Allrounddichtung

Dr. Alexander Riedl

Die Gore universelle Rohrleitungsdichtung ePTFE (Bild 1) lässt sich für Stahlflansche, Kunststoff- oder Stahl-Email-Flansche genauso wie auch für ausgekleidete Flansche einsetzen (Bild 2). Dem Anwender eröffnet dieses breite Einsatzspektrum eine Reihe von Kosten sparenden Optimierungsmöglichkeiten. Gerade bei Unternehmen mit ihren knappen personellen Ressourcen machen sich die folgenden Vorzüge besonders schnell bemerkbar:

Damit eine Dichtung aber überhaupt auf den genannten Flanschtypen verwendet werden kann, muss sie diverse Voraussetzungen erfüllen. So darf sie etwa eine vorgegebene Leckagerate (z. B. nach TA-Luft) bei maximaler Flanschkraft nicht überschreiten. Sie muss sich weiterhin den Rauigkeiten (Mikrounebenheiten) und Welligkeiten (Makrounebenheiten) der Dichtflächen anpassen können, um auf diese Weise eine Leckage zwischen Dichtflächen und Dichtung zu verhindern. Und gleichzeitig muss sie sich so weit verformen, dass innere Leckagewege minimiert werden. Dazu bedarf es einer hohen Verformungsfähigkeit und Querschnittsdichtheit, und zwar bereits bei niedrigen Flächenpressungen. Ganz besonders gilt dies bei Flanschen aus Kunststoff und Stahl-Email, die nur geringe Schraubenkräfte zulassen.

Im Betrieb wiederum ist die Dichtung vor allem Temperaturbelastungen und dem Betriebsmedium ausgesetzt, und auf die Rohrleitung wirken zusätzliche Kräfte und Momente. Ideal wäre es nun, wenn eine Dichtung im Betrieb die Flächenpressung, die beim Einbau aufgebracht wurde, aufrecht hält. Das geht aber nur dann, wenn sich die Dichtung nicht weiter verformt oder ein rein elastisches Verhalten zeigt. In der Praxis jedoch führen beispielsweise Temperaturbelastungen zu einer bleibenden Verformung und – daraus folgend – zu geringerer Flächenpressung. Es gibt keine Dichtung, die sich im laufenden Anlagenbetrieb nicht verformt (z. B. durch Kriechrelaxation). Ebenso bleibt auch keine Dichtung über ihren kompletten Lebenszyklus vollkommen elastisch.

Diese negativen Einflüsse können jedoch reduziert werden, wenn eine Dichtung verwendet wird, die erstens im Betrieb so dünn wie möglich ist, und sie zweitens bei maximal zulässiger Kraft eingebaut wird. Darüber hinaus bedeutet universelle Einsetzbarkeit schließlich auch größtmögliche Medienbeständigkeit. Dichtungen aus 100 % PTFE wie etwa die Rohrleitungsdichtung Style 800, erfüllen gerade diese Anforderung nahezu vollständig.

Während des Einbaus verformt sich die Dichtung Style 800 auf etwa ein Drittel ihrer Ausgangsdicke und passt sich somit hervorragend an die Mikro- und Makro- unebenheiten der Dichtfläche an (Bild 3). Die integrierte diffusionsdichte Deckschicht aus ePTFE sorgt dabei für die notwendige Querschnittsdichtheit.

Zur Schließung der Material-Porosität, wie sie z. B. bei expandiertem Graphit oder expandiertem PTFE vorzufinden ist, war bisher eine relativ hohe Flächenpressung nötig. Das neuartige Verfahren von Gore reduziert nun die notwendige Flächenpressung auf ein Minimum: Bereits 6 MPa reichen aus (Versuch nach DIN 28090-1), um eine Leckagerate von 0,01 mg/(m x s) bei 40 bar Innendruck zu erreichen (Bild 4 und Bild 5). Darüber hinaus werden die Leckage-Anforderungen nach TA-Luft (230 °C Temperatur, 30 MPa Einbau-Flächenpressung) mit einer Leckagerate von 1,38 x 10–7 mbar x l/(s x m) um nahezu drei Zehnerpotenzen unterschritten.

Um weiterhin bei der Montage die Grundlage für einen langen und sicheren Betrieb zu schaffen, wurden für die universelle ePTFE-Rohrleitungsdichtung Style 800 spezielle Drehmomenttabellen entwickelt. Sie berücksichtigen das komplette Dichtsystem (Flansche, Schrauben, Dichtung) und geben ein für typische Flanschmaterialien optimales Drehmoment an – so dass eine möglichst dichte und dauerhafte Verbindung gegeben ist.

Im Betrieb soll die Dichtung dann vor allem die beim Einbau erreichte Flächenpressung aufrecht erhalten und über den kompletten Temperaturbereich gegen das Betriebsmedium resistent sein. Untersuchungen zufolge reagieren ePTFE-Dichtungen wie die Gore universelle Rohrleitungsdichtung (Style 800) relativ unempfindlich gegen äußere Kräfte und Momente auf die Rohrleitung.

Sie zeigen darüber hinaus eine geringe Neigung zur Kriechrelaxation und erreichen so eine für PTFE-Dichtungen sehr hohe Restflächenpressung. Die Gründe dafür sind die geringe Restdicke nach der Montage sowie die multidirektional orientierte PTFE-Struktur. Dies führt letztlich zu den bereits genannten sehr geringen Leckageraten sowie einer höheren Sicherheit beispielsweise gegen ein Ausblasen der Dichtung.

In neuen Versuchen zur Bestimmung der Ausblassicherheit nach Vorgaben des TÜV Süddeutschland (werden demnächst in der VDI 2200 Richtlinie veröffentlicht) hat die Gore-Dichtung Style 800 bereits ihre sehr hohe Ausblassicherheit bewiesen. Dabei zeigte sich erst nach einer Reduzierung der Flächenpressung im Betriebszustand auf den Minimalwert bei einer entfernten Schraube eine erhöhte Leckage, die als Ausblasen definiert wird. Die Dichtung verblieb jedoch auch dann im Dichtsitz und entsprach somit der Forderung Leck vor Bruch. Gleiche Ergebnisse in weiteren Versuchen an Stahl-Email- und an Kunststoff-Flanschen belegen schließlich die universelle Einsetzbarkeit ePTFE-Rohrleitungsdichtung.

cav 401