Leitfaden zur ChemikalienbestÀndigkeit und Materialauswahl

Chemische Verfahrenstechnik — Werkstofftechnik

Chemische KompatibilitÀt &
Leitfaden zur Materialauswahl

Ein Entscheidungsrahmen fĂŒr Ingenieure, die SprĂŒhdĂŒsen fĂŒr aggressive Medien spezifizieren – er behandelt GehĂ€uselegierungen, DĂŒseneinsĂ€tze und Dichtungsmaterialien fĂŒr SchwefelsĂ€ure, SalzsĂ€ure, SalpetersĂ€ure, Halogene und Hochtemperatur-Oxidationsmedien. Mit einer vollstĂ€ndigen Entscheidungsmatrix und einem speziellen Abschnitt zur Erosions-Korrosions-Synergie.

Erosion-Korrosion Die Synergie, die DĂŒsen schneller zerstört als jeder Mechanismus allein
5 Legierungen AusfĂŒhrlich beschrieben: SS 316L, Hastelloy C-276, Tantal, Alloy 20, Titan
4 Dichtungen Viton, EPDM, PTFE, Kalrez — Auswahl nach chemischer Umgebung
ISO 9001 Zertifizierte Fertigung
Anwendung dieses Leitfadens

Beginnen Sie mit der Entscheidungsmatrix – sie bietet eine zusammenfassende Bewertung der KompatibilitĂ€t fĂŒr acht gĂ€ngige aggressive Medien ĂŒber fĂŒnf DĂŒsenkörpermaterialien und vier Keramik-/Polymereinsatzoptionen. Wenn die Matrix fĂŒr Ihre Chemikalie eine „A“- oder „B“-Bewertung ergibt, ist das Material ein praktischer Ausgangspunkt. Wenn die Matrix „C“ oder „D“ ergibt, lesen Sie den entsprechenden Abschnitt des Legierungsprofils fĂŒr den spezifischen Fehlermechanismus, bevor Sie das Material ausschließen oder auswĂ€hlen.

Der Abschnitt Erosion-Korrosion ist relevant, wenn Ihre SprĂŒhflĂŒssigkeit zusĂ€tzlich zu korrosiven Chemikalien suspendierte Feststoffe enthĂ€lt – diese Kombination schĂ€digt DĂŒsen schneller als jeder Mechanismus allein und Ă€ndert die Berechnung der Materialauswahl. Der Abschnitt DichtungsintegritĂ€t behandelt die Auswahl von O-Ringen und Dichtungen fĂŒr die DĂŒsenbaugruppe selbst, was eine separate Entscheidung vom GehĂ€usematerial ist.

Entscheidungsmatrix

GehÀusematerial vs. chemische Umgebung

Bewertungen: A = Ausgezeichnet (Einsatz bei voller Konzentration, keine bekannten Grenzen bei Umgebungstemperatur)   B = Gut (geeignet mit Konzentrations- oder TemperaturbeschrĂ€nkungen – siehe Hinweise)   C = Begrenzt (nur kurzfristiger oder gering konzentrierter Einsatz – wenden Sie sich an die Technikabteilung)   D = Nicht empfohlen

