Metallspiralwickeldichtungen werden weithin als Hochleistungsdichtkomponenten in industriellen Rohrleitungssystemen und Geräteflanschen anerkannt. Ihre einzigartige Verbundstruktur und Materialkombinationen ermöglichen es ihnen, sich an raue Arbeitsbedingungen wie hohe Temperaturen, hohen Druck und mittlere Korrosion anzupassen. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Einführung aus den Perspektiven von **Materialauswahl**, **Strukturdesign** und **chemischen Eigenschaften**:  

## 一、Materialauswahl von metallischen spiralförmigen Dichtungen  

Die Leistung von Metall-Spiralwickeldichtungen hängt maßgeblich von der rationalen Abstimmung zweier Kernmaterialien ab: dem **Metallwickelband** (das strukturelle Unterstützung und Festigkeit bietet) und dem **Füllmaterial** (das die Dichtungsleistung gewährleistet). Die Auswahl der Materialien wird durch Faktoren wie Betriebstemperatur, Druck, Mediumtyp und Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit bestimmt. 

 ### 1. Metallwickelbandmaterialien 

Der Metallstreifen dient als das "Skelett" der Dichtung und bietet mechanische Festigkeit, Temperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Häufige Materialien sind:  

- **Kohlenstoffstahl (CS)** 

  - **Anwendungsbereich**:Geeignet für Niedertemperatur- (≤300℃) und nicht korrosive Medien (wie Luft, Wasser und Öl) in allgemeinen Industrie-Pipelines. 

  - **Vorteile**:Niedrige Kosten, hohe mechanische Festigkeit und einfache Verarbeitung. 

  - **Einschränkungen**:Schlechte Korrosionsbeständigkeit; anfällig für Rost in feuchten oder korrosiven Umgebungen, was es ungeeignet für saure, alkalische oder salzhaltige Medien macht.  

- **Edelstahl 304/304L** 

  - **Anwendungsbereich**:Weit verbreitet in mittleren Temperaturen (≤600℃) und mild korrosiven Umgebungen, wie z.B. in der Lebensmittelverarbeitung, pharmazeutischen Geräten und Wasseraufbereitungspipelines. 

  - **Vorteile**:Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber Atmosphäre, Wasser und schwachen Säuren/Alkalien; gute Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen. 

  - **304L Merkmal**:Niedrigerer Kohlenstoffgehalt als 304, wodurch das Risiko der interkristallinen Korrosion nach dem Schweißen oder bei Hochtemperaturgebrauch verringert wird.  

- **Edelstahl 316/316L** 

  - **Anwendungsbereich**:Ideal für starke korrosive Medien (wie Meerwasser, chlorhaltige Lösungen, Schwefelsäure und Phosphorsäure) und Hochtemperaturumgebungen (≤650℃), häufig verwendet in der chemischen, maritimen und petrochemischen Industrie. 

  - **Vorteile**:Das hinzugefügte Molybdänelement verbessert erheblich die Widerstandsfähigkeit gegen Lochkorrosion und Spaltkorrosion; bessere allgemeine Korrosionsbeständigkeit als 304.  

- **Sonderlegierungen** 

  - **Inconel (z. B. 600/625)**:Beständig gegen hohe Temperaturen (≤1000℃) und starke Korrosion (wie Salpetersäure, hochtemperaturgeschmolzenes Salz), verwendet in der Luft- und Raumfahrt sowie in Hochtemperatur-Chemie-Reaktoren. 

  - **Hastelloy (z.B. C276)**:Ausgezeichnete Beständigkeit gegen starke Säuren (Salzsäure, Schwefelsäure) und Chloridkorrosion, geeignet für extreme chemische Umgebungen. 

  - **Titan (Ti)**:Leicht, hohe Festigkeit und beständig gegen Meerwasser, Chlor und die meisten organischen Säuren, aber höhere Kosten, verwendet in hochwertigen korrosionsbeständigen Szenarien.  

