Das Wenn und Aber derBeständigkeiten.

Ein Leitfaden für O-Ring-Anwender!

10.11.2016

Webinar

Inhalt

• Beständigkeit von Dichtungswerkstoffen

• Beständigkeitsaussage

• Beständigkeitskriterien

• Zusammenfassung

Beständigkeit Dichtungswerkstoff

• Dichtsysteme sind hoch beanspruchte Bestandteile einer Maschine/Apparatur

• entscheidend für deren Funktionsfähigkeit

• Nutzungsdauer liegt meist unterhalb der der Gesamtkomponente einer Maschine/Apparatur

• ist ein Verschleißteil

• vorzeitiger Dichtungswechsel unerwünscht

• Dichtungswerkstoff muss beständig sein

→ was bedeutet der Begriff Beständigkeit überhaupt?

Beständigkeit

• keine Leckage (z. B. Mobilhydraulik)

• keine Wechselwirkung zwischen Inhaltsstoffen der Dichtung und dem abzudichtenden Fluid (z. B. Pharma)

• Keine Abgabe von Partikeln (z. B. Lebensmittelbereich)

• Zuverlässige Erfüllung seiner Funktion (z. B. Vakuum)

→ keine eindeutige Definition des Begriffs Beständigkeit,

ist abhängig von der jeweiligen Anwendung!

Beständigkeit

Welche Kriterien der Beständigkeit können grundsätzlich unterschieden werden?

Beständigkeitskriterien

• Temperaturbeständigkeit

• Druckbeständigkeit

• Mechanische Beständigkeit

• Medienbeständigkeit

Temperaturbeständigkeit

Werkstoffminimale

Temperaturmaximale

TemperaturStandard-NBR -25 °C 120 °Ckälteflexibler NBR -40 °C 120 °CStandard-HNBR -20 °C 150 °CEPDM -40 °C 150 °CStandard-FKM -15 °C 200 °Ckälteflexibler FKM -40 °C 200 °CETP (FEPM) -10 °C 200 °CTFE/P (FEPM) 0 °C 230 °CStandard-FFKM -15 °C 260 °Ckälteflexibler FFKM -46 °C 260 °CHochtemperatur-FFKM -15 °C 325 °CAU/EU -30 °C 120 °CCR -40 °C 100 °CACM -20 °C 150 °CHochtemperatur-ACM -20 °C 175 °CVMQ -60 °C 180 °CFVMQ -55 °C 180 °C

→ bezogen auf das Medium Luft !

Temperaturbeständigkeit

Bild 1

Auswahlkriterien

• Angabe der Einsatztemperatur im Werkstoff-Datenblatt

Werkstoff-Datenblatt

Druckbeständigkeit

g = Spaltmaß

Bild 2 & 3

Druckbeständigkeit

Bild 4

Auswahlkriterien

• Verwendung harter Dichtungswerkstoffe (90 °IRHD)

• Kleines Spaltmaß „g“

• Ggf. Verwendung von Stützringen

Mechanische Beständigkeit

Bild 5

Auswahlkriterien

• Verwendung von Dichtungswerkstoffe mit sehr hohen Festigkeitswerten

• Geprüfte Werkstoffe verwenden

AED-Prüfungen

MerkmalNORSOK M-

710 7.3 Anhang B

NACE TM 0297-2002

NACE TM 0192-2003

TOTAL GS EP PVV

142 03/01

Shell DODEP 02.01B.03.02

Probekörper O-Ring 325 O-Ring 325 O-Ring 325d1 = 113,67

d2 = 5,33O-Ring 329

Bauraum Flanschfrei oder

gekammertfrei Flansch Flansch

Verpressung 20 % optional -- 13,5 % 14 %

Füllgrad keiner optional -- 73 % 83 %

Anzahl Proben 3 6 3 5nicht

spezifiziert

Gas CO2, CH4 100 % CO2 100 % CO280/20 % CH4/CO2

CO2, CH4, KWS-Gas

Temperatur100, 150,

200°C50, 100,

150, 230°C R.T. 75°C 100°C

Druck15, 20, 30

MPa7, 17, 28, 38 MPa

5,2 MPa 19 MPa 13,8 MPa

Entspannungs-rate

2-4 MPa/ min 7 MPa/ min < 1 min19 zu 0,1

MPa in 90 ssofort

Zyklen 10 min. 1 1 4 20

Medienbeständigkeit

• Physikalische Wechselwirkung

• Chemische Wechselwirkung

Volumenzunahme (Quellung)

Bild 6

Volumenzunahme (Quellung)

Aseptik Rohrverschraubung nach DIN 11864-1

Bild 7

Bild 8

Chemischer Angriff

Bild 9

Auswahlkriterien

• Verwendung von geeigneten bzw. beständigen Dichtungswerkstoffen

→ Wie kann diese Eignung/Beständigkeit festgestellt

werden?

