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cav FOKUS ARMATUREN, ROHRE, SCHLÄUCHE, DICHTUNGEN Bild: Mulderphoto-Fotolia.com Bild 1: Die Werkstofffamilie Chem XP soll den hohen Anforderungen in Prozessanlagen genügen Hoch fluorierte Dichtungswerkstoffe für chemische Prozessanlagen Mit starker Performance Fluorkautschuk (FKM) gilt als Standardwerkstoff für Dichtungen in Prozessanlagen, ist aber nur bedingt beständig gegenüber Säuren, Basen und Lösemitteln. In anspruchsvollen Anwendungen kommt bislang Perfluorkautschuk (FFKM) zum Einsatz, der deutlich teurer ist. Freudenberg Sealing Technologies hat eine neue Werkstofffamilie mit der Bezeichnung Chem XP entwickelt. Sie schließt die Lücke, indem sie einen ausgewogenen Kompromiss aus Leistungsfähigkeit und Kosten darstellt. Dichtungen für Anlagen der chemischen Prozessindustrie werden heute vorwiegend aus fluorierten Werkstoffen gefertigt (Bild1). Dabei beeinflussen die Höhe des Fluorgehalts und die Rezepturgestaltung der Materialien zum einen die Beständigkeit der unterschiedlichen Fluorelastomere gegenüber Säuren, Basen und Lösemitteln, zum anderen aber auch die Kosten für das Material. Als Standardwerkstoff kommt in der chemischen Prozessindustrie auf breiter Ebene Fluorkautschuk (FKM) zum Einsatz. In vielen Anwendungen ist dieses Material eine geeignete Wahl für O-Ringe, Formteile und Membranen. So zeichnet sich Standard- FKM durch eine gute Beständigkeit gegenüber Mineralölen und anderen Kohlenwasserstoff-Verbindungen aus. Diese ist jedoch vergleichsweise gering gegenüber bestimmten Säuren, Basen und organischen Lösemitteln. Kommt FKM mit diesen Medien in erhöhter Konzentration in Kontakt, dann kann es quellen und chemisch angegriffen werden, was zu starken Veränderungen in den mechanischen Eigenschaften führt. In diesem Fall muss die Materialbasis anders ausgewählt und kombiniert werden, um dem chemischen Angriff standzuhalten. Für besonders anspruchsvolle Fälle ist Perfluorkautschuk (FFKM) das Mittel der Wahl, da dieses durch die vollständige Fluorierung eine sehr hohe Medienbeständigkeit besitzt. FFKM ist aber unter anderem aufgrund der aufwendigen Herstellung äußerst kostenintensiv. Die damit erworbene extrem hohe Leistungsfähigkeit von FFKM ist jedoch nicht immer erforderlich. Ausgewogener Kompromiss Vor diesem Hintergrund hat Freudenberg Sealing Technologies eine neue Werkstoffreihe mit dem Namen Chem XP entwickelt, 32 cav 01-2019
die diese Lücke schließt und einen ausgewogenen Kompromiss aus Leistungsfähigkeit und Kosten bildet. Zu den Kennwerten zählen eine Temperaturbeständigkeit von -20 bis +200 °C und eine im Vergleich zu FKM verbesserte chemische Stabilität gegenüber vielen Säuren und organischen Lösemitteln. Außerdem zeigt Chem XP eine hohe Beständigkeit gegenüber UV-Licht und Ozon sowie ein sehr gutes Alterungsverhalten. Im Juni 2018 wurde die Neuentwicklung erstmals auf der Achema dem Fachpublikum vorgestellt. Bild 2 zeigt einen schematischen Vergleich von Preisniveau und Beständigkeit für Standard-FKM, das Premiummaterial FFKM und die neu entwickelte Werkstofffamilie Chem XP. Ersetzt Chem XP in einer Anwendung FKM, dann erhöht sich die Standzeit. Dadurch lassen sich die Wartungsintervalle verlängern und Produktionskosten senken. Außerdem können das Risiko ungeplanter Ausfälle der Anlagen minimiert und die damit verbundenen hohen Folgekosten für den Betreiber vermieden werden. Umgekehrt ist es möglich, durch Einsatz der Chem-XP-Werkstoffe Einkaufskosten zu sparen. Da die Medienbeständigkeit von Chem XP gegenüber ausgewählten Säuren und organischen Lösemitteln vergleichbar mit FFKM ist, kann in diesen Fällen eine Substitution erfolgen und der sehr hohe Preis der FFKM-Dichtungen vermieden werden. Rezeptur der Elastomermischung Bei der Entwicklung von Chem XP lag ein wichtiger Fokus der Werkstoffexperten von Freudenberg Sealing Technologies auf einer möglichst breiten Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien. Die Werkstofffamilie Chem XP ist deswegen unter anderem mit einem hohen Fluorgehalt ausgestattet, der den FFKM-Materialien ähnelt. In Verbindung mit einer neuen Rezeptgestaltung der einzelnen Bestandteile erreicht Chem XP so eine sehr hohe Medienbeständigkeit, die die Werkstofffamilie in Vergleichsanalysen und Labortests bereits unter Beweis stellen konnte. Bild: Freudenberg Sealing Technologies Bild 2: Vergleich von Beständigkeit und Preisniveau für die drei Werkstofffamilien FKM, Chem XP und FFKM Versuche mit Säuren und Lösemitteln In den Laborversuchen wurde die Werkstofffamilie Chem XP auf die Änderung der Volumenquellung und der Festigkeit hin untersucht und mit anderen im Markt verfügbaren Werkstoffen verglichen. Als Maßstab für die Vergleichsanalysen wählten die Materialentwickler von Freudenberg Sealing Technologies drei der kritischsten Vertreter aus den Chemikalienklassen aus, die für die chemische Industrie relevant sind. Als Vertreter der Säuren wurde 20 % konzentrierte Essigsäure ausgewählt, bei einer Temperatur von 98 °C. Die Klasse der Lösemittel repräsentiert reines Methylethylketon (MEK) bei einer Temperatur von 80 °C, ergänzt um reines Toluol Vakuumförderer und individuelle Systeme für das hygienische und sichere Pulverhandling EX-sichere und staubfreie Systeme zur Behälter-/Fass-/Sack-/Big-Bag-Entleerung auch für kritische Schüttgüter, Systeme fürs High-Containment bis OEB 5 Entnehmen | Fördern | Dosieren | Kontrollsieben | Zuführen | Sammeln/Lagern | WIP / CIP / SIP www.Volkmann.info cav 01-2019 33
