Leitfaden: Gleitringdichtungen – Kohle vs. Sic vs. Ker vs. TC

Haben Sie Probleme mit vorzeitig ausfallenden Pumpen oder wiederholten Leckagen in Pumpen oder Rührwerken? Bei der Auswahl der Materialien für Ihre Gleitringdichtung müssen zwei Dinge berücksichtigt werden: Einerseits muss die Gleitringdichtung selbst zu Ihrer Pumpe oder Ihrem Gerät passen und andererseits muss die Materialkombination der rotierenden und stationären Teile zu Ihrem Prozess passen. Um einen optimalen Betrieb zu gewährleisten, sollten Sie die Unterschiede zwischen den vier Hauptmaterialien kennen: Kohlenstoff (Carbon), Siliziumkarbid (Sic) Keramik (Cer) und Wolframkarbid (TC). 

Eine falsche Wahl kann zu Produktionsstillständen und kostspieligen Ausfallzeiten führen. Um die richtige Wahl zu treffen, müssen Sie das richtige Gleichgewicht zwischen Abmessungen, Dichtflächen und Dichtungen finden, die sowohl Ihre Anlage als auch Ihr Endprodukt vor Verunreinigungen schützen. 

Bevor wir uns mit den Materialien befassen, muss das Fundament stimmen. Der erste Schritt besteht deshalb immer darin, sicherzustellen, dass die Gleitringdichtung für die konkrete Anlage, in die sie eingebaut werden soll, konstruiert ist. 

Gleitringdichtungen sind oft für bestimmte Pumpen- und Wellendimensionen ausgelegt. Sie funktionieren nur, wenn die Abmessungen, der Sitz und die Welle zur jeweiligen Anwendung passen. Wenn die Teile nicht zueinander passen, wird selbst die beste Lösung mit der Zeit versagen. Erst wenn die grundlegende Kompatibilität gegeben ist, ist es sinnvoll, die Materialien für Dichtflächen und Dichtungen zusammenzustellen. 

Wenn wir über die Materialauswahl sprechen, meinen wir das Material, aus dem das stationäre und das rotierende Teil besteht. Es geht nicht nur darum, eine akute Leckage zu verhindern, sondern auch darum, die Betriebssicherheit der Anlage auf lange Sicht zu gewährleisten. Wenn Sie die Material Eigenschaften an Ihre Betriebsbedingungen anpassen, können Sie das Risiko teurer Produktionsausfälle minimieren und häufige Austauschvorgänge vermeiden. 

Kohle ist ein relativ weiches Material mit geringer Reibung und guter Chemikalienbeständigkeit. Sie ist die Standardlösung für viele Anwendungen und eignet sich gut für reine, nicht abrasive Medien bei moderaten Drücken und Temperaturen. 

In der Praxis wird Kohle häufig als rotierende Dichtfläche gegenüber einer stationären Fläche aus einem härteren Material, wie beispielsweise Edelstahl, Keramik oder Siliziumkarbid, verwendet. Dies sorgt in vielen hygienischen Anwendungen für einen stabilen und schonenden Betrieb. Beachten Sie jedoch, dass Kohle niemals mit Kohle verwendet werden darf, da dies zu Verschleiß führt. 

Siliziumkarbid ist ein extrem hartes, verschleißfestes und korrosionsbeständiges Material. Es wurde entwickelt, um hohen Drücken, extremen Temperaturen und Medien mit Partikeln oder Kristallen standzuhalten. 

Arbeiten Sie mit zuckerhaltigen Produkten? Dann wissen Sie, dass diese an den Dichtflächen kristallisieren können. Hier sorgen Dichtflächen aus Sic in der Regel für eine deutlich längere Lebensdauer. Aufgrund der chemischen Beständigkeit des Materials wird Sic gegen Sic auch häufig in chemisch anspruchsvollen Pharma- und CIP-Prozessen bevorzugt. 

Keramik ist ein sehr hartes Material, das häufig als stationäre Gegenfläche zu einer rotierenden Kohlefläche verwendet wird. Es ist eine wirtschaftlich attraktive Lösung für weniger anspruchsvolle Aufgaben wie der Transport von reinem Wasser oder dünnflüssigen Flüssigkeiten bei moderaten Temperaturen. 

Obwohl Ker eine hohe Oberflächenhärte aufweist, ist es in seiner Form spröde. Das bedeutet, dass es empfindlich gegenüber thermischen Schocks und mechanischen Stößen ist. In Prozessen mit starker CIP oder SIP, in denen die Temperatur schnell ansteigt, kann Keramik reißen. Daher wird das Material häufig in Standardpumpen, jedoch nicht in den kritischsten Prozessschritten eingesetzt. 

