PTFE-umhüllte Emailflanschdichtung

Dipl.-Wirtsch.Ing. (FH) Andreas A. Biehler

PTFE-umhüllte Flachdichtungen werden bei emaillierten Apparaten und Rohrleitungen eingesetzt, also auch im Bereich hochaggressiver und giftiger Medien. In diesen Einsatzgebieten gilt: „Die beste Dichtung ist keine Dichtung“. Denn Flanschverbindungen sind ein potentieller Schwachpunkt eines jeden Systems. Zwar hat man durch die Einführung der Behälterform „BE“ nach DIN 28 136 (größte Öffnung ist hier die Mannlochöffnung) die Dichtungslängen und somit die Gefahrenquelle eines Behälters erheblich reduziert. Trotzdem ist heute die Auswahl eines sicheren und zugleich einfach montierbaren und wartungsarmen Dichtungssystems wichtiger denn je.

Nach Umstellung von asbesthaltigen auf asbestfreie Dichtungseinlagen Anfang der 90er Jahre kam das Problem der Temperaturbeständigkeit der Einlagewerkstoffe erschwerend hinzu. Ferner ergibt sich aus dem Chargenbetrieb der Apparate ein ständiges Wechselspiel von Temperatur und Druck mit einhergehenden Formveränderungen unter wechselnden Belastungsverhältnissen, auf die sich das Dichtungssystem einstellen muss.

Sicheres Beherrschen der Flanschverzüge bei gleichmäßiger, geringer Flächenpressung ist ein weiterer, wichtiger Aspekt. Denn emaillierte Flansche dürfen nur begrenzt belastet werden.

Durch das Dichtungssystem AF2000, das speziell für emaillierte Flanschflächen konzipiert wurde, kann die Sicherheit für Mensch, Betrieb, Apparat und Umwelt sowie die Wirtschaftlichkeit signifikant erhöht werden. Im Nachfolgenden wird eine Auswahl an Dichtungsformen aus dem bestehenden Dichtungsprogramm (nach DIN 28 148) näher beschrieben.

Die Dichtungshülle wird aus chemisch modifiziertem Polytetrafluorethylen (PTFE) hergestellt und zeichnet sich durch hohe chemische, thermische und dielektrische Eigenschaften aus. Sie wird nach GKV-Richtlinien mit stabilisierter Gleichspannung von 7000 V geprüft und entspricht weiterhin dem Titel 21, Code of Federal Regulations #177.1550, FDA. Hergestellt wird die Hülle aus einer gebördelten, spezialverschweißten Folie.

Die Dichtungseinlage basiert auf einem weltweit eingesetzten Aramidfaser-Werkstoff (Handelsname 2000LR), mit hochwertigen, anorganischen Füllstoffen und synthetischen Bindemitteln – geeignet für Temperaturen bis 230 °C. Von der Staatlichen Materialprüfungsanstalt der Universität Stuttgart wurden entsprechend den technischen Lieferbedingungen DIN 28091 das Kalt- und Warmstauchverhalten der Dichtungseinlagen ermittelt, sowie die maximale Flächenpressung unter Temperatur durch Druckstandsversuche nach DIN 28913 festgelegt. Auf die ebenfalls lieferbare Graphitdichtungseinlage soll hier nicht näher eingegangen werden.

Die Einlagen 2000LR ergeben zusammen mit dem Wellring eine starke, elastische Kombination, die auch bei hohem Innendruck ein Herausdrücken der Dichtung aus dem Dichtspalt verhindert. Der Wellring besteht aus austenitischem Stahl, der sich durch eine hohe chemische Beständigkeit gegen aggressive Stoffe auszeichnet. Er wird im wesentlichen zur Erhöhung der Berstsicherheit und zur Versteifung größerer Nennweiten eingesetzt. Eine nennenswerte Rückfederung der Dichtung durch den Wellring ist, entgegen früheren Annahmen, nicht gegeben.

Die patentierte Innenhülle (Patent Nr. EP 0079448) ist aus dem gleichen modifizierten Polytetrafluorethylen hergestellt wie die Dichtungshülle. Sie dient als Schutz der Dichtungshülle vor möglichen Beschädigungen durch den Wellring oder den Unterfütterungswerkstoff UF82.

Zum einfachen Ausspritzen (= Unterfüttern) der Dichtung WKT und WKTV wird die patentierte Kunststoff-Ausgleichsmasse UF82 verwendet (Patent Nr. EP 0079 448). Der Unterfütterungswerkstoff UF82, der in einer Kartusche geliefert wird, formt sich nach dem Ausspritzen der Dichtung selbständig und optimal entsprechend den Oberflächentoleranzen und Formabweichnungen der Flanschflächen und härtet zu einem stabilen, hochfesten Ausgleichswerkstoff aus. Nach dem Aushärten besitzt die Dichtung an jeder Stelle des Umfangs einen gleich starken elastischen Teil. Biegespannungen im emaillierten Flansch, eine Folge unterschiedlichen Setzverhaltens über den Flanschumfang, können also nicht auftreten. Im Gegensatz zu weichen Unterfütterungswerkstoffen stellt UF82 sicher, dass sich die einmal erreichte Flächenpressung durch Druck und Temperatur nicht mehr verändert.

Die handwerklichen Fertigkeiten zur fachgerechten Unterfütterung der Dichtung sind leicht erlernbar. Im Gegensatz zur Unterfütterung mit geschliffenen oder geschnittenen Passtücken, deren Qualität erheblich vom handwerklichen Geschick des Ausführenden abhängt, ergibt sich bei Beachtung der Verarbeitungshinweise eine optimale Anpassung der Dichtung an die emaillierten Flanschflächen.

Bei stark diffundierenden Produkten stehen WKT-Dichtungen mit Diffusionssperre zur Verfügung. Diese gedrehte Dichtungsversion verfügt über eine 3,0 mm starke Hülle am Innenradius – also dem produktberührten Bereich. Durch diese Verstärkung ist ein Durchdiffundieren von Produkt durch die Dichtung erheblich erschwert.

Die patentierte Dichtungsform WKTV ist speziell für den Einsatz unter Vakuum ausgelegt (Patent Nr. DE 3461810).

Diese Dichtungsform wurde speziell entwickelt, um Neigungen des Rührwerksstutzens auszugleichen. Sie ist sowohl für Werknormbehälter der Typen E und DG mit VS-Antrieb, als auch für DIN-Rührbehälter nach DIN 28 136 lieferbar.

Die Dichtung besitzt zwei keilförmige Dichtungseinlagen. Durch gegenseitiges Verdrehen der Einlagen entsteht eine unterschiedliche Dicke der Dichtung am Umfang. So kann eine herstellungsbedingte Neigung des Rührwerksstutzens ausgeglichen werden. Die notwendige Gesamtdicke der Dichtung wird gegebenenfalls durch eine zusätzliche Dichtungseinlage erzielt.

Die Werkstoffe der Rührwerksstutzen-Dichtung entsprechen den oben beschriebenen Werkstoffen der Dichtung WKT bzw. WKTV. Allerdings ist die Außenhülle nicht aus Folie hergestellt, sondern aus Vollmaterial gedreht.

E cav 248