Verfahrenstechnik 9/2018

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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/<strong>2018</strong>
ARMATUREN UND DICHTUNGEN I TOP-THEMA Werkstoffen gibt es aber bei vielen Anwendungen nicht. Ein gravierendes und nicht zu unterschätzendes Problem für viele Konstrukteure und Hersteller, die auf diese Norm-Anforderungen angewiesen sind, da deren Zielmärkte bzw. Kunden dies schlichtweg verlangen. 01 02 Neuer Compound Mit der Entwicklung eines neuen Basispolymers und einer aufwändig entwickelten Compoundierung konnte dieser Branchenforderung nach langer Entwicklungsarbeit endlich nachgekommen werden. Der unabhängige Dichtungshersteller C. Otto Gehrckens hat jetzt mit dem Compound „Vi 840“ einen kälteflexiblen Spezial-FKM entwickelt, der gleichzeitig auch eine hohe Chemikalienbeständigkeit aufweist. Der FKM-Dichtungswerkstoff ist nach DVGW DIN EN 682 (Typ GBL) erfolgreich getestet. Die Sollwerte beim Druckverformungsrest konnten in diesem anspruchsvollen Test deutlich unterschritten werden. Darüber hinaus hält der Werkstoff aber auch die wichtige Tieftemperaturflexibilität von über – 40 °C ein und entspricht damit den Anforderungen zur Erfüllung der DIN EN 14141. Mit einem TR-10 Wert von – 40,1 °C eignet sich dieser Hightech-Compound für einen Einsatz bis – 46 °C und erfüllt somit auch die wichtigen API 6A & 6D Normen, die für den US-Markt von Bedeutung sind. Zusätzlich wird die Beständigkeit dieses FKM- Werkstoffes gegenüber Gas (n-Pentan über 72 h bei 23 °C), Schmieröl (IRM über 168 h bei 70 °C) und einem Alterungstest anhand der Norm DIN EN 13787 (Elastomere für Gas-Druckregelgeräte und zugehörige Sicherheitseinrichtungen für Eingangsdrücke bis 100 bar) belegt. Mit den Zulassungen über den NORSOK-Standard M-710 (AED-/RGDbeständig) und die ISO 23936-2 komplettiert der Werkstoff sein Spektrum. Breiter Einsatz 01 Hohe Funktionalität und eine lange Lebensdauer gehören zu den gängigsten Anforderungen an Dichtungen 02 Hochleistungs-FKM- Dichtungswerkstoff Vi 840 Diese Kombination von Eigenschaften ist laut Hersteller für einen FKM-Dichtungswerkstoff im Markt bisher einzigartig und ist gleichbedeutend mit einem großen Fortschritt in der Dichtungstechnik für die Armaturenbranche in der Erdöl-, petrochemischen und Erdgasindustrie. Der FKM „Vi 840“ ist durch seine Eigenschaften für ein sehr weites Einsatzgebiet konzipiert. Den Anwendern aus der Gas- und Armaturenbranche bietet sich jetzt eine Lösung nach einem geeigneten FKM-Dichtungswerkstoff mit einer Tieftemperaturflexibilität, normkonform nach DIN EN 14141. Dieser Hochleistungs-FKM-Dichtungswerkstoff eignet sich für den Einsatz z. B. in Kugelhähnen, Molchschleusen, Schiebern, Regelventilen und sonstigen Armaturen gleichermaßen, da er als hochfluorierter Werkstoff als Allround- Compound konzipiert und in der Praxis umfangreich getestet wurde. Die Grenzbereiche der Dichtungstechnik sind mit diesem Werkstoff wieder ein Stück verschoben worden. Fotos: Ionutanisca (fotolia.de); COG www.cog.de www.warex-valve.com Flammendurchschlagsichere Absperrklappen | Rückschlagklappen | Containerklappen | Zwischenflanschklappen Zentrische und Exzentrische APS-Klappen | Takt- und Druckschleusen | Schutzsysteme | Quetschventile | Kugelhähne | Sonderarmaturen WAREX VALVE GmbH | Stauverbrink 2 | 48308 Senden, Germany | T. +49 (0) 25 36 - 99 58-0 I sales@warex-valve.com
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