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FFKM O-RINGE | WERKSTOFFE EINFACH ERKLÄRT
Was sind FFKM O-Ringe?
Aktuell ist FFKM mit Abstand der leistungsstärkste O-Ring Werkstoff.
Im Gegensatz zu allen anderen O-Ring Werkstoffen können FFKM O-Ringe eine Temperatur von bis zu +340°C aushalten. Darüber hinaus ist jede FFKM Mischung gegen nahezu alle Chemikalien medienbeständig. Gegenwärtig ist die Kombination dieser beiden Eigenschaften einzigartig.
Des Weiteren sind FFKM O-Ringe sogar noch voll elastisch. Daher können sie sowohl als Flansch-, Kolben-, oder auch Stangendichtung problemlos eingesetzt werden.
Merkmal | Wert |
|---|---|
ISO Bezeichnung | FFKM |
Chemische Bezeichnung | Perfluorkautschuk |
Medienbeständigkeit | Nahezu universell medienbeständig |
Temperaturbeständigkeit | -40°C bis +340°C (Mischungsabhängig) |
Standardfarbe | Schwarz |
Standardhärte | 75 Shore A |
Anwendungsbereich | Chemie, Lebensmittel, Pharma, Öl&Gas |
Herstellung | Formpressen und Spritzguss |
Toleranzen | DIN ISO 3601 |
Haltbarkeit | 13 Jahre |
Größter Nachteil | Hoher Preis |
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#1 FFKM O-Ringe: Der König der Elastomere?
Wichtig zu wissen ist, dass Elastomer-Werkstoffe wie NBR, FKM oder FFKM formfeste Kunststoffe sind. Somit können sie sich bei Zug- oder Druckbelastung elastisch verformen und anschließend zurück in ihre ursprüngliche Form zurückkehren.
Insbesondere bei Anwendungen mit hohen Anforderungen, reichen oft gewöhnliche O-Ring Werkstoffe wie NBR, EPDM oder FKM nicht mehr aus. Daher können bei Temperaturen über +200°C und aggressiven Chemikalien nur Sonderwerkstoffe wie FFKM eingesetzt werden.
Was sind die 5 wichtigsten Vorteile von FFKM O-Ringen?
1. Nahezu universelle Medienbeständigkeit
2. Temperaturbeständigkeit von bis zu +340°C
3. Elastisch
4. In einer Vielfalt von Mischungen (Compounds) lieferbar
5. Ausgezeichneter Druckverformungsrest (Langlebigkeit)
Ausgangspunkt für die korrekte Auswahl eines O-Ring Werkstoffs sind immer die Anforderungen der Anwendung. Damit Sie es leicht haben, haben wir Ihnen hier eine Tabelle mit den Eigenschaften der wichtigsten O-Ring Werkstoffen zusammengestellt.
Werkstoff | Temperaturbeständigkeit | Chemiebeständigkeit | Elastizität |
|---|---|---|---|
NBR | -30°C bis +120°C | Niedrig | Hoch |
HNBR | -30°C bis +150°C | Mittel | Hoch |
EPDM | -45°C bis +150°C | Mittel | Hoch |
SILIKON | -60°C bis +200°C | Niedrig | Hoch |
FKM (VITON) | -25°C bis +200°C | Mittel | Hoch |
FEP ummantelt | -60°C bis +200°C | Hoch | Mittel |
PTFE | -250°C bis +250°C | Hoch | Niedrig |
FFKM | -40°C bis +340°C | Hoch | Hoch |
Zusammengefasst ist FFKM allen anderen O-Ring Werkstoffen weit überlegen. Allerdings gibt es auch einen Haken.
Denn im Vergleich zu anderen Werkstoffen sind O-Ringe aus FFKM hochpreisig. Daher sollten sie nur dort eingesetzt werden, wo kein anderer O-Ring Werkstoff mehr funktionieren würde.
Dementsprechend überrascht es nicht, dass FFKM O-Ringe überwiegend in sensiblen Industrien wie zum Beispiel der Chemie- oder Pharmaindustrie eingesetzt werden.
