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?

1.4301 (AISI 304)

Die Werkstoffnummer 1.4301 bezeichnet den klassischen austenitischen Chrom-Nickel-Stahl ohne Molybdän. Für Wasser ohne nennenswerten Chloridgehalt reicht er aus und ist die wirtschaftlichste Edelstahlplatte. Im Konfigurator ist 1.4301 deshalb die Vorbelegung für Wasserkreise, solange kein Chloridgehalt angegeben ist.

Einsatzbereiche für 1.4301:

• Heizungs- und Kühlwasser ohne nennenswertes Chlorid
• Wasser-Glykol-Gemische
• Mineralöle, Hydrauliköle und Schmieröle

Grenzen: Gegen Chlorid ist 1.4301 empfindlicher als 1.4404. Sobald das Wasser Chlorid in relevanter Menge enthält, ist 1.4404 die sichere Wahl.

1.4401 und 1.4404 (AISI 316 und 316L)

1.4404 entspricht AISI 316L und enthält neben Chrom und Nickel 2-2,5 % Molybdän. Molybdän verbessert die Beständigkeit gegen Chlorid-induzierte Lochkorrosion gegenüber 1.4301 (AISI 304) erheblich. Der Konfigurator wählt 1.4404, sobald ein Chloridgehalt angegeben ist, bei der Doppelwand-Ausführung und auf Wunsch.

Einsatzbereiche für 1.4404:

• Kühl- und Prozesswasser mit Chlorid innerhalb der Grenzen unten
• Lebensmittel und Getränke (lebensmittelzugelassen)
• Molke, Fruchtsäfte, schwach saure Medien

Grenzen: Wie viel Chlorid 1.4404 verträgt, hängt von der Temperatur an der Plattenwand ab; sie liegt zwischen den Temperaturen der beiden Medien. Als Richtwerte gelten bei uns: bis etwa 60 °C Wandtemperatur rund 300 mg/l Chlorid, bis etwa 130 °C nur noch rund 25 mg/l. Oberhalb von 130 °C Wandtemperatur oder bei höherem Chloridgehalt ist Edelstahl nicht mehr sicher. Meerwasser, chloridhaltige Sole und chlorierte Prozesswasser gehören auf Titan.

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 ausreicht, ist Titan wirtschaftlich nicht zu rechtfertigen. Titan ist nicht geeignet für Flusssäure und einige reduzierende Säure-Gemische.

Sonderwerkstoffe

Für stark korrosive Säuren und andere Sonderfälle prüfen wir Sonderwerkstoffe im Einzelfall, nach Konzentration und Temperatur. Eine solche Freigabe erteilen wir nie pauschal.

Welcher Plattenwerkstoff passt zu welchem Medium?

Medium	Empfohlener Plattenwerkstoff
Heizungs- und Kühlwasser ohne nennenswertes Chlorid	1.4301 (304)
Wasser mit Chlorid bis ca. 300 mg/l, Wand bis 60 °C	1.4404 (316L)
Wasser mit Chlorid bis ca. 25 mg/l, Wand bis 130 °C	1.4404 (316L)
Wasser mit mehr Chlorid, Brackwasser	Titan
Meerwasser, chloridhaltige Sole	Titan
Chloriertes Kühlwasser	Titan
Lebensmittel, Molke, Säfte	1.4404 (316L)
Mineralöl, Hydrauliköl	1.4301 (304)
Ammoniak (Kältemittel)	1.4301 oder 1.4404
Chlorhaltige Säurelösung	Sonderwerkstoff nach Einzelprüfung (Konzentration, Temperatur)
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	Geschweißte Bauart bevorzugt; gedichtet nur mit EPDM nach Prüfung

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. Für Wasser ohne nennenswertes Chlorid und für Öle reicht 1.4301 (304). 1.4404 (316L) deckt chloridhaltiges Wasser innerhalb der Grenzen und lebensmitteltechnische Anwendungen ab. Titan ist der richtige Werkstoff für Meerwasser, chloridhaltige Sole und hohe Chloridgehalte, wo Edelstahl versagen würde. Bei Dichtungen gilt: EPDM für Wasser- und Lebensmittelanwendungen, NBR für Öl. Für aggressive Lösungsmittel und hohe Temperaturen ist FKM zu prüfen.