O-Ringe für kryogene Anwendungen – Dichtheit auch bei extrem niedrigen Temperaturen

In kryogenen Umgebungen, wenn die Temperatur auf extrem niedrige Werte sinkt, werden herkömmliche Dichtungen spröde, verlieren ihre Elastizität und können reißen. Es steigt auch das Risiko dauerhafter Verformungen, was zu Undichtigkeiten führt. Standardmaterialien, die zur Herstellung von Dichtungsringen verwendet werden, sind oft chemisch nicht kompatibel mit aggressiven kryogenen Medien wie Sauerstoff, Stickstoff, Helium, Methan, Argon.

Unter kryogenen Bedingungen, bei denen die Temperatur unter -150°C fällt, empfehlen wir bei Power Rubber Lösungen wie: PTFE-O-Ringe (rein oder gefüllt), O-Ringe mit nahtloser FEP/PFA-Ummantelung und Dichtungen mit Feder.

Kryogenik und Herausforderungen bei sehr niedrigen Temperaturen

Kryogenik (engl. Cryogenic) ist ein Wissenschafts- und Technikgebiet, das sich u. a. mit der Untersuchung der Materialeigenschaften bei extrem niedrigen Temperaturen beschäftigt, die deren chemische Eigenschaften verändern können. In Branchen wie Pharmazie, Luftfahrt oder der Öl- und Gasindustrie sind Temperaturen unter −150°C (z. B. bei flüssigem Stickstoff, Helium oder Methan) an der Tagesordnung. Kryogene Dichtungen müssen vollständig dicht bleiben, um Leckagen, Ausfälle oder sogar Explosionen zu verhindern.

Verhalten von Dichtungen bei extremen Kältebedingungen

Elastomere, die kryogenen Temperaturen ausgesetzt sind, können sich zusammenziehen, verhärten und spröde werden, was ihre Dichtungseigenschaften verschlechtert.

Empfohlene Materialien für kryogene Anwendungen

• PTFE-O-Ringe (rein oder gefüllt) – zeichnen sich durch chemische Beständigkeit, einen niedrigen Reibungskoeffizienten aus und sind bis zu Temperaturen von −200°C einsetzbar. Ideal für Labor- und Luftfahrtanwendungen.

• FEP-/PFA-beschichtete O-Ringe – verfügen über einen elastischen Kern (z. B. aus Viton® oder Silikon) und eine nahtlose Ummantelung. FEP verträgt Temperaturen von −60°C bis +205°C, PFA bis +260°C. Sie zeichnen sich durch hohe chemische Beständigkeit und Elastizität aus und sind ideal für statische Anwendungen mit kryogenen Flüssigkeiten.

• Dichtungen mit Feder – beständig gegen Temperaturen bis zu −250°C und in den anspruchsvollsten Anwendungen einsetzbar.

Typische Anwendungen kryogener Dichtungen

• Raumfahrttechnik: kryogene Ventile, Treibstofftanks

• Öl- und Gasindustrie: Transport und Lagerung von LNG/LPG

• Medizin und Forschung: MRT-Geräte, Pumpsysteme, Spezialgase, astronomische Instrumente

FEP-O-Ringe mit Federaktivierung - fortschrittliche kryogene Dichtungen 

Um unter kryogenen Bedingungen, bei denen die Temperatur bis auf −249°C sinken kann, vollständige Dichtheit zu gewährleisten, wurden speziell FEP-O-Ringe mit Federaktivierung entwickelt, deren Gehäuse aus Fluorpolymer gefertigt ist – einem Material, das bei sehr niedrigen Temperaturen (bis etwa −250°C) beständig gegen Brechen und Verhärten ist. Im Inneren der Dichtung befindet sich eine spiralförmige Feder – ein Innenkern aus Edelstahl 302, dessen Aufgabe es ist, eine konstante Anpresskraft aufrechtzuerhalten, unabhängig von der Schrumpfung der Materialien bei extremen Kältebedingungen.

Im Vergleich zu Polymerringen bewahren Fluorpolymerdichtungen ihre Integrität und Elastizität bis zu −250°C. Sie verformen sich nicht durch den Kältezufluss, was Zuverlässigkeit und Stabilität im Betrieb unter kryogenen Bedingungen gewährleistet. Dank der spiralförmigen Feder hält die Dichtung eine konstante Kompression aufrecht und verhindert so das Entstehen von Undichtigkeiten.

Vorteile des Einsatzes von O-Ringen mit nahtloser FEP-Ummantelung

Der Einsatz von O-Ringen mit nahtloser FEP-Ummantelung und aktiver Feder gewährleistet die Zuverlässigkeit von Systemen, die in Umgebungen mit extrem niedrigen Temperaturen betrieben werden. Dank der Feder behalten sie während des gesamten Zyklus eine konstante Dichtkraft bei, wodurch das Risiko unerwünschter Leckagen minimiert wird. Die speziell entwickelte Konstruktion der FEP-O-Ringe mit Feder eliminiert Verformungen bei niedrigen Temperaturen, was die Lebensdauer der Dichtung erheblich verlängert und den Bedarf an häufigen Austauschen reduziert. Infolgedessen profitieren Prozesse, die höchste Integrität erfordern, wie die Lyophilisierung von Impfstoffen oder die Lagerung biologischer Materialien, von einem höheren Maß an Sicherheit und betrieblicher Stabilität.

Hochleistungs-Kryodichtungen bei der Herstellung gefriergetrockneter Impfstoffe gegen Allergien

Die Herstellung gefriergetrockneter Allergie-Impfstoffe erfolgt bei −200°C. Unter kryogenen Bedingungen werden Standardelastomerdichtungen spröde, verlieren ihre Elastizität und halten während langer statischer Gefrierzyklen keinen konstanten Kompressionsdruck, was zu Leckagen und einer Verschlechterung der Produktqualität führen kann. Der Einsatz von kapselisierten FEP-O-Ringen mit Feder eliminiert das Risiko durch Kältezufluss verursachter Verformungen, ermöglicht die Aufrechterhaltung der Dichtungsintegrität selbst in langen kryogenen Zyklen und verbessert so die Sicherheit und Qualität der Impfstoffproduktion.

Worauf bei der Auswahl von O-Ringen für kryogene Anwendungen zu achten ist

Bei Verwendung von O-Ringen in kryogenen Umgebungen sollten Sie Folgendes berücksichtigen:

• Die geringstmögliche Leckrate (auch im Mikromaßstab)

• Saubere und schützende Verpackung

• Einfache Montage bei geringen Kräften – Vorteil gegenüber metallischen Dichtungen

Wo kann ich O-Ringe für kryogene Anwendungen kaufen?

Bei Power Rubber bieten wir hochleistungsfähige O-Ringe für kryogene Anwendungen an, die sich hervorragend für die Herstellung gefriergetrockneter Allergie-Impfstoffe, die Lagerung biologischer Materialien oder Installationen in der chemischen und petrochemischen Industrie eignen. Unsere Dichtungen sind für den Einsatz bei Temperaturen von bis zu −249°C ausgelegt.

Unsere Spezialisten helfen Ihnen, die passende Dichtungslösung für Ihre kryogene Anwendung auszuwählen.

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