicherheit garantieren.

Sigraflex Hochdruck wird den „Fire safe“- Voraussetzungen beispielsweise hinsichtlich seiner Temperaturbeständigkeit, Zug- und Druckfestigkeit sowie seines Rückfederungsverhaltens in besonderem Maße gerecht. Dichtungen aus diesem Material sind bezüglich der genannten Eigenschaften sogar Spiral- und Kammprofildichtungen überlegen.

Der Grund für die hohen Anforderungen hinsichtlich Zugfestigkeit und Rückfederung liegt darin, daß sich im Brandfall an der Flanschverbindung ein Flächenpressungsverlust einstellen wird. Dieser wird durch das Dichtungsmaterial Sigraflex Hochdruck im Rahmen der geforderten Dichtigkeit durch die gute Rückfederungseigenschaft kompensiert.

Bei einer Feuereinwirkung auf ein Rohrsystem werden sich, ausgelöst durch die thermischen Spannungen, erhebliche Flanschblattverzüge einstellen, die zu erhöhten Druckbelastungen der Dichtung im Flansch führen. Die dabei erforderlichen hohen Druckfestigkeiten, gerade bei hohen Temperaturen, erreichen bevorzugt reine Metalldichtungen und eben die klebstofffrei hergestellten, metallverstärkten Sigraflex Hochdruck-Dichtungen.

Sigraflex-Plattenmaterial ist in den Abmessungen 1500 mm x 1500 mm erhältlich. Größere Dichtungen können nun aus einem Stück angefertigt werden. Die speziell auf die Bedürfnisse des Apparatebaus entwickelte Platte trägt die Bezeichnung Sigraflex Hochdruck AP (V30011Z3I).

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