FEPM O-Ringe: TFE/P-Werkstoff einfach erklärt

Was sind FEPM O-Ringe?

FEPM ist ein vergleichsweise junger Werkstoff für Dichtungselemente. Es handelt sich dabei um ein peroxidisch vernetztes fluoriertes Elastomer.

Ein Einsatzschwerpunkt ist die Anlagentechnik, wo FEPM O-Ringe ihre Stärke vor allem im Kontakt mit aggressiven Medien ausspielen. Die besonders gute Medienbeständigkeit zeichnet jedoch nicht nur FEPM, sondern ebenfalls die weiteren Werkstoffe aus der Gruppe der fluorierten Elastomere aus:

• Fluorkautschuk (FKM)
• Perfluorkautschuk (FFKM)
• Fluorierter Silikonkautschuk (FVMQ)

Der Werkstoff FEPM ist auch unter dem chemischen Namen Tetrafluorethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk bekannt.

Alternativ zur Bezeichnung als FEPM nach ISO 1629 heißt das Material auch TFE/P nach ASTM D1418. Praktikern sind daneben vor allem die verbreiteten Handelsnamen ein Begriff. Am Markt finden sich FEPM O-Ringe als Aflas.

Mit einer hohen Maximaltemperatur und sehr guter Chemikalienbeständigkeit eignet sich FEPM bestens für viele herausfordernde Einsatzbereiche. Dabei steht es vor allem in Konkurrenz mit den Alternativen FKM und FFKM.

In vielen Anwendungen überzeugen O-Ringe aus FEPM durch eine verbesserte Medienbeständigkeit im Vergleich mit FKM und einen deutlichen Kostenvorteil gegenüber FFKM.

Die 5 wichtigsten Vorteile von FEPM O-Ringen

FEPM O-Ringe zeichnen sich zuallererst durch die überzeugende Beständigkeit gegenüber Chemikalien aus.

Mit Säuren, Laugen, komplexen Gemischen von Lösungsmitteln sowie Produkten auf Mineralölbasis umfasst das Beständigkeitsprofil sehr viele wichtige technische Medien. Hier übertrifft FEPM sogar den Werkstoff FKM.

Die besondere Stärke von FEPM liegt darin, dass sich die Medienbeständigkeit mit einer hohen maximalen Einsatztemperatur verbinden lässt. Auch unter der Wirkung aggressiver Chemikalien und hohen Temperaturen behalten FEPM O-Ringe ihre Flexibilität.

Damit weisen sie genau die hohe Lebensdauer auf, die wichtig für den stabilen Betrieb verketteter technischer Systeme in der Chemieindustrie oder der Lackiererei ist.

Die überzeugenden mechanischen Qualitäten machen FEPM O-Ringe daneben für den Einsatz unter hohen Drücken geeignet. Besonders ist dabei die starke Widerstandskraft gegen die explosive Dekompression hervorzuheben.

Die 3 häufigsten Anwendungsbereiche von FEPM O-Ringen

Chemie und Lackindustrie

Produktionsanlagen in der Chemieindustrie sind heute hochvernetzt.

Für die Ingenieure bedeutet das, dass sie bei der Haltbarkeit und der Zuverlässigkeit von Dichtungselementen keine Zugeständnisse machen können. Schließlich sind ungeplante Anlagenstillstände unbedingt zu vermeiden.

Gleichzeitig können längere Wechselintervalle von O-Ringen zusätzlich die Wirtschaftlichkeit steigern. FEPM O-Ringe haben sich als wertvolle Option für die herausfordernden Betriebsbedingungen in den Bereichen der Chemie- und Lackierindustrie erwiesen.

Immer aggressivere Medien in komplexen Gemischen, hohe Drücke und schwankende Temperaturen: FEPM O-Ringe decken diesen Extrembereich auf wirtschaftliche Weise ab.

Dieselmotoren

Dieselmotoren aus dem Schiffsbau führen in ihrem Kühlkreislauf Medien mit Additiven für den Korrosionsschutz.

Hier tut sich bei O-Ringen aus FFKM und FKM jeweils eine Lücke im Eigenschaftsprofil auf. Die Korrosionsinhibitoren können auf der einen Seite FKM O-Ringe beschädigen. FFKM hat zwar die notwendige Beständigkeit, ist im Gegenzug aber sehr preisintensiv.

O-Ringe aus FEPM füllen die Lücke: Mit einer ähnlichen Medienbeständigkeit wie FFKM und einer noch etwas besseren Elastizität bringen sie die notwendige Lebensdauer mit.

Das trägt zum ohnehin vorhandenen Kostenvorteil von FEPM bei.

Dampfanwendungen

In vielen technischen Anwendungen fällt kein reiner Dampf an.

Meist handelt es sich stattdessen um Gemische, die neben Dampf etwa auch geringe Anteile von Additiven wie Korrosionsschutzmitteln enthalten.

Zur grundsätzlich sehr guten Eignung von FEPM O-Ringen für Heißwasser bis 150 Grad kommt damit ein weiterer wichtiger Aspekt hinzu.

Denn anders als beispielsweise FKM verfügt FEPM über die notwendige chemische Beständigkeit gegen diese gängigen Additive in Dampf.

Wie ist die Medienbeständigkeit von FEPM O-Ringen?

Selbst innerhalb der Gruppe der fluorierten Elastomere zeichnen sich FEPM O-Ringe durch eine besonders umfassende Medienbeständigkeit aus.