Grundsätzlich hat jede Industrie seine eigenen Wünsche und Ansprüche an das FFKM Material.
Welche Anforderungen werden an FFKM O-Ringe gestellt?
1. Hochtemperatur
2. Tieftemperatur
3. Lebensmittelecht (FDA und USP Class VI Zulassungen)
4. Hochrein (Halbleiter-Anwendungen)
5. Dekompressionsbeständig (NOROSK M710)
Um den breiten Anwendungsbereich abdecken zu können, gibt es FFKM in einer großen Vielfalt von Mischungen (Compounds). Über die unterschiedliche Zusammensetzung des Materials können etwa Temperaturbereich, Elastizität oder Härte angepasst werden.
Zusammenfassung Kapitel 1: FFKM Grundwissen
FFKM O-Ringe sind allen anderen O-Ring Werkstoffen in thermischer und chemischer Beständigkeit deutlich überlegen. Darüber hinaus wird FFKM in einer Vielfalt von Werkstoff Mischungen hergstellt.
#2 Pure Vielfalt: Übersicht aller FFKM O-Ring Mischungen
Für eine schnelle Übersicht über alle FFKM Mischungen haben wir Ihnen Tabellen zusammengestellt. Die Tabellen sind dabei nach den 4 Hauptanwendungsbereichen aufgeteilt.
Was sind die 4 Hauptanwendungsbereiche für FFKM O-Ringe?
1. Chemieindustrie
2. Lebensmittel- und Pharmaindustrie
3. Öl- und Gasindustrie
4. Halbleiterindustrie
Wichtiger Hinweis: Als Referenz für die verschiedenen Mischungen haben wir unsere FFKM Eigenmarke „ECOLAST®“ angegeben.
FFKM Mischungen: Chemie-Industrie
Ecolast | Farbe | Temperatur | Härte | Anwendungen | Datenblatt |
|---|---|---|---|---|---|
NH5600 | Schwarz | -25°C bis +270°C | 60 Shore | Allrounder | |
NH5750 | Schwarz | -25°C bis +270°C | 75 Shore | Allrounder | |
NH5751 HT | Schwarz | -15°C bis +330°C | 75 Shore | Hochtemperatur | |
NH5755 HT | Schwarz | -15°C bis +330°C | 75 Shore | Hochtemperatur | |
NH5756 HT | Schwarz | -15°C bis +340°C | 75 Shore | Heißwasser, Dampf | |
NH5760 LT | Schwarz | -40°C bis +250°C | 75 Shore | Tieftemperatur | |
NH5900 | Schwarz | -20°C bis +270°C | 90 Shore | Allrounder |
FFKM Mischungen: Lebensmittel- und Pharmaindustrie
Ecolast | Farbe | Temperatur | Härte | Anwendungen | Datenblatt |
|---|---|---|---|---|---|
NH4600 | Weiß | -20°C bis +270°C | 60 Shore | Allrounder: FDA, USP Class VI, 3-A Sanitary | |
NH4700 | Weiß | -20°C bis +270°C | 70 Shore | Allrounder: FDA, USP Class VI, 3-A Sanitary | |
NH5700 | Schwarz | -25°C bis +270°C | 70 Shore | Allrounder: FDA, USP Class VI, 3-A Sanitary | |
NH4701 HT | Weiß | -15°C bis +300°C | 70 Shore | Hochtemperatur: FDA, USP Class VI, 3-A Sanitary | |
NH4702 LT | Weiß | -40°C bis +250°C | 70 Shore | Tieftemperatur: FDA, USP Class VI, 3-A Sanitary | |
NH4750 HT | Weiß | -15°C bis +315°C | 75 Shore | Hochtemperatur: FDA, USP Class VI, 3-A Sanitary | |
NH4800 | Weiß | -20°C bis +270°C | 80 Shore | Allrounder: FDA, USP Class VI, 3-A Sanitary | |
NH4801 HT | Weiß | -15°C bis +300°C | 80 Shore | Allrounder: FDA, USP Class VI, 3-A Sanitary |
FFKM Mischungen: Öl- und Gasindustrie
FFKM Mischungen: Halbleiter-Industrie
Ecolast | Farbe | Temperatur | Härte | Anwendungen | Datenblatt |
|---|---|---|---|---|---|
NH7100 | Weiß | -20°C bis +300°C | 75 Shore | Hochrein, Plasmabeständig |
Sie sehen also, wie viele unterschiedliche Anforderungen an FFKM O-Ringe gestellt werden. Dementsprechend viele Compounds gibt es.