Dichtungswerkstoffe

Kurzzeichen(ISO 1629)

chemische Bezeichnungtypische Handelsbezeichung

NBR Acrylnitril-Butadien-Kautschuk Perbunan®

HNBR Hydrierter Acrylnitril-Butadien-Kautschuk Therban®

EPDM Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk Keltan®

FKM Fluor-Kautschuk Viton®

FFKM Perfluor-Kautschuk Kalrez®, Perlast®

TFE/P (FEPM) Tetrafluor-Ethylen-Kautschuk Aflas®

ETP (FEPM) Ethylen-Tetrafluorethylen-PMVE-Kautschuk Viton® Extreme™

CR Chloropren-Kautschuk Neoprene®

AU/EU Polyurethan-Kautschuk

ACM Acrylat-Kautschuk

AEM Ethylen-Acrylat-Kautschuk Vamac®

VMQ Vinyl-Methyl-Polysiloxan-Kautschuk Elastosil®

FVMQ Fluor- Vinyl-Methyl-Polysiloxan-Kautschuk

Compound-Bestandteile

Inhaltsstoff Anteil in %

Kautschuk (Polymer, z. B. EPDM) 55 - 65

Füllstoff (Carbon Black, Kieselsäure) 35 - 45

Weichmacher (mineralisch oder synthetisch) 0 - 30

Vernetzungsmittel (z. B. Peroxid, Schwefel) 1 - 5

Verarbeitungshilfsstoffe (z. B. Stearinsäure) 0 - 2

sonstige (z. B. Metalloxide, Farbpigmente) 0 - 10

Angaben über Beständigkeiten

• Beständigkeitstabellen

• Datenbanken bei Herstellern/Lieferanten

• Labortests

• Erfahrungswerte

• Feldversuche

• Literatur (z. B. Chemical Resistance Guide)

• Untersuchungen von Instituten (z. B. Universitäten)

• Simulation

• Spezifikationen oder Normen (z. B. VW, DIN-Normen)

• Datenblattangaben

Hydraulikfluid HEES

Hydraulikfluid HEES

Beständigkeitsuntersuchungen

• DIN ISO 1817 (für Fluide)

• Änderungen von Masse, Volumen, Abmessung

• Änderung von Härte, Reißfestigkeit und Reißdehnung

• nach Einwirkung im Medium

• in Abhängigkeit von Zeit und Temperatur

Beständigkeit HEES

Werkstoff Zeit Temp. ΔH ΔRF ΔRD ΔV Δm

NBR 70, Standard 168 h 100 °C -6 +3 -10 +9,2 +6,0

HNBR 70, Peroxid 168 h 100 °C -8 -17 -6 +18,3 +15,0

FKM 70, Standard 168 h 100 °C -2 -19 0 +4,2 +1,9

FKM 75, Peroxid 168 h 100 °C -1 -5 +11 +1,5 +0,8

ΔH = Änderung der Härte

ΔRF = Änderung der Reißfestigkeit

ΔRD = Änderung der Reißdehnung

ΔV = Änderung des Volumens

Δm = Änderung der Masse

Beständigkeitskriterien nach ISO 15380

Parameter Einheit Wert

Härte-Änderung °IRHD ±10

Volumen-Änderung % -3 bis +10

Änderung Reißfestigkeit % max. 30

Änderung Reißdehnung % max. 30

Beständigkeitstabelle

A

Medium NR/BR IIR EPDM NBR HNBR CR CSM AU ACM VMQ FVMQ TFE/P FKM

Abwasser B B B A A B A D D B A E A

Acetamid D A A A A B B D D B A A B

Aceton C A A D D C B D D C D D D

Nomenklatur: A = gut beständig, B = beständig, C = bedingt beständig, D = unbeständig, E = keine Daten

→ meist bezogen auf Raumtemperatur (20 °C)

Beständigkeitsvergleich in H2SO4

Bild 10

Einflüsse auf Dichtungswerkstoff

• Medium (Art, Aufbau, Beimengungen, Alterungs-und/oder Zersetzungsprodukte)

• Temperaturen

• Polymer (FKM, NBR, HNBR)

• Mischungsbestandteile (z. B. Metalloxide, Weichmacher)

• Vernetzungssystem (z. B. Schwefel, Peroxid)

Fazit

• Begriff Beständigkeit ist nicht eindeutig definiert

• Hängt von der jeweiligen Anwendung bzw. Betrachtungsweise ab

• Anwender entscheidet über die Einsatzbedingungen und gibt Beständigkeitskriterium vor

• Ist verantwortlich für die Funktionsfähigkeit seiner Anlage/Bauteil

• Erfährt Hilfestellung durch kompetenten Dichtungslieferanten

Weiterführende Informationen

• COG Broschüre „Elastomerdichtungen für höchste Anforderungen“

• COG Broschüre „O-Ring 1x1“

• COG Anwendungstechnik

QuellenangabeBild Nr. Quelle

1-6 C. Otto Gehrkchens GmbH & Co. KG

7 Sanofi Aventis

8-9 C. Otto Gehrkchens GmbH & Co. KG

10 DuPont Performance Elastomers

Eine Präsentation der C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KGGehrstücken 925421 Pinneberg, Deutschland

Kontakt: E-Mail: seminar@o-ring-akademie.deTel.: +49 (0)4101 5002-0Fax: +49 (0)4101 5002-83

Sollten Sie darüber hinaus Fragen zu diesem Webinar oder den dazugehörigen Unterlagenhaben, dann wenden Sie sich gerne an:

Referent, Dipl.-Ing. (FH) Michael Krüger, Leiter der COG AnwendungstechnikE-Mail: awt@cog.deTelefon: +49 4101 5002-964

© 2016 C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KGIrrtümer und Änderungen vorbehalten.Urheberrechtshinweis siehe nachfolgende Folie.

© 2016 C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG

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