Dichtungen und Dichtmittel

Wenn zwei aneinander liegende Flanschflächen nicht zu einer leckdichten Verbindung zusammengefügt werden können, wird ein Dichtmittel oder eine Dichtung verwendet.

• Verschraubte Verbindungen (Flansche) verwenden Dichtungen zum Abdichten.
• Gewindeverbindungen (Schraubgewinde) verwenden Dichtmittel zum Abdichten.
• Geschweißte Verbindungen (Schweißnähte) erfordern keine Dichtmittel oder Dichtungen zum Abdichten.

Typischerweise erfordern rauhe, schlecht bearbeitete Oberflächen entweder eine Dichtung oder ein Dichtmittel, das auf die aneinander liegenden Oberflächen aufgetragen wird, damit sie abdichten können. Gut bearbeitete Oberflächen (mit wenigen Werkzeugspuren und Vertiefungen etc.) benötigen möglicherweise keine Dichtung oder Dichtmittel. Wenn keine Dichtung oder Dichtmittel verwendet wird, sind die aneinander liegenden Materialien fast immer aus Metall und werden unter hohem Druck zusammengefügt, um ausreichenden Kontakt über die Dichtflächen hinweg zu gewährleisten.

Der endgültige Oberflächenabschluss eines Flansches kann von einer rauen Gussoberfläche bis zu einer geschliffenen und geläppten bearbeiteten Oberfläche (für Metall-zu-Metall-Flächen) variieren. Für rauhe Oberflächen ist immer eine Form von Dichtelement (Dichtung etc.) erforderlich, während bearbeitete Oberflächen möglicherweise keine Dichtung benötigen.

Dichtungen

Dichtungen sind Dichtelemente, die zwischen aneinander liegenden Flanschflächen installiert werden. Die Druckkraft, die beim Zusammenfügen der Flansche (aufgrund des Schraubenanzugs) angewendet wird, hält die Dichtung zwischen den beiden Flanschen in Position. Flanschdichtungen werden in drei Hauptkategorien unterteilt.

1. Nichtmetallisch / Weich – Komprimierte nicht-asbesthaltige Faser (CNAF), PTFE, Gummi, Keramikfaser.
2. Metallisch / Hart – Ovalring, Oktagonalring.
3. Halbmetallisch / Verbund – Spiralgewickelt, Metallummantelt, Kammerprofil.

Flanschtypen

Weiche Dichtungen

Weiche Dichtungen (nichtmetallische Dichtungen) haben eine große Kontaktabdichtungsfläche und sind nur für Niederdruckanwendungen geeignet. Der Einsatz von weichen Dichtungen ist meist auf Flachflanschverbindungen beschränkt, obwohl es möglich ist, sie auch mit erhabenen Flanschverbindungen zu verwenden. Unabhängig vom verwendeten Flanschtyp sollte eine weiche Dichtung auf einer geriffelten Flanschoberfläche installiert werden, um eine schlechte Abdichtung zu vermeiden.

Komprimierte nicht-asbesthaltige Faser-Dichtung (weiche Dichtung)

Das allgemeine Erscheinungsbild der meisten weichen Dichtungen ist, dass sie dünn und formbar (kann von Hand gebogen werden) sind; sie werden oft in Rollen geliefert und müssen vor der Verwendung abgewickelt werden. Typische Konstruktionsmaterialien für weiche Dichtungen sind:

• Elastomere (natürlicher und synthetischer Gummi), komprimierte nicht-asbesthaltige Faser (CNAF), PTFE, Gummi, Keramikfaser, flexibler Graphit.

Weiche Dichtungen sind für mittlere bis hohe Druckanwendungen ungeeignet und werden selten für Systemdrücke über 20 bar (290 psi) verwendet. Da dieser Dichtungstyp meist in Verbindung mit Flachflanschverbindungen verwendet wird, ist seine Druckklasse auf ein Maximum von 250 begrenzt.

Weiche Dichtungen werden so geschnitten, dass sie die Schraubenlöcher ein- oder ausschließen. Wenn die Schraubenlöcher ausgeschlossen sind, wird die Dichtung als „Flachring“-Dichtung bezeichnet und sollte mit einem erhabenen Flansch verwendet werden. Wenn die Schraubenlöcher eingeschlossen sind, wird die Dichtung als „Vollflansch“-Dichtung bezeichnet und sollte mit einem Flachflansch verwendet werden.

Tipp – es ist möglich, eine weiche Flachringdichtung mit einem Vollflansch zu verwenden, aber dies sollte vermieden werden. Die Kontaktabdichtungsfläche eines Vollflansches ist so konzipiert, dass sie sich vom Innendurchmesser des Flansches bis zu seinem Außendurchmesser erstreckt. Wenn ein Flachringflansch verwendet wird, ist die tatsächliche Abdichtungsfläche weitaus geringer als im ursprünglichen Design, wodurch die Möglichkeit von Leckagen erheblich zunimmt.

