Verfahrenstechnik 9/2018

TOP-THEMA I ARMATUREN UND DICHTUNGEN
kann meist nur von Fluorkautschuk-(FKM-)
oder Perfluorkautschuk-(FFKM-)Werkstoffen
erreicht werden. Sowohl unter wirtschaftlichen
Aspekten wird der extrem
hochpreisige FFKM vermieden, als auch
aufgrund seiner ungünstigen Tieftemperaturflexibilität.
Letzteres trifft allerdings auch
auf einen FKM-Werkstoff zu, der jedoch in
der Beschaffung deutlich kostengünstiger
ist als ein FFKM-Werkstoff.
Extreme meistern
Grenze überwunden
Norm-konformer FKM-Dichtungswerkstoff
mit Tieftemperaturflexibilität
Ventil- und Armaturenhersteller in
der Gasindustrie und deren Umfeld
kennen das Problem, wenn sie
einen kälteflexiblen FKM-
Dichtungswerkstoff bei tiefen
Temperaturen verbauen müssen,
der auch noch normkonform nach
DIN EN 14141 sein muss. Eine
Neuentwicklung löst das Problem.
Autor: Henning Wrage, C. Otto Gehrckens
GmbH & Co. KG, Pinneberg
In der Gasbranche sowie der gesamten
Peripherie ist eine sichere Technik die
Grundvoraussetzung, um erfolgreich am
Markt agieren zu können – bei Armaturen
wie auch bei Dichtungen. Hohe Funktionalität,
Qualität und eine lange Lebensdauer
gehören zu den gängigsten Anforderungen
an Dichtungen. Abhängig vom Anwendungsbereich
kann das schon eine schwierige
Herausforderung sein. Kommen auch
noch Materialforderungen in Form von
Normungen hinzu, die sich aus technischer
Sicht widersprechen, dann führt das zu
einem technischen Zielkonflikt, der nicht
selten ungelöst bleibt. Genau diesem Problem
gegenübergestellt sehen sich aktuell
viele Hersteller und Anwender von Armaturen,
Pumpen, Ventilen oder sonstigen Sonderbauteilen
in der Öl- und Gasbranche.
Eine der zentralen Branchenforderungen
ist seit Jahren ein Dichtungswerkstoff mit
einer geeigneten Tieftemperaturflexibilität,
normkonform nach DIN EN 14141, der zudem
auch eine hohe chemische Beständigkeit
aufweisen muss. Diese Beständigkeit
Die Branchenanforderung unterliegt hierbei
dem Zielkonflikt, das zur Erreichung der
Norm DIN EN 14141 der Dichtungswerkstoff
einen guten Druckverformungsrest
(DVR) in Tieftemperaturumgebung vorweisen
und darüber hinaus gleichzeitig eine
Tieftemperaturflexibilität von über – 40 °C
einhalten muss. Die DIN EN 14141 ist eine
Basisnorm oder auch übergeordnete Norm
für Armaturen, die für den Transport von
Erdgas in Fernleitungen eingesetzt wird.
Aus dieser ergeben sich die Anforderungen
an die Gebrauchstauglichkeit und deren
Prüfung auch für die in diesen Armaturen
eingesetzten Elastomerdichtungswerkstoffe.
Die vorgeschriebenen Tests zur Erfüllung
der Norm finden sich in der DVGW DIN EN
682 (Typ GBL). Allerdings setzt diese –
entgegen der DIN EN 14141 – nur einen
Temperatureinsatzbereich bis – 15 °C
voraus (DVR-Test bei – 5 und – 15 °C), nicht
aber eine Tieftemperaturflexibilität von
über – 40 °C.
Welche Probleme treten dadurch für den
Anwender auf? Die Herausforderung für
FKM-Werkstoffe sind hier zum einen das
Bestehen des besagten Druckverformungsrest-Tests
in kalter Temperaturumgebung.
Der DVR verschlechtert sich jedoch aus
werkstofftechnischen Gründen generell bei
einem Elastomerwerkstoff gravierend bei
zunehmender Herunterkühlung der Einsatztemperatur.
Gleiches gilt auch für die
Tieftemperaturflexibilität.
Speziell aufgebaute Peroxid-vernetzte
FKM-Werkstoffe können zwar durchaus im
Tieftemperaturbereich bestehen, versagen
aber bei dem geforderten DVR-Test nach
DVGW DIN EN 682 (Typ GBL). Andere
FKM-Compounds, z. B. Bisphenol-vernetzte
FKM-Werkstoffe, bestehen hingegen den
DVR-Test, können aber mangels Tieftemperaturflexibilität
nicht im Tieftemperaturbereich
bis – 40 °C eingesetzt werden. Hieraus
ergibt sich folgende schwerwiegende Konstellation:
Es gibt FKM-Werkstoffe, die die
DIN EN 682 (Typ GBL) erfüllen, aber nicht
gleichzeitig die notwendige Tieftemperaturflexibilität
nach DIN EN 14141 aufweisen.
Deshalb kann der Anwender keine
normkonformen Armaturen nach DIN EN
14141 herstellen, wenn FKM-Werkstoffe
verbaut sind. Eine Alternative zu FKM-
18 VERFAHRENSTECHNIK 9/2018