In Hochtemperatur- und Hochdruck-Rohrleitungssystemen versagen herkömmliche Dichtungen oft katastrophal. Metallische Spiraldichtungen mit ihrer Verbundstruktur aus elastischem Metall und flexiblem Füllmaterial bieten eine einzigartige, zugleich starre und flexible Dichtungslösung. Dieser Artikel erklärt, warum sie die optimale Wahl für extreme Bedingungen in der Petrochemie und Nuklearindustrie sind.
I. Strukturelle Anatomie: Präzisions-Schichttechnik
EN 1092-1 Standardkonstruktion:
|--------------------------------------------------| | Metallband (CS/SS/Ti) → Druckbeständigkeit | | Füllschicht (Graphit/PTFE/Glimmer) → Mikroversiegelung | | V-förmige gewellte Wicklungen (25–45 Lagen) → Elastisches Reservoir | | Innen-/Außenringe (304SS/316L) → Schutz vor Durchbrennen | |-----------------------------------------------------------|Dichtungsprinzip: Druckanstieg → Radiale Kontraktion der V-Ringe → Füllstoffausdehnung dichtet Mikrospalte ab
II. Leistungsdominanz (vs. Flachdichtungen)
| Parameter | Asbestdichtung | Spiralgewickelte Dichtung | Verbesserung |
|---|---|---|---|
| Maximale Temperatur | 260 °C | 800 °C | 3,1× |
| Druckgrenze | 10 MPa | 42 MPa | 4,2× |
| Wärmezyklen | 50 | 5.000 | 100× |
| Leckrate (He-Massenspektrometrie) | 1×10⁻² mbar·L/s | 1×10⁻⁶ mbar·L/s | 10.000-fach |
Kritische Anwendungen:
- Kompensation der Wärmeausdehnung (ΔL=12mm/m @550°C Dampfleitungen)
- Kryogene Stoßfestigkeit (-196 °C → 25 °C)
- Wasserstoffpermeationsbarriere (<0,001 ppm bei 15 MPa Wasserstoffreaktoren)
III. Branchenspezifische Problemlösungsfälle
**▶ Ausfall des Cracker-Quench-Systems**
- Problem: Graphitdichtung bricht unter 950°C Abschrecköl
- Lösung: Inconel 625 + flexible Graphitwicklung
- Ergebnis: Wartungsintervall ↑ von 3 Monaten → 2 Jahre (spart 12 Mio. USD/Jahr)
**▶ Leckage im LNG-BOG-Kompressor**
- Problem: Dichtungsversagen bei -162 °C
- Lösung: Titanwicklung + modifizierter PTFE-Füller
- Ergebnis: Methanemissionen ↓ von 2.300 m³/h auf 5 m³/h
IV. Auswahlmatrix
| Zustand | Metallband | Füllmaterial | Dichtungsspannung |
|---|---|---|---|
| Starke Säuren (pH<1) | Hastelloy C276 | ePTFE | 90-120 MPa |
| Kerndampfleitungen | 316L Nuklear | Nukleargraphit | 150-200 MPa |
| Überkritisches CO₂ | Incoloy 825 | Vergoldeter Glimmer | 180-240 MPa |
| Kraftstoffsysteme für die Luft- und Raumfahrt | Monel 400 | Fluorgraphit | 210-280 MPa |
Goldene Regeln:
- T>540°C → PTFE-Füllstoffe vermeiden
- Druckpulsation >10 Hz → Muss Innen-/Außenringe haben
- Feststoffpartikel im Medium → Füllstoffhärte >90 Shore A
V. Installationsrevolution
Fehlerhafte traditionelle Methode:
Hammeranziehen → Ungleichmäßige Belastung → 37 % lokale QuetschungLasergeführte Montage (patentiert):
- 3D-Scan der Flanschebenheit (±3 μm)
- Schraubenfolge optimieren (FEA-Simulation)
- Hydraulisches Spannen (<5 % Abweichung)
→ Erreicht >94 % gleichmäßige Dichtungsspannung
Beitragszeit: 02.07.2025