Viele Kunden, Vertriebsmitarbeiter und sogar Ingenieure verstehen den Begriff „FKM-Fluorelastomer“ O-Ring als »hochwertiges Material«, »temperaturbeständiges Material« oder »chemikalienbeständiges Material«, wodurch eine riskante Fehlvorstellung entsteht: Je höher die Güteklasse von FKM ist, desto besser sei es – und eine vorläufige Budgetplanung könne einfach auf FKM umsteigen. Diese Einschätzung ist unvollständig und kann sogar zu einem präzisen Versagen führen. Die Stärken von FKM sind zweifellos offensichtlich: hohe Temperaturbeständigkeit, Kraftstoffbeständigkeit, Ölbeständigkeit, Ozon- bzw. Alterungsbeständigkeit sowie Beständigkeit gegenüber vielen Kohlenwasserstoffen und teilweise gegenüber chemischen Medien – doch ist es kein universelles Material. Insbesondere weist es im Vergleich zu EPDM, FEPM/AFLAS, FFKM, FVMQ oder speziellen FKM-Typen für niedrige Temperaturen eine schlechtere Leistung bei Wasser/Dampf, niedrigen Temperaturen, bestimmten Amin-Medien, alkalischen Umgebungen mit hohem pH-Wert sowie teilweise bei Estern/Ketonen auf. Werkstoffe sollten anhand der Betriebsbedingungen und nicht nach dem Preis ausgewählt werden. Der Werkstoffleitfaden von Trelleborg betont zudem, dass die Leistung von Elastomeren umfassend unter Berücksichtigung von Quellung, Verhärtung und Rissbildung sowie einer praktischen Anwendungsvalidierung bewertet wird.

1. Wofür FKM tatsächlich gut geeignet ist

FKMs typische Stärke liegt in der Dichtung unter hochtemperaturbeständigen Ölen, Kraftstoffen und vielen Kohlenwasserstoff-Medien. Der von Trelleborg angegebene typische Einsatztemperaturbereich für FKM liegt bei -20 °C bis +200 °C und kann kurzfristig etwa +230 °C erreichen; geeignete Compounds können die untere Temperaturgrenze auf etwa -35 °C senken. Darüber hinaus weist Trelleborg darauf hin, dass FKM häufig in Hochtemperatur-Mineralöl- und Schmiermittelumgebungen eingesetzt wird. Chemours‘ Viton™-Material fasst die Vorteile von FKM ebenfalls zusammen als Beständigkeit gegenüber Öl, Kraftstoff, Schmiermitteln sowie geringe Durchlässigkeit für zahlreiche andere Stoffe.

Daher ist FKM bei den nachfolgenden Betriebsbedingungen oft eine sinnvolle Wahl:

Kernpunkt: Die Stärke von FKM liegt in der Kombination „hohe Temperatur + Kraftstoff/Kraftstofföl/Kohlenwasserstoffe + teilweise chemische Medien“, nicht in der Kompatibilität mit allen Stoffen.

2. Größtes Missverständnis: Hitzebeständigkeit von FKM ≠ Dampfbeständigkeit

Ein häufig missbrauchter Ausdruck in Vertriebskommunikationen lautet: „Diese Temperatur ist hoch – verwenden Sie FKM.“ Diese Aussage ist nur zur Hälfte richtig: Trockenhitze, Hochtemperatur-Öl und Hochtemperatur-Dampf sind nicht identische Betriebsbedingungen. FKM verträgt hohe Temperaturen, doch allgemeines FKM ist nicht zwangsläufig zuverlässig bei heißem Wasser und Dampf.

Die Kompatibilitätstabelle von Trelleborg bewertet die allgemeine FKM als "nicht anwendbar" für Wasserdampf < 150 °C und Wasserdampf > 150 °C; die gleiche Tabelle bewertet die EPDM als "gute" Anwendbarkeit für Dampf unter 150 °C; Aus diesem Grund wählen viele Wasserventile, Trinkwasseranlagen, Dampfreinigungsanlagen, CIP/SIP-Systeme und Kesselwasseranlagen nicht bevorzugt FKM, sondern berücksichtigen zunächst folgende Materialien.

