Flachdichtung

Flachdichtungen werden überwiegend a​ls statische Dichtungen i​m Maschinen- bzw. Apparate- u​nd Rohrleitungsbau a​ls Dichtelement zwischen z​wei Flanschen eingebaut.

Flachdichtungen aus verschiedenen Grundmaterialien (von links nach rechts) Faserdichtung, PTFE-Flachdichtung und Grafitflachdichtung mit außenliegender Metallummantelung (Bördel)

Grundlagen

Die Flachdichtung wird überwiegend in Verschraubungen mit Überwurfmutter und in Flanschverbindung eingesetzt. Die Verbindung wird nach dem Einlegen der Dichtung verpresst. Der Pressdruck muss über dem Druck des Fluids in der Anlage liegen. Die Kraft zur Erzeugung der geforderten Flächenpressung wird meist mit Schraubverbindungen erzielt.[1] Bei niedrigen Drücken werden auch Steck- und Klemmverbindungen eingesetzt.

Je n​ach Anwendung w​ird eine bestimmte Leckagemenge toleriert.

Einflüsse auf die Dichtverbindung

Auf die Flachdichtung wirken vor allem Druck, Temperatur und das abzudichtende Medium. Zu berücksichtigen sind insbesondere die chemischen und physikalischen Beanspruchungen. Zu letzteren kann etwa ein abrupter Temperatur- und Druckabfall/-anstieg gehören.

Auch d​ie Beschaffenheit d​er Flansche (Rauheit, Welligkeit), d​ie Geometrie d​er Verbindung u​nd die Verschleißanfälligkeit beeinflussen d​ie Materialwahl.[2]

Normen

• Normenreihe DIN EN 1514 – Dichtungen (Abmessungen) für Flanschverbindungen nach DIN/EN
• Normenreihe DIN EN 12560 Dichtungen (Abmessungen) für Flanschverbindungen nach ANSI/ASME B16.5

Flachdichtungsarten und übliche Werkstoffe

Asbesthaltige Flachdichtungen

• Papier- oder Pappflachdichtungen, siehe Faserdichtung
• Flachdichtungen aus Kunststoffen
  • Silikonflachdichtung
  • Gummiflachdichtungen (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Fluorkautschuk)
  • Polytetrafluorethylen-Flachdichtungen
  • Hochtemperatur-Kunststoffe (PEEK, PAI, PEI)
  • Faserdichtung (Matrix: Kohlenstofffaser, Mineralfaser, Aramidfaser, Füllstoff Elastomere)
• Graphit-Flachdichtungen
• Hochtemperaturdichtungen (Glimmergruppe)
• Wellringdichtungen (Grundkörper: Metall, Auflagen: Grafit oder anderer Weichstoff)
• Kammprofildichtungen (Grundkörper: Metall, Auflagen: Grafit oder anderer Weichstoff)
• Spiraldichtungen (Grundkörper: Wicklung aus Metall und Weichstoffen wie Grafit oder PTFE, Kammerung: Metallringe)[1]
• flache Metalldichtringe (z. B. Usit-Ring)
• Asbest. Bei älteren Flachdichtungen muss damit gerechnet werden, dass diese aus Asbest bestehen und gegebenenfalls in den Geltungsbereich der Gefahrstoffverordnung, der TRGS 519 und der Asbestrichtlinie fallen.

Faserdichtungen u​nd PTFE-Flachdichtungen werden b​ei hohen thermischen o​der mechanischen Beanspruchungen teilweise d​urch eine Metalleinlage verstärkt.[3]

Ummantelte Flachdichtungen

Ummantelte Flachdichtungen bestehen aus einem Kern, der häufig aus faserhaltigem Material besteht, und von einer PTFE- oder Metallhülle (Stahl oder korrosionsbeständige Nickellegierungen) umhüllt ist. Dabei kann die Hülle die Flachdichtung vollständig oder nur teilweise umschließen. Die Ummantelung schützt den Kern vor chemischem Angriff durch das abzudichtende Medium. Der Kern hat eine Stützfunktion, indem er durch den Anpressdruck nachgibt. Der Anpressdruck muss höher gewählt werden als bei einer einfachen Flachdichtung ohne Hülle. Stabile Flansche sind eine Voraussetzung.[3] Ein besonderes Beispiel für eine (teil-)ummantelte Flachdichtung ist in der Automobiltechnik die Zylinderkopfdichtung.

Weblinks

• Übersicht auf statische Dichtung in den Punkten: Flanschabdichtungen: Grundlagen – fachwissen-dichtungstechnik.de und [fachwissen-dichtungstechnik.de Bauformen – fachwissen-dichtungstechnik.de] und statische Dichtungen Sonderbauformen – fachwissen-dichtungstechnik.de.
• Zusammenfassung und Vergleich der einzelnen Flanschberechnungsverfahren – flangevalid.com
• Leitfaden zur Montage von Flanschverbindungen in verfahrenstechnischen Anlagen – vci.de Praxisnahe Empfehlungen für die fachgerechte Montage und Lagerung von Flachdichtungen
• Freigaben in der Dichtungstechnik – industrietechnik-schneider.de Freigaben stellen die Anforderungen einzelner industrieller Branchen an eine Flachdichtung im eingebauten Zustand dar
• Datenbank Dichtungskennwerte nach EN 13555 für Flachdichtungen – gasketdata.org Ausführliche Definition der Kennwerte und
  • Grundlagenlehrgang Dichtungstechnik – ima.uni-stuttgart.de vom IMA der Universität Stuttgart, S. 5 Tabelle 2.1 verdeutlicht den Zusammenhang einzelner Kennwerte verschiedener Normen untereinander

Einzelnachweise

1. Alexander Riedl: Handbuch Dichtungspraxis. 4. Auflage. Vulkan Verlag, Essen 2018, ISBN 978-3-8027-2214-1, S. 520 und X.
2. Industrietechnik Frank Schneider GmbH: Statische Dichtungen. S. 2, abgerufen am 19. November 2019 (Einflussfaktoren auf Dichtverbindung Abb. 3).
3. Heinz K. Müller und Bernard S. Nau: Flanschdichtungen: Bauformen – Berechnung. S. 7 und 8, abgerufen am 19. November 2019 (Informationen zu Metalleinlagen auf S. 7, Informationen zu ummantelten Flachdichtungen auf S. 8).