An dieser Stelle gehen wir ganz kurz auf die Anforderungen und Besonderheiten der vier Anwendungsbereiche eingehen.
1. Chemieindustrie
Anforderung: Aggressive Medien treffen auf hohe Temperaturen
Lösung: Mischungen mit hoher chemischer und thermischer Beständigkeit
2. Lebensmittelindustrie
Anforderung: Hohe Reinheitsansprüche und Reinigung mit aggressiven Chemikalien
Lösung: Mischungen mit hoher chemischer Beständigkeit und FDA-Zulassung (Lebensmittel)
3. Öl und Gasindustrie
Anforderung: Hoher Druck in Kombination mit hohen Temperaturen
Lösung: Mischungen mit 90 Shore und gegen Dekompression beständig
4. Halbleiterindustrie
Anforderung: Extrem hohe Reinheitsansprüche und Plasma als Medium
Lösung: Mischungen, die hochrein sind (keine Stoffe abgeben) und plasmabeständig sind
Aus Erfahrungen wissen wir, dass die Vielzahl an FFKM Materialien überwältigend sein kann. Unsere Hoffnung ist es, dass Sie sich mithilfe der Tabellen einen groben Überblick verschaffen konnten.
Wenn Sie bei der Auswahl der für Ihre Anwendung passenden Mischung Fragen haben, dann können Sie sich natürlich jederzeit auch gerne von uns beraten lassen.
Zusammenfassung Kapitel 2: FFKM Mischungen
FFKM O-Ringe werden in vielen verschiedenen Industrie eingesetzt. Jede Industrie hat seine spezifische Anforderungen und dementsprechend viele FFKM-Mischungen gibt es auch.
#3 Warum ist die Beständigkeit von FFKM O-Ringen so hoch?
Sowohl die extrem hohe thermische als auch die chemische Beständigkeit sind auf den soliden chemischen Aufbau von FFKM zurückzuführen.
Definition der Medienbeständigkeit
Die Medienbeständigkeit eines Werkstoffes wird in seinem Widerstand gegen die Einwirkung einer Chemikalie gemessen.
Klingt super, aber was heißt das genau?
Jedes Elastomer (Gummi) besteht aus sogenannten Polymerketten. Diese Ketten bestehen aus einzelnen Molekülen. Dabei ist für die chemische Beständigkeit entscheidend, aus welchen Molekülen die Kette besteht.
Interessanterweise verrät uns jeder Werkstoff schon grob mit seinem Namen, aus welchen Molekülen er besteht.
Beispiel FFKM Material
Die beiden „F´s“ in FFKM stehen für Fluor. Fluor (F) geht mit dem Basismolekül Kohlenstoff (C) eine extrem starke Bindung ein. Diese Bindung ist so stark, dass nahezu kein Medium eine Chance hat, das FFKM Material anzugreifen.
Im Vergleich: FKM (VITON) besteht ebenfalls aus Kohlenstoff und Fluorbindungen, aber ist im Gegensatz zu FFKM nicht vollständig gesättigt. Dadurch ist FKM im Vergleich zu FFKM deutlich anfälliger.
Für die Chemie-Interessierten unter uns hier der Aufbau der Polymerketten:
FFKM Polymerkette: Nur mit starken Fluorbindungen
FKM Polymerkette: Mit Fluor- und Wasserstoffbindungen
An dieser Stelle könnten wir uns gut vorstellen, dass Sie sich Fragen:
Wogegen ist FFKM denn nicht beständig?
