Auswahlhilfe für Nitril-NBR- und Fluorkohlenstoff-FKM-O-Ringe für gängige Industriemaschinen

Nitrilkautschuk (NBR), kommerziell bekannt als Buna-N, sowie Fluorelastomere (FKM) sind Grundlagenwerkstoffe im Bereich der industriellen Dichtungstechnik. Ihre Auswahl ist entscheidend, um Zuverlässigkeit und Effizienz von Maschinen in Branchen wie Fertigung, Automobilbau und Schwergeräteindustrie sicherzustellen. NBR ist ein Copolymer aus Acrylnitril und Butadien; seine Ölbeständigkeit steht in direktem Verhältnis zum Acrylnitrilgehalt —üblicherweise im Bereich von 18 % bis 50 %. Diese Struktur verleiht ihm eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber erdölbasierten Ölen, Fetten, Kraftstoffen und Hydraulikflüssigkeiten (gemäß ASTM-D1418). Sein Einsatztemperaturbereich liegt im Allgemeinen bei −40 °°C bis +120 °°C, wobei speziell formulierte Sorten diesen Bereich erweitern können. NBR bietet zudem eine gute Zugfestigkeit, gutes Verhalten bezüglich Kompressionsverformung und hohe Abriebfestigkeit, wodurch es sich als kostengünstige, universell einsetzbare Dichtung für Pumpen, Zylinder, Ventilspindeln und Hydrauliksysteme eignet.

FKM ist hingegen ein fluorierter Kohlenwasserstoffpolymer. Seine überlegenen Kohlenstoff-Fluor-Bindungen verleihen ihm eine außergewöhnliche Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen (Dauerbetrieb bis zu 200 °C, kurzfristig bis zu 230 °C), einer breiten Palette von Chemikalien (einschließlich Säuren, Kraftstoffen und aggressiven Schmierstoffen) sowie eine ausgezeichnete Ozon- und UV-Beständigkeit. Gängige FKM-Typen umfassen die Qualitätsstufen A, B, F und GLT, wobei jede speziell auf bestimmte Fluidverträglichkeiten und Flexibilität bei niedrigen Temperaturen abgestimmt ist.

Der Auswahlprozess zwischen NBR und FKM folgt einem strukturierten Entscheidungsbaum:

1. Medienverträglichkeit: Konsultieren Sie chemische Beständigkeitsdiagramme. NBR quillt bei bestimmten Estern und Ketonen auf; FKM ist im Allgemeinen inert gegenüber Kohlenwasserstoffen und vielen organischen Verbindungen, kann jedoch durch heißes Wasser, Dampf und bestimmte Amine angegriffen werden.

2. Temperaturprofil: Berücksichtigen Sie sowohl die kontinuierliche Betriebstemperatur als auch thermische Wechselbelastung. FKM ist für Anwendungen mit dauerhaft hoher Wärmebelastung zwingend erforderlich.

3. Druck- und dynamische Beanspruchung: Beide Werkstoffe weisen sowohl bei statischen als auch bei dynamischen Anwendungen eine gute Leistung auf, doch FKM bietet eine bessere Kompressionsverformungsbeständigkeit bei hohen Temperaturen.

4. Standardisierung: Normen wie AS568 definieren die Abmessungen, während Materialstandards wie SAE J515 (AS326 für bestimmte FKM-Compounds, AS018 für NBR) die Eigenschaften der Compounds festlegen. Ein O-Ring-Set, das nach AS568-Dash-Nummern sortiert ist und sowohl NBR- als auch FKM-Dichtungen enthält, stellt ein unverzichtbares Wartungshilfsmittel dar.

In der Praxis könnte ein Hydrauliksystem in einem US-amerikanischen Produktionsbetrieb NBR-Dichtungen für seine Mineralölkreisläufe verwenden, aber für einen Hochtemperatur-Wärmeübertragungsflüssigkeitskreislauf auf FKM umsteigen. In Indien und Indonesien, wo Umgebungstemperaturen und Luftfeuchtigkeit hoch sind, zeigen Wartungsprotokolle von Anlagen, dass der Austausch von NBR durch FKM bei kritischen Pumpendichtungen die Wartungsintervalle um 300 % verlängern kann – was trotz des höheren Einzelpreises von FKM die Gesamtbetriebskosten deutlich senkt. Eine geeignete Nutenauslegung —eine ausreichende Kompression (typischerweise 15–25 %), eine ausreichende Volumenfüllung und eine glatte Oberfläche sicherzustellen —ist genauso entscheidend wie die Werkstoffauswahl, um Extrusion, Abnibbeln oder spiralförmigen Versagen vorzubeugen.