FKM-Dichtungen

Was sind FKM-Dichtungen?

FKM ist die Abkürzung für Fluorkautschuk-Mischung, früher auch FPM bezeichnet. Um die Begrifflichkeiten voneinander abzugrenzen, handelt es sich bei FKM um die internationale ISO-Bezeichnung für sämtliche Fluorelastomere, währenddessen FPM die deutsche DIN-Bezeichnung umfasst. Darunter sammelt sich eine ganze Gruppe verschiedener synthetischer Polymer-Mischungen, deren gemeinsames Merkmal das Monomer VDF (Vinylidendifluorid) ist. Das Material gehört zur M-Gruppe der Kautschuke, die sich durch eine gesättigte Kohlenstoffhauptkette auszeichnen. Die Fluorkautschuk-Mischung wird unter den Handelsnamen Tecnoflon®, Dai-El® und weiteren vertrieben. Viton® ist eine der wichtigsten FKM-Marken und beschreibt einen Markennamen für Flourelastomere, welche von der US-amerikanischen Firma DuPont geprägt wurde. In der Praxis werden Viton Dichtungen ebenfalls als Synonym für benötigte Dichtungslösungen aus FKM verwendet. Sofern in Ihren Zeichnungen oder Stücklisten Dichtungen aus Viton angegeben sind, unterstützen wir Sie gerne bei der Auswahl dr geeigneten FKM-Qualität. Das Material (z. B. die Qualität von FKM 75 Shore) ist von sehr hochwertiger Qualität und weist hervorragende Eigenschaften auf, sodass der Werkstoff als „Allround“-Elastomer gilt. Begründet liegt dies in der Kombination einer guten Wärme- und Ozonbeständigkeit mit einer Beständigkeit gegen eine Vielzahl an Chemikalien.

Je nach Fluorkautschuk-Mischung weist das Material unterschiedliche Eigenschaften für verschiedene definierte Einsatzbereiche auf. Zu den wichtigsten Typen zählen die Copolymere VDF und HFP (Hexafluorpropylen) und Terpolymere VDF, HFP und TFE (Tetrafluorethylen).

Terpolymere sind aufgrund des größeren Fluorgehaltes chemikalienbeständiger als Copolymere und zudem auch beständiger gegen hohe Temperaturen. Copolymere dagegen haben Vorteile beim Druckverformungsrest und weisen höhere Flexibilität bei tiefen Temperaturen auf. Flachdichtungen aus FKM verfügen über eine deutlich höhere Dichte als andere Elastomere wie zum Beispiel Flachdichtungen aus EPDM oder NBR. Verglichen mit anderen Dichtungsmaterialien ist eine größere Masse nötig, um das geforderte Volumen zu erreichen. Dabei ist das Strecken mit Füllstoffen und Weichmachern nicht praktikabel, wodurch das Herstellungsverfahren als deutlich komplizierter anzusehen ist.

Über die Funktionsfähigkeit des FKM entscheidet vor allem das verwendete Vernetzungssystem, derer es drei von Bedeutung gibt. Die Vernetzung mit geblockten Diaminen macht das Material nicht dampfbeständig. Wird das Dichtungsmaterial bisphenolisch vernetzt, sind die Produkte aus dem Material verarbeitungssicherer, aber weniger beständig gegen manche Treibstoffe. Durch eine peroxidische Vernetzung ist der Werkstoff gut hydrolyse- und dampfbeständig. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass vor allem die eingesetzten Copolymere sowie das verwendete Vernetzungssytem Einfluss auf den Einsatztemperaturbereich von FKM Dichtungen haben.

Über die physikalischen Eigenschaften von FKM lässt sich sagen, dass aufgrund der stabilen Fluor-Kohlenstoff-Bindungen ein hoher Durchtrittswiderstand erreicht wird, wodurch der Werkstoff gut elektrisch isoliert. Weiterhin ist das Dichtungsmaterial gasundurchlässig und sehr abriebfest.

In Bezug auf die mechanischen Eigenschaften sind Flachdichtungen aus FKM sehr widerstandsfähig und zeigen eine geringe Stoßelastizität. Die Reißdehnung dieses Werkstoffes liegt bei >200%. Ein weiterer ausschlaggebender Vorteil im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften bezieht sich auf den niedrigen Druckverformungsrest, wodurch sich das Material unter Druckeinwirkung nur sehr geringfügig verformt.