### 2. Füllmaterialien 

Der Füllstoff ist in dem Metallstreifen eingewickelt und bietet Elastizität und Dichtungsleistung, indem er die Unregelmäßigkeiten der Flanschoberfläche ausfüllt. Zu den gängigen Füllstoffen gehören:  

- **Asbestfreies Faser** 

  - **Zusammensetzung**:In der Regel gemischt mit anorganischen Fasern (Glasfaser, Keramikfaser) und organischen Bindemitteln, die den Umweltstandards entsprechen (asbestfrei). 

  - **Leistung**: Gute Temperaturbeständigkeit (≤400℃), niedrige Kosten und geeignet für allgemeine Wasser-, Dampf- und Ölmedien.  

- **Graphit** 

  - **Arten**:Natürliche Graphit oder expandierter Graphit, oft mit Harz oder Metall imprägniert, um die Festigkeit zu erhöhen. 

  - **Vorteile**:Ausgezeichnete Hochtemperaturbeständigkeit (reines Graphit ≤600℃ in oxidierenden Umgebungen, ≤1000℃ in reduzierenden Umgebungen), gute chemische Inertheit (beständig gegen die meisten Säuren, Laugen und organische Lösungsmittel) und hohe Kompressibilität. 

  - **Anwendung**:Weit verbreitet in Hochtemperatur- und Hochdruckleitungen sowie -anlagen in der petrochemischen, Energie- und Metallurgieindustrie.  

- **PTFE (Polytetrafluorethylen)** 

  - **Vorteile**:Korrosionsbeständigkeit gegenüber fast allen Chemikalien (außer geschmolzenen Alkalimetallen und Fluorgas), niedriger Reibungskoeffizient und antihaftende Oberfläche. 

  - **Einschränkungen**:Schlechte Temperaturbeständigkeit (≤260℃), hohe Kaltfließneigung unter langfristigem Druck. 

  - **Anwendung**:Geeignet für Niedertemperatur-, stark korrosive Medien (wie Flusssäure, Chlorgas) in der chemischen und pharmazeutischen Industrie. 

 - **Keramische Faser** 

  - **Leistung**:Ultra-hohe Temperaturbeständigkeit (≤1200℃), gute Wärmeisolierung, aber geringe Elastizität und Sprödigkeit. 

  - **Anwendung**:Verwendet in Hochtemperaturöfen, Kesseln und Ofenflanschen, wo extreme Hitzebeständigkeit erforderlich ist.  

## 二、Strukturelles Design von metallischen Spiralwickeldichtungen  

Das strukturelle Design beeinflusst direkt die Dichtwirkung, den Druckwiderstand und die Installationsanpassungsfähigkeit der Dichtung. Häufige Strukturtypen sind: 

 ### 1. Grundlegende Wicklungsstruktur 

- **Wickel-Form**:Der Metallstreifen und das Füllmaterial sind abwechselnd spiralförmig gewickelt, wodurch ein konzentrischer kreisförmiger Querschnitt mit abwechselnden Spitzen und Tälern entsteht. Diese Struktur ermöglicht es der Dichtung, sich elastisch unter Flanschdruck zu verformen, wodurch ein enger Kontakt mit der Flanschoberfläche gewährleistet wird. 

- **Innere/Äußere Ringe**: 

  - **Innerring (Zentrierungsring)**:Hergestellt aus demselben Material wie der Metallstreifen, verhindert es, dass das Füllmaterial während der Installation in die Pipeline gedrückt wird, sorgt für die Zentrierung und verbessert den Druckwiderstand. Es ist für Hochdrucksysteme (Klasse 600 und höher) zwingend erforderlich. 

  - **Äußerer Ring (Leitring)**:Leitet die Dichtung während der Installation, um Fehlanpassungen zu vermeiden, schützt die Wickelschicht vor Beschädigungen und begrenzt die übermäßige Kompression der Dichtung.  

### 2. Häufige Strukturtypen

### 3. Schlüsselstrukturparameter 

- **Wicklungsdichte**:Die Anzahl der Spiralwindungen pro Längeneinheit; höhere Dichte verbessert die Dichtungsstabilität, verringert jedoch die Elastizität. 

