O-Ringe-FFKM-schwarz

O-Ringe aus FFKM
Erfüllen höchste Anforderungen

Die Anforderungen an Dichtungselemente steigen zusehends. Industrieunternehmen aller High-Tech- Branchen reizen die Effizienz ihrer Fertigungsprozesse immer weiter aus und das wirkt sich gleich auf zweierlei Weise aus die Dichtungswelt aus. Zum einen führt die Optimierung des Betriebs zu extremeren Prozessparametern, da die Anlagenteile beispielsweise aggressiveren Medien, stärkeren Druckunterschieden und höheren Temperaturen standhalten müssen. Zum anderen müssen Dichtungswerkstoffe die geforderten Materialeigenschaften darüber hinaus auch noch möglichst lange aufrechterhalten, um einen effizienten Anlagenbetrieb zu ermöglichen.

Schließlich gilt es wartungs- und störungsbedingte Stillstandszeiten teurer Produktionsanlagen zu minimieren. Warum sich die Anlagenbauer bei solchen Spezialanwendungen für O-Ringe und Formdichtungen aus dem Hochleistungswerkstoff FFKM entscheiden, erfahren Sie in diesem Beitrag.

Inhaltsverzeichnis:

#1 Dichtungselemente für anspruchsvolle Anwendungen

Die Aufgabe einfacher statischer Dichtungselemente klingt einfach: Sie sollen zwei Räume unterschiedlicher Funktion so voneinander abtrennen, sodass zwischen diesen kein Stoffaustausch möglich ist. Dabei zählen je nach spezifischer Verwendung Reibwert, Verschleißfestigkeit, Verformbarkeit, chemische Beständigkeit oder Temperaturfestigkeit zu den entscheidenden Eigenschaften. Zu den häufigsten Anwendungsfällen zählt die Dichtung von Fenstern, Gaseinlässen, Flanschen oder Klappen. Hingegen dynamische Dichtungen grenzen sich bewegende Maschinenteile zueinander ab. Beispiele sind Ventile, Flansche oder Pumpen, die der Dichtung eine besondere Elastizität abverlangen. Neben O-Ringen, die Flächen mit einem kreisförmigen Rand abdichten, kommen für andere Nutverläufe sogenannte Formdichtungen zum Einsatz.

Grundsätzlich erfordern Dichtungen eine für den Anwendungsfall spezifische Auslegung. Die in Herstellerdatenblättern enthaltenen Angaben sind als Richtwerte zu verstehen. So beziehen sich die Daten beispielsweise auf die Raumtemperatur, Abweichungen davon können die Materialeigenschaften jedoch deutlich beeinflussen. Die Verträglichkeit des Dichtungsmaterials mit den Prozessmedien, Temperatur und Druck gilt es daher im Zweifelsfall mit Funktionstests abzusichern. Dichtungselemente sind in einer Vielzahl von genormten metrischen und zölligen Standardgrößen erhältlich. O-Ringe- und Formdichtungen mit besonderen Dimensionen oder Konturen können aber auch eine anwenderspezifische Konstruktion und Herstellung erfordern.

#2 Gesamtwirtschaftlichkeit von Dichtungen

Der Ausfall hoch vernetzter Fertigungsanlagen verursacht immense Stillstandskosten. Neben den herausfordernden Prozessparametern Medium, Wärme und Druck verschärft das die Anforderungen an Dichtungswerkstoffe noch weiter. Denn die Dichtungen müssen nicht nur die geforderte Wirkung erzielen, sondern diese auch möglichst lange aufrechterhalten. Ihre Alterungsbeständigkeit entscheidet maßgeblich über die Kosteneffizienz der eingesetzten O-Ringe und Formdichtungen. Ungeplante Stillstandszeiten oder kurze Wartungsintervalle machen die vermeintliche Kostenersparnis durch die Wahl von Dichtungselementen einfacherer Qualität schnell zunichte.

#3 Industriespezifische Anforderungen

Besonders hohe Anforderungen an Dichtungen stellen unter anderem die Öl- und Gasindustrie, die Lebensmittel- und Pharmaindustrie sowie die Halbleiterindustrie. So besteht bei einem starken Druckabfall in gasförmigen Prozessmedien wie Erdgas, Stickstoff oder Wasserstoff die Gefahr der explosiven Dekompression. Denn herkömmliche Elastomerdichtungen sind unter Druck durchlässig für Gase. Sinkt der Druck dann in kürzester Zeit erheblich ab, kann das Medium nicht schnell genug aus dem Werkstoff entweichen.