Der Werkstoff erweist sich im Hinblick auf die thermischen Eigenschaften als hitzebeständig im Temperaturbereich bis 200°C bzw. 250°C. Somit werden Sie bei uns als hitzebeständige Flachdichtungen unter Dichtungsmaterialien für besondere Anforderungen aufgeführt.

Aufgrund des hohen Fluorgehaltes, welcher bei ca. 65 bis 70% liegt, gelten Flachdichtungen aus FKM als flammwidrig.

FKM-Flachdichtungen gehören, dank ihrer hervorragenden Eigenschaften, zu den leistungsfähigsten Elastomerdichtungen in anspruchsvollen industriellen Anwendungsgebieten. Insbesondere in Umgebungen, bei denen mehrere Belastungen gleichzeitig auf die Dichtung einwirken, sind Dichtungen aus Fluorkautschuk anderen Dichtungsmaterialien überlegen. Der Werkstoff zeichnet sich besonders durch seine hohe Temperaturbeständigkeit, seiner sehr guten Beständigkeit gegenüber Ölen und Kraftstoffen sowie einer hohen Widerstandsfähigkeit gegenüber unterschiedlichsten Chemikalien aus. Die spezifischen Eigenschaften des FKMs sind abhängig vom Fluorgehalt im Material. Je größer der Fluorgehalt, desto besser sind die Eigenschaften bei gleichzeitig abnehmender Kälteflexibilität. 

Hohe Temperaturbeständigkeit

Dichtungen aus FKM sind besonders hitzebeständig und können daher in einem weiten Temperaturbereich eingesetzt werden. Abhängig von der jeweiligen Werkstoffmischung sind Einsatztemperaturen von etwa 200 °C und darüber hinaus möglich. Je nach verwendeter Rezeptur, Vernetzungssystem, Betriebsdauer und Medium variiert die jeweilige Einsatztemperatur der Flachdichtung aus FKM. Daher können kurzzeitig spezielle FKM-Qualitäten auch höheren Temperaturen standhalten. Diese Eigenschaften begünstigen unter anderem den Einsatz für Anwendungen im Maschinen- und Anlagenbau, Motorenbau, in der Energieerzeugung sowie in thermisch belasteten Rohrleitungs- und Flanschverbindungen.

Sehr gute Öl- und Kraftstoffbeständigkeit

Neben der hervorragenden Temperaturbeständigkeit des Werkstoffs weist Fluorkautschuk ebenfalls ausgezeichnete chemische Beständigkeiten gegenüber einer Vielzahl unterschiedlicher Öle bzw. Kraftstoffe auf. Je nach Mischverhältnis des Grundmaterials sind Flachdichtungen aus FKM für den Kontakt mit Mineral- oder Schmierölen, Benzin oder Kraftstoffen sowie zahlreichen Kohlenwasserstoffen geeignet. Diese sehr guten chemischen und thermischen Beständigkeiten ermöglichen den Einsatz in Anwendungen, bei denen gleichzeitig hohe Temperaturen und dauerhafter Kontakt mit Ölen oder Kraftstoffen auftreten. Aus diesem Grund werden Flachdichtungen aus FKM in Motoren, Getrieben, Pumpen, Kraftstoffsystemen und industriellen Anlagen eingesetzt.

Hohe Chemikalienbeständigkeit

Neben der sehr guten Öl- und Krafstoffbeständigkeit verfügt FKM über eine sehr gute Beständigkeit gegenüber zahlreichen aggressiven Medien und chemischen Substanzen. Die genaue Beständigkeit hängt jedoch von der jeweiligen FKM-Mischung, der Konzentration des Mediums und der Betriebstemperatur ab. Dadurch eignen sich chemikalienbeständige FKM Dichtungen für zahlreiche Anwendungen im Chemieanlagenbau, in der Verfahrenstechnik, im Maschinenbau sowie in der petrochemischen Industrie.

Sehr gute Ozon-, UV- und Witterungsbeständigkeit

Fluorkautschuk besitzt ebenfalls eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Ozon, UV-Strahlung und Witterungseinflüssen. Im Vergleich zu anderen Elastomeren altern FKM Dichtungen auch bei langfristiger Beanspruchung vergleichsweise langsam, weshalb FKM-Dichtungen auch als langlebig und vor allem alterungsbeständig gelten. Dank dieser Eigenschaft ist der Einsatz von FKM bei Anwendungen, bei denen die Dichtung über längere Zeit hohen Temperaturen, Sauerstoff oder wechselnden Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind, möglich. Im Bereich des Maschinen- und Anlagenbaus kann dies zu längeren Wartungsintervallen und einer höheren Betriebssicherheit beitragen.