Nur bei 2 Medien muss aufgepasst werden, wenn FFKM eingesetzt werden soll
1. Medien mit hohen Fluoranteilen (Gleiches mit Gleichem verträgt sich nicht)
2. Geschmolzene Alkalimetalle (Achtung: Extrem toxisch)
Ansonsten können Sie FFKM Werkstoffe, zumindest was die chemische Beständigkeit betrifft, nahezu bedenkenlos einsetzen.
Zusammenfassung Kapitel 3: FFKM Beständigkeiten
FFKM ist nahezu universell medienbeständig. Aufgrund seines soliden chemischen Aufbaus ist FFKM anderen Elastomeren wie NBR, EPDM und FKM deutlich überlegen.
#4 Was muss ich bei der Auslegung und Montage von FFKM O-Ringen beachten?
Die Auslegung und Montage von FFKM O-Ringen ist nicht viel anders als bei den restlichen Elastomerwerkstoffen wie NBR, EPDM oder FKM.
Als Übersicht haben wir Ihnen eine Vergleichstabelle zwischen FFKM und FKM mit den wichtigsten Auslegungsmerkmalen zusammengestellt.
Hinweis: Die Daten in der Tabelle beziehen sich auf eine Flanschabdichtung.
Merkmal | FFKM | FKM |
|---|---|---|
Verpressung | 12-18% | 15-25% |
Nutfreiraum nach Verpressung | 20% | 20% |
Max. Dehnung bei Montage | <50% | <50% |
Max. dauerhafte Dehnung | 3% | 3% |
Max. dauerhafte Stauchung | 3% | 3% |
Montagefett | Mineralöl- und Silikonfette | Mineralöl- und Silikonfette |
Zusammengefasst gibt es nur Unterschiede bei der gewünschten Verpressung.
Das liegt daran, dass bei FFKM grundsätzlich von keiner Quellung ausgegangen wird, da FFKM nahezu universell medienbeständig ist. Dementsprechend darf die Verpressung auch etwas geringer angesetzt werden.
Auch bei den Montagefetten können Sie es sich ganz einfach machen. Denn genauso wie FKM O-Ringe sind FFKM O-Ringe gegen alle Öle und Fette beständig. Sie können also ein beliebiges Fett oder Öl bei der Montage einsetzen.
Ansonsten gelten wie bei allen Elastomeren die 5 grundsätzlichen Montagehinweise
1. Keine scharfen Kanten
2. Geeignetes Werkzeug benutzen
3. Nutraum vor der Montage gründlich säubern
4. Geeignetes Montagefett verwenden
5. Einfuhrschräge von ca. 20% beachten
Zusammenfassung Kapitel 4: FFKM Auslegung und Montage
FFKM O-Ringe werden weitestgehend genauso wie alle anderen O-Ringe ausgelegt und montiert. Aufgrund der ausgezeichneten Beständigkeit muss sogar eher weniger beachtet werden.
#5 Gibt es geeignete Alternativen zu FFKM O-Ringen?
Direkt die Antwort: Ja, FEP ummantelte O-Ringe und reine PTFE O-Ringe sind bis zu einem gewissen Grad geeignete Alternativen zu FFKM O-Ringen.
Der Vorteil bei FEP und PTFE O-Ringen besteht darin, dass sie im Vergleich zu FFKM deutlich preiswerter sind.
Aber wo liegen die Nachteile? Das bekommen wir mit einem kurzen Vergleich der wesentlichen Eigenschaften heraus.
FFKM (NH5756 HT) | FEP/SILIKON | PTFE |
|---|---|---|
Universell beständig | Universell beständig | Universell beständig |
-15°C bis +340°C | -60°C bis +205°C | -250°C bis +250°C |
Elastisch | Teil-Elastisch | Starr |
Ergebnis: In den meisten Fällen ist es nur dann sinnvoll, FFKM O-Ringe mit FEP oder PTFE O-Ringen zu ersetzen, wenn die Medienbeständigkeit entscheidend ist. Denn O-Ringe mit FEP Mantel oder aus reinem PTFE sind ebenfalls nahezu universell medienbeständig.