Es hinterlässt bleibende Schäden an der Dichtung, die sich beispielsweise durch eine Blasenbildung an der Oberfläche zeigen. In der Folge kann die Dichtung ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen und es kommt zu Leckageproblemen mitunter erheblichen Auswirkungen. Entsprechende Standards verlangen in diesem Umfeld daher den ausschließlichen Einsatz von Dichtungen, die dem plötzlichen Absinken des Druckes standhalten können.

In der Lebensmittelherstellung sind die Anforderungen anders, aber nicht weniger herausfordernd: Hygiene- und Gesundheitsstandards haben das Ziel, verzehrbare Produkte vor Kontaminationen zu schützen.  Die entsprechenden Anlagenteile müssen daher gut zu reinigen und zu sterilisieren sein, was teilweise die manuelle Demontage einschließt. Auch sonstige Wechselwirkungen zwischen Anlagenteilen und dem Produkt sind auszuschließen. Die Zulassung der Dichtungen nach den für den Anwendungsfall gültigen Standards ist eine Voraussetzung für deren Einsatz.

Bild: Oil and Gas Photographer / Shutterstock.com

#4 Der Hochleistungswerkstoff FFKM

Elastomerwerkstoffe sind formfeste Kunststoffe, die sich bei Zug- oder Druckbelastung elastisch verformen, also wieder in die ursprüngliche Gestalt zurückkehren können. Sie erreichen daher grundsätzlich eine sehr gute Dichtungswirkung. Das gilt zumindest für einfache Anwendungen. Denn vielen der branchenspezifischen Anforderungen und den Erwartungen an die Dauerhaltbarkeit unter harten Einsatzbedingungen genügen die Dichtungswerkstoffe mit einfacherer Spezifikation nicht.

Für Anwendungen mit höchsten Anforderungen hat die Industrie daher die Elastomerwerkstoffe aus der Reihe der FFKM (Perfluorkautschuke) entwickelt. Dabei handelt es sich um Elastomere mit hervorragender chemischer und thermischer Beständigkeit, die dabei gummielastisch sind. Die guten Rückstelleigenschaften sorgen dafür, dass das Material mechanischer Beanspruchung, etwa bei häufiger Demontage oder dynamischer Belastung, widerstehen kann. Chemisch ist FFKM ähnlich zu PTFE (Polytetrafluorethylen), dem neben der gummielastischen Eigenschaft jedoch auch die Hochtemperatureignung fehlt. Während FFKM je nach Zusammensetzung (Compoundierung) eine Temperaturbeständigkeit bis +330 Grad erreichen, kommt PTFE über +260 Grad nicht hinaus. Unter der Hitzebeständigkeit von FFKM leidet jedoch der Tieftemperaturbereich.

FFKM ist der elastische Dichtungswerkstoff mit der größten chemischen und thermischen Beständigkeit. Den herausfordernden Bedingungen hält er durch seine Elastizität auch dauerhaft stand. Das Material erlaubt auch die Herstellung besonders großer Ringdurchmesser. FFKM lassen sich im Herstellungsprozess flexibel auf die spezifischen Werkstoffanforderungen abstimmen. Über die unterschiedliche Zusammensetzung kann der Hersteller etwa Temperaturbereich, Elastizität oder Härte anpassen.

#5 Warum O-Ringe aus FFKM herstellen?

Seine Eigenschaften machen FFKM zum optimalen Werkstoff für O-Ringe und Formdichtungen für anspruchsvolle Anwendungen. Den extremen Bedingungen etwa in der Halbleiterfertigung, wo aggressive Chemikalien und Gase, hohe Temperaturen und Vakuum zum Einsatz kommen, können nur diese Werkstoffe standhalten. Bei der Verwendung unzureichender Dichtungen können dagegen erhebliche Schäden für Anlagen, menschliches und tierisches Leben und die Umwelt drohen. Auf den ersten Blick sprechen jedoch die vergleichsweisen hohen Kosten für FFKM-Dichtungen gegen deren Einsatz. Die besonderen Materialeigenschaften und die hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit lassen sich nur durch aufwendige Fertigungsverfahren sicherstellen.

