Temperaturverhalten von Graphitdichtungsmaterialien – Testmethoden, Untersuchungen, Vergleiche

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Die hervorragende Temperaturbeständigkeit aufgrund fehlender Bindemittel oder Füllstoffe äußert sich in einem sehr guten Druckstandverhalten über den gesamten Temperaturbereich und die Lebensdauer. Der Werkstoff zeigt praktisch kein Kriechen oder Fließen, wodurch Dichtverbindungen mit flexiblem Graphit kaum relaxieren. Eine Tieftemperaturversprödung ist bei Graphit nicht bekannt.

Die in der Praxis bei Dichtungsanwendungen erzielbaren Standzeiten bei Temperaturen zwischen 300 und 650 °C an Luft lassen sich nicht pauschal angeben. Sie hängen stark von der Graphitqualität beziehungsweise vom Hersteller ab und werden zudem von den Einsatz- und Betriebsbedingungen sowie den konstruktiven Gegebenheiten beeinflusst. Neben der tatsächlichen Temperatur der Dichtung, die häufig tiefer liegt als die Temperatur des Mediums, ist hier letztlich der Sauerstoffzutritt zum Graphit entscheidend. Oxidation von Graphitdichtungsmaterialien macht sich durch einen messbaren Gewichtsverlust bemerkbar, der mit steigender Temperatur zunimmt (C + O2? CO/CO2).

Entgegen der weit verbreiteten Meinung lässt die Reinheit des Graphits keine eindeutige Aussage über die Temperaturbeständigkeit zu. Insbesondere bei Graphitfolien mit fernöstlichem Ursprung beginnt ein signifikanter oxidativer Angriff in der Regel bereits ab etwa 300 °C. Dies ist hauptsächlich auf die geologische Herkunft des Naturgraphit-Rohstoffs, Fehler in der Kristallgitterstruktur und unterschiedliche Fertigungstechnologien zurückzuführen.

Beispiele aus der Praxis

Abbildung 1 zeigt eine ausgefallene Graphitspießblechdichtung aufgrund von Oxidation des Graphits. Es ist nur noch die Spießblechverstärkung vorhanden. Graphitreste wurden ausgeblasen. Abbildung 2 zeigt eine ausgefallene glattblechverstärkte Graphitdichtung, bei der die Oxidation von außen nach innen verläuft. Aufgrund des damit einhergehenden Flächenpressungsabfalls kam es zum Ausblasen.

Die Temperatur- oder Oxidationsbeständigkeit entscheidet häufig über den langjährigen sicheren Betrieb. Durch die in vielen Bereichen gestiegenen Anforderungen – etwa Wirkungsgraderhöhungen in Kraftwerken oder durch neue Vorschriften im Anlagenneubau – nehmen auch die Anforderungen an Standzeit und die Zuverlässigkeit von Dichtverbindungen zu.

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