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Dichtungsverschleiß ade Dicht ist Pflicht – wie Perfluorelastomere aggressiven Einsatzbedingungen trotzen

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Tobias Hüser

Sie verstecken sich in Armaturen und Pumpenstatoren, eignen sich als O-Ringe sowie als Membran: Dichtungen verhindern ungewollte Stoffübergänge in Produktionsanlagen. Dabei kämpfen sie aber häufig gegen aggressive Chemikalien ums Überleben – Ausfälle und Wartungsintervalle sind vorprogrammiert. Warum Perfluorelastomere im Vergleich zu herkömmlichen Elastomeren eine effiziente Dichtungsalternative darstellen, erfahren Sie hier.

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Aus Perfluorelastomer hergestellte Dichtungen halten den aggressiven Einsatzbedingungen in der Prozessindustrie stand.
Aus Perfluorelastomer hergestellte Dichtungen halten den aggressiven Einsatzbedingungen in der Prozessindustrie stand.
(Bild: Dyneon)

Der Ausfall oder die Wartung von Dichtungen sind wohl die häufigsten Ursachen für geplante und ungeplante Stillstandzeiten in der chemischen und pharmazeutischen Industrie. Kein Wunder – die Kombination aus hohen Betriebstemperaturen und Stoffen wie Amine, Säuren, Basen und Lösemittel kann einen hohen Tribut fordern. Auch wechselnde Druckverhältnisse, Wasser und Heißdampf, Verdichtung und Dekompression sowie der Vakuumeinsatz tragen dazu bei, dass Dichtungen altern, ihre Service-Intervalle sich verkürzen und sie letztlich zerstört werden.

Bei der Herstellung pharmazeutischer Produkte sind neben den deutlich erhöhten gesetzlichen Auflagen zu Toxizität- und Bioverträglichkeitsaspekten mitunter auch die Produktionsbedingungen noch anspruchsvoller. Insbesondere aufgrund von notwendigen Hygiene-, Reinigungs-, und Sterilisationsprozessen ergeben sich immer komplexere Anforderungen an den Anlagenbau und die Prozessführung (in diesem Zusammenhang herauszuheben sind die Normen USP – United States Pharmacopoeia Plastics Designations – und ISO 10993). U

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m diesen Anforderungen zu genügen, ist es in der Branche entsprechend notwendig, die Fertigung dahingehend zu optimieren, dass die Produktion in präzise geplanten Prozessen unter hohem Zeitdruck erfolgt und dass die finalen Produkte selbstverständlich völlig frei von Kontamination sind – insbesondere von Dichtungsschmierstoffen.

Vorteile der Perfluorelastomere

Um Ausfallzeiten sowie Arbeitsschutzgefahren zu verringern und Service-Intervalle zu verlängern, haben Hersteller in der chemischen und pharmazeutischen Industrie die Vorteile von leistungsstarken Perfluorelastomeren entdeckt und setzen diese beständigen Elastomere immer häufiger als bevorzugte Dichtungslösung ein.

Perfluorelastomere (FFKM) sind Elastomere mit vollständig fluorierten Hauptketten. Ihre Fluor-Kohlenstoff-Bindungen sind die stärksten in der organischen Chemie, was sie gegen vielfältige Angriffe hochbeständig macht. Durch den Einsatz von Vernetzungssystemen in FFKMs kann die thermische und chemische Beständigkeit weiter verbessert und für den Einsatz in konkreten Anwendungen optimiert werden. Darüber hinaus besitzen FFKMs eine hohe Beständigkeit gegenüber Hitze (über 300 °C) und aggressiven Chemikalien. In diesem herausfordernden Umfeld können Perfluorelastomere ihre elastischen Eigenschaften wie beispielsweise den Druckverformungsrest und eine niedrige Quellrate ausspielen. Damit zeigen sie bei Dichtungsanwendungen eine wesentlich höhere Lebensdauer als herkömmliche Elastomere.

Der Druckverformungswiderstand beschreibt das elastische Speichervermögen (E-Modulus) eines Elastomers und ist ein Indikator für die Eigenschaft eines Materials nach einer Druckbelastung die ursprüngliche Form wieder einzunehmen. Hier spielt die Temperatur eine entscheidende Rolle. Je höher die Temperatur, desto schneller altern die Elastomere, so dass die Polymerhauptkette und die Vernetzungsstellen schließlich aufbrechen und so das Rückstellvermögen verringern.

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