Mai 2013
| von Dr. Tristan Haage, Leiter Geschäftsbereich Dichtungen., Marco Schildknecht, Leiter Anwendungstechnik Geschäftsbereich Dichtungen Frenzelit
  • Die deutlich erhöhte Leistungsfähigkeit von Dichtungen mit XP-Technologie basiert auf einer anorganischen Tiefenpassivierung des Graphits.
  • Novaphit Graphitdichtungen mit der XP-Technologie sind neben einer guten Temperaturstabilität und Leckagerate die ersten Graphitdichtungen, die sich leicht und ohne Rückstände vom Flansch lösen lassen. Das spart Zeit und Kosten bei der Instandhaltung.
  • Zudem sorgt eine höhere Oxidationsbeständigkeit des expandierten Graphits für niedrigere Emissionen.

XP steht für Extended Performance – also für den Anspruch, die Leistungsgrenzen der Produkte einschließlich der Qualität der damit verbundenen Dienstleistungen zu erweitern. Die deutlich erhöhte Leistungsfähigkeit der Dichtungen mit Extended-performance-Technologie basiert auf einer anorganischen Tiefenpassivierung des Graphits. Für eine derartige Ausrüstung wurde eine besondere Verfahrenstechnik entwickelt und die bereits bestehende Fertigungslinie für Graphitdichtungen ausgebaut.

Nachhaltige Antihaftwirkung
Selbst bei Graphitdichtungen höchster Qualität war bisher bereits bei Temperaturen ab 200 °C ein Anhaften des Graphits an der Dichtfläche unvermeidlich. Das verursachte bei der Revision einen erheblichen Aufwand, mussten doch die Dichtungen mechanisch vom Flansch gelöst werden. Darüber hinaus bestand bei der Reinigung stets die Gefahr, die Dichtfläche zu beschädigen. Selbst kleinere Riefen konnten schnell zu einer erhöhten Leckage führen. Die anorganische Antihaftausrüstung der Dichtungen der neuen Generation ist dagegen hochtemperaturbeständig und wird mit einer neuartigen Verfahrenstechnik in den Graphit eingebracht. Ihr Temperatureinsatzbereich reicht von -200 bis  550 °C. Ein Anhaften der Dichtungen an der Dichtoberfläche wird nachhaltig vermieden. Der schnelle und rückstandslose Austausch der Dichtungen spart Zeit und Geld bei der Instandhaltung. Weil die Dichtflächen nicht mechanisch gereinigt werden müssen und es dadurch nicht mehr zu Beschädigungen kommt, erhöht sich die Sicherheit und Verfügbarkeit der gesamten Anlage.

Oxidationsverhalten von Graphit
Im Falle des expandierten Graphits hat die Oxidationsstabilität (Abbrandsicherheit) entscheidenden Einfluss auf das Langzeitverhalten und die Standzeit der Dichtung. Das Oxidationsverhalten des Graphits wird mittels thermogravimetrischer Analyse untersucht, wobei es unter einer definierten Atmosphäre über 8 h der jeweiligen Testtemperatur ausgesetzt wird. Der jeweils festgestellte Massenverlust ist ein Maß für die Oxidationsbeständigkeit des Graphits.
Die Abbrandsicherheit wird oft vereinfachend mit dem Reinheitsgrad des verwendeten Graphits verknüpft. Es existieren deutliche Unterschiede im Masseverlust für drei verschiedene Graphitqualitäten mit einem identischen Reinheitsgrad von 99 %. So wird bei einfachen, handelsüblichen Graphitdichtungen bei einer Prüfdauer von 8 h unter einer Temperatur von 600 °C über 40 % Masseverlust bis hin zum vollständigen Abbrand beobachtet. Bei gleicher Graphitreinheit lässt sich aber auch eine hohe Oxidationsstabilität erzielen, die sich über einen Masseverlust von weniger als 4 % bei gleichen Bedingungen ausdrückt. Dabei wird die im Vergleich zu den einfachen Graphitqualitäten mit gleich hohem, 99-prozentigem Kohlenstoffanteil deutlich höhere Oxidationsstabilität einerseits durch das Fehlen von Katalysatoren, andererseits durch den Zusatz entsprechender Oxidationsinhibitoren erreicht.

Die Oxidationsstabilität erhöhen
Mit Hilfe einer neuartigen Tiefenpassivierung ist es jetzt erstmals gelungen, den Oxidationsschutz weiter zu erhöhen. Diese Verbesserung zeigt sich deutlich bei einer thermogravimetrischen Analyse in einer Verschiebung der Masseverlustkurve um etwa 150 °C in Richtung höherer Temperaturen.
Der verbesserte Oxidationsschutz zielt nicht primär auf ein Erhöhen der Temperatureinsatzgrenze. Die Extendend-performance-Technologie (XP) erweist sich auch in dem für Graphit üblichen Temperaturbereich zwischen 200 und 550 °C als vorteilhaft. Sie ermöglicht unter anderem längere Standzeiten und darüber hinaus auch stabilere Dichtungseigenschaften und folglich dauerhaft niedrigere Emissionen.
Bei der Auswahl von Dichtungen sind Kennwerte nach DIN EN 13555, wie die Mindestflächenpressung im Einbau- und Betriebszustand Qmin und Qsmin für eine vorgegebene Dichtheitsklasse oder der PQR-Wert, der die Relaxation unter Temperatur und Belastung beschreibt, ein wichtiges Kriterium. Die Leistungsfähigkeit des Dichtungswerkstoffs bemisst sich jedoch auch in ihrem Langzeitverhalten. Hier bietet die neue XP-Generation Graphitdichtungen aufgrund ihrer überlegenen Oxidationsstabilität neue Möglichkeiten.
Die XP-Technologie steht für die Dichtungsprodukte Novaphit SSTC, Novaphit SSTCTA-L sowie Novaphit MST zur Vefügung. Sie kann ohne Einschränkungen für alle Anwendungen der Novaphit-Graphitdichtungen eingesetzt werden.

 

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