Chemische Umgebung SS 316L Hastelloy C-276 Tantal Alloy 20 Titan Gr. 2 PTFE / PVDF GehÀuse PEEK GehÀuse Hinweise
MineralsÀuren
SchwefelsĂ€ure <10% B A A A C A B 316L Lochfraß ĂŒber 5% bei erhöhter Temperatur; Titan reagiert ĂŒber 3%
SchwefelsĂ€ure 10–70% D A A B D A B Der gefĂ€hrliche Mittelbereich – die meisten Legierungen versagen hier; Hastelloy C-276 und Tantal sind primĂ€re Optionen
SchwefelsĂ€ure >70% (rauchend) B B A C D C D Konzentrierte H₂SO₄ passiviert SS; PTFE quillt im Oleum-Betrieb
SalzsÀure (alle Konz.) D A A B D A B HCl greift SS und Titan aggressiv bei jeder Konzentration an; Hastelloy C-276 ist die Standard-Metallwahl
SalpetersĂ€ure <65% A B A A A A B 316L SS und Titan sind gut geeignet; Hastelloy C-276 ist in oxidierender HNO₃ tatsĂ€chlich schlechter als SS
SalpetersĂ€ure >65% (rauchend) B D A B A B D Hastelloy C-276 wird von stark oxidierender HNO₃ angegriffen – eine kritische, kontraintuitive Ausnahme
PhosphorsĂ€ure B A A A A A B 316L grenzwertig ĂŒber 85°C; Halogenverunreinigung in nasser H₃PO₄ verschiebt die PrĂ€ferenz zu Hastelloy C-276
Alkalien & Oxidationsmittel
Natronlauge NaOH (alle Konz.) A B D A B A A Tantal wird von starken Alkalien schnell angegriffen – eine kritische EinschrĂ€nkung; 316L SS ist die Standardwahl
Natriumhypochlorit NaOCl <2% B A B B B A B 316L grenzwertig ĂŒber Umgebungstemperatur; Hastelloy C-276 bevorzugt
Natriumhypochlorit >2% D A C C C A B Konzentriertes Bleichmittel greift die meisten Legierungen an; PVDF bevorzugt fĂŒr Polymerkörper; Hastelloy C-276 fĂŒr Metall
Halogene & Lösungsmittel
FlusssĂ€ure HF D C D D D A B HF greift alle gĂ€ngigen Metalle, einschließlich Tantal und Titan, an; PVDF oder Monel sind die Metallaussnahme; PTFE/PVDF-PolymergehĂ€use sind die primĂ€re Wahl
Chlorierte Lösungsmittel B A A B B B A Spezifisches Lösungsmittel prĂŒfen; CH₂Cl₂ und CHCl₃ lassen einige Polymere quellen; PEEK ist lösungsmittelbestĂ€ndiger als PTFE
Hochtemperatur- & Mischbetrieb
Meerwasser / hochchloridhaltige Sole C A A B A A B 316L Lochfraß ĂŒber der kritischen Lochfraßtemperatur (15–25°C in Meerwasser); Duplex-SS oder Hastelloy C-276 ĂŒber Umgebungstemperatur bevorzugt
MischsĂ€ure (H₂SO₄ + HNO₃) D C A C B A D Nitrierendes SĂ€uremedium – Tantal und Titan sind primĂ€re metallische Optionen; PTFE-GehĂ€use, wo die Temperatur es zulĂ€sst

Diese Matrix ist ein Ausgangspunkt, keine endgĂŒltige Spezifikation

Korrosionsraten hĂ€ngen von Temperatur, Konzentration, Strömungsgeschwindigkeit, OberflĂ€chenbeschaffenheit und galvanischer Kopplung zu benachbarten Metallen ab – nichts davon wird in einer Buchstabenbewertung erfasst. Verwenden Sie diese Matrix, um geeignete Materialien zu identifizieren, und konsultieren Sie dann die Legierungsprofilabschnitte und kontaktieren Sie das NozzlePro-Engineering fĂŒr eine standortspezifische Empfehlung basierend auf Ihren Betriebsbedingungen.

Kritischer Ausfallmechanismus

Erosion-Korrosion: Wenn chemischer Angriff und mechanischer Verschleiß sich verbinden

Die obige Entscheidungsmatrix bewertet Materialien fĂŒr reinen chemischen Angriff. Bei realen SprĂŒhanwendungen mit abrasiven SchlĂ€mmen, KatalysatorfeinstĂ€uben oder partikelbeladenen Prozessströmen ist die richtige Materialauswahl anders – denn Erosion-Korrosion ist nicht die Summe zweier unabhĂ€ngiger SchĂ€digungsraten. Es ist ein synergistischer Mechanismus, bei dem jeder Prozess den anderen beschleunigt.

Der Synergie-Mechanismus

Metalllegierungen widerstehen Korrosion hauptsĂ€chlich durch einen passiven Oxidfilm auf ihrer OberflĂ€che – wenige Nanometer stabiles Oxid, das die Ionenauflösung um GrĂ¶ĂŸenordnungen verlangsamt. Dieser Film ist der Grund, warum Hastelloy C-276 HCl widersteht und 316L SS verdĂŒnnte SchwefelsĂ€ure. Der Film bildet sich nach kleineren BeschĂ€digungen kontinuierlich neu.

Wenn abrasive Partikel die DĂŒsenöffnung mit SprĂŒhgeschwindigkeiten (15–80 m/s) treffen, entfernt jeder Partikelaufprall den passiven Film an der Aufprallstelle lokal. Bevor sich der Film wieder bilden kann – ein Prozess, der Millisekunden dauert –, wird die frische, unpassivierte MetalloberflĂ€che der korrosiven FlĂŒssigkeit ausgesetzt. Die lokale Korrosionsrate an depassivierten Stellen ist 10–1.000 Mal höher als die stationĂ€re Korrosionsrate der passivierten OberflĂ€che.

Gleichzeitig erweicht und schwĂ€cht Korrosion die Korngrenzen an der MetalloberflĂ€che, wodurch das Material anfĂ€lliger fĂŒr Partikelabrieb bei geringeren Aufprallenergien wird. Das Ergebnis: Die kombinierte Erosion-Korrosion-SchĂ€digung verlĂ€uft deutlich schneller, als jeder Mechanismus allein vorhersagen wĂŒrde – manchmal um den Faktor 3–10 gegenĂŒber additiven Raten.

Kritischer Auswahlfehler

Spezifizierung von Hastelloy C-276 fĂŒr den HCl-Schlamm-Einsatz allein aufgrund seiner ausgezeichneten HCl-KorrosionsbestĂ€ndigkeit. Hastelloy C-276 hat eine geringere HĂ€rte als Wolframcarbid oder Keramiken – in hochgeschwindigkeitsabrasivem Schlamm kann seine Erosionsrate trotz seiner KorrosionsbestĂ€ndigkeit unannehmbar hoch sein. Die richtige Auswahl kombiniert die chemische BestĂ€ndigkeit von Hastelloy mit der Verschleißfestigkeit eines TC-DĂŒseneinsatzes.

  • FĂŒr korrosive Schlammanwendungen: wĂ€hlen Sie das GehĂ€usematerial nach chemischer BestĂ€ndigkeit; wĂ€hlen Sie das DĂŒseneinsatzmaterial (TC, Siliziumkarbid oder Aluminiumoxid) nach Abriebfestigkeit
  • Reduzieren Sie den Versorgungsdruck, wo möglich – die Erosions-Korrosions-SchĂ€digungsrate skaliert annĂ€hernd mit dem Quadrat der Geschwindigkeit
  • ÜberprĂŒfen Sie den DĂŒsenöffnungsdurchmesser in Erosions-Korrosions-Anwendungen in kĂŒrzeren Intervallen – die Schadensakkumulation ist nichtlinear; schnelle Degradation kann ohne Vorwarnung nach einer langsamen Anfangsphase auftreten
  • Die pH-Regulierung der TrĂ€gerflĂŒssigkeit des Schlamms reduziert die korrosive Komponente – selbst ein moderater pH-Anstieg von 2 auf 4 verlangsamt den SĂ€ureangriff an depassivierten OberflĂ€chen dramatisch

Die vierstufige Degradationssequenz

1

Passive Filmbildung

Neue oder saubere MetalloberflĂ€che bildet innerhalb von Sekunden nach dem Kontakt mit der korrosiven FlĂŒssigkeit einen stabilen passiven Oxidfilm. Die Korrosionsrate ist gering – bestimmt durch die Ionendiffusion durch den Film.

2

Partikelaufprall-Depassivierung

Abrasivpartikel trifft auf die Kanten oder die InnenflĂ€che der DĂŒsenöffnung. Die lokale Aufprallenergie ĂŒbersteigt die Haftung des Films – der Film wird im Aufprallbereich ĂŒber eine FlĂ€che von typischerweise 5–50 ”mÂČ entfernt.

3

Beschleunigte Korrosion bei blankem Metall

Unpassiviertes Metall löst sich 10–1.000 Mal schneller als die normale Rate. Die Korrosion hĂ€lt an, bis sich der Passivfilm wieder gebildet hat – typischerweise 1–100 ms, abhĂ€ngig von Legierung und pH-Wert.

4

KorrosionsverstÀrkte Erosion

SĂ€ureangriff entlang der Korngrenzen schwĂ€cht die OberflĂ€chenschicht. Der nĂ€chste Partikelaufprall entfernt Material von einem geschwĂ€chten Substrat – der Erosionsverlust pro Aufprall nimmt mit fortschreitender Korrosion zu.

Legierungsprofile – Jenseits von Edelstahl

Wenn Standard-Edelstahl nicht ausreicht

316L SS ist der richtige Ausgangspunkt fĂŒr die meisten industriellen SprĂŒhanwendungen – es bewĂ€ltigt verdĂŒnnte SĂ€uren, schwache Laugen und sauberes Prozesswasser mit langer Lebensdauer zu moderaten Kosten. Die unten genannten Legierungen werden spezifiziert, wenn 316L SS die Grenzen seiner chemischen BestĂ€ndigkeit erreicht oder wenn die Kombination aus Temperatur, Konzentration und Fluidgeschwindigkeit unannehmbare Korrosionsraten hervorruft.

Premiumlegierung

Hastelloy C-276

Ni-Mo-Cr-Legierung, UNS N10276

Die breitbandigste korrosionsbestĂ€ndige Nickellegierung fĂŒr SprĂŒhdĂŒsenanwendungen. Der hohe MolybdĂ€ngehalt (15–17 %) bietet eine BestĂ€ndigkeit gegen Loch- und Spaltkorrosion in chloridhaltigen Umgebungen, die weit ĂŒber 316L SS hinausgeht; der Chromgehalt (14,5–16,5 %) sorgt fĂŒr OxidationsbestĂ€ndigkeit; und das kombinierte Legierungsdesign widersteht gleichzeitig sowohl reduzierenden SĂ€uren (HCl, H₂SO₄) als auch mĂ€ĂŸig oxidierenden Umgebungen.

PREN (LochfraßbestĂ€ndigkeit)~69
Max. Betriebstemp.~1.000 °C (oxidierend)
HĂ€rte (Vickers)~230 HV
vs. 316L SS Kostenindex~5–8×
Am besten geeignet fĂŒr HCl (alle Konzentrationen), H₂SO₄ (10–70 %), NaOCl ĂŒber 2 %, Meerwasser ĂŒber Umgebungstemperatur, gemischte SĂ€ureströme, Rauchgasentschwefelungs-Kalkschlamm bei saurem pH-Wert
Kritische Ausnahme

Hastelloy C-276 ist nicht geeignet fĂŒr stark oxidierende SalpetersĂ€ure (ĂŒber ~65 % HNO₃) oder fĂŒr heiße konzentrierte SchwefelsĂ€ure ĂŒber 70 %. In diesen Umgebungen ist es 316L SS unterlegen. Dieses kontraintuitive Versagen ĂŒberrascht Ingenieure, die annehmen, dass C-276 Edelstahl universell ĂŒberlegen ist.

Spezialmetall

Tantal

Reines Metall, UNS R05200 / R05400

Die KorrosionsbestĂ€ndigkeit von Tantal in MineralsĂ€uren ist von keiner gĂ€ngigen Industrielegierung zu ĂŒbertreffen – es ist gegenĂŒber allen Konzentrationen von SchwefelsĂ€ure bis 175 °C, SalzsĂ€ure bis zum Siedepunkt und SalpetersĂ€ure in allen Konzentrationen, einschließlich rauchender HNO₃, im Wesentlichen inert. Der passive Oxidfilm (Ta₂O₅) ist extrem stabil und löst sich unter normalen Bedingungen in keinem dieser Medien auf.

Tantal ist ein Spezialmaterial fĂŒr den anspruchsvollsten SĂ€ureeinsatz. Seine hohe Dichte (16,6 g/cmÂł, doppelt so hoch wie Stahl), seine sehr hohen Kosten (20–60x Edelstahl) und seine begrenzte VerfĂŒgbarkeit bedeuten, dass es nur dort eingesetzt wird, wo keine andere metallische Option ausreichend Leistung erbringt. FĂŒr SprĂŒhdĂŒsenanwendungen wird es am hĂ€ufigsten als DĂŒsenöffnungseinsatz oder als dĂŒnne Plattierungsschicht ĂŒber einem billigeren Substrat verwendet, anstatt als massiver Körper.

Max. Betriebstemp. in H₂SO₄175°C (alle Konzentrationen)
HĂ€rte (Vickers)~100–120 HV (weich)
vs. 316L SS Kostenindex~20–60×
Fatale EinschrÀnkungen

Tantal wird schnell und vollstĂ€ndig aufgelöst durch: starke Laugen (NaOH, KOH) in jeder Konzentration; FlusssĂ€ure in jeder Konzentration; rauchende SchwefelsĂ€ure (Oleum); und fluoridkontaminierte SĂ€uren. In jedem dieser Medien bietet Tantal keinerlei BestĂ€ndigkeit – das Versagen ist katastrophal und nicht allmĂ€hlich.

Am besten geeignet fĂŒr Hochkonzentrierte H₂SO₄ und HCl, wo Hastelloy C-276 grenzwertig ist; gemischte SĂ€ure (HNO₃ + H₂SO₄); rauchende SalpetersĂ€ure; Anwendungen, bei denen die Lebensdauer jedes anderen Metalls in Tagen gemessen wird
SÀurebestÀndige Legierung

Legierung 20 (Carpenter 20)

Fe-Ni-Cr-Mo-Cu, UNS N08020

Legierung 20 wurde speziell fĂŒr den Einsatz in SchwefelsĂ€ure entwickelt – der Kupfergehalt (3–4 %) bietet BestĂ€ndigkeit gegenĂŒber H₂SO₄ im mittleren Konzentrationsbereich (20–60 %), wo sowohl 316L SS als auch Standard-Hastelloy-Legierungen grenzwertig sind. Die Niobstabilisierung verhindert die Sensibilisierungs-bedingte interkristalline Korrosion in geschweißten Baugruppen und macht sie sowohl fĂŒr gefertigte DĂŒsensammelrohre und SprĂŒhverteiler als auch fĂŒr einzelne DĂŒsenkörper geeignet.

HauptunterscheidungsmerkmalCu-Gehalt fĂŒr H₂SO₄ mittleren Bereichs
Max. Betriebstemp.~425°C
vs. 316L SS Kostenindex~3–5×
Am besten geeignet fĂŒr SchwefelsĂ€ure mittlerer Konzentration (20–60 %), PhosphorsĂ€ure mit Halogenidverunreinigung, BeizsĂ€uren, SprĂŒhsysteme in DĂŒngemittelanlagen. KostengĂŒnstige Aufwertung von 316L SS, wenn C-276 ĂŒberdimensioniert ist.
OxidationsbestÀndiger Einsatz

Titan Grade 2

Kommerziell reines Ti, UNS R50400

Die KorrosionsbestĂ€ndigkeit von Titan beruht auf einem sehr stabilen passiven TiO₂-Film – hochbestĂ€ndig gegen oxidierende SĂ€uren, einschließlich verdĂŒnnter und mĂ€ĂŸig konzentrierter SalpetersĂ€ure, ChromsĂ€ure und nassem Chlor. Es ist auch hochbestĂ€ndig gegen Meerwasser, verdĂŒnnte HCl bei Raumtemperatur und leicht reduzierende Bedingungen, bei denen der pH-Wert ĂŒber etwa 2 bleibt.

Die kritische EinschrĂ€nkung ist seine Empfindlichkeit gegenĂŒber reduzierenden SĂ€uren – verdĂŒnnte H₂SO₄ ĂŒber 3 %, konzentrierte HCl und FlusssĂ€ure greifen Titan alle schnell an. Der passive TiO₂-Film benötigt Sauerstoff oder ein Oxidationsmittel, um seine StabilitĂ€t zu erhalten; in sauerstoffarmen oder stark reduzierenden Umgebungen löst er sich auf.

HĂ€rte (Vickers)~160 HV
Dichte4,5 g/cmÂł (Leichtgewicht)
vs. 316L SS Kostenindex~3–6×
Am besten geeignet fĂŒr VerdĂŒnnte bis mĂ€ĂŸig konzentrierte HNO₃, Meerwasser und hochchloridhaltige Salzlake, nasses Chlor und Hypochlorit unter 2 % bei erhöhter Temperatur, NaCl-Sole, SprĂŒhsysteme in Bleichereien
VerschleißflĂ€che

Keramische DĂŒsenöffnungseinsĂ€tze

Aluminiumoxid (Al₂O₃), Siliziumkarbid (SiC)

KeramikeinsĂ€tze lösen die Erosionskomponente der Erosionskorrosion. Aluminiumoxid (Al₂O₃) erreicht eine VickershĂ€rte von 1.500–1.800 HV – mehr als 6x hĂ€rter als Wolframkarbid – und bietet eine außergewöhnliche Abriebfestigkeit bei Hochgeschwindigkeits-Schlammanwendungen. Siliziumkarbid (SiC) erreicht 2.500–2.800 HV und widersteht zusĂ€tzlich den meisten SĂ€uren und Laugen, die metallische Öffnungen angreifen wĂŒrden.

Der Kompromiss ist die Sprödigkeit. Keramiken haben eine geringe BruchzĂ€higkeit – sie vertragen keine Stoßbelastungen (Wasserschlag, Druckspitzen) oder den thermischen Schock, der bei Hochtemperatur-Quench-Anwendungen inhĂ€rent ist. Die Schnittstelle zwischen Einsatz und GehĂ€use muss so konstruiert sein, dass sie die unterschiedliche WĂ€rmeausdehnung berĂŒcksichtigt; ein Keramikeinsatz in einem MetallgehĂ€use, das thermischen Zyklen unterliegt, reißt an der Schnittstelle ohne ausreichende Spannungsentlastung.

AluminiumoxidhĂ€rte1.500–1.800 HV
SiC-HĂ€rte2.500–2.800 HV
Chemische BestĂ€ndigkeitSiC: ausgezeichnet außer HF, heiße Lauge
Nicht bei thermischem Zyklusbetrieb verwenden

KeramikeinsĂ€tze reißen bei schnellen thermischen Zyklen – vermeiden Sie sie bei Quench-DĂŒsen, die Anfahr-/Abschalt-Temperaturrampen erleben. FĂŒr Hochtemperatur-Quench-Anwendungen sind WolframkarbideinsĂ€tze in einem geeigneten LegierungsgehĂ€use die richtige Wahl. Keramiken eignen sich fĂŒr abrasive Schlammanwendungen bei Raumtemperatur, wo die Temperatur stabil ist.

Am besten geeignet fĂŒr Abrasiver Schlamm bei stabiler Temperatur: Mineralienverarbeitung, sandbeladenes Wasser, KatalysatorfeinstĂ€ube, Kohleschlamm. Mit PTFE- oder Hastelloy-GehĂ€use kombinieren, um die chemische Umgebung gleichzeitig zu berĂŒcksichtigen.
PolymergehÀuse

PTFE & PVDF

Polytetrafluorethylen / Polyvinylidenfluorid

PTFE weist die breiteste chemische BestĂ€ndigkeit aller DĂŒsenkörpermaterialien auf – es ist gegenĂŒber praktisch allen SĂ€uren, Laugen und Lösungsmitteln bei Temperaturen bis etwa 260 °C inert. Die einzigen Ausnahmen sind geschmolzene Alkalimetalle, elementares Fluor und Chlortrifluorid unter extremen Bedingungen, die bei SprĂŒhanwendungen nicht auftreten. FĂŒr HF-Anwendungen, bei denen alle Metalle versagen, ist PTFE das primĂ€re Material.

PVDF (Kynar) ist chemisch weniger bestĂ€ndig als PTFE – es wird von rauchender SchwefelsĂ€ure, Ketonen und einigen Estern angegriffen – bietet aber bei gleicher WandstĂ€rke eine etwa 3–5x höhere DruckbestĂ€ndigkeit und Schlagfestigkeit, was es zur bevorzugten Wahl fĂŒr SprĂŒhanwendungen mit mittlerem Druck macht, bei denen die mechanische SchwĂ€che von PTFE unpraktisch dickwandige GehĂ€use erfordern wĂŒrde.

PTFE max. Temp.260 °C Dauerbetrieb
PVDF max. Druck~3–5x PTFE bei gleicher WandstĂ€rke
HauptbeschrÀnkungGeringe mechanische Festigkeit im Vergleich zu Metallen
Am besten geeignet fĂŒr HF (alle Konzentrationen), konzentriertes Bleichmittel ĂŒber 10 %, aggressive Oxidationsmittel, Anwendungen, bei denen jeder metallische Körper unannehmbar korrodieren wĂŒrde und der Betriebsdruck unter 60 PSI liegt
Dichtungsdichtheit

O-Ring- und Dichtungs-KompatibilitĂ€t: Der oft ĂŒbersehene Fehlerpunkt

Ein DĂŒsenkörper aus Hastelloy C-276 fĂŒr den HCl-Einsatz wird dennoch versagen, wenn der O-Ring, der den DĂŒsenöffnungseinsatz mit dem Körper abdichtet, aus Buna-N (NBR)-Gummi besteht, der schnell von SĂ€uren angegriffen wird. Die Wahl des Dichtungsmaterials ist eine separate Entscheidung von der Wahl des Körpermaterials – und Dichtungsversagen sind oft der erste Fehlergrund bei korrekt gefertigten DĂŒsen, die in aggressiven Umgebungen eingesetzt werden.

Viton (FKM)

Fluorelastomer

Die Standardspezifikation fĂŒr chemische Prozess- und IndustriesprĂŒhanwendungen. Ausgezeichnete BestĂ€ndigkeit gegen SĂ€uren, Kraftstoffe, Öle und die meisten Lösungsmittel; gute Hochtemperaturleistung bis 200 °C Dauerbetrieb. Die richtige Standardwahl fĂŒr die meisten DĂŒsenanwendungen in chemischen Anlagen.

BestĂ€ndig gegen HCl, H₂SO₄, HNO₃, NaOCl (moderate Konzentration), aromatische Kohlenwasserstoffe, Kraftstoffe
Temperaturbereich: –20 °C bis +200 °C Dauerbetrieb
Geringer Druckverformungsrest – erhĂ€lt die Dichtkraft ĂŒber die Zeit
Wird angegriffen von: Ketonen (MEK, Aceton), Estern, Aminen, Dampfbetrieb ĂŒber 150 °C, hochkonzentrierten Laugen

EPDM

Ethylen-Propylen-Dien-Monomer

Die richtige Wahl fĂŒr alkalische Umgebungen, Dampfbetrieb und Heißwasseranwendungen, wo Viton unzureichend ist. Sehr gute BestĂ€ndigkeit gegen Natronlauge, Natriumhypochlorit, Phosphatlösungen und Ketone.

Ausgezeichnete BestĂ€ndigkeit gegen Ätznatron (NaOH), Dampf, heißes Wasser, Ketone, Alkohole
Temperaturbereich: –50 °C bis +150 °C (Dampf bis 120 °C)
Gute Ozon- und UV-BestĂ€ndigkeit fĂŒr Außenanlagen
Wird angegriffen von: MineralsĂ€uren (H₂SO₄, HCl), Mineralölen und Kraftstoffen, aromatischen Kohlenwasserstoffen – nicht in SĂ€ureanwendungen verwenden

PTFE (gekapselt oder massiv)

Polytetrafluorethylen

Die chemische Inertheit von PTFE macht es zum universellen Dichtungsmaterial fĂŒr aggressive Chemikalien, die Elastomere angreifen – HF, konzentrierte oxidierende SĂ€uren, chlorierte Lösungsmittel und Mischungen inkompatibler Chemikalien. Gekapselte PTFE-O-Ringe (PTFE ĂŒber FKM- oder Silikonkern) kombinieren die chemische BestĂ€ndigkeit von PTFE mit einem elastomeren Kern, der die Kompression aufrechterhĂ€lt.

BestĂ€ndig gegen praktisch alle Chemikalien, einschließlich HF, rauchender SĂ€uren und Medien mit gemischten Medien
Temperaturbereich: −200 °C bis +260 °C
Keine chemische Verunreinigung der SprĂŒhflĂŒssigkeit — geeignet fĂŒr pharmazeutischen und Lebensmittelkontakt, wo Elastomere verboten sind
EinschrĂ€nkung: PTFE hat einen hohen Druckverformungsrest (Kriechen) unter dauerhafter Last — gekapselte Designs mindern dies; DĂŒsenbaugruppen nach dem ersten WĂ€rmezyklus nachziehen

Kalrez (FFKM)

Perfluorelastomer

Kalrez (DuPont) und gleichwertige Perfluorelastomere (Perlast, Simriz) kombinieren die chemische BestĂ€ndigkeit von PTFE mit echten elastomeren Kompressions- und RĂŒckstellungseigenschaften. Wird verwendet, wenn sowohl extreme chemische BestĂ€ndigkeit als auch zuverlĂ€ssige Abdichtung unter thermischer Wechselbeanspruchung gleichzeitig erforderlich sind.

BestĂ€ndig gegen praktisch alle Chemikalien, einschließlich konzentrierter SĂ€uren, rauchender HNO₃, Ketone, Amine – breiter als Viton
Temperaturbereich: −10 °C bis +275 °C Dauerbetrieb
BehĂ€lt den Druckverformungsrest ĂŒber wiederholte Temperaturzyklen bei – entscheidend fĂŒr QuenchdĂŒsen mit Anfahr-/Abfahrzyklen
Kosten: 20–100× teurer als Viton O-Ringe. Kalrez nur dann verwenden, wenn Viton und PTFE beide unzureichend sind – es ist die richtige Wahl fĂŒr extreme Anwendungen, nicht die Standardoption.

Grafoil / Graphitdichtungen

Flexibler Graphit

FĂŒr DĂŒsenflanschverbindungen bei Hochtemperatur- oder Hochdruckanwendungen, bei denen elastomere O-Ringe nicht verwendet werden können. Flexibler Graphit ist bestĂ€ndig gegen die meisten Chemikalien bei Temperaturen bis zu 500 °C in nicht-oxidierenden Umgebungen und bietet eine zuverlĂ€ssige Abdichtung unter Flanschschraubenlast.

Betriebstemperatur: bis zu 500 °C (nicht-oxidierend); 450 °C in Dampf
BestĂ€ndig gegen die meisten SĂ€uren, Laugen und Lösungsmittel; gut geeignet fĂŒr SchwefelsĂ€ure-Prozessleitungen
Nicht geeignet: starke oxidierende SĂ€uren bei erhöhter Temperatur (HNO₃, ChromsĂ€ure) oxidieren den Graphit; erfordert außerdem ein höheres Schraubenanzugsmoment als elastomere Dichtungen

KurzĂŒbersicht zur Auswahl

Nach primÀrem Service

Verwenden Sie dies als erste Orientierungshilfe – bestĂ€tigen Sie die Angaben vor der endgĂŒltigen Festlegung mit den DatenblĂ€ttern des Lieferanten fĂŒr Ihre spezifische Chemie-, Konzentrations- und Temperaturkombination.

HCl, H₂SO₄, die meisten SĂ€uren: Viton FKM (erste Wahl), PTFE (wo Viton grenzwertig ist)
NaOH, Dampf, heißes Wasser: EPDM (erste Wahl)
HF, rauchende SĂ€uren, gemischte Medien: PTFE ummantelt oder Kalrez
Thermische Wechselbeanspruchung: Kalrez (wo Viton kriecht)
Hochtemperatur-Flanschverbindungen: Grafoil flexibler Graphit
Chlorierte Lösungsmittel: Viton oder Kalrez (EPDM versagt)

NozzlePro DĂŒsen — Komplette Materialpalette

Jede DĂŒse im NozzlePro-Sortiment kann in der fĂŒr Ihre chemische Anwendung geeigneten GehĂ€usematerial- und Dichtungskombination spezifiziert werden. Kontaktieren Sie die Technik mit Ihrer Fluidchemie, Konzentration, Temperatur und Ihrem Druck fĂŒr eine spezifische Materialempfehlung.

SS 316L Hastelloy C-276 Tantal Alloy 20 Titan Grade 2 PTFE / PVDF PEEK Wolframcarbid (Einsatz) Keramik (Einsatz) Viton / EPDM / PTFE / Kalrez Dichtungen
Materialempfehlung einholen
Anwendungstechnik

Ihre Fluidchemie verdient eine spezifische Antwort.

Die Entscheidungsmatrix deckt gĂ€ngige Szenarien ab. FĂŒr gemischte Medien, ungewöhnliche Konzentrationen, erhöhte Temperaturen oder Erosions-Korrosions-Anwendungen kontaktieren Sie die NozzlePro-Ingenieure – wir spezifizieren das GehĂ€usematerial, den DĂŒsenkörper und das Dichtungsmaterial zusammen als komplette DĂŒsenbaugruppe fĂŒr Ihre Anwendung.