Gestiegene Anforderungen in der chemischen und petrochemischen Industrie erfordern noch bessere Dichtungswerkstoffe, die nicht nur einer Vielzahl aggressiver Chemikalien, hohen Drücken und Temperaturen widerstehen, sondern auch beständig sind gegen schlagartige Druckabfälle und selbst bei sehr tiefen Einsatztemperaturen eine zuverlässige Funktion der Anlagen ermöglichen. Daher hat DuPont seine Kalrez-Familie von Perfluorelastomerteilen um zwei Typen erweitert, die diese speziellen Anforderungen erfüllen.
Johan François
Knapper werdende Öl- und Gasreserven erfordern die Erschließung neuer, z. B. tief unter dem Meeresgrund liegender Vorkommen. Dort herrschen im Allgemeinen sehr hohe Temperaturen und Drücken, und die Gefahr schlagartiger Druckabfälle (Rapid Gas Decompression, RGD) nimmt zu. Zudem sind die Anlagen und Materialien in diesen Tiefen höheren Konzentrationen aggressiver Gase wie Kohlendioxid, Methan, Schwefelwasserstoff, Dampf, Ammoniak und anderen, korrosiven aminhaltigen Substanzen ausgesetzt.
Dank seiner hohen Beständigkeit gegen explosive Dekompression (ED) ist hydrierter Acryl-Nitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) ein bevorzugtes Material für Dichtungen in Öl- und Gasförderanlagen. Bei erhöhten Umgebungstemperaturen kommen zunehmend spezielle ED-beständige Fluorelastomer(FKM)-Typen zum Einsatz. Höhere Konzentrationen aggressiver Gase wie Schwefelwasserstoff erfordern allerdings die Verwendung von Perfluorelastomeren (FFKM). Herkömmliche, für schlagartige Druckabfälle optimierte FFKM-Typen besitzen im Vergleich zu HNBR jedoch schlechtere mechanische Eigenschaften und damit eine nicht ausreichende ED-Beständigkeit.
Jetzt hat DuPont den Perfluor-elastomertyp Kalrez 0090 entwickelt, der speziell auf diese Einsatzbedingungen abgestimmt ist. Er ist beständig gegenüber explosiver Dekompression und besitzt zugleich die für FFKM typische vorteilhafte Eigenschaftskombination aus sehr hoher chemischer und Temperaturbeständigkeit, minimaler Volumenquellung sowie geringem Druckverformungsrest. Tests des britischen Prüfinstituts Merl (Materials Engineering Research Laboratory) zur ED-Beständigkeit bestätigen, dass Kalrez 0090 die Anforderungen der höchsten Stufe 0000 nach Norsok M-710 erfüllt. Diese Normenreihe wurde von der norwegischen Öl- und Gasindustrie entwickelt und spezifiziert die Anforderungen an Dichtungswerkstoffe für den Einsatz in Öl- und Gasförderanlagen.
Beständig bis -42 °C
An der Oberfläche von Öl- und Gasförderanlagen in Nordeuropa oder der Arktis herrschen oft sehr tiefe Temperaturen, sodass dort eingesetzte Werkstoffe eine sehr gute Tieftemperaturbeständigkeit aufweisen sollten. Üblicherweise gehen Elastomere bei extrem tiefen Temperaturen in einen glasartigen Zustand über und werden sehr spröde, was ihre Dichtleistung beeinträchtigen kann.
Kalrez Spectrum 0040 von DuPont besitzt eine für Perfluorelastomere sehr niedrige Temperaturbeständigkeit von bis zu -42 °C bei statischen Dichtungsanwendungen, während seine Medienbeständigkeit mit der herkömmlicher Kalrez-Spectrum-Typen vergleichbar ist. So ist es beständig gegen aggressive Chemikalien wie Säuren, Amine, Basen, Aldehyde, Ethylenoxid sowie Heißwasser bzw. Dampf.
Dichtungen aus Kalrez 0040 eignen sich für alle Arten von Dichtungen in chemischen und petrochemischen Anlagen sowie im Schiffs-, Eisenbahn- und Fahrzeugbau, die im Einsatz sehr tiefen Temperaturen ausgesetzt sind. Zwei aktuelle Beispiele zeigen, wie Kalrez Spectrum 0040 die Standzeiten von Dichtungen bei sehr tiefen Einsatztemperaturen signifikant verbessern, die Zuverlässigkeit der Prozesse erhöhen sowie Wartungskosten und Produktionsausfälle minimieren kann.
Eine Raffinerie im Mittleren Westen Kanadas betreibt eine Gleitringdichtung unter besonders harten Einsatzbedingungen. Innerhalb von 24 Stunden gibt es am Standort Temperaturschwankungen von -48 bis +15 °C. Außerdem müssen die in der Gleitringdichtung eingesetzten O-Ringe gegen verschiedene Kohlenwasserstoffe beständig sein. Bisher wurden PTFE-gekapselte Silikon-O-Ringe verwendet, die unter den gegebenen Einsatzbedingungen eine Standzeit von etwa einer Woche erreichten. Durch den Einsatz von Kalrez Spectrum 0040 konnte die Standzeit auf sechs Monate verlängert werden.
Ein namhafter Hersteller von Schlauchkupplungen wollte eine Verbesserung der Tieftemperaturbeständigkeit bei Einsatz in sehr kalten Umgebungen (Arktis, Nordeuropa) erreichen. Gleichzeitig sollten die Dichtungen in den Schlauchkupplungen gegen eine Vielzahl von aggressiven Chemikalien beständig sein.
Bisher verwendete das Unternehmen herkömmliche FFKM (minimale Einsatztemperatur: -10 °C) bzw. FKM (minimale Einsatztemperatur: -15 °C). Durch den Einsatz von Kalrez Spectrum 0040 konnte die Tieftemperaturbeständigkeit der Dichtungen in den Schlauchkupplungen auf -17 °C verbessert werden.
Einsatzbereich erweitert
Bereits seit mehr als 30 Jahren sind Kalrez-Perfluorelastomerteile auf dem Markt und finden Anwendung überall dort, wo hohe Anforderungen an die Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit bestehen. Bei richtiger Auswahl können sie die Standzeiten von Anlagen in der chemischen und petrochemischen Industrie beträchtlich verlängern und so langfristig gesehen zu deutlichen Kosteneinsparungen führen. Die beiden neuen Kalrez-Typen von DuPont erweitern den Einsatzbereich für Perfluor-elastomerteile erheblich.
Online-Info www.cav.de/0710445
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