Wichtig: 2 Punkte müssen beim Austausch unbedingt beachtet werden
1. Wenn Sie zum Beispiel einen 20 x 2 FFKM O-Ring mit einem FEP oder PTFE Werkstoff ersetzen wollen, dann muss der O-Ring oder ggfs. die Nut neu ausgelegt werden. Aufgrund der Starrheit und den höheren Fertigungstoleranzen (FEP O-Ringe) kann der O-Ring nicht einfach 1zu1 ausgetauscht werden.
2. Trotz der Starrheit von FEP und PTFE O-Ringen muss der Einbau möglich sein. FEP O-Ringe können nur als Flansch- und Stangendichtung verwendet werden und PTFE O-Ringe können sogar nur als Flanschdichtung verwendet werden.
Während FEP O-Ringe zumindest noch ein wenig gedehnt oder gestaucht werden können, ist das bei PTFE O-Ringe fast gar nicht mehr möglich.
Tipp am Rande: Wenn Sie FEP O-Ringe vor der Montage in 80°C heißes legen, dann werden sie etwas elastischer. Gilt übrigens auch für alle anderen Elastomere.
Zusammenfassung Kapitel 5: Alternativen zu FFKM O-Ringen
Ja, FEP ummantelte und reine PTFE O-Ringe sind geeignete Alternativen für FFKM O-Ringe, aber nur, wenn es hauptsächlich auf die Medienbeständigkeit ankommt.
#6 Interessante Fragen: Schnell und einfach beantwortet
Zum Abschluss möchten wir noch einige Fragen beantworten, die uns im Alltag häufiger gestellt werden.
#6.1 Was ist der Unterschied zwischen FFKM vs. FFPM O-Ringen?
Es gibt keinen Unterschied. FFPM ist nur eine veraltete Bezeichnung. Heutzutage wird gemäß der ISO 3601 Perfluorkautschuk mit der Abkürzung FFKM abgekürzt. Demnach stehen beide Abkürzungen für den gleichen Werkstoff: Perfluorkautschuk.
#6.2 Was ist der Unterschied zwischen FFKM vs. FKM O-Ringen?
FKM steht für Fluorkautschuk und FFKM steht für Perfluorkautschuk. Während FKM einen Fluoranteil von ca. 60-65% besitzt, hat FFKM einen Fluoranteil von ca. 70-75%. Dementsprechend ist Perfluorkautschuk dem normalen Fluorkautschuk deutlich überlegen.
#6.3 Was ist der Unterschied zwischen FFKM vs. Kalrez O-Ringe?
FFKM ist die Werkstoffbezeichnung und steht für Perfluorkautschuk. Kalrez hingegen ist eine Handelsmarke für FFKM O-Ringe der Firma DuPont. Während Kalrez vor vielen Jahren die einzige FFKM-Marke war, gibt es heutzutage einige neue FFKM-Marken.
KALREZ = DuPont
ECOLAST = NH O-RING
SIMRIZ = Freudenberg
Chemraz = Greene Tweed
#6.4 Warum ist der Preis für FFKM O-Ringe so hoch?
Das liegt einzig und allein an dem Rohstoffpreis. Der Kilopreis von FFKM-Rohmaterial liegt bei mehreren Tausend Euro. Daraus folgt, dass FFKM auch nur da eingesetzt wird, wo es unbedingt sein muss.
#6.5 Wie lange können FFKM O-Ringe gelagert werden?
FFKM O-Ringe haben eine Haltbarkeit von 13 Jahren.
Wie lange ein O-Ring gelagert werden darf, richtet sich nach der DIN 7716. In ihr sind die Anforderungen an eine optimale Lagerung von Elastomeren enthalten.
„Ich bin überzeugt davon, dass wir unser Wissen mit der Welt teilen sollten. Ich hoffe, dass ich alle Ihre Fragen beantworten konnte. Sollten Sie noch Fragen haben, dann können Sie sich jederzeit gerne bei uns melden. Wir helfen Ihnen gerne weiter.“
Luke Williams
Herr der O-Ringe
Autor der Dichtungsakademie
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