Leitfaden zur Werkstoffauswahl für Gleitringdichtungen

Keramik

Keramik, insbesondere Aluminiumoxid (Al2O3), ist aufgrund seiner hervorragenden chemischen Beständigkeit, Verschleißfestigkeit und hohen Wärmeleitfähigkeit eine beliebte Wahl für Dichtungsflächenmaterialien. Es eignet sich für eine breite Palette sauberer Anwendungen und hält extremen Temperaturen bis zu 1.800 °F (982 °C) stand. Keramik ist jedoch spröde und anfällig für Thermoschocks, weshalb es für Anwendungen mit schnellen Temperaturschwankungen oder mechanischen Einwirkungen weniger geeignet ist.

Kohlenstoff

Kohlenstoff ist ein vielseitiges Dichtungsflächenmaterial, das für seine selbstschmierenden Eigenschaften und seine Kompatibilität mit einer Vielzahl von Prozessflüssigkeiten bekannt ist. Es bietet eine gute chemische Beständigkeit gegenüber den meisten aromatischen Kohlenwasserstoffen, Lösungsmitteln und Säuren. Kohlenstoffsorten wie harzimprägnierter Kohlenstoff verfügen über eine verbesserte mechanische Festigkeit und Verschleißfestigkeit. Kohlenstoff hat jedoch eine begrenzte Abriebfestigkeit und wird nicht für den Einsatz mit stark abrasiven Prozessflüssigkeiten oder extremen Druckbedingungen empfohlen.

Siliziumkarbid

Siliziumkarbid (SiC) ist aufgrund seiner außergewöhnlichen Härte, Verschleißfestigkeit und chemischen Inertheit ein ideales Dichtungsflächenmaterial für raue Umgebungen. Es bietet eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit und Dimensionsstabilität und eignet sich daher für Hochtemperaturanwendungen bis zu 1.000 °F (538 °C). Siliziumkarbid wird oft mit sich selbst oder anderen Hartflächenmaterialien wie Wolframkarbid kombiniert, um optimale Leistung in anspruchsvollen Anwendungen zu erzielen.

Wolframcarbid

Wolframkarbid ist ein hartes, dichtes Material mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit und chemischer Verträglichkeit. Es wird häufig in Gleitringdichtungen für abrasive und Hochdruckanwendungen verwendet. Wolframkarbid kann mit sich selbst oder anderen Hartstoffoberflächen kombiniert werden, um die Haltbarkeit und Leistung zu verbessern. Es hat jedoch einen relativ hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der bei extremen Temperaturbedingungen zu thermischer Verformung führen kann.

Ni-Resist

Ni-Resist ist eine Nickel-Chrom-Legierung, die für ihre hervorragende Korrosionsbeständigkeit und mäßige Verschleißfestigkeit bekannt ist. Sie eignet sich zum Abdichten aggressiver Chemikalien und viskoser Flüssigkeiten in Niederdruckanwendungen. Ni-Resist hat eine gute Wärmeleitfähigkeit und hält Temperaturen bis zu 1.000 °F (538 °C) stand. Sie hat jedoch eine begrenzte Abriebfestigkeit und ist möglicherweise nicht für stark abrasive Prozessflüssigkeiten geeignet.

GFPTFE

Glasgefülltes PTFE (GFPTFE) ist ein selbstschmierendes, nichtmetallisches Dichtungsflächenmaterial mit ausgezeichneter chemischer Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl von Chemikalien, darunter Säuren, Basen und Lösungsmittel. Es hat einen niedrigen Reibungskoeffizienten und eine gute Verschleißfestigkeit, wodurch es für Niederdruckanwendungen und saubere Flüssigkeiten geeignet ist. GFPTFE kann bei Temperaturen von -400 °F bis 500 °F (-240 °C bis 260 °C) eingesetzt werden, hat jedoch im Vergleich zu metallischen Materialien eine begrenzte mechanische Festigkeit.

