PEEK (Polyetheretherketon) hat sich aufgrund seiner herausragenden Eigenschaften zu einer wichtigen Alternative zu herkömmlichen Werkstoffen (wie PTFE, Metall, PA, PPS usw.) im Bereich der Pumpen- und Ventildichtungen entwickelt. Es eignet sich besonders für anspruchsvolle Betriebsbedingungen mit hohen Temperaturen, hohem Druck, starker Korrosion und hohen Reinheitsanforderungen.
I. Kernanwendungsszenarien
Die Anwendung von PEEK zur Abdichtung von Pumpen und Ventilen ist sehr vielfältig und umfasst im Wesentlichen folgende Anwendungsbereiche:
Petrochemische und Energieindustrie:
Anwendungskomponenten: Dichtungsringe für Öl- und Gaspipelines, Bohrlochwerkzeugdichtungen, Ventildichtungen (z. B. Kugelventile, Regelventile), Pumpendichtungsringe (z. B. für elektrische Tauchpumpen), Kompressorventilplatten usw.
Betriebsbedingungen: Das Medium enthält häufig stark korrosive Komponenten wie Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid und Salzlösung und arbeitet unter hohen Temperaturen und hohem Druck.
Dokumentengrundlage: Mehrere Dokumente belegen ausdrücklich, dass PEEK-Dichtungen korrosiven Medien in Rohöl wirksam widerstehen, ihre Dimensionsstabilität und Dichtungsleistung unter hohen Temperaturen und Drücken beibehalten und eine deutlich längere Lebensdauer als herkömmliche Werkstoffe wie PTFE aufweisen. Im Öl- und Gassektor ersetzt PEEK daher zunehmend PTFE als Material für Dichtungsringe.
Chemische Prozessindustrie:
Anwendungskomponenten: Chemische Pumpen und Ventile, Reaktordichtungen, Rohrleitungsverbinder, korrosionsbeständige Filterelemente usw.
Betriebsbedingungen: Kontakt mit verschiedenen Chemikalien wie starken Säuren, starken Laugen und organischen Lösungsmitteln, was eine extrem hohe chemische Inertheit und Reinheit des Materials erfordert.
Dokumentgrundlage: PEEK weist eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit auf; typischerweise kann es nur durch konzentrierte Schwefelsäure aufgelöst oder beschädigt werden, und seine Korrosionsbeständigkeit ist mit der von Nickelstahl vergleichbar. Seine selbstschmierenden Eigenschaften machen Schmieröl überflüssig oder reduzieren dessen Bedarf, wodurch eine Verunreinigung des Reaktionsmediums durch Schmierstoffe praktisch vermieden wird.
Allgemeiner Maschinenbau und High-End-Fertigung:
Anwendungsbereiche: Industriearmaturen, Dichtungen für Hydrauliksysteme, Lagerdichtungen, Vakuumpumpendichtungen usw.
Betriebsbedingungen: Anforderungen an Verschleißfestigkeit, Ermüdungsbeständigkeit, lange Lebensdauer und Betrieb unter potenziell hohen Temperaturen oder in korrosiven Umgebungen.
Dokumentgrundlage: PEEK vereint hervorragende Steifigkeit, Zähigkeit und Dauerfestigkeit mit guter Verschleißfestigkeit (Reibungskoeffizient bis zu 0,1–0,4). Es behält seine Leistungsfähigkeit bei Temperaturen bis zu 250 °C und eignet sich daher für Anwendungen mit hoher Belastung und starkem Verschleiß.
Allgemeiner Maschinenbau und High-End-Fertigung:
Anwendungsbereiche: Industriearmaturen, Dichtungen für Hydrauliksysteme, Lagerdichtungen, Vakuumpumpendichtungen usw.
Betriebsbedingungen: Anforderungen an Verschleißfestigkeit, Ermüdungsbeständigkeit, lange Lebensdauer und Betrieb unter potenziell hohen Temperaturen oder in korrosiven Umgebungen.
Dokumentgrundlage: PEEK vereint hervorragende Steifigkeit, Zähigkeit und Dauerfestigkeit mit guter Verschleißfestigkeit (Reibungskoeffizient bis zu 0,1–0,4). Es behält seine Leistungsfähigkeit bei Temperaturen bis zu 250 °C und eignet sich daher für Anwendungen mit hoher Belastung und starkem Verschleiß.
II. Leistungsvorteile und Substitutionsbegründung
Der Ersatz anderer Werkstoffe durch PEEK im Bereich der Pumpen- und Ventildichtungen beruht in erster Linie auf folgenden Leistungsvorteilen:
Hervorragende chemische Korrosionsbeständigkeit: Beständig gegen die meisten Säuren, Laugen, Kohlenwasserstoffe und Lösungsmittel, mit einer Leistung, die der von Nickelstahl nahekommt und die von herkömmlichen technischen Kunststoffen deutlich übertrifft. Dies macht es zu einer idealen, verbesserten Alternative zu PTFE in der Chemie- und Öl- und Gasindustrie.
Hervorragende Hochtemperaturbeständigkeit: Dauerbetriebstemperatur bis 260 °C, kurzzeitige Beständigkeit gegenüber über 300 °C, hohe Wärmeformbeständigkeit unter Last. Dadurch wird sichergestellt, dass die Dichtungen auch in Hochtemperaturflüssigkeiten oder -umgebungen nicht erweichen oder versagen.
