Anwendungen bei niedrigen Temperaturen - die für verschiedene Branchen von der Öl- und Gasexploration über die chemische Verarbeitung bis hin zur Luft- und Raumfahrt von entscheidender Bedeutung sind - können für Dichtungen sehr unangenehm sein. Die gute Nachricht ist, dass man Dichtungsausfälle in kalten Umgebungen verhindern kann, indem man die richtige Kombination aus Werkstoffen, Konstruktion und Prüfung wählt. "Die Dichtungsindustrie stellt Dichtungen für Autos, Lastwagen, Schiffe und Züge her, die in Nordalaska nicht undicht werden und Kraftstoffe in Flugzeugen bei Temperaturen von -54°C oder darunter wirksam abdichten", schreibt Ronald R. Campbell, Technology Manager bei Greene Tweed in einem kürzlich erschienenen Artikel in der Zeitschrift Rubber World.

Dieser Artikel vergleicht die Tieftemperatureigenschaften verschiedener Elastomere und Kunststoffe und geht auf gängige Tests und Normen ein, die zur Bewertung der Eigenschaften und Zuverlässigkeit von Dichtungen bei niedrigen Temperaturen verwendet werden. Campbell listet mehrere Elastomere auf, die bei sehr niedrigen Temperaturen eine zuverlässige und effektive Leistung bieten und praktikable Lösungen für den Einsatz in den widrigsten Umgebungen erweitern. Er erklärt auch einige der Polymerchemie, die hinter der verbesserten Tieftemperaturleistung von HNBR-, FKM- und FFKM-Elastomeren steht.

Campbell verweist auf die beträchtlichen Fortschritte, die im Bereich der Tieftemperaturdichtungen mit Elastomeren gemacht wurden, sagt aber auch, dass einige Tieftemperaturanwendungen immer noch über die Dichtungsmöglichkeiten der derzeit verfügbaren Elastomere hinausgehen. Er empfiehlt PAEK/PEEK-Polymere und sagt: "Greene Tweed fertigt und verkauft PEEK-Produkte seit der Markteinführung des Polymers in den frühen 1980er Jahren, so dass das Unternehmen weiß, welche spezifischen Hersteller, Typen und Verfahren zu optimalen Eigenschaften für diese Anwendungen führen können.

Er fährt fort und empfiehlt MSE-Dichtungen (metal spring energized) für extreme Dichtungsbedingungen durch die Verwendung spezieller Sorten kryogener Kunststoffe mit guten Tieftemperatur-Elastomeren oder Metallfedern zur Energieversorgung der Dichtungen. "Mit der richtigen Konstruktion und der richtigen Werkstoffauswahl können MSE-Dichtungen extrem breite Temperatur- und Druckbereiche abdecken, die bei diesen kritischen Dichtungsanforderungen auftreten, von kryogenen Betriebstemperaturen bis hin zu sehr heißer Luft oder überhitztem Dampf", erklärt er. "Greene, Tweed hat zum Beispiel eine Wasserstoffgas-Ventilschaftdichtung entwickelt und gebaut, die reinen Wasserstoff für LKW-(Anhänger-)Transferventile mit Drücken zwischen 80 und 700 bar handhabt und von -40°C bis 70°C arbeitet. Diese Spindeldichtung löste ein früheres Dichtungsdesign, das übermäßige Leckagen aufwies. In dieser Fallstudie wurden modifiziertes GT Avalon 56 PTFE und Arlon 100 verwendet.

 

Wirksame Dichtungslösungen für niedrige Temperaturen, die nicht lecken, sind möglich, aber nicht einfach. "Sie erfordern einen kompletten Teamansatz in Zusammenarbeit mit dem Endkunden, um sicherzustellen, dass das richtige Elastomer oder der richtige Kunststoff mit dem richtigen Design kombiniert wird. Dann muss das Teil korrekt hergestellt, inspiziert und entsprechend getestet werden, um die Leckfreiheit nachzuweisen. Zu den neuen Anforderungen für einige der Wasserstoffdichtungen gehören Tausende von Druckzyklen vor der Zulassung von Ventilen und Verbindungen", fügt er hinzu.

 

(Wiederveröffentlicht mit Genehmigung von Rubber World (August 2022, Band 206, Nummer 5)

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