Gegenüber den übrigen Elastomeren stellt die Kombination aus Medienbeständigkeit und der Eignung für den Einsatz unter hoher Hitze das zentrale Differenzierungsmerkmal von FEPM dar.

FEPM O-Ringe sind beständig gegen:

• Säuren
• Laugen
• Komplexe Lösungsmittelgemische
• Aminbasierte Additive gegen Korrosion
• H2S-Gase und -Öle
• Erdölprodukte
• Motor- und Getriebeöle
• Silikonöle
• Alle Arten von Brems- und Servolenkungsflüssigkeiten

Dieses allgemeine Beständigkeitsprofil lässt sich durch die Auswahl der richtigen FEPM-Qualität noch weiter an die Erfordernisse spezifischer Anwendungsfälle anpassen.

So gibt es gängige Varianten mit besonderem Fokus auf die Beständigkeit gegen Heißwasser und Dampf oder eine besondere Unempfindlichkeit im Kontakt mit Chemikalien.

Der Dampfwiderstand von O-Ringen aus FEPM ist deutlich besser als bei den Pendants aus FKM. Daneben sind FEPM-Qualitäten mit den notwendigen Zulassungen für die Lebensmittel- und Medizinbranche verfügbar, darunter FDA Titel 21 und USP Class VI bis 121 Grad.

Wie ist die Temperaturbeständigkeit von FEPM O-Ringen?

FEPM O-Ringe besitzen eine Temperaturbeständigkeit von −10 °C bis +200 °C.

Die Datenblätter geben für FEPM O-Ringe einen allgemeinen Temperaturbereich von −10 bis +200 Grad im Kontakt mit Luft an.

Diese hohe Temperaturbeständigkeit zeigt sich beim Test des Druckverformungsrests nach DIN ISO 815. Auch noch nach langer Zeit an auf 200 Grad temperierter Luft nehmen FEPM O-Ringe wieder zu einem großen Teil ihre Ausgangsgestalt an.

Diese geringe bleibende Verformung macht selbst unter wechselnden Temperaturbedingungen eine dauerhafte sichere Abdichtung möglich.

Im Bereich der unteren Einsatztemperatur verhält sich FEPM ähnlich wie FKM oder ACM. Es sind aber O-Ringe aus Werkstoffen mit deutlich besserer Kälteeignung verfügbar.

Bei der Maximaltemperatur können dagegen nur VMQ, FKM und FFKM in ähnliche Bereiche wie FEPM vorstoßen. Bestimmte Qualitäten von FKM O-Ringen erreichen bis zu 250 Grad, während verbreitete FFKM O-Ringe eine obere Temperaturgrenze von 270 Grad aufweisen.

Wie sind die mechanischen Eigenschaften von FEPM O-Ringen?

Hohe Reißdehnung und ausgeprägte Druckfestigkeit: FEPM O-Ringe haben sehr gute mechanische Eigenschaften.

Das wirkt sich vor allem unter wechselnden Druckbedingungen aus. Werden FEPM O-Ringe nach einer Druckspitze entlastet, kehren sie zu einem hohen Maß wieder in ihre Ausgangsform zurück.

Damit können sie auch unter schwankenden Bedingungen den Dichtspalt sicher verschließen.

Die ausgeprägte Reißfestigkeit und Reißdehnung zahlen sich weniger während der Anwendung aus, viel mehr aber bei der Montage.

Hier besteht nur ein sehr geringes Risiko für montagebedingte Schäden durch übermäßiges Aufdehnen des O-Rings. Auch unter Extrembedingungen zeigen sich FEPM O-Ringe sehr robust. Der Werkstoff weist als einer von wenigen eine sehr hohe Beständigkeit gegen die explosive Dekompression auf.

Während die Standardqualität von FEPM O-Ringen eine Härte von 75 Shore A aufweist, reicht das Angebot von Härten ab 60 bis hin zu 90 Shore A.

Eine höhere Härte trägt ebenfalls zur Unempfindlichkeit gegenüber hohem Druck bei. Sie verhindert die Gefahr der Spaltextrusion.

Was muss ich bei der Nutauslegung eines FEPM O-Rings beachten?

Nutauslegung von FEPM O-Ringen

1. Nutgestaltung nach DIN 3771 Teil 5 vornehmen
2. Im statischen Fall Mindestverpressung des Querschnitts von 6 % sicherstellen
3. Bei von außen wirkendem Druck bis 6 % Dehnung über den Innendurchmesser der Nut vorsehen
4. Bei von innen wirkendem Druck 1 bis 3 % Stauchung am Außendurchmesser der Nut einplanen
5. Im verpressten Zustand sollten noch 20 % der Einbaunut frei sein

Bei der Nutgestaltung für FEPM O-Ringe sind keine wesentlichen spezifischen Zusatzanforderungen umzusetzen.

Doch auch so ist es keine einfache Aufgabe für Konstrukteure, bei der Auslegung technische und wirtschaftliche Anforderungen abzuwägen.

Schließlich sorgen kostenintensivere Bearbeitungsverfahren in der Regel für technisch überlegene Dichtungssysteme. Diese zeichnen sich grundsätzlich durch geringe Toleranzen und eine hohe Oberflächengüte aus.

Montage von FEPM O-Ringen

Die Montage von FEPM O-Ringen gestaltet sich durch die hohe Reißfestigkeit unkompliziert. Dennoch sollten die üblichen Montagehilfsmittel Verwendung finden.

Häufige Fragen