Der herkömmliche Gummi-0--Ring ist ein selbstdichtendes Prinzip, das seine Dichtfunktion solange beibehält, bis der 0--Ring verformt und weich wird. Dies liegt daran, dass es der vom 0--Ring ausgeübte Druck ist, der kleine Defekte abdichtet.
Die Abdichtung eines Wärmetauschers ist nicht für die gesamte Gummiplatte gleich. Der abgedichtete Betrieb des Wärmetauschers hängt in erster Linie von einem Vergleich zwischen der momentanen Dichtungsspannung, die durch die Kompression der Gummidichtung verursacht wird, und dem Betriebsdruck des Wärmetauschers ab. Ist die Dichtungsspannung größer als der Betriebsdruck, bleