In Hochtemperatur- und Hochdruck-Rohrleitungssystemen versagen herkömmliche Dichtungen häufig katastrophal. Metallspiralwickeldichtungen mit ihrer Verbundstruktur aus elastischem Metall und flexiblem Füllmaterial bieten eine einzigartige, „steife und dennoch flexible“ Dichtungslösung. Dieser Artikel zeigt, warum sie die optimale Wahl für extreme Bedingungen in der petrochemischen und nuklearen Industrie darstellen.
I. Strukturelle Anatomie: Präzisions-Schichtkonstruktion
EN 1092-1 Standardkonstruktion:
|-----------------------------------------------| | Metallband (CS/SS/Ti) → Druckbeständigkeit | | Füllschicht (Graphit/PTFE/Glimmer) → Mikrodichtung | | V-förmige Wellenwicklungen (25–45 Lagen) → Elastisches Reservoir | | Innen-/Außenringe (304SS/316L) → Ausblasschutz | |-----------------------------------------------|DichtungsprinzipDruckanstieg → Radiale Kontraktion der V-Ringe → Ausdehnung des Füllmaterials dichtet Mikrospalte ab
II. Leistungsüberlegenheit (gegenüber Flachdichtungen)
| Parameter | Asbestdichtung | Spiralwickeldichtung | Verbesserung |
|---|---|---|---|
| Maximale Temperatur | 260 °C | 800 °C | 3,1× |
| Druckgrenze | 10 MPa | 42 MPa | 4,2× |
| Thermische Zyklen | 50 | 5.000 | 100× |
| Leckrate (He-Massenspektrometrie) | 1×10⁻² mbar·L/s | 1×10⁻⁶ mbar·L/s | 10.000× |
Kritische Anwendungen:
- Wärmeausdehnungskompensation (ΔL=12mm/m bei 550°C Dampfleitungen)
- Kryogene Schockbeständigkeit (-196°C→25°C)
- Wasserstoffpermeationsbarriere (<0,001 ppm bei 15 MPa Wasserstoffreaktoren)
III. Fallstudien zur Problemlösung in der Industrie
**▶ Ausfall des Cracker-Quenchsystems**
- ProblemBruch einer Graphitdichtung unter 950°C Abschrecköl
- LösungInconel 625 + flexible Graphitwicklung
- Ergebnis: Wartungsintervall ↑ von 3 Monaten → 2 Jahre (spart 12 Mio. $/Jahr)
**▶ Leckage am LNG-BOG-Kompressor**
- ProblemDichtungsversagen bei -162°C
- Lösung: Titanwicklung + modifizierte PTFE-Füllung
- ErgebnisMethanemissionen ↓ 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 |
| Nukleardampfleitungen | 316L Nuklear | Nukleargraphit | 150-200 MPa |
| Superkritisches CO₂ | Incoloy 825 | vergoldeter Glimmer | 180-240 MPa |
| Treibstoffsysteme für die Luft- und Raumfahrt | Monel 400 | Fluorographit | 210-280 MPa |
Goldene Regeln:
- T > 540 °C → PTFE-Füllstoffe vermeiden
- Druckpulsation > 10 Hz → Innen-/Außenringe erforderlich
- Feststoffpartikel im Medium → Füllstoffhärte > 90 Shore A
V. Installationsrevolution
Fehlerhafte traditionelle Methode:
Hammerverspannung → Ungleichmäßige Belastung → 37 % lokale QuetschungLasergeführte Montage (patentiert):
- Ebenheit des 3D-Scanflansches (±3μm)
- Schraubenfolge optimieren (FEA-Simulation)
- Hydraulische Vorspannung (Abweichung <5 %)
→ Erreicht eine gleichmäßige Dichtungsspannung von >94 %
Veröffentlichungsdatum: 02.07.2025