Die richtige Gewindebehandlung wählen: Zuverlässigkeit erhöhen und Stillstandszeiten reduzieren

Die proaktive Behandlung von Gewinderohren und Verbindungselementen mit spezialisierten Gewindebehandlungen ist essenziell für effiziente, kosteneffektive Fertigung. Das Lösen von Gewindeverbindungen ist eine Hauptursache für Maschinenausfälle und kostet die Industrie jährlich Millionen durch ungeplante Stillstandszeiten. Zusätzlich gehen jedes Jahr über eine Milliarde Gallonen Industrieflüssigkeiten durch Leckagen verloren, was die Sicherheit gefährdet, Emissionen erhöht und Kontaminationsrisiken birgt.

Gewindeverbindungen halten kritische Toleranzen in Baugruppen ein – von leichten Geräten bis hin zu Schwerlastmaschinen. Um über die gesamte Lebensdauer zuverlässige Leistung zu garantieren, müssen sie diese Toleranzen bewahren. Gewindebehandlungen – unterteilt in Gewindedichtstoffe, Schraubensicherungen und Anti-Seize-Materialien – schmieren, schützen, dichten und sichern Verbindungselemente und erhöhen so die Montagezuverlässigkeit.

Halbfeste Stiftformulierungen stellen den neuesten Fortschritt in der Gewindebehandlung dar.

Schraubensicherungen

Gewindeverbindungen werden unterschiedlichsten Differenzialspannungen ausgesetzt – Vibration, Stöße, thermische Ausdehnung und Kontraktion sowie Mikrobewegungen –, die die Klemmkraft verringern und Maschinenausfälle herbeiführen können. Traditionelle mechanische Sicherungselemente wie Federringe, Drahtsicherungen und Sicherungsschrauben erhöhen die Kosten und können seitliches Selbstlösen nicht zuverlässig verhindern. Sie dichten auch nicht gegen Korrosion ab und müssen präzise auf jedes Verbindungselement abgestimmt sein.

Flüssige Schraubensicherungen gehören zu den zuverlässigsten und kosteneffektivsten Lösungen, um Gewindebaugruppen über ihre gesamte Lebensdauer gesichert und leckagefrei zu halten. Tropfenweise auf die Gewinde aufgetragen, füllen anaerobe Produkte die Gewindegänge aus und härten zu einem harten Duroplast aus, wenn sie in sauerstofffreier Umgebung mit Metallionen in Kontakt kommen. Dies verriegelt die Gewinde miteinander, verhindert unerwünschte Bewegung und dichtet gegen Leckage und Korrosion ab. Überschüssiges Material kann im flüssigen Zustand einfach abgewischt werden.

Während eine ordnungsgemäß vorbereitete Oberfläche optimale Schraubensicherungsleistung liefert, reduzieren neuere anaerobe Technologien den Bedarf an umfangreicher Reinigung und Oberflächenvorbereitung. Neue Formulierungen härten auf inaktiven Metallen aus, tolerieren ölige Oberflächen und ermöglichen die Festlegung der Aushärtungsgeschwindigkeit. Konventionelle Flüssigprodukte können für anspruchsvolle Substrate weiterhin Oberflächenprimer erfordern.

Schraubensicherungen verhindern häufige Ausfälle wie Fehlausrichtung durch Verlust der Klemmlast. Beispielsweise müssen beim Ausrichten von Wellen in Getrieben oder Motoren die Befestigungsschrauben mit dem korrekten Drehmoment angezogen werden, um die Ausrichtung beizubehalten. Im Laufe der Zeit können Vibration, Thermocycling oder Stöße diese Schrauben lockern, die Klemmlast verringern und Fehlausrichtung verursachen. Die proaktive Anwendung flüssiger Schraubensicherungen bewahrt die Klemmlast und verhindert dieses Problem.

Schraubensicherungen sind in verschiedenen Festigkeitsgraden für spezifische Anwendungen erhältlich, sodass Verbindungselemente kritische Klemmdrücke selbst in extremen Umgebungen beibehalten. Diese Klebstoffe bieten hohe Scherfestigkeit, ausgezeichnete Temperaturbeständigkeit, schnelle Aushärtung, einfache Dosierung und herausragende Vibrationsfestigkeit. Neue anaerobe Formulierungen umfassen oberflächenunempfindliche Varianten, Hochtemperaturqualitäten (bis 450 °F), Chemikalienbeständigkeit und Produkte für extreme Vibrationsbelastung.

Bei der Auswahl eines Schraubensicherungsklebstoffs sollten Sie Folgendes beachten: Ein zuvor gesichertes Schraubenelement kann wiederverwendet werden, indem man den alten Klebstoff entfernt, neues Material aufträgt und wieder montiert. Schraubensicherungen gibt es in niedrigfesten Qualitäten für einfaches Lösen, mittelfesten Qualitäten, die mit Handwerkzeug gelöst werden können, und hochfesten Qualitäten mit maximaler Haltekraft. Keine Schraubensicherung ist wirklich permanent; selbst die hochfestesten Qualitäten lassen sich nach Erhitzung auf 450–500 °F für ca. fünf Minuten mit Standard-Handwerkzeug entfernen.

Größere Mengen alter Schraubensicherungsrückstände lassen sich mit einer harten Bürste entfernen. Leichte Rückstände sind mit einer neuen Anwendung von Schraubensicherung verträglich, sofern sie die Wiedervermontage nicht behindern.