Ein weiterer wichtiger Aspekt: Nicht alle FKM-Materialien verhalten sich gleich gegenüber Wasser/Dampf. Die Materialien von Chemours zeigen, dass unterschiedliche Vulkanisationssysteme die Beständigkeit gegenüber Wasser, Dampf und Säuren beeinflussen; ihr peroxidvernetztes System weist eine höhere Beständigkeit auf. Daher sollte das technische Urteil wie folgt formuliert werden: Allgemeines FKM darf nicht standardmäßig für den Einsatz mit Dampf verwendet werden; falls FKM unbedingt eingesetzt werden muss, ist eine speziell für Wasser- bzw. Dampfbeständigkeit ausgelegte und nachgewiesene FKM-Sorte zu spezifizieren.

3. Zweiter Irrtum: Chemische Beständigkeit von FKM ≠ Beständigkeit gegenüber Säuren und starken Laugen

FKM wird häufig als „gut chemisch beständig“ beworben – eine Aussage, die an sich nicht falsch ist, aber leicht missverstanden wird als „gegen alle Chemikalien beständig“. Insbesondere in Amin-Medien, starken Laugen, Reinigungslösungen mit hohem pH-Wert, bestimmten Ester-Katalysatoren sowie Ammoniak-/Amin-Gemischumgebungen kann allgemeines FKM versagen.

Das Viton™-Material von Chemours weist ausdrücklich darauf hin, dass herkömmliche Fluorelastomere mit einer teilweisen Fluor-Olefin-Struktur anfällig für Angriffe durch hochalkalische Substanzen sind, darunter starke Laugen und Amine; allgemeine Fluorelastomere weisen zudem keine Beständigkeit gegenüber bestimmten kleinemolekularen, esterbasierten Verbindungen wie MEK, Propylacetat und Aminen auf. Das Material weist ferner darauf hin, dass spezielle FKM-Materialien der ETP-Klasse die Beständigkeit gegenüber starken Laugen, Aminen sowie Estern/Ketonen/Alkoholen deutlich verbessern können.

Die Kompatibilitätstabelle von Trelleborg zeigt außerdem für primäre Amine – beispielsweise Methylamin, Ethylamin, Propylamin und Allylamin – dass EPDM und FFKM eine bessere Bewertung erhalten als allgemeines FKM, wobei allgemeines FKM als nicht anwendbar angegeben ist. Dies verdeutlicht, dass man bei Medien aus der Aminklasse nicht automatisch auf ein teureres Material wie FKM wechseln kann; stattdessen ist es erforderlich, Art und Konzentration des Amins, die Temperatur, den Wassergehalt, den pH-Wert sowie die mögliche Verwendung eines Gemischlösungsmittels zu prüfen und anschließend EPDM, FEPM, FFKM, FKM vom ETP-Typ oder ein anderes Spezialmaterial auszuwählen.

4. Dritter Irrtum: Die Kältebeständigkeit von FKM ist ebenfalls zwangsläufig gut

Die Kälteelastizität von FKM ist nicht hervorragend. Viele allgemeine FKM O-Ringe werden bei niedriger Temperatur hart, federn langsamer zurück und können nach einem kalten Start oder bei stehendem Betrieb bei niedriger Temperatur eine Kälteleckage verursachen. Trelleborg gibt für allgemeines FKM typischerweise eine untere Grenztemperatur von -20 °C an; geeignete Compound können jedoch bis zu -35 °C erreichen; während die typische Tieftemperatur-Leistungsfähigkeit von allgemeinem EPDM etwa -45 °C beträgt und es zudem in Umgebungen mit Heißwasser und Bremsflüssigkeiten auf Ethylenglykol-Basis eingesetzt wird.

Chemours’ Viton™-Material weist ebenfalls darauf hin, dass eine Erhöhung des Fluorgehalts in der Regel die Beständigkeit gegenüber Flüssigkeiten verbessert, jedoch die Flexibilität bei niedrigen Temperaturen beeinträchtigt; die Standard-A/B/F-Typ-FKM-Werte für TR-10 (Tieftemperaturflexibilität) unterscheiden sich deutlich voneinander, während GLT-S-, GFLT-S- und andere tieftemperaturoptimierte Materialien zur Behebung dieses Mangels eingesetzt werden. Dies ist für die technische Auswahl äußerst wichtig: Ein FKM mit hohem Fluorgehalt ist nicht zwangsläufig besser für Dichtungen bei kaltem Start geeignet als ein tieftemperaturoptimiertes FKM.

5. FKM und EPDM sind nicht „hochwertig vs. niedrigwertig“ – die Einsatzbedingungen sind genau entgegengesetzt

FKM und EPDM werden häufig direkt miteinander verglichen, stehen aber nicht einfach in einer Hoch-/Niedrig-Qualitäts-Beziehung zueinander – sie eignen sich vielmehr für sehr unterschiedliche Medien.