Beschreibung
Spiraldichtungen bestehen aus einer spiralförmig gewickelten Kombination aus einem V-förmig profilierten Metallband und einem Weichstoffband. Das Füllmaterial ist Graphit, PTFE oder Glimmer, das Metallband aus rostfreiem Stahl (z. B. 1.4541, 1.4404) oder Sonderwerkstoffen. Die ersten und letzten Windungen bestehen nur aus Metall, um die Spirale an Innen- und Außendurchmesser zu verstärken.Die V-Form des Metallbandes ist das konstruktive Merkmal, das Spiraldichtungen von anderen Metall-Weichstoff-Dichtungen unterscheidet: Sie ermöglichen eine Rückverformung (Federeffekt) auch nach langer Betriebsdauer. Dadurch kompensiert die Dichtung Schraubenentspannung und Flanschverdrehungen, ohne dass die Dichtwirkung verloren geht.
Je nach Ausführung sind Spiraldichtungen mit Innenring, Außenring (Zentrierring) oder beiden Ringen erhältlich. Der Innenring verhindert ein Einknicken der Spirale nach innen und ist bei PTFE- oder Graphit-Füllung zwingend erforderlich. Der Außenring zentriert die Dichtung an den Flanschschrauben und verhindert ein Ausblasen. Für glatte Flansche (ebene Dichtleiste) ist die Ausführung mit Innen- und Zentrierring nach EN 1514-2 vorgesehen.
Spiraldichtungen mit Graphit-Füllung sind von -200 °C bis +450 °C (im Dampfbereich bis +650 °C) einsetzbar, mit PTFE-Füllung von -200 °C bis +230 °C, mit Glimmer (Mica) bis +800 °C. Der Betriebsdruck reicht je nach Ausführung von Vakuum bis 320 bar. Die Dichtungskennwerte nach EN 13555 sind für die Auslegung der Flanschverbindung heranzuziehen.
Merkmale
- BauartMetall-Weichstoff-Spiraldichtung (Spiral Wound Gasket)
- FüllmaterialGraphit, PTFE oder Glimmer (Mica) – je nach Ausführung
- Metallband1.4541, 1.4301, 1.4404, 1.4571 oder Sonderwerkstoffe (z. B. Hastelloy, Inconel, Titan)
- Innenring1.4541 oder entsprechend Metallbandwerkstoff
- AußenringKohlenstoffstahl (korrosionsgeschützt) oder Edelstahl
- Temperaturbereich Graphit-200 °C bis +450 °C (Dampf bis +650 °C)
- Temperaturbereich PTFE-200 °C bis +230 °C
- Temperaturbereich Glimmer0 °C bis +800 °C
- BetriebsdruckVakuum bis max. 320 bar (ausführungsabhängig)
- Ausführungenohne Ringe / mit Außenring (CR) / mit Innenring (IR) / mit Innen- und Außenring
- NormenEN 1514-2, EN 12560-2, EN 13555; Kennwerte nach DIN 2505 und DIN 28090
- Zulassungen (je nach Ausführung)TA Luft (VDI 2440/VDI 2200), BAM für Sauerstoffanwendungen
Vorteile
- Rückverformung durch V-förmiges Metallband: kompensiert Schraubenentspannung und Flanschverdrehung auch nach langer Betriebsdauer
- Einsetzbar von Vakuum bis 320 bar und bei Temperaturen von -200 °C bis +800 °C (abhängig vom Füllmaterial)
- Breite Werkstoffauswahl für Metallband und Füllung ermöglicht Anpassung an aggressive Medien (Säuren, Laugen, Dampf, Kohlenwasserstoffe)
- Innenring schützt die Spirale vor Einknicken nach innen und ist bei PTFE- sowie Graphit-Füllung sicherheitsrelevant
- Außenring zentriert die Dichtung ohne zusätzliche Hilfsmittel und verhindert Ausblasen bei Druckspitzen
- Zertifizierungen nach TA Luft und BAM für sicherheitskritische Anlagen in Petrochemie und Chemie verfügbar
Einsatzgebiete
- Prozessrohrleitungen in Chemieanlagen
- Spiraldichtungen dichten Flanschverbindungen in Rohrleitungssystemen ab, die aggressive Medien wie Säuren, Laugen oder Lösungsmittel führen. Werkstoff und Füllung werden auf das jeweilige Medium abgestimmt.