Unterschied zwischen Dichtungsflächenmaterialien

Material	Chemische Resistenz	Verschleißfestigkeit	Temperaturbereich	Wärmeleitfähigkeit	Mechanische Festigkeit	Abriebfestigkeit	Geeignete Anwendungen
Keramik (Al2O3)	Exzellent	Exzellent	Bis zu 1.800 °F (982 °C)	Hoch	Spröde, anfällig für Thermoschock	Exzellent	Saubere Anwendungen, hohe Temperaturen
Kohlenstoff	Gute Beständigkeit gegen Kohlenwasserstoffe, Lösungsmittel und Säuren	Mäßig	Variiert je nach Klasse	Mäßig	Begrenzt, verbessert durch Harzimprägnierung	Begrenzt	Große Auswahl an Prozessflüssigkeiten, vermeiden Sie abrasive Flüssigkeiten oder extremen Druck
Siliziumkarbid (SiC)	Außergewöhnlich	Exzellent	Bis zu 1.000 °F (538 °C)	Exzellent	Hoch	Exzellent	Raue Umgebungen, anspruchsvolle Anwendungen
Wolframcarbid	Exzellent	Exzellent	Variiert je nach Klasse	Mäßig	Hoch	Exzellent	Abrasive und Hochdruckanwendungen
Ni-Resist	Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, mäßige Verschleißfestigkeit	Mäßig	Bis zu 1.000 °F (538 °C)	Gut	Mäßig	Begrenzt	Aggressive Chemikalien, viskose Flüssigkeiten, Niederdruckanwendungen
GFPTFE	Hervorragende Beständigkeit gegen Säuren, Basen und Lösungsmittel	Gut	-400 °F bis 500 °F (-240 °C bis 260 °C)	Niedrig	Begrenzt	Mäßig	Niederdruckanwendungen, saubere Flüssigkeiten

Elastomerwerkstoffe

Buna (Nitril)

Buna, auch als Nitrilkautschuk bekannt, ist ein synthetisches Kautschukcopolymer, das eine gute Beständigkeit gegen Öle, Kraftstoffe und Hydraulikflüssigkeiten bietet. Es hat einen breiten Betriebstemperaturbereich von -40 °F bis 250 °F (-40 °C bis 121 °C) und bietet hervorragende mechanische Eigenschaften. Buna ist eine kostengünstige Elastomerwahl für allgemeine Dichtungsanwendungen.

EPDM

Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) ist ein vielseitiges Elastomermaterial, das eine außergewöhnliche Beständigkeit gegen Ozon, Witterungseinflüsse und Alterung bietet. Es weist eine gute chemische Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl von Chemikalien auf, darunter Säuren, Basen und Ketone. EPDM hat einen breiten Betriebstemperaturbereich von -60 °F bis 300 °F (-51 °C bis 149 °C) und wird häufig in Außen- und Hochtemperaturanwendungen eingesetzt.

Viton

Viton, auch als Fluorkohlenwasserstoffkautschuk bekannt, ist ein Hochleistungselastomer, das eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit gegen aggressive Chemikalien, Öle und Lösungsmittel bietet. Es hat einen breiten Betriebstemperaturbereich von -20 °F bis 400 °F (-29 °C bis 204 °C) und behält seine mechanischen Eigenschaften auch bei erhöhten Temperaturen. Viton ist ideal für anspruchsvolle Anwendungen in der chemischen Verarbeitung, der Öl- und Gasindustrie sowie der Automobilindustrie.

