Hochleistungs-Perfluorelastomerdichtungen für Chemie- und Pharmaanwendungen

Standzeit verdreifacht

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Der Einsatz von Perfluorelastomerdichtungen kann in der chemischen und petrochemischen Industrie langfristig zu deutlichen Kosteneinsparungen führen. Sie bieten ein für Elastomerdichtungen sehr hohes Leistungsniveau und ermöglichen außerordentlich lange Dichtungsstandzeiten. Dadurch reduzieren sich auch Stillstandzeiten aufgrund von Reparaturen und präventiven Wartungsarbeiten; die Anlagenproduktivität kann steigen und das Risiko für Umweltschäden durch Dichtungsversagen sinkt.

Johan François

Im Umfeld eines scharfen Wettbewerbs können strenger werdende gesetzliche Vorschriften und weiter steigende Energiekosten die positiven Effekte einer erhöhten Produktivität zunichte machen. Die Forderung nach Steigerung der Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit bei gleichzeitiger Kostensenkung zwingt Unternehmen der chemischen und petrochemischen Industrie deshalb, alle Aspekte zu beleuchten, um Strategien zur Steigerung der Effizienz entwickeln zu können. Bei einer Dichtungslösung sollte daher nicht nur der Preis für die Anschaffung und Installation in Betracht gezogen werden. Der tatsächliche Wert ergibt sich vielmehr aus den gesamten Kosten, die diese langfristig verursacht. Und dazu gehören auch die Ausgaben für den Austausch der Dichtungen sowie die Kosten für Produktionsminderungen durch Störungen wie Leckagen, die auf Dichtungsversagen zurückgehen. Diese zeitbezogene Betrachtung des Kostensenkungspotenzials setzt sich derzeit in der Branche immer stärker durch.
Einsatz von Kalrez-Dichtungen in der Aminproduktion
So zeigt das Beispiel eines texanischen Chemieunternehmens, wie sich die Standzeiten von Anlagen in der chemischen und petrochemischen Industrie deutlich erhöhen und damit Ausfallzeiten vermindern lassen und zu Kostensenkungen führen. Mit dem Einsatz der Kalrez-Spectrum-6380-Dichtungen von DuPont Performance Elastomers konnten die Standzeiten in der Aminproduktion des Chemieunternehmens verdreifacht werden. Der amerikanische Pumpenhersteller A. W. Chesterton stand im Jahr 2006 vor der Aufgabe, Dichtungen zu finden, die die Standzeiten und somit die Wartungsintervalle der Produktionsanlagen des texanischen Chemieunternehmens deutlich verlängern würden und wandte sich daher an DuPont Performance Elastomers. Die Experten dort empfahlen die Verwendung von Kalrez-Spec-trum-6380-Dichtungen, die sich speziell für den Einsatz in heißen, aminhaltigen und oxidierenden Umgebungen eignen, die besonders aggressiv auf herkömmliche Elastomerdichtungen wirken. Eine zu Testzwecken installierte Dichtung aus diesem Perfluorelastomer besaß auch nach einer Gebrauchsdauer von einem Jahr noch ihre volle Dichtwirkung. Zum Vergleich testete das Unternehmen verschiedene andere Dichtungen, die das Wartungsintervall auch erhöhen konnten, jedoch lediglich auf vier Monate. In Zukunft will der texanische Chemiekonzern daher ausschließlich Kalrez-Spectrum-6380-Dichtungen in seiner Aminproduktion einsetzen.
Breite Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit
Bereits seit mehr als 30 Jahren sind Per-fluorelastomerteile aus Kalrez auf dem Markt und werden überall dort eingesetzt, wo hohe Anforderungen an die Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit bestehen. Verglichen mit herkömmlichen Dichtungslösungen können sie mit ihrer langfristigen Zuverlässigkeit und hoher Leistungsfähigkeit die Gesamtbetriebskosten einer Produktionsanlage senken. Perfluor-elastomerteile aus Kalrez widerstehen über 1800 aggressiven Industriechemikalien, Lösemitteln und Plasmen sowie Prozesstemperaturen von bis zu 327 °C. Darüber hinaus besitzen sie einen sehr geringen Druckverformungsrest. Ursprünglich kam Kalrez aufgrund seiner vorteilhaften Eigenschaftskombination für Dichtungsanwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie der Öl- und Gasförderung zum Einsatz. Weitere typische Anwendungsbereiche sind heute die chemische und petrochemische, die Pharma-, die Lebensmittel- sowie die Halbleiterindustrie.
Kundenspezifische Lösung bei der Auslegung der Nut
Nicht nur der Dichtungswerkstoff hat entscheidende Wirkung auf die Standzeiten. Auch die Wahl der Nut oder des richtigen O-Rings. Die technischen Experten von DuPont Performance Elastomers stehen dem Anwender auch bei der Auslegung der Dichtung, bei Entwicklungen und Anwendungstests sowie der Versagensanalyse mit hilfreichen Ratschlägen zur Seite. So verfügen sie mit Hilfe der Finite-Elemente-Analyse (FEA) über umfassende Berechnungsmöglichkeiten – von der Kons-truktion neuer Dichtungsformen mit gleichzeitiger Ermittlung ihrer zu erwartenden Eigenschaften bis zur Optimierung von Nutgeometrien. Ein Beispiel hierfür ist die Entwicklung eines speziellen D-Rings für Dichtungsanwendungen in der Pharmaindustrie. Bei der Sterilisation der Anlagen kommen hier besonders heiße und aggressive Reinigungsmittel zum Einsatz. Einschlägige Hygienevorschriften wie DIN 22864–2 besagen, dass ein eingesetzter O-Ring die Nut nach der Kompression vollständig ausfüllen muss. Aufgrund der im Vergleich mit anderen Elastomeren größeren thermischen Ausdehnung von Kalrez würden Kalrez-O-Ringe in den empfohlenen Größen in den pharmazeutischen Prozessstrom hineinragen und Kontaminationen verursachen. Mit Hilfe der FEA entwickelte DuPont Performance Elastomers daher eine spezielle Kalrez-Dichtung mit D-förmigem Querschnitt, die auch nach 22 Steam-In-Place-(SIP)-Zyklen bei 180 °C nahezu keine Verformung aufweist. Diese D-Ringe sind FDA- und USP-Class-VI-konform und bereits seit über 18 Monaten bei einigen Kunden reibungslos im Einsatz.
cav 422

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