Plattenwerkstoffe und Dichtungen: Auswahl nach Medium und Betriebsbedingungen

Die Werkstoffwahl für Platten und Dichtungen eines Plattenwärmetauschers ist keine Detailfrage - sie entscheidet über Standzeit, Korrosionsbeständigkeit und Lebensmitteltauglichkeit des Apparats. Falsch gewählte Werkstoffe führen zu Lochfraß, vorzeitigem Dichtungsversagen oder Kontamination des Mediums. Dieser Leitfaden ordnet die gängigen Plattenwerkstoffe und Dichtungselastomere ihren Einsatzbereichen zu.

Welche Plattenwerkstoffe gibt es?

1.4401 und 1.4404 (AISI 316 und 316L)

Die Werkstoffnummer 1.4404 ist der Standard-Edelstahl für Plattenwärmetauscher. Er entspricht AISI 316L und enthält neben Chrom und Nickel ca. 2-3 % Molybdän. Molybdän verbessert die Beständigkeit gegen Chlorid-induzierte Lochkorrosion gegenüber dem häufig eingesetzten 1.4301 (AISI 304) erheblich.

Einsatzbereiche für 1.4404:

• Wasser (Trink-, Heizungs-, Kühlwasser) auch mit moderatem Chloridgehalt
• Lebensmittel und Getränke (lebensmittelzugelassen)
• Molke, Fruchtsäfte, schwach saure Medien
• Heizung, Klimatisierung, allgemeiner Maschinenbau

Grenzen: Bei hohen Chloridgehalten (> 200 mg/l) und gleichzeitig hohen Temperaturen (> 50 °C) reicht 1.4404 möglicherweise nicht mehr aus. Meerwasser, chlorierte Prozesswasser und saure Chlorid-haltige Medien können Lochfraß verursachen.

1.4401 (ohne das “L” für Low Carbon) wird ebenfalls eingesetzt; der Unterschied liegt im maximalen Kohlenstoffgehalt. 1.4404 (Low Carbon) ist bei Schweißverfahren beständiger gegen Sensibilisierung und daher die bevorzugte Variante für Plattenwärmetauscher.

Titan (Grade 1 und Grade 2)

Titan ist der Werkstoff der Wahl für chlorid- und salzhaltige Medien, bei denen Edelstahl versagen würde. Er ist praktisch immun gegen Chlorid-Lochkorrosion und beständig gegen Meerwasser, Brackwasser, chlorierte Kühlwasser und viele Säure-Lösungen.

Einsatzbereiche für Titan:

• Meerwasser-Kühlkreise (Offshore, Schiffbau, Küstenstandorte)
• Brackwasser und Flusswasser mit hohem Chloridgehalt
• Chlor-Alkalielektrolyse und chlorhaltige Prozesswasser
• Solekreise in der Kältetechnik

Titan ist deutlich teurer als Edelstahl - typisch 3-5x Mehrkosten für die Platten. Wo Edelstahl 1.4404 ausreicht, ist Titan wirtschaftlich nicht zu rechtfertigen. Titan ist nicht geeignet für Flusssäure und einige reduzierende Säure-Gemische.

Sonstige Plattenwerkstoffe

Für besondere Anwendungen sind auch Hastelloy C-276 (hochlegiert, für stark korrosive Säure), Inconel oder Kupfer-Nickel-Legierungen erhältlich. Diese Spezialwerkstoffe bleiben Sonderfällen vorbehalten.

Welcher Plattenwerkstoff passt zu welchem Medium?

Medium	Empfohlener Plattenwerkstoff
Trinkwasser, Heizungswasser	1.4404 (316L)
Brackwasser (< 200 mg/l Cl)	1.4404 (316L)
Brackwasser (> 200 mg/l Cl)	Titan
Meerwasser	Titan
Chloriertes Kühlwasser	Titan
Lebensmittel, Molke, Säfte	1.4404 (316L)
Mineralöl, Hydrauliköl	1.4404 (316L)
Ammoniak (Kältemittel)	1.4404 (316L)
Chlorhaltige Säurelösung	Titan oder Hastelloy
Salmiak, Chlor-Alkali	Titan

Welche Dichtungswerkstoffe gibt es?

EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk)

EPDM ist der am häufigsten eingesetzte Dichtungswerkstoff in Plattenwärmetauschern. Er ist beständig gegen heißes Wasser, Dampf, verdünnte Säuren und Laugen sowie viele polare Lösungsmittel. Die Dauertemperaturgrenze liegt bei ca. 150 °C, kurzzeitig bis 180 °C. EPDM eignet sich ausgezeichnet für:

• Heizungs- und Kühlwasseranwendungen
• Lebensmittel und Getränke (lebensmittelzugelassen)
• Milch, Molke, Fruchtsäfte
• Trinkwasser-Erwärmung
• Dampf-Kondensatanwendungen

EPDM ist NICHT beständig gegen Mineralöle, Kraftstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe und chlorierte Lösungsmittel. Kontakt mit diesen Medien führt zum Aufquellen und Versagen der Dichtung.

NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk, Perbunan)

NBR ist der Standard für öl- und fetthaltige Medien. Er ist beständig gegen Mineralöle, Hydrauliköle, Schmieröl, Kraftstoffe und aliphatische Kohlenwasserstoffe. Die Temperaturgrenze liegt bei ca. 120 °C (dauerhaft), unter guten Bedingungen bis 135 °C.

Einsatzbereiche NBR:

• Mineralöle, Hydrauliköle
• Schmier- und Getriebeöl-Kühlung
• Kraftstoffanwendungen

NBR ist NICHT geeignet für heißes Wasser über 80 °C, Ozonexposition, aromatische Kohlenwasserstoffe (Toluol, Benzol) und Ester. NBR darf nicht für Dampf oder Heißwasser-Dauerbelastung eingesetzt werden.

Weitere Dichtungswerkstoffe

FKM / Viton: Fluorelastomer für aggressive Lösungsmittel, Säuren, aromatische Kohlenwasserstoffe und hohe Temperaturen bis 200 °C. Deutlich teurer als EPDM/NBR.

PTFE: Für hochkorrosive Medien, breite Chemikalienbeständigkeit, aber schlechtere mechanische Dichtungseigenschaften; als Umhüllung oder Einlage eingesetzt.

Welche Dichtung passt zu welchem Medium?

Medium	Empfohlener Dichtungswerkstoff
Heizwasser, Kühlwasser	EPDM
Dampf / Heißwasser bis 150 °C	EPDM
Lebensmittel, Milch, Getränke	EPDM (lebensmittelzugelassen)
Trinkwasser	EPDM (WRAS / KTW-konform)
Mineralöl, Hydrauliköl	NBR
Schmierstoffe, Getriebeöl	NBR
Aromatische Kohlenwasserstoffe	FKM / Viton
Konzentrierte Säuren	FKM / PTFE
Ammoniak	EPDM oder FKM prüfen

Wie beugen Sie Fouling und Korrosion vor?

Neben der chemischen Beständigkeit beeinflusst der Foulingfaktor die Wahl des Werkstoffs indirekt: Glatte Plattendrückungen und hochlegierter Stahl reduzieren die Anhaftung von Ablagerungen und damit die Fouling-Rate. Titan bildet eine oxidische Passivschicht, die biologisches und mineralisches Fouling weniger stark begünstigt als unlegierter Stahl.

Wichtig: Unterschiedliche Metalle im selben Flüssigkeitskreis können galvanische Korrosion verursachen. Wird ein Plattenwärmetauscher aus Titan an ein Edelstahlrohrsystem angeschlossen, sind geeignete Maßnahmen (Isolierstücke, Potentialausgleich) zu prüfen.

Fazit

Die Werkstoffwahl folgt aus einer klaren Analyse von Medium, Temperatur und Chloridgehalt. 1.4404 (316L) ist für die meisten industriellen und lebensmitteltechnischen Anwendungen ausreichend. Titan ist der richtige Werkstoff für chlorid- und meerwasserhaltige Medien, wo 1.4404 versagen würde. Bei Dichtungen gilt: EPDM für Wasser- und Lebensmittelanwendungen, NBR für Öl. Für aggressive Lösungsmittel und hohe Temperaturen ist FKM zu prüfen.