Hervorragende mechanische Eigenschaften und Dimensionsstabilität: Hohe Festigkeit und Steifigkeit gepaart mit guter Zähigkeit. Ausgezeichnete Kriech- und Dauerfestigkeit unter Wechselbeanspruchung und Langzeitdruck, wobei ein dichter Kontakt der Dichtflächen zur Vermeidung von Leckagen gewährleistet wird.
Geringe Reibung und Selbstschmierung: Niedriger Reibungskoeffizient mit selbstschmierender Wirkung. Diese Eigenschaft macht es besonders geeignet für Anwendungen, bei denen Schmieröl nicht verwendet werden kann oder sollte (z. B. Lebensmittel, Pharmazeutika, hochreine Chemikalien). Zudem reduziert es den Verschleiß und verlängert die Lebensdauer der Dichtung.
Extrem geringe Feuchtigkeitsaufnahme und Hydrolysebeständigkeit: Die Wasseraufnahmerate bei 23 °C beträgt lediglich 0,4 %. Die Leistung bleibt auch in Hochtemperatur- und Hochdruckdampf sowie in Heißwasser stabil. Dimensionsänderungen und Dichtungsschäden durch Ausdehnung aufgrund von Wasseraufnahme werden vermieden. Geeignet für Dampfsysteme und feuchte Umgebungen.
Hohe Reinheit und geringe Ausgasung: Saubere Verarbeitung, geeignet für Pumpen- und Ventildichtungen in Branchen mit extrem hohen Reinheitsanforderungen, wie z. B. Halbleiter und Pharmazeutika.
Überwindung der Nachteile herkömmlicher Werkstoffe: Dokumente weisen ausdrücklich darauf hin, dass das traditionelle Dichtungsmaterial für Ölpipelines, PTFE (Polytetrafluorethylen), selbst in verstärkter Form, weiterhin Probleme wie schnellen Verschleiß, Kaltfließverhalten (Kriechen) und Bruchanfälligkeit unter hohen Temperaturen und Drücken aufweist. PEEK-Dichtungsringe überwinden diese Nachteile und bieten gleichzeitig eine mit PTFE vergleichbare Korrosionsbeständigkeit, wodurch sie sich als idealer Ersatzwerkstoff eignen.
III. Typische Anwendungsfälle
Zu den spezifischen Anwendungsfällen von PEEK in der Pumpen- und Ventilabdichtung gehören:
Ölpumpendichtungen, 3-förmige Dichtungen, Pumpen- und Ventildichtungsringe.
Ventile, Pumpengehäuse, Lager und Dichtungen für chemische Pumpen und Ventile.
Dichtungskomponenten für kryogene Kugelventile und thermoplastische Verbundrohre in Subsalz-Ölfeldern.
Wird als Kompressorventilplatten, Kolbenringe und für verschiedene Dichtungen in mechanischen Geräten verwendet.
IV. Verbundene Unternehmen
III. Typische Anwendungsfälle
Zu den spezifischen Anwendungsfällen von PEEK in der Pumpen- und Ventilabdichtung gehören:
Ölpumpendichtungen, 3-förmige Dichtungen, Pumpen- und Ventildichtungsringe.
Ventile, Pumpengehäuse, Lager und Dichtungen für chemische Pumpen und Ventile.
Dichtungskomponenten für kryogene Kugelventile und thermoplastische Verbundrohre in Subsalz-Ölfeldern.
Wird als Kompressorventilplatten, Kolbenringe und für verschiedene Dichtungen in mechanischen Geräten verwendet.
IV. Verbundene Unternehmen
Zu den Unternehmen, die PEEK-Werkstoffe oder -Produkte im Bereich der Pumpen- und Ventildichtung anbieten, gehören:
Victrex (UK): Ein weltweit führender Anbieter von PEEK, dessen Hochleistungslösungen in anspruchsvollen Dichtungsumgebungen für die Erdölexploration eingesetzt werden.
Dalian Luyang Technology Development Co., Ltd.: Spezialisiert auf die Herstellung von modifizierten PEEK-Werkstoffen und -Produkten. Produkte wie PEEK-Schrauben, Kabelbinder und Dichtungen werden direkt in Bereichen wie Ölpumpen und Ventilen eingesetzt.
V. Zusammenfassung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PEEK aufgrund seiner einzigartigen Kombination von Eigenschaften – Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperatur- und Druckbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Selbstschmierung und Dimensionsstabilität – die Leistungsengpässe herkömmlicher Werkstoffe unter extremen Betriebsbedingungen im Bereich der Pumpen- und Ventildichtungen behebt. Es verbessert nicht nur die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Dichtungen signifikant und senkt die Wartungskosten, sondern erfüllt auch die Reinheits- und Kontaminationsfreiheitsanforderungen spezieller Branchen (wie Halbleiter, Pharmazeutika und Lebensmittel). Angesichts des Trends, Stahl durch Kunststoffe zu ersetzen und die Produktion von High-End-Anlagen zu lokalisieren, wird erwartet, dass die Verbreitung von PEEK in diesem wichtigen Bereich der Pumpen- und Ventildichtungen weiter zunimmt.