- Dampfleitungen und Dampfkessel in Kraftwerken
- Bei Hochdruckdampf bis 650 °C kommen Spiraldichtungen mit Graphit-Füllung zum Einsatz, da sie Temperaturwechsel und Schraubenentspannung durch ihre Rückverformungseigenschaft ausgleichen.
- Rohrleitungen und Apparate in der Petrochemie und Raffinerien
- Spiraldichtungen werden in Flanschverbindungen an Reaktoren, Kolonnen und Wärmetauschern eingesetzt, wo Kohlenwasserstoffe unter hohem Druck und bei erhöhten Temperaturen abgedichtet werden müssen.
- Wärmetauscher im Apparatebau
- In Rohrbündelwärmetauschern und Plattenwärmetauschern sichern Spiraldichtungen die Flanschverbindungen gegen thermisch bedingte Längenänderungen und Druckschwankungen ab.
- Armaturen und Ventile in der Verfahrenstechnik
- Ventildeckel- und Armaturenabdichtungen in der chemischen und petrochemischen Industrie nutzen Spiraldichtungen, da diese auch bei häufigem Öffnen und Schließen dicht bleiben.
- Gasindustrie und Gasverteilnetze
- In Flanschverbindungen für Erdgas- und Prozesgasleitungen werden Spiraldichtungen mit TA-Luft-Zulassung eingesetzt, um Emissionsanforderungen nach VDI 2440 zu erfüllen.
- Kälteanlagen und kryogene Anwendungen
- Bei Betriebstemperaturen bis -200 °C (z. B. Flüssigstickstoff, Verflüssigungsanlagen) eignen sich Spiraldichtungen mit Graphit-Füllung und Edelstahlband, da Elastomerdichtungen bei diesen Temperaturen versagen.
Do's and Dont's
Do's:- Ausführung (mit/ohne Innen- und Außenring) auf Flanschform und Druckklasse abstimmen
- Werkstoffkombination auf Medium, Temperatur und Druck prüfen: PTFE-Füllung bei chemisch aggressiven Medien, Graphit-Füllung bei hohen Temperaturen
- Innenring bei PTFE- oder Graphit-Füllung immer verwenden: verhindert Einknicken der Spirale
- Dichtflächen vor Einbau sorgfältig reinigen
- Schrauben überkreuz und stufenweise auf das berechnete Anzugsmoment anziehen
- Spiraldichtung bei Demontage ersetzen, auch wenn sie optisch unbeschädigt aussieht
- Lagerung trocken, kühl und vor Druck- und UV-Einwirkung geschützt
- Spiraldichtung nicht wiederverwenden: einmalige Verformung durch Schraubenkraft schließt eine sichere Wiederverwendung aus
- Keine Spiraldichtung ohne Innenring bei PTFE-Füllung einbauen: Einknicken nach innen führt zu Funktionsverlust
- Dichtung nicht zu groß wählen: ragt sie in die Rohrleitung, kann Medium die überstehenden Teile abtragen
- Für Flanschverbindungen unter PN 25 nur dann geeignet, wenn ausreichend hohe Schraubenkräfte sichergestellt sind
- Keine Spiraldichtung mit Graphit-Füllung bei Medien einsetzen, die Chloride enthalten, wenn gleichzeitig austenitische Edelstahlwerkstoffe verbaut sind (Spannungsrisskorrosion)
Montage
- Flanschdichtflächen auf Beschädigungen, Korrosion und Verunreinigungen prüfen. Dichtflächen müssen sauber und fettfrei sein.