Gute mechanische Eigenschaften

Neben seiner hohen Temperatur- und Medienbeständigkeit verfügen Dichtungen aus FKM über gute mechanische Eigenschaften. Je nach Qualität des Materials sind bei den mechanischen Eigenschaften vordergründig die hohe mechanische Alterungsbeständigkeit, gute Abriebfestigkeit des Werkstoffs sowie die sehr guten Druckverformungseigenschaften zu benennen. Dadurch eignet sich FKM nicht nur für statische Flachdichtungen, sondern allgemein für anspruchsvolle Dichtungslösungen in einer Vielzahl unterschiedlichster Anwendungsgebiete.

Trotz der sehr guten Beständigkeiten gegenüber Temperatur, Öl und Chemikalien sind Flachdichtungen aus FKM nicht für Einsatzzweck die optimale Lösung, denn auch das Hochleistungselastomer FKM unterliegt eingeschränkten Beständigkeiten und Grenzen.  So ist der Werkstoff für Anwendungen mit Heißwasser oder Wasserdampf nur eingeschränkt geeignet. Insbesondere die dauerhaften hohen Temperaturen des Wasserdampfs führen zu einer  Beeinträchtigung der Materialeigenschaften der Viton Flachdichtungen.

Auch im Hinblick auf die chemischen Beständigkeiten sind die Dichtungen aus Fluorkautschuk nicht universell gegen alle Medien beständig. Nicht beständig sind jegliche Flachdichtungen aus FKM gegenüber polaren Lösungsmitteln, Bremsflüssigkeiten auf Glykolbasis und in niedermolekularen organischen Säuren. Auch mit Ketonen und Esterlösungen ist FPM, insbesondere Viton®, nicht kompatibel. Ebenfalls sind Dichtungen aus FKM unbeständig gegen Fluorwasserstoff, Ammoniumverbindungen und Methanol.

Ein weiterer Nachteil des Dichtungsmaterials ist die eingeschränkte Kälteflexibilität, weshalb bei sinkender Temperatur die Flanschdichtungen aus FKM zunehmend erhärten und dabei an Elastizität verlieren. Aus diesem Grund sollten Standard-FKM-Dichtungen nicht in Anwendungen eingesetzt werden, in welchen sehr niedrige Umgebungstemperaturen oder auch stark schwankende Temperaturbereiche gegeben sind.

In Anbetracht der vielen positiven Eigenschaften und Vorteile von FKM sind allerdings auch die Materialkosten im Vergleich zu anderen Elastomeren höher. Somit ist der Einsatz von Flachdichtungen aus FKM nur dann wirtschaftlich sinnvoll, wenn die besonderen Eigenschaften des Dichtungsmaterials tatsächlich beansprucht werden. Sofern weniger anspruchsvolle Betriebsbedingungen an Medien, Temperaturen und mechanischen Belastungen existieren, können günstigere Elastomere technisch vollkommen ausreichend sein.

Dichtungen aus FKM und EPDM zeichnen sich durch eine Beständigkeit gegenüber polaren Medien aus. Des Weiteren sind beide Werkstoffe beständig gegenüber UV-Licht, Ozon und Witterung. Ebenso verfügen beide Dichtungsmaterialien über gute Isoliereigenschaften. Allerdings lassen sich Unterschiede im Temperaturbereich, der Kraftstoffbeständigkeit sowie der Beständigkeit gegenüber Heiß- und Wasserdampf feststellen. Während Dichtungen aus EPDM temperaturbeständig in einem Temperaturbereich zwischen -30 und +100°C sind und gegen Heiß- und Wasserdampf beständig sind, weisen FKM-Dichtungen eine Hitzebeständigkeit bis zu 200°C bzw. 250°C sowie eine Kraftstoffbeständigkeit auf.

Wenn der Einsatz von Flachdichtungen aus NBR aufgrund hoher Betriebstemperaturen und komplexer Chemikalienanforderungen ausgeschlossen ist, können Flachdichtungen aus FKM als die passende Alternative in Betracht gezogen werden.