Harte Dichtungen

Harte Dichtungen (metallische Dichtungen) haben eine kleine Kontaktabdichtungsfläche und werden für mittlere bis hohe Druckanwendungen verwendet. Da metallische Dichtungen „hart“ sind, müssen sie eine kleine Abdichtungsfläche haben, um den Druck zu erreichen, der erforderlich ist, um die Dichtung zu verformen und eine zuverlässige Abdichtung zu erzielen. Der häufigste Typ der metallischen Dichtung ist die Ringverbindung, obwohl es auch andere gibt, z.B. Linsenring.

Typische Konstruktionsmaterialien für harte Dichtungen sind:

• Verschiedene Stahlqualitäten (unter Verwendung von Chrom und/oder Molybdän als Legierungsmaterial), Kupfer, weiches Eisen.

Ringverbindung (RTJ) Dichtung

Verbunddichtungen

Verbunddichtungen bestehen aus zwei oder mehr Materialien. Das weiche Material wird zwischen die Dichtflächen eines Flansches gelegt, um die erforderliche Abdichtung zu erzeugen. Das harte Material verleiht der Dichtung größere Steifigkeit und Stabilität, was dem weicheren Material hilft, Verformungseffekten wie Quetschen, Verbiegen und Ausblasen zu widerstehen. Verbunddichtungen werden über einen weiten Druck- und Temperaturbereich eingesetzt und sind daher in allen Druckklassen erhältlich. 

Spiralgewickelte Verbunddichtung

Verbunddichtungen können in drei Hauptkategorien unterteilt werden, diese sind die spiralgewickelten, metallummantelten und Kammerprofil. Von diesen dreien ist der spiralgewickelte Typ bei weitem der häufigste. Eine Verbunddichtung kann mit einem erhabenen Flansch, Nut-und-Feder-Flansch oder einem männlich-weiblichen Flansch verwendet werden.

Spiralgewickelte Verbunddichtungsetiketten

Gewindedichtmittel

Der Einsatz von Gewindeverbindungen ist auf Niederdruck- und Kleinrohrleitungen beschränkt. Da Gewinde oft mit Unvollkommenheiten bearbeitet werden, wird normalerweise eine Form von Dichtmittel verwendet. Häufige Dichtmittel sind:

• Flüssigdichtmittel – eine Form von Flüssigschmiermittel, oft kombiniert mit Verbindungen wie Zink, Kupfer oder Nickel. Leinöl ist ein häufiges Flüssigschmiermittel, aber nur für den Einsatz mit hochwertigen Gewinden geeignet. 
• Klempnerhanf und Paste – wird zum Abdichten schlecht hergestellter Gewinde verwendet. Diese Art von Dichtmittel wird auch als „Pferdehaar und Paste“ bezeichnet. Hanf hat den Einsatz von Pferdehaar in heutigen Märkten weitgehend ersetzt.
• Gewindedichtband – auch bekannt als „Klempnerband“ und „PTFE-Band“. Das Band wird auf die Gewinde gewickelt und erfüllt eine ähnliche Funktion wie eine Dichtung (das Band wird zwischen den männlichen und weiblichen Gewinden zusammengedrückt, um eine Abdichtung zu bilden). Technisch gesehen ist PTFE-Band ein Schmiermittel und kein Klebstoff, obwohl viele Menschen dies nicht wissen.
• Rohrdichtmittel – eine Kombination aus einem Dichtmaterial und einem Lösungsmittelträger. Rohrdichtmittel wird mit einem Pinsel oder Spatel auf das männliche Gewinde aufgetragen, dann wird die Verbindung montiert. Der Lösungsmittelträger verdampft dann und hinterlässt das Dichtmaterial, das zwischen den männlichen und weiblichen Gewindeoberflächen eingeschlossen ist.
• Anaerobe Harzverbindungen – eine Art von Dichtmittel, das aushärtet, wenn keine Luft mehr vorhanden ist; Sekundenkleber ist eine Art von anaerobem Klebstoff.

Es gibt Vor- und Nachteile, die mit jedem Typ von Dichtmittel verbunden sind. Einige sind nicht für hohe Temperaturen (PTFE-Band) und hohe Drücke (alle Bandtypen) geeignet. Andere schrumpfen oder reißen während des Aushärtungsprozesses (Rohrdichtmittel). Andere sind schmutzig in der Handhabung (Klempnerhanf) oder vergleichsweise teuer (anaerobe Harzverbindungen). Für niedrige Drücke und Temperaturen, wie sie in der häuslichen Installation vorkommen, sind Klempnerhanf und Gewindedichtband die beliebtesten Dichtmittel.

Tipp – beim Auftragen von Dichtband auf das Gewinde ist es wichtig, dass das Band in die gleiche Richtung gewickelt wird, in die das weibliche Gewinde auf das männliche Gewinde aufgeschraubt wird. Wenn die Wickelrichtung des Bandes falsch ist, wickelt das weibliche Gewinde das Band ab, während es auf das männliche Gewinde aufgeschraubt wird.

Zusätzliche Ressourcen

https://en.wikipedia.org/wiki/Gasket

https://sites.google.com/site/wikigasket/home/spiral-wound-gasket

https://www.livemint.com/brand-post/a-guide-to-help-you-choose-the-right-type-of-thread-sealant-11612353450944.html