View
215
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
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
Urheberrechtshinweis: Dieses Handout dient nur zur Information im Nachgang zum Webinar vom 10.11.2016. Die Inhalte dieses Dokumentes (u. a. Texte, Grafiken, Fotos, Logos etc.) und das Dokument selbst sind urheberrechtlich geschützt. Sie wurden durch die C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG selbständig erstellt. Ohne schriftliche Genehmigung von COG dürfen dieses Dokument und/oder Teile daraus nicht weitergegeben, modifiziert, veröffentlich, übersetzt oder reproduziert werden, weder durch Fotokopien, noch durch andere – insbesondere elektronische – Verfahren. Der Vorbehalt erstreckt sich auch auf die Aufnahme in oder die Auswertung durch Datenbanken. Selbiges gilt für den Mitschnitt des Webinares vom 10.11.2016.
Recommended