- Spiraldichtung nicht wiederverwenden: Bei jeder Demontage eine neue Dichtung einbauen, auch wenn die Anlage nur serviciert wird.
- Dichtung in die Flanschverbindung einlegen. Bei Ausführungen mit Außenring erfolgt die Zentrierung selbsttätig an den Flanschschrauben. Sicherstellen, dass die Dichtung nicht in die Rohrleitung hineinragt.
- Schrauben und Muttern nach Normvorgabe (EN 1092-1 / DIN 2572) einsetzen. Gehärtete Unterlegscheiben verwenden, um Reibstreuung beim Anziehen zu reduzieren.
- Schrauben in mindestens drei Stufen überkreuz anziehen (Stern- oder Kreuzschema). Empfohlene Flächenpressung und Anzugsmomente sind nach EN 13555 oder DIN 2505 zu ermitteln und einzuhalten.
- Nach Inbetriebnahme unter Betriebsdruck und -temperatur Verbindung auf Dichtheit prüfen. Bei Bedarf Schrauben nachziehen (bei Temperaturen über 100 °C nur im abgekühlten Zustand, außer Anlagenvorschrift erlaubt Heißnachziehen).
FAQ
- Wann benötige ich einen Innenring bei einer Spiraldichtung?
Ein Innenring ist bei Spiraldichtungen mit PTFE- oder Graphit-Füllung zwingend erforderlich. Ohne Innenring kann die Spirale nach innen einknicken, was zum Funktionsverlust der Dichtung führt. Zusätzlich füllt der Innenring den Spalt zwischen den Flanschen und verhindert Verwirbelungen des Mediums an der Dichtfläche.
- Welchen Temperaturbereich decken Spiraldichtungen ab?
Das hängt vom Füllmaterial ab. Mit Graphit-Füllung sind Spiraldichtungen von -200 °C bis +450 °C dauerhaft einsetzbar (im Dampfbereich bis +650 °C). PTFE-Füllung erlaubt Temperaturen von -200 °C bis +230 °C. Glimmer (Mica) als Füllstoff ermöglicht Einsatztemperaturen bis +800 °C für extreme Hochtemperaturanwendungen.
- Kann eine Spiraldichtung nach einer Demontage wiederverwendet werden?
Nein. Die Spiraldichtung wird beim Anziehen der Schrauben einmalig verformt, um die Dichtflächen lückenlos anzupassen. Bei der Demontage wird diese Verformung gestört, sodass beim erneuten Einbau keine gleichmäßige Dichtwirkung mehr gewährleistet ist. Es ist stets eine neue Dichtung einzubauen.
- Was ist der Unterschied zwischen Spiraldichtung und Kammprofildichtung?
Beide sind Metall-Weichstoff-Dichtungen, aber unterschiedlich aufgebaut. Die Spiraldichtung dichtet durch die Federkraft der Metallwindungen und eignet sich besonders für Anwendungen mit Druckschwankungen und Schraubenentspannung. Die Kammprofildichtung besitzt einen massiven Metallkern mit eingebettetem Weichstoff in den Kammrillen und eignet sich besser für sehr große Durchmesser über 1000 mm sowie für höchste Flächenpressungen.
- Welche Normen gelten für Spiraldichtungen in Flanschverbindungen?
Spiraldichtungen für europäische Flansche nach DIN/EN richten sich nach EN 1514-2 (Maße) und EN 12560-2. Die Dichtungskennwerte für die rechnerische Auslegung der Flanschverbindung werden nach EN 13555 ermittelt. Für Flansche nach ASME gelten die ASME-Kennwerte (m- und Y-Werte).
- Für welche Drücke sind Spiraldichtungen ausgelegt?
Spiraldichtungen sind von Vakuum bis 320 bar einsetzbar, abhängig von Ausführung, Füllmaterial und Flanschgeometrie. Für Flanschverbindungen unter PN 25 müssen ausreichend hohe Schraubenkräfte vorhanden sein, damit die erforderliche Mindestflächenpressung erreicht wird.