Medienbetändigkeit

Prüfung mittels Einlagerungsversuch

Bedeutung und Prüfung

In technischen Anwendungen kommen Elastomerbauteile in der Regel in Kontakt mit verschiedenen Medien. Speziell in der Fluidtechnik sind die unterschiedlichsten chemischen Flüssigkeiten im Spiel und Dichtungen und Dämpfer den Medien teilweise direkt ausgesetzt. Auch indirekt aufgebrachte Substanzen, beispielsweise Schmiermittel, nehmen Einfluss auf die Bauteile.

Dabei reagieren Gummiwerkstoffe unterschiedlich stark auf die Substanzen. Nicht selten tritt eine Volumenzunahme durch Quellung oder ein Schwund infolge der Extraktion von Mischungsbestandteilen auf.

Im schlimmsten Fall werden die Netzwerkstrukturen des Elastomers durch chemischen Angriff verändert. In der Folge erweichen oder verhärten die Werkstoffe, verlieren ihre Elastizität oder werden spröde, bilden Risse oder brechen selbst bei leichter Zug- oder Biegebeanspruchung.

Eine zusätzliche thermische Beanspruchung der Werkstoffe verstärkt in der Regel die Effekte. Diese irreversiblen Beschädigungen führen nicht selten zum Funktionsverlust und Ausfall des Bauteiles.

Bedeutung von Einlagerungsversuchen für die Anwendungstechnik

Um das Funktionsverhalten von Elastomeren, beispielweise für Dichtungen, Schläuche oder Dämpfer, gegenüber Medien, Betriebs- und Hilfsstoffen abzusichern, werden Einlagerungsversuche durchgeführt. Diese liefern Informationen zur Verträglichkeit der Elastomere gegenüber den getesteten Medien und ihrer chemischen Beständigkeit. Oft sind Einlagerungsversuche bei der Werkstoffauswahl für neue Anwendungen unverzichtbar.

Die Einlagerungsversuche

Prüfverfahren zur Beständigkeitsprüfung und Bestimmung des Verhaltens von Elastomeren gegenüber Flüssigkeiten sind in vielen Normen und Prüfvorschriften beschrieben. Dazu gehören DIN ISO 1817, ISO 1817, VDA 675 301, VDA 675 302, VDA 675 303, VDA 675 304 und VDA 675 305.

Einlagerungsversuche laufen unabhängig von der Norm immer nach demselben Grundprinzip ab. Zuerst werden bestimmte Eigenschaften des Werkstoffes im Neuzustand ermittelt, so zum Beispiel Härte und Dichte, Druckverformungsrest oder Zugfestigkeit und das Volumen des Prüfkörpers festgehalten.

Anschließend werden die Prüflinge komplett in das definierte Medium getaucht und so für eine festgelegte Zeit bei einer vorbestimmten Temperatur gelagert. Die genauen Einlagerungsbedingungen sind in den einzelnen Vorschriften festgelegt. Für Versuche mit leicht flüchtigen Medien oberhalb der Siedetemperatur stehen uns hierzu eine Vielzahl von Autoklaven zur Verfügung.

Nach Abschluss der Einlagerung durchlaufen die Prüflinge dieselben Messungen wie vor den Medientests. Anhand der Veränderungen der Materialeigenschaften und des Volumens gegenüber den Neuteilen ist es möglich, Aussagen zu chemischen oder physikalischen Reaktionen des Elastomers im Medienkontakt zu treffen:

  • Beeinflussung durch Quellung oder Extraktion (Volumenzunahme oder Volumenabnahme)
  • Veränderung in der Härte (Versprödung oder Erweichung)
  • Veränderung in der Netzwerkstruktur des Werkstoffes als Folge eines chemischen Angriffs

Wir führen Beständigkeitstests in Ölen, Kraftstoffen, Kühlmitteln, Kältemitteln, Heißdampf und vielen anderen Medien durch. Fragen Sie uns einfach an.

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Ausführliche Informationen zu chemischen und physikalischen Änderungen von Elastomeren im Medienkontakt, zu möglichen Schadensbildern und fachliches Hintergrundwissen finden Sie in unseren Fachaufsätzen.

Im Fachbeitrag erklären Bernhard Richter und Ulrich Blobner Ursachen und Auswirkungen chemischer Angriffe und Quellung, zeigen die typischen Schadensbilder und geben Tipps, wie medienbedingte Schadenfälle vermieden werden können.

Kaum ein anderes Betriebsmedium verursacht bei O-Ringen mehr Probleme als Wasser und Dampf oder Verbindungen. Insbesondere bei höheren Temperaturen sehen sich Anwender häufig mit verfrühtem Dichtungsausfall konfrontiert. Erfahren Sie im Bericht mehr zu typischen Schadensbildern, Einflussfaktoren und geeigneten Werkstoffen für warm- und Heißwasseranwendungen.

Wasser und Dampf werden von Dichtungsanwendern oftmals unterschätzt. Der ausführliche Bericht gibt wichtiges, fachliches Hintergrundwissen zum Schadensverlauf, den chemischen Grundlagen und Auslösern der Hydrolyse. Darüber hinaus beleuchtet er verschiedene Elastomertypen hinsichtlich ihrer Anfälligkeit auf Hydrolyse und gibt hilfreiche Praxistipps.