- **Dicke**:Übliche Dicken sind 3 mm, 4,5 mm, 6 mm usw., ausgewählt basierend auf der Tiefe der Flanschnut und den Druckanforderungen. 

- **Oberflächenfinish**:Die Metalloberfläche ist normalerweise unbehandelt oder passiviert, um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. 

##Drei,Chemische Eigenschaften von metallischen Spiralwickeldichtungen   

Die chemischen Eigenschaften hängen von der Kombination aus Metallstreifen und Füllstoff ab, die ihre Anpassungsfähigkeit an verschiedene Medien bestimmen: 

### 1. Korrosionsbeständigkeit 

- **Medium-Kompatibilität**: 

  - Graphitgefüllte Dichtungen mit 316L-Edelstahlstreifen zeigen eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen organische Säuren, Alkalien und Salzlösungen, sind jedoch nicht für starke oxidierende Medien (z. B. konzentrierte Salpetersäure) geeignet, da Graphit oxidieren kann. 

  - PTFE-gefüllte Dichtungen mit Titanstreifen sind ideal für starke korrosive Medien wie Flusssäure und Chlorgas, aber PTFE kann in einigen organischen Lösungsmitteln (z.B. Ketonen) anschwellen. 

  - Inconel-Legierungsstreifen mit keramischen Faserfüllstoffen widerstehen hochtemperaturgeschmolzenen Salzen und schwefelhaltigen Gasen, geeignet für petrochemische Hochtemperaturreaktoren. 

 - **Umweltanpassungsfähigkeit**: 

  - Dichtungen aus Edelstahl 304/316 sind beständig gegen atmosphärische Korrosion und können in Außen- oder feuchten Umgebungen verwendet werden. 

  - Kohlenstoffstahl-Dichtungen sind in feuchten Bedingungen anfällig für Rost und benötigen Antikorrosionsbeschichtungen (z. B. Verzinkung) für den kurzfristigen Einsatz in nicht korrosiven Medien. 

 ### 2. Hochtemperaturbeständigkeit 

- **Betriebstemperatur kontinuierlich**:  

  - Asbestfreie Dichtungen: ≤400℃; 

  - Graphitgefüllte Dichtungen: 304-Band ≤600℃, Inconel-Band ≤1000℃; 

  - Keramische Faser gefüllte Dichtungen: Inconel-Band ≤1200℃. 

- **Thermische Stabilität**:Der Metallstreifen erhält die strukturelle Festigkeit bei hohen Temperaturen, während das Füllmaterial (z. B. Graphit) Oxidation und Zersetzung widersteht und sicherstellt, dass es zu keiner Verhärtung oder Rissbildung kommt. 

 ### 3. Druckbeständigkeit 

- **Dichtung unter Druck**:Der Metallstreifen sorgt für Steifigkeit, um dem Flanschdruck zu widerstehen, während das Füllmaterial sich verformt, um Lücken zu füllen, wodurch die Dichtung sich an Hochdruckumgebungen anpassen kann (bis zu Klasse 2500 oder 42MPa für spezielle Designs). 

- **Kompression & Rückprall**:Die spiralförmige Struktur ermöglicht elastische Verformungen unter Druck und erhält die Dichtungsleistung selbst bei leichten Flanschverschiebungen, die durch Temperatur- oder Druckschwankungen verursacht werden. 

### 4. Einschränkungen in der chemischen Leistung 

- **Empfindlichkeit gegenüber starken Oxidationsmitteln**:Graphitfüllstoffe sind in konzentrierter Salpetersäure oder Hochtemperatursauerstoffumgebungen leicht oxidierbar, was zu einer Leistungsverschlechterung führt. 

- **Kalter Fluss von PTFE**:PTFE-Füllstoffe können bei langfristigem hohem Druck Kaltfließen zeigen, was zu einer verringerten Dichtwirkung führt und regelmäßiges Nachziehen erforderlich macht. 

- **Risiko der galvanischen Korrosion**:Unterschiedliche Metallkontakte (z. B. Flansch aus Kohlenstoffstahl mit Dichtung aus Edelstahl) in korrosiven Medien können galvanische Korrosion verursachen, was eine passende Materialauswahl erfordert.