Unterschied zwischen Elastomermaterialien

Elastomermaterial	Temperaturbereich	Chemische Resistenz	Abriebfestigkeit	Wichtige Eigenschaften
Buna (Nitril)	-40 °F bis 250 °F (-40 °C bis 121 °C)	Gute Beständigkeit gegen Öle, Kraftstoffe und Hydraulikflüssigkeiten	Mäßig	Kostengünstig, schlechte Beständigkeit gegen Ozon und Sonnenlicht
EPDM	-60°F bis 300°F (-51°C bis 149°C)	Gute Beständigkeit gegen Säuren, Laugen und Dampf	Mäßig	Hervorragende Beständigkeit gegen Ozon, Sonnenlicht und Witterungseinflüsse, eingeschränkte Beständigkeit gegen Öle und Kraftstoffe
Viton (Fluorkohlenwasserstoff)	-20 °F bis 400 °F (-29 °C bis 204 °C)	Außergewöhnliche Beständigkeit gegen eine Vielzahl aggressiver Chemikalien, einschließlich aromatischer Kohlenwasserstoffe, chlorierter Lösungsmittel und Säuren	Exzellent	Hohe Leistung, teuer, begrenzte Flexibilität bei niedrigen Temperaturen

So wählen Sie das richtige Gleitringdichtungsmaterial aus

Chemische Verträglichkeit

Die Dichtungsflächen und Elastomermaterialien müssen mit der Prozessflüssigkeit kompatibel sein, um chemische Korrosion, Schwellung oder Zersetzung zu verhindern. Verwenden Sie einen Kompatibilitätsprüfer oder wenden Sie sich an den Materialhersteller, um sicherzustellen, dass die ausgewählten Materialien für die spezifische chemische Umgebung geeignet sind.

Temperaturbereich

Berücksichtigen Sie den Betriebstemperaturbereich der Anwendung und wählen Sie Materialien, die den erwarteten Temperaturextremen standhalten. Dichtungsflächenmaterialien wie Keramik und Siliziumkarbid können hohen Temperaturen standhalten, während Elastomere wie Viton und EPDM eine hervorragende Hochtemperaturleistung bieten.

Druckbedingungen

Bewerten Sie die Druckbedingungen der Anwendung und wählen Sie Materialien aus, die dem erwarteten Druckbereich standhalten. Harte Dichtungsflächenmaterialien wie Wolframkarbid und Siliziumkarbid eignen sich für Hochdruckanwendungen, während Elastomere mit guter mechanischer Festigkeit wie Buna und Viton mittleren bis hohen Drücken standhalten können.

Mechanische Festigkeit

Berücksichtigen Sie die mechanischen Eigenschaften der Dichtungsfläche und der Elastomermaterialien, wie Härte, Verschleißfestigkeit und Abriebfestigkeit. Wählen Sie Materialien, die den mechanischen Belastungen und Abriebbedingungen der Anwendung standhalten, um eine langfristige Dichtleistung sicherzustellen.

FAQs

Welche Materialien sind für Hochdruckanwendungen am haltbarsten?

Bei Hochdruckanwendungen sind Wolframkarbid und Siliziumkarbid die haltbarsten Dichtungsflächenmaterialien. Diese Materialien bieten außergewöhnliche Verschleißfestigkeit, Härte und mechanische Festigkeit und sind daher für anspruchsvolle Umgebungen geeignet. Elastomere mit guten mechanischen Eigenschaften wie Viton und Buna können auch Hochdruckbedingungen bewältigen.

Gibt es Werkstoffe, die besonders beständig gegen chemische Korrosion sind?

Keramische Werkstoffe wie Aluminiumoxid und Hochleistungskeramiken wie Siliziumkarbid bieten eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl von Chemikalien, darunter Säuren, Basen und Lösungsmittel. Fluorkohlenwasserstoff-Elastomere wie Viton bieten ebenfalls eine außergewöhnliche chemische Beständigkeit gegenüber aggressiven Chemikalien und eignen sich für anspruchsvolle Anwendungen in der chemischen Verarbeitungsindustrie.

Kann ich für alle Teile der Dichtung dasselbe Material verwenden?

Es wird nicht empfohlen, für alle Teile der Dichtung dasselbe Material zu verwenden, da unterschiedliche Komponenten spezifische Anforderungen haben. Dichtungsflächen bestehen normalerweise aus harten Materialien wie Keramik, Karbiden oder Kohlenstoff, während Sekundärdichtungen (Elastomere) aus weicheren Materialien wie Buna, EPDM oder Viton bestehen.