Zur statischen Abdichtung zweier stationärer Flansche kommen Dichtungen als physikalische Barriere gegenüber dem eingeschlossenen Medium zum Einsatz. Die Dichtung muss hierzu jede Unregelmäßigkeit der Flanschgeometrie (Rauigkeiten als Mikro- und Welligkeiten als Makrounregelmäßigkeiten) ausgleichen und gleichzeitig eine ausreichende mechanische Stabilität gegen Herausdrücken und Kriechen unter Betriebsbedingungen aufweisen. Die Abdichtung wird durch die Ausübung einer Kraft auf die Dichtung (Dichtflächenpressung) bewirkt, die die Dichtung zusammenpresst und dadurch den Ausgleich mit den Flanschunregelmäßigkeiten und das Schließen innerer Leckagewege der Dichtung selbst ermöglicht. Die Kombination aus Flächenpressung zwischen Dichtung und Flanschen und der Verdichtung des Dichtungswerkstoffs reduziert das Austreten des eingeschlossenen Mediums im Bereich der Verbindungsstelle.
Aus diesen Gründen sind Dichtungen in fast allen Bereichen für den zufriedenstellenden Betrieb von vielen technischen Anlagen notwendig. Insbesondere die Verwendung aggressiver Medien sowie auftretende Temperatur-lastwechsel, wie sie beispielsweise bei der Abdichtung von Druckbehältern, Reaktorkolonnen, Rohrbündelwärmetauschern etc. auftreten, stellen aber enorme Herausforderungen an eingesetzte Dichtungen. Dichtungsversagen und damit einhergehende Leckagen und Korrosion sind deshalb wiederkehrende Probleme in vielen Industriebereichen. PTFE-Dichtungen haben in den vergangenen 30 Jahren den Dichtungsmarkt revolutioniert und sind aus vielen Industriebereichen nicht mehr wegzudenken. Die Dichtwirkung hängt hierbei neben dem Dichtmaterial insbesondere vom Montageprozess ab. Ist die Dichtung erst einmal verbaut, so kann der Anwender die sich einstellende Leckage im Betriebszustand bestenfalls durch regelmäßiges Nachziehen der Schrauben beeinflussen, was oftmals aber nicht möglich ist, wenn beispielsweise warmgehende Verbindungen isoliert sind. Durch Last- und Temperaturzyklen wird die Flanschpressung zunehmend geringer, was im schlimmsten Fall zu einem Herausdrücken der Dichtung führen kann.
Damit künftig aber auch Apparaturen mit großen und schwierig abzudichtenden Durchmessern, die nur eine begrenzte Flächenpressung ermöglichen, effektiv und dauerhaft abgedichtet werden können, möchte die Fa. "KWO Dichtungstechnik GmbH" zusammen mit der FH Münster im Rahmen dieses Entwicklungsvorhabens eine neue Generation an ePTFE-Dichtungsbänder entwickeln, die im Folgenden als KWO® μTex-Band bezeichnet werden. Mit diesen KWO® μTex-Bändern sollen bereits bei begrenzten Flächenpressungen hohe Leckageklassen erreicht werden, so dass auch an Flanschverbindungen, die nur begrenzte Flächenpressungen von bis zu 15 MPa ermöglichen, eine um den Faktor 100 reduzierte Durchlässigkeit und damit um zwei Klassen höhere Leckageklasse erreicht wird. Um die Zielstellung der geringen Leckage bei kleinen Flächenpressungen zu erreichen, sollen deshalb die folgenden zwei grundlegenden Innovationen im zu entwickelnden KWO® μTex-Dichtungsband umgesetzt werden:
• Mehrschichtiger Aufbau mit umgebender diffusionsdichter ePTFE-Schicht
• Reduzierte Kriechneigung durch eine verbesserte Prozessführung bei der Expansion des ePTFE-Grundkörpers
Diese Zielstellung wird in 4 Etappen erreicht:
1) Entwicklung eines ersten Aufbaus des KWO μTex-Dichtungsband sowie des Verständnisses zur Reduktion der Flächenpressungsverluste. Dazu wird neben der Literaturrecherche ein Großteil des Aufgabenspektrums des Labor für Dichtungstechnik die Analyse marktüblicher PTFE-Dichtungen sein, sowie die Simulation der angestrebten Dichtlösung mittels FEM.
2) Labortechnische Herstellung und Test von Versuchsmustern des KWO μTex-Dichtungsbands. Hierbei soll das Dichtungsband vorerst als kleines Muster (Länge < 1 m) gefertigt werden um die generellen Eigenschaften zu ermitteln. Sofern alle Werte die Erwartungen erfüllen, wird das Band im nächsten Schritt maschinell hergestellt.
3) Entwicklung des Verfahrens zur maschinellen Herstellung und Konfektionierung sowie eine Auslegungssystematik für verschiedene Anforderungen der KWO μTex-Dichtungsbänder. Das Labor für Dichtungstechnik wird die Entwicklung einer Auslegesystematik zur Anpassung der KWO µTex-Dichtungsbänder an verschiedenen Abdichtungsanforderungen leiten.
4) Herstellung und Test von Prototypmuster der KWO μTex-Dichtungsbänder. In diesem letzten Schritt zum Prototypen wird das Labor für Dichtungstechnik die Dichtungsbänder gemäß vorher festgelegter Prüfparameter testen und gegebenenfalls Optimierungen vorschlagen.