Gewindedichtstoffe

Leckagen bergen kostspielige und gefährliche Risiken in allen Fluidsystemen – ob Gas, Dampf oder Flüssigkeit. Die Toleranz für Leckagen variiert stark: Einige Tropfen an einem Abflussschlauch mögen akzeptabel sein, dieselbe Rate an Wasser, die in einen elektrischen Schaltschrank eindringt, kann katastrophal sein.

Leckagen entstehen am häufigsten an Rohrverbindungen. Zwar streben Konstrukteure an, die Anzahl der Verbindungen zu minimieren, doch Gewindeanschlüsse sind unvermeidbar. Selbst mit standardisierten Fittings sind Konusgewinde ungenau und können während Nutzung oder Reparatur beschädigt werden, wodurch spiralförmige Leckagepfade entstehen, die bloßes Nachziehen nicht beseitigen können. Gewindedichtung schließt diese Leckagepfade in Rohrverbindungen.

Mechanische Dichtmethoden – Bänder, Dichtpasten, O-Ringe und Konusfittings – haben Einschränkungen. Bänder wirken nur als Schmiermittel, können reißen, Rohre verstopfen oder zu Überdrehen führen. Sie werden manuell aufgebracht, was Automatisierung limitiert, und bieten schlechte Vibrationsfestigkeit. Pasten enthalten Lösungsmittel, die kriechen oder schrumpfen können, was chemische und Vibrationsfestigkeit mindert. O-Ringe erfordern große Lagerbestände und spezielle Verbindungsdesigns und können bei der Handhabung beschädigt werden. Konusfittings verlangen kostspielige Bearbeitung und sind empfindlich.

Gewindedichtklebstoffe sind flüssige bis pastenartige Formulierungen, die anaerob aushärten. Sie enthalten keine flüchtigen Lösungsmittel, verdunsten also nicht mit der Zeit und bewahren die langfristige Dichtintegrität. Formulierungsmodifikatoren und Weichmacher sorgen während der Montage für Schmierung und gleichmäßiges Drehmoment, während das ausgehärtete Material eine schmelzfreie Dichtung schafft, die Leckagepfade eliminiert.

Nach dem Aushärten widerstehen anaerobe Gewindedichtstoffe dem Schmelzen und eliminieren Leckagepfade. Sie dichten und sichern Gewinde gleichzeitig, wirken während der Montage als Schmiermittel, fördern das Anziehen und halten das Drehmoment. Unausgehärteter Dichtstoff löst sich auf und verhindert Kontamination. Nach dem Auftragen erzielen diese Materialien sofortige Niederdruckdichtigkeit (500 psi), und viele Formulierungen dichten bis zu Drücken von 10.000 psi. Sie dichten auch Rohrverbinder und Pressfittings ab und bieten außergewöhnliche Fluidverträglichkeit.

Gewindehydraulikfittings sind eine häufige Leckagequelle. Konventionelle Dichtstoffe versagen oft im Laufe der Zeit durch Schrumpfung oder mangelnde echte Dichtfähigkeit. Anaerobe Gewindedichtstoffe kombinieren Schmierung für reibungslose Montage mit einer schrumpffreien Dichtung für langfristige Zuverlässigkeit.

Anti-Seize

Anti-Seize-Materialien schützen Gewinde- und Passfedern aus Metall vor Rost, Korrosion, Fressen und Festbacken bei hohen Temperaturen. Sie verringern zudem Reibung, Verschleiß und Bruch in anspruchsvollen Betriebsumgebungen.

Diese Hochleistungsfette – formuliert mit oder ohne Metallflocken – gewährleisten, dass Verbindungselemente einfach zu montieren und demontieren sind. Bei einem gegebenen Drehmoment garantiert Anti-Seize konstante Bolzenspannung selbst unter extremen Bedingungen. Spezifische Formulierungen zielen auf das Gewindematerial und den Temperaturbereich ab; einige Produkte leisten über 1.000 °F und sogar bis 2.400 °F, was sie für Anwendungen wie Ofentürscharniere geeignet macht, die rauen Umgebungen ausgesetzt sind.

Die Anwendung erfolgt typischerweise durch Pinselauftrag. Das Eintauchen eines Verbindungselements in das Material wird abgeraten, da dies zu Überdosierung, Kontamination und inkonsistenter Montage führen kann.

Neue Technologie

Jüngste Fortschritte in der Stabilität und Reaktivität von Schraubensicherungs- und Gewindedichtmaterialien haben halbfeste "Stift"-Formulierungen hervorgebracht, die flüssige Pendants ergänzen. Halbfeste Schraubensicherungs-, Gewindedicht- und Anti-Seize-Stifte bewähren sich in Szenarien, wo Flüssigkeiten unordentlich sind oder in unerwünschte Bereiche migrieren könnten. Beispielsweise sind Dichtstoffstifte ideal für Überkopf- oder schwer zugängliche Stellen, wo Flüssigkeiten und Bänder umständlich sind. Anti-Seize-Stifttechnologie ermöglicht präzises Dosieren direkt auf das Bauteil und reduziert Überdosierung.

Stifte sind besonders wertvoll bei zeitkritischen oder gestaffelten Montageoperationen. Der Schraubensicherungsstoff kann im Voraus aufgetragen werden, ohne Gefahr des Ablaufens, sodass alle Komponenten gleichzeitig montiert werden können, ohne die mühsame Zuordnung mechanischer Sicherungselemente oder tropfenweiser Flüssigapplikation.

Andy Bardon ist Application Engineer bei der Henkel Corporation. Mehr erfahren unter www.loctite.com oder telefonisch unter 800‑562‑8483.