Dichten, ohne zu haften

Eigentlich klingt es fast schon trivial: Eine Dichtung soll dichten. Denkt man einen Schritt weiter, so wird schnell klar, dass ein jeder Dichtwerkstoff ein gewisses Setzverhalten aufweisen muss, um sich an die Dichtflächen anpassen zu können. Bei der Montage wird die Mikroporosität des Werkstoffs, die diese Anpassungsfähigkeit ermöglicht, mit zunehmender Flächenpressung reduziert. Damit wird deutlich, dass die Morphologie der eingesetzten Rezepturkomponenten einen erheblichen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit einer Dichtung hat.

Bei der Fertigung der Extended-Performance-Generation (XP) der faserverstärkten Grafitdichtung Novatec Premium XP kommt daher ein ausgeklügeltes Verfahren zum Einsatz. Zudem wird eine spezielle Grafitstruktur aus Plättchen und Körnern in einem definierten Mischungsverhältnis verwendet. Der sich daraus ergebende Vorteil ist immens. Bei identischen mechanischen Kennwerten wird mit dem weiterentwickelten Dichtungswerkstoff eine um den Faktor 10 geringere Leckagerate erreicht. Die DIN-EN-13 555-Dichtungskennwerte der Novatec Premium XP ermöglichen sinnvolle Auslegungen nach der neuen VDI-Richtlinie 2290 mit einer Leckageklasse L0,01.

Aus der signifikanten Optimierung der Leckagefunktion ergeben sich weitere Vorteile für nahezu alle Anwendungen. Höhere Dichtigkeit ist nämlich gleichbedeutend mit einer höheren Medienbeständigkeit, da kaum noch Medium ins Innere der Dichtung gelangen kann. Somit wirkt sich eine geringe Leckage ebenfalls günstig auf die Temperaturbeständigkeit des Dichtsystems aus.

Auf der Achema 2012 präsentierte Frenzelit jetzt eine weitere XP-Dichtung, die Novaphit XP. Sie zeichnet sich durch einen verbesserten Oxidationsschutz und eine hochfunktionelle und temperaturbeständige Antihaftwirkung aus. Mit herkömmlichen Grafitdichtungen wird selbst bei höchster Qualität häufig bereits bei Temperaturen um +200 °C ein Anhaften des Grafits an der Dichtfläche beobachtet, was im Revisionsfall einen erheblichen Reinigungsaufwand verursacht. Die Reinigung ist zudem stets mit dem Risiko einer Beschädigung der Dichtfläche behaftet. Dabei können selbst kleinere Riefen zu einer erhöhten Leckage führen.

Mit der XP-Generation wird das Anhaften an der Dichtoberfläche nachhaltig vermieden. Die marktüblichen Antihaftbeschichtungen basieren auf organischen Verbindungen und versagen schon nach kurzer Zeit bei Temperaturen über +200 °C. Die anorganische Antihaftausrüstung von Frenzelit dagegen ist hochtemperaturbeständig und wird in einem besonderen Verfahren auf die Grafitoberfläche aufgebracht.

Im Falle des expandierten Grafits hat die Oxidationsstabilität (Abbrandsicherheit) entscheidenden Einfluss auf das Langzeitverhalten und die Standzeit der Dichtung. Die Produktreihe Novaphit überzeugt auch in puncto Abbrandsicherheit und hat sich in vielen Anwendungen in der Prozessindustrie bewährt.

Nun ist es Frenzelit mithilfe einer speziellen Tiefenpassivierung erstmals gelungen, den Oxidationsschutz weiter zu erhöhen. Diese Verbesserung zeigt sich bei einer thermogravimetrischen Analyse in einer Verschiebung der Masseverlustkurve um etwa 150 °C in Richtung höherer Temperaturen. Bei diesem Oxidationstest wird der Grafit unter einer definierten Atmosphäre über 8 h der jeweiligen Testtemperatur ausgesetzt. Der hierbei festgestellte Masseverlust ist ein Maß für die Oxidationsbeständigkeit des Grafits.

Der verbesserte Oxidationsschutz zielt nicht primär auf eine Erhöhung der Temperatureinsatzgrenze. Die XP-Technologie ist auch in dem für Grafit üblichen Temperaturbereich zwischen +200 und +550 °C von Vorteil. Sie ermöglicht längere Standzeiten sowie stabilere Dichtungseigenschaften und folglich dauerhaft niedrigere Emissionen.

Bei der Auswahl von Dichtungen sind Kennwerte nach DIN EN 13 555, wie die Mindestflächenpressung im Einbau- und Betriebszustand Qmin und Qsmin für eine vorgegebene Dichtheitsklasse oder der PQR-Wert, der die Relaxation unter Temperatur und Belastung beschreibt, ein wichtiges Kriterium. Die Leistungsfähigkeit des Dichtungswerkstoffes bemisst sich jedoch auch in ihrem Langzeitverhalten. Hier eröffnet die XP-Generation aufgrund ihrer hohen Oxidationsstabilität neue Möglichkeiten. Sie hilft nicht nur, einen langjährigen sicheren Anlagenbetrieb zu bewerkstelligen, sondern trägt auch über einen einfachen, rückstandsfreien Dichtungstausch dazu bei, den Instandhaltungsaufwand zu senken und Stillstandszeiten möglichst kurz zu halten.

Die XP-Technologie wird sowohl für die Grafitdichtung mit einer Edelstahlstreckmetalleinlage, Novaphit SSTC XP, als auch für die Multilayer-Dichtung mit mehreren Streckmetall- und Glattblecheinlagen, Novaphit MST XP, angeboten.

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Mehr als 80 Anwender aus der Prozessindustrie waren der Einladung von Frenzelit zum Dichtungssymposium im futuristischen Tagungszentrum „The Squaire“ am Frankfurter Flughafen gefolgt. Experten informierten über Chancen und Herausforderungen der VDI-Richtlinie 2290 und schilderten ihre Erfahrungen mit der Berechnung von Dichtsystemen nach DIN EN 1591-1 und der Qualitätssicherung bei der Dichtungsmontage im Rahmen größerer Stillstände. Dabei wurden auch mögliche normative Änderungen und technologische Trends beleuchtet.

So gab Prof. Dr.-Ing. Alexander Riedl, Fachbereich Physikalische Technik, Fachhochschule Münster, einen Ausblick auf ein gemeinsam mit Frenzelit und einem Anwender der Großchemie geplantes Forschungsprojekt zur Lebensdauervorhersage für verschiedene Dichtungswerkstoffe. Auf großes Interesse stießen systematische Untersuchungen zur Oxidationsstabilität und Leckagefunktion von Grafitdichtungen, auf deren Basis Frenzelit eine neue Extended-Performance-Generation (XP) von Grafitstreckmetalldichtungen entwickelt hat. Die XP-Technologie verhindert nachhaltig ein Anhaften des Grafits an der Dichtfläche und sorgt dank einer deutlich gesteigerten Oxidationsstabilität für eine Langzeitper- formance der Dichtung.