Dementsprechend wenige Hersteller bieten FFKM an, was als Resultat hohe Marktpreise nach sich zieht. Die mitunter immensen Kosten für Produktionsausfälle oder für einen erhöhten Wartungsaufwand kompensieren jedoch die Materialkosten. Auch für Anwendungen, bei denen die geltenden Standards keine FFKM-Dichtungen erfordern, können sie daher einen wirtschaftlichen Mehrwert darstellen. Die erhöhte Anlagenzuverlässigkeit und reduzierte Instandhaltungskosten stellen hier die Kernargumente dar. Denken Sie an Dichtungen für Medizingeräte mit lebenserhaltender Funktion, erhält das Konzept von der Anlagenverfügbarkeit eine neue Dimension.

Ecolast: Premium-O-Ringe von NH Dichtungsservice

Diese hohen Anforderungen erfüllen wir mit unserer patentierten Eigenmarke „Ecolast“, welches als Premium FFKM für die Industrie entwickelt wurde. Unser Ecolast ist in über 20 verschiedenen Compounds herstellbar, sodass für jeden Industriezweig die passende Werkstoffmischung verfügbar ist.

Ecolast ist unser hochleistungs FFKM zur Herstellung von O-Ringen, Formteilen und Zuschnitten

#6 Beste Wirtschaftlichkeit

Das Ecolast-Portfolio ist die wirtschaftliche Alternative zu den Werkstoffen der wenigen großen Hersteller mit entsprechenden Marktpreisen. Mit der Wahl von O-Ringen, Formdichtungen und Zuschnitten aus Ecolast gehen dabei keine technischen Einbußen einher. Im Gegenteil: Bei technischen Eigenschaften auf Augenhöhe zu den FFKM-Marken großer Wettbewerber gewinnen die Ecolast-Compounds den Vergleich durch ihre wirtschaftlichen Vorteile. Zur Einhaltung höchster Qualitätsstandards beziehen wir die Ausgangsmaterialien für unser Ecolast ausschließlich aus der Europäischen Union. Die Premium-FFKM Dichtungen verfügen zudem über die erforderlichen anwendungsspezifischen Zulassungen, etwa nach der FDA, USP Class oder dem Standard NORSOK M710 zur Beständigkeit gegen explosive Dekompression.

#7 Nicht zu vernachlässigen: Der Faktor Service

Die Vorauslegung statischer Dichtungen erfolgt über die geometrische Verpressung. Die Simulation des Verhaltens der Dichtung im laufenden Betrieb liefert weitere wichtige Erkenntnisse zur Absicherung der Ergebnisse, erfordert jedoch umfangreiche Materialdaten. Damit die Möglichkeiten von O-Ringen und Formdichtungen aus FFKM maximal zur Geltung kommen, unterstützt NH Dichtungsservice seine Kunden umfassend bei der Auswahl des richtigen Materials. Dazu stellt der Hersteller mit kürzester Reaktionszeit umfangreiche Datenblätter für jeden Ecolast-Compound zur Verfügung und gewährleistet durch persönliche Beratung die Berücksichtigung spezifischer Anforderungen des Anwendungsfalls. Daneben erhalten Kunden Unterstützung bei der konstruktiven Planung.

Durch individuelle Losgrößen, Musterlieferungen und die Möglichkeit zur farblichen Kennzeichnung profitieren Kunden von der Flexibilität des Anbieters. Außerdem sind Ecolast-Dichtungen in einer Vielzahl von über 10.000 verschiedenen Abmessungen direkt ab Lager verfügbar. Kurze Reaktionszeiten zahlen sich aus, denn Anlagenstillstände vernichten minütlich bares Geld. So bietet NH Dichtungsservice mit seinen Premium-Dichtungen aus FFKM eine technisch und wirtschaftlich optimierte Lösung für anspruchsvolle technische Anwendungen.

Luke Williams
Luke Williams

Blogautor- und Vertriebsleitung
NH Dichtungsservice
Telefon: 06648 / 9190-37
E-Mail: info@nhd-service.com