Hand- und Mannloch-Einfüllöffnungen mit Kurbelverschlüssen oder Klammerschrauben werden fast täglich geöffnet und verschlossen und damit einer hohen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt. Dichtungen aus PTFE mit Faserstoff- oder Graphiteinlage halten dieser Belastung häufig nur begrenzt stand oder werden von Lösemitteln angegriffen. Durch Verwendung von TFM als Hüllenmaterial und einer Einlage aus PTFE-imprägniertem Glasfasergewebe erhält man eine Dichtung, die für diesen Anwendungsfall hervorragend geeignet ist.
Rudolf Hawellek
Die bei Kurbelverschlüssen zu erzielende geringe Flächenpressung zwingt Anlagenbetreiber meistens dazu, Hüllendichtungen mit Elastomereinlage zu verwenden. Diese Dichtungen gleichen die Unebenheiten des Flansches zwar gut aus, stellen jedoch unter Umständen ein Risiko dar. Die Elastomereinlage wird nicht selten innerhalb kurzer Zeit durch das abzudichtende Medium angegriffen, quillt auf und wird weich. Schon bei geringer Druckbeaufschlagung wird dann die Dichtung mit teilweise dramatischen Folgen ausgeblasen.
Durch die Verwendung von TFM als Hüllenwerkstoff wird das PTFE-typische Kriechen reduziert und eine geringere Permeabilität erreicht. Anstelle der Weichstoffeinlage kommt bei der Perel-Dichtung ein PTFE-imprägniertes Glasfasergewebe zum Einsatz. Die elastischen Eigenschaften der dreidimensional liegenden PTFE-imprägnierten Faserstruktur bewirken eine Permanent-Elastizität dieser Dichtung. Darüber hinaus hat die Einlage gute Notdichteigenschaften, z. B. bei Beschädigung der Hülle. Dimensionsstabilität, Robustheit und Ausblassicherheit der Dichtung werden durch einen rostfreien Stahlring aus 1.4404 gewährleistet. Befestigungslaschen ermöglichen eine gute Fixierung der Dichtung am Hand- oder Mannlochdeckel.
Langzeiterfahrungen mit Öffnungs- und Schließzyklen bei Anwendern zeigen eine signifikant längere Lebensdauer der Dichtung und eine verbesserte Dichtheit gegenüber der konventionellen Ausführung mit Weichstoffeinlage. Schon bei Inbetriebnahme konnte mit deutlich weniger Kraftaufwand Leckage verhindert werden. Dies änderte sich nicht nach mehrmonatigem Einsatz mit teilweise täglichem Öffnen und Schließen des Fülllochdeckels mit Kurbelverschluss.
Bis 6 bar geeignet
Die Versuchsdichtungen wurden alle nach der Basler Norm BN 83 Teil 8 gefertigt. Die Dichtungsdicke vor dem Einbau beträgt nach Norm 8 mm. Das anfängliche Setzen der Dichtung um ca. 1 mm bei einer Einbauflächenpressung von 8 MPa und 150 °C veränderte sich auch nach mehreren Temperaturzyklen nicht. Beim Einsatz im Vakuum wurden mit Qmin 2 MPa die vom Anwender geforderten 5 mbar problemlos erreicht. Normalerweise werden die Rührkessel bis zu 2 bar Überdruck beaufschlagt. Bei den Feldversuchen konnte auch nach längerer Einsatzdauer kein Leckageanstieg verzeichnet werden, der einen erhöhten Kraftaufwand als bei Inbetriebnahme beim Schließen des Kurbelverschlusses bzw. Schließdruck erfordert hätte. Die Perel-Dichtung kann bis 6 bar Überdruck eingesetzt werden, es liegen Erfahrungen bis zur Temperaturobergrenze von 220 °C vor. Interne Drucktests bei 10 bar und 180 °C bestätigen eine hohe Ausblassicherheit. In diesen Fällen wurde die Dichtung mit einer Einbauflächenpressung von 20 MPa installiert.
Bei Kurbelverschlüssen wird nach den bis jetzt gesammelten Erfahrungen schon bei 2 bis 3 MPa Einbauflächenpressung eine gute bis sehr gute Dichtheit erzielt. Bei Emailflanschen mit Klammerschrauben liegt die Flächenpressung in der Regel zwischen 8 bis 12 MPa, eventuell auch darüber. Dies wirkt sich nur positiv auf die Dichtheit aus. Die Dichtung kann bis zu einer Flächenpressung von 50 MPa (Qmax) eingebaut werden. Da die maximal zu erzielende Einbauflächenpressung bei Emailflanschen durch Drehmomentvorgaben der Hersteller limitiert ist, kann die Dichtung im Einsatz bei Email nicht zerstört werden.
cav 403
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