Chemietauglich

Dipl.-Ing. (FH) Michael Krüger

Ingenieure stehen bei Projektauftragsarbeiten im Maschinenbau für die chemische Industrie sehr häufig vor dem Problem, dass sie vom Auftraggeber zwar viele Informationen zu den Arbeitsaufgaben der zu konstruierenden Pumpen, Rohrleitungen oder anderen Einzelkomponenten erhalten, jedoch nicht, mit welchen Medien diese Bauteile im späteren Arbeitseinsatz in Berührung kommen bzw. welche spezifischen Medien gefördert werden sollen. Das stellt die Konstrukteure vor die Herausforderung, alle technischen Bauteile so auszurichten, dass ein einwandfreier Arbeitseinsatz mit einer breiten Resistenz gegenüber vielen Medien, auch in Wechselwirkung, über einen langen Zeitraum gewährleistet werden kann. Speziell bei anfälligen Bauteilen im Maschinenbau wie den Dichtungen stellt sich für die Ingenieure meistens die Frage, welcher Werkstoff eingesetzt werden soll. Um auf Nummer sicher zu gehen, müssten die Entwickler häufig einen FFKM-Werkstoff einsetzten. Dieser ist gegen die meisten Medien äußerst resistent – auch im Hochtemperaturbereich – und zudem überzeugen die physikalischen Eigenschaften und sorgen so für ein optimales Dichtergebnis. Allerdings liegen die Kosten für diesen Werkstoff weit höher als in den meisten geplanten Budgets vorgesehen und somit könnte das Endprodukt unter Umständen nur zu einen nicht marktgerechten Preis angeboten werden.

Eine Alternative bietet die Firma C. Otto Gehrckens – kurz COG genannt –mit dem hochwertigen FKM-Werkstoff HF 875. Dieser Werkstoff überzeugt durch eine hervorragende Chemikalienbeständigkeit, die in Teilbereichen durchaus mit der chemischen Beständigkeit von FFKM-Werkstoffen mithalten kann, dabei aber deutlich kostengünstiger ist. HF 875 kann im Hochtemperatureinsatz zwar dauerhaft nur bis 200 °C eingesetzt werden. Dies sollte aber für die meisten Anwendungen ausreichen. In den Ausnahmefällen käme man ohnehin nicht umhin, einen entsprechenden Hochtemperatur-Dichtungswerkstoff einzusetzen.

Hochwertige FKM-Werkstoffe werden heutzutage überall dort einsetzt, wo die Dichtungsmaterialien mit aggressiven Medien wie Säuren oder Laugen in Kontakt kommen. Hierzu zählen Rohre, Leitungen, Ventile, Pumpen, Motoren, Gleitringdichtungen, Rührwerke, Kupplungen und Vakuumpumpen, aber auch Anlagen in der Lackindustrie und der Erdölindustrie (z. B. Bohrgestängedichtung), Kessel und Autoklaven. Auch im Einsatz mit Kraftstoffen (Vergaserkraftstoffe, Diesel) sind spezielle FKM-Compounds hervorragend geeignet. Die Einsatzgebiete erstrecken sich von der chemischen Industrie über den Maschinenbau bis hin zur Verfahrenstechnik – kurz alle Bereiche, wo neben einer hohen thermischen auch eine hohe chemische Beständigkeit erforderlich ist. Die Applikationsmöglichkeiten für FKM-Compounds sind dementsprechend sehr vielseitig.

Generell müssen erstklassige FKM-Werkstoffe sehr hoch mit Fluor angereichert sein, wenn diese eine entsprechende chemische Resistenz aufweisen und somit in einem sehr weiten Medienspektrum einsetzbar sein sollen. Zusätzlich müssen die in der chemischen Industrie verbauten Werkstoffe auch häufig eine hervorragende Dampf- und Lösemittelbeständigkeit aufweisen und mit einem sehr niedrigen Druckverformungsrest und hohen mechanischen Eigenschaften überzeugen. Nur so können die hohen Anforderungen erfüllt werden. In der Praxis hat der Anwender verschiedenste FKM-Werkstoffe zur Auswahl. Nur wenige genügen jedoch allen zuvor genannten Anforderungen.

Der hochfluorierte FKM-Werkstoff HF 875 verfügt über eben diese Eigenschaften. Der Druckverformungstest wurde in einem unabhängigen Labor an einem O-Ring und nicht an einem Prüfkörper (hier wären die Werte noch deutlich besser) mit den Maßen 170 x 5,33 mm bei 22 h/200 °C mit einem DVR von nur 11 % nach ISO 815 gemessen. Ebenso überzeugend verhält sich dieser Werkstoff bei Einlagerung in unterschiedlichen Medien. Hier konnten nach 72 h Einlagerung bei 23 °C praktisch keine Werkstoffveränderungen hinsichtlich Härte, Reißfestigkeit, Dehnung, Gewicht oder Volumen festgestellt werden. Da moderne FKM-Werkstoffe häufig in außergewöhnlich anspruchsvollen Anwendungen zum Einsatz kommen, wurden die Tests auf Extremsituationen ausgeweitet, die normalerweise außerhalb der sonst üblichen Einsatzgebiete von elastomeren Dichtungen liegen. Und auch hier liegen die Testergebnisse innerhalb jeder Toleranz, wie die Tabelle zeigt. Die Medienbeständigkeit umfasst Säuren und Basen (beides auch in konzentrierter Form), Alkohole, aromatische und chlorhaltige Kohlenwasserstoffe, Ethanol, Ethanol-Vergaserkraftstoffgemische, Rapsmethylester (RME, Biodiesel), RME-Dieselgemisch, reine Pflanzenöle, sämtliche herkömmliche Kraftstoffe sowie Heißwasser und Dampfbeständigkeit. Neben dem deutlichen Preisvorteil sind die Tests ein nicht zu unterschätzendes Sicherheitsargument für den Konstrukteur und den Anwender.

Online-Info www.cav.de/0609425