Wolframkarbid, auch Hartmetall genannt, zeichnet sich durch seine extreme Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Einflüssen aus. Während Sic und Cer spröde sein können, ist TC weitaus robuster gegenüber Vibrationen und Druckstößen im System. 

Das Material wird häufig in der Kälteindustrie verwendet, insbesondere in Ammoniak-Pumpen, sowie in der Chemieindustrie für Medien unter hohem Druck. TC ist die offensichtliche Wahl, wenn die Betriebsbedingungen ein Material erfordern, das unter mechanischer Belastung nicht bricht und dennoch eine sehr hohe Verschleißfestigkeit beibehält. 

Ausgehend von Ihren Betriebsbedingungen können Sie das Reibungspaar entweder als „weich vs. hart” oder als „hart vs. hart” betrachten. Wenn die Materialien der Dichtflächen nicht zu Ihrem Prozess passen, treten schnell Fehler auf. In der Praxis bedeutet Inkompatibilität, dass Sie das Risiko plötzlicher Betriebsunterbrechungen mitten in der Produktion eingehen, in der jede Stunde Ausfallzeit kostspielig ist. 

Diese Kombination eignet sich gut für reine oder leicht verschmutzte Medien mit moderater Belastung. Der Vorteil ist die geringe Reibung und minimale Wärmeentwicklung, durch die sowohl die Dichtflächen als auch die Achse geschont werden. Dies ist die typische Lösung für viele Flüssigkeitsprozesse in Molkereien und Brauereien.

Benötigen Sie stattdessen eine robuste Lösung für Medien mit Partikeln, Kristallen oder hohem Druck? Mit dieser Kombination erhalten Sie maximale Verschleißfestigkeit und lange Lebensdauer in rauen Umgebungen. Sie eignet sich besonders gut für wiederholte Ausfälle bei weicheren Materialien, z. B. bei der Herstellung von Sirupen oder in chemisch anspruchsvollen Prozessen der Pharmaindustrie. 

Sie können die optimalen Dichtflächen ausgewählt haben, aber wenn die Dichtung versagt, leckt die Pumpe trotzdem. Die weichen Komponenten – die Dichtungen – sind für die Funktionsfähigkeit der Gleitringdichtung mindestens ebenso wichtig. 

Selbst wenn das Reibungspaar zusammenpasst, kann die Lebensdauer der Gleitringdichtung erheblich verkürzt werden, wenn das Dichtungsmaterial selbst nicht für das Prozessmedium oder die Reinigungschemikalien geeignet ist. Daher muss Ihre Wahl zwischen NBR, EPDM, Viton/FKM oder PTFE immer in Verbindung mit den Dichtflächen, dem Medium und den Reinigungsroutinen bewertet werden. 

NBR: NBR eignet sich für öl- und fetthaltige Medien bei moderaten Temperaturen. Aber Vorsicht: NBR ist weniger geeignet für heiße Wasser-/Dampfsysteme und aggressive CIP-Medien. 

EPDM: Oft die erste Wahl für Wasser-, Dampf- und CIP-basierte Prozesse in Lebensmittel- und Pharmaanlagen. Es weist eine gute Beständigkeit gegen Reinigungsmittel und Dampf auf. 

Viton/FKM: Wählen Sie Viton/FKM für aggressive Chemikalien, hohe Temperaturen und öl-/fettbasierte Medien. Das Material ist ideal für chemische Prozesse oder CIP-Reinigungen. 

PTFE: Wird verwendet, wenn extreme Chemikalienbeständigkeit und Temperaturbeständigkeit erforderlich sind, z. B. in aggressiven chemischen Umgebungen. PTFE ist weniger elastisch als Gummi, aber extrem widerstandsfähig. 

Wir wissen, dass es schwierig sein kann, sich bei der Auswahl einer Gleitringdichtung zwischen den verschiedenen Materialien und Kombinationen zurechtzufinden. Aber keine Sorge.! Wenn Sie sich nicht sicher sind, wie die Materialien mit den verschiedenen Dichtungsmaterialien in Ihrem speziellen Prozess zusammenspielen, kann es von Vorteil sein, die Betriebsbedingungen von anderen begutachten zu lassen. 

Möchten Sie wissen, ob Ihre derzeitige Lösung optimal zusammengestellt ist? Oder stehen Sie vor der Auswahl von Materialien für neue Geräte? Dann kontaktieren Sie uns gerne unter der Telefonnummer +45 7020 0422 oder senden Sie eine E-Mail an anfrage@alfotech-deutschland.de. Wir beraten Sie gerne sowohl bei der Materialauswahl als auch bei konkreten Dichtungslösungen, die zu Ihrem Prozess passen.