Das Wenn und Aber der Beständigkeiten. Ein Leitfaden für O-Ring-Anwender!

Transkript

1

2 Webinar Das Wenn und Aber der Beständigkeiten. Ein Leitfaden für O-Ring-Anwender!

3 Inhalt Beständigkeit von Dichtungswerkstoffen Beständigkeitsaussage Beständigkeitskriterien Zusammenfassung

4 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?

5 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!

6 Beständigkeit Welche Kriterien der Beständigkeit können grundsätzlich unterschieden werden?

7 Beständigkeitskriterien Temperaturbeständigkeit Druckbeständigkeit Mechanische Beständigkeit Medienbeständigkeit

8 Temperaturbeständigkeit Werkstoff minimale maximale Temperatur Temperatur Standard-NBR -25 C 120 C kälteflexibler NBR -40 C 120 C Standard-HNBR -20 C 150 C EPDM -40 C 150 C Standard-FKM -15 C 200 C kälteflexibler FKM -40 C 200 C ETP (FEPM) -10 C 200 C TFE/P (FEPM) 0 C 230 C Standard-FFKM -15 C 260 C kälteflexibler FFKM -46 C 260 C Hochtemperatur-FFKM -15 C 325 C AU/EU -30 C 120 C CR -40 C 100 C ACM -20 C 150 C Hochtemperatur-ACM -20 C 175 C VMQ -60 C 180 C FVMQ -55 C 180 C bezogen auf das Medium Luft!

9 Temperaturbeständigkeit Bild 1

10 Auswahlkriterien Angabe der Einsatztemperatur im Werkstoff-Datenblatt

11 Werkstoff-Datenblatt

12 Druckbeständigkeit g = Spaltmaß Bild 2 & 3

13 Druckbeständigkeit Bild 4

14 Auswahlkriterien Verwendung harter Dichtungswerkstoffe (90 IRHD) Kleines Spaltmaß g Ggf. Verwendung von Stützringen

15 Mechanische Beständigkeit Bild 5

16 Auswahlkriterien Verwendung von Dichtungswerkstoffe mit sehr hohen Festigkeitswerten Geprüfte Werkstoffe verwenden

17 AED-Prüfungen Merkmal NORSOK M Anhang B NACE TM NACE TM TOTAL GS EP PVV /01 Shell DODEP 02.01B Probekörper O-Ring 325 O-Ring 325 O-Ring 325 d 1 = 113,67 d2 = 5,33 O-Ring 329 Bauraum Flansch frei oder gekammert frei Flansch Flansch Verpressung 20 % optional -- 13,5 % 14 % Füllgrad keiner optional % 83 % nicht Anzahl Proben spezifiziert 80/20 % CO Gas CO 2, CH % CO % CO 2, CH 4, 2 CH 4 /CO 2 KWS-Gas 100, 150, 50, 100, Temperatur R.T. 75 C 100 C Druck Entspannungsrate 200 C 15, 20, 30 MPa 150, 230 C 7, 17, 28, 38 MPa 2-4 MPa/ min 7 MPa/ min < 1 min 5,2 MPa 19 MPa 13,8 MPa 19 zu 0,1 MPa in 90 s sofort Zyklen 10 min

18 Medienbeständigkeit Physikalische Wechselwirkung Chemische Wechselwirkung

19 Volumenzunahme (Quellung) Bild 6

20 Volumenzunahme (Quellung) Bild 7 Bild 8 Aseptik Rohrverschraubung nach DIN

21 Chemischer Angriff Bild 9

22 Auswahlkriterien Verwendung von geeigneten bzw. beständigen Dichtungswerkstoffen Wie kann diese Eignung/Beständigkeit festgestellt werden?

23 Dichtungswerkstoffe Kurzzeichen (ISO 1629) chemische Bezeichnung typische 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 ACM Polyurethan-Kautschuk Acrylat-Kautschuk AEM Ethylen-Acrylat-Kautschuk Vamac VMQ Vinyl-Methyl-Polysiloxan-Kautschuk Elastosil FVMQ Fluor- Vinyl-Methyl-Polysiloxan-Kautschuk

24 Compound-Bestandteile Inhaltsstoff Anteil in % Kautschuk (Polymer, z. B. EPDM) Füllstoff (Carbon Black, Kieselsäure) 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

25 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

26 Hydraulikfluid HEES

27 Hydraulikfluid HEES

28 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

29 Beständigkeit HEES Werkstoff Zeit Temp. ΔH ΔRF ΔRD ΔV Δm NBR 70, Standard 168 h 100 C ,2 +6,0 HNBR 70, Peroxid 168 h 100 C ,3 +15,0 FKM 70, Standard 168 h 100 C ,2 +1,9 FKM 75, Peroxid 168 h 100 C ,5 +0,8 ΔH = Änderung der Härte ΔRF = Änderung der Reißfestigkeit ΔRD = Änderung der Reißdehnung ΔV = Änderung des Volumens Δm = Änderung der Masse

30 Beständigkeitskriterien nach ISO Parameter Einheit Wert Härte-Änderung IRHD ±10 Volumen-Änderung % -3 bis +10 Änderung Reißfestigkeit % max. 30 Änderung Reißdehnung % max. 30

31 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)

32 Beständigkeitsvergleich in H2SO4 Bild 10

33 Einflüsse auf Dichtungswerkstoff Medium (Art, Aufbau, Beimengungen, Alterungsund/oder Zersetzungsprodukte) Temperaturen Polymer (FKM, NBR, HNBR) Mischungsbestandteile (z. B. Metalloxide, Weichmacher) Vernetzungssystem (z. B. Schwefel, Peroxid)

34 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

35 Weiterführende Informationen COG Broschüre Elastomerdichtungen für höchste Anforderungen COG Broschüre O-Ring 1x1 COG Anwendungstechnik

36 Quellenangabe Bild 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

37 Eine Präsentation der C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG Gehrstücken Pinneberg, Deutschland Kontakt: seminar@o-ring-akademie.de Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Sollten Sie darüber hinaus Fragen zu diesem Webinar oder den dazugehörigen Unterlagen haben, dann wenden Sie sich gerne an: Referent, Dipl.-Ing. (FH) Michael Krüger, Leiter der COG Anwendungstechnik awt@cog.de Telefon: C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG Irrtümer und Änderungen vorbehalten. Urheberrechtshinweis siehe nachfolgende Folie.

38 2016 C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG Urheberrechtshinweis: Dieses Handout dient nur zur Information im Nachgang zum Webinar vom 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