Die bei uns erhältlichen und standardmäßig am Lager geführten FKM-Qualitäten werden zu Beginn im Wareneingang einer Qualitätskontrolle unterzogen. Im Anschluss an die Freigabe wird das Dichtungsmaterial in Form von Rollen- und Plattenware am entsprechenden Lagerort eingelagert. Erst dann können wir eine gleichbleibend hohe Qualität, auch in Bezug auf das jeweilige Dichtungsmaterial, gewährleisten.

FKM gehört zu der Gruppe an Dichtungsmaterialien, welche an all unseren Produktionsverfahren verarbeitet werden kann. Die Auswahl des geeignetsten Fertigungsverfahrens für Ihre Flachdichtungen aus diesem Werkstoff ist abhängig von der Stückzahl, der gewünschten Kontur sowie der Dicke des jeweiligen Materials. An dem ausgewählten Verfahren wird die unverarbeitete Rollen- bzw. Plattenware anschließend zu Ihrer individuellen FKM-Flachdichtung verarbeitet. 

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit das Rollen- bzw. Plattenmaterial vorab mit einer Selbstklebefolie auszustatten und diese anschließend, mithilfe unserer Fertigungsverfahren, zu Ihren selbstklebenden Dichtungen zu verarbeiten. Selbstklebende FKM-Dichtungen dienen ausschließlich als Montagehilfe, ohne dabei die Materialeigenschaften zu verändern. Neben der Herstellung von Flansch- und Flachdichtungen, bieten wir auch unverarbeitete Rollen- bzw. Plattenware sowie auf Maß zugeschnittene Meterware zur eigenen Weiterverarbeitung an. Auch hier besteht die Möglichkeit das unsererseits das Material vorab selbstklebend ausgestattet wird.

Nach Abschluss der Fertigung und einer erneuten Qualitätskontrolle werden die Flach- oder Flanschdichtungen verpackt und an Sie versendet.

Aufgrund der sehr guten Beständigkeiten gegenüber Ölen, Kraftsoffen und einer Vielzahl an Chemikalien werden Flach- oder auch Flanschdichtungen aus FKM überall dort eingesetzt, wo herkömmliche Dichtungsmaterialien an ihre Grenzen stoßen. Vor allem bei der Kombination aus hohen Temperaturen, aggressiven Medien sowie anspruchsvollen Betriebsbedingungen werden Fluorkautschuk- bzw. Viton-Dichtungen gegenüber NBR- und EPDM-Dichtungen bevorzugt verwendet und eignen sich für zahlreiche industrielle Anwendungen.

Flachdichtungen aus FKM werden häufig in der Chemie- und Prozessindustrie zur Abdichtung von aggressiven bzw. anspruchsvollen Medien bei hohen Temperaturbedingungen verbaut.

Des Weiteren sind kundenindividuelle Flach- und Flanschdichtungen aus FKM als bewährte Lösungen im Maschinen- und Anlagenbau bekannt. Insbesondere bei Anwendungen, bei denen hohe thermische Anforderungen erfüllt sein müssen und ein Kontakt mit Schmierstoffen, Hydraulikölen oder anderen Betriebsmedien auftritt.

Die sehr gute Öl-, Mineralöl und Kraftstoffbeständigkeit ermöglicht den Einsatz des Werkstoffs in der Fahrzeug- und Motorentechnik. Grundsätzlich stellen FKM-Dichtungen nach Zeichnung eine geeignete Lösung für anspruchsvolle Dichtstellen bei industriellen Verbrennungsmotoren und Aggregaten dar. Dies gilt insbesondere in Bereichen bei denen ein permanenter Kraftstoffkontakt existiert.

Weitere, uns bekannte, Anwendungsgebiete von Viton-Dichtungen sind beispielweise Anlagen der Öl-, Gas- und Energietechnik, Luft- und Raumfahrt sowie die Pumpen- und Armaturentechnik. Durch die hohe Temperaturbeständigkeit und die vergleichsweise geringe Gasdurchlässigkeit ist auch ein Einsatz in Vakuumanwendungen möglich.

Typische Einbauszenarien in den beschriebenen Anwendungsgebieten für Flach- und Flanschdichtungen sind beispielsweise in Pumpen, Ventilen, Rohrleitungen, verfahrenstechnische Anlagen, Kompressoren sowie Armaturen.

Ob das Material auch für Ihre Zwecke geeignet ist, beantworten wir Ihnen gern. Kontaktieren Sie dazu unseren Kundenservice und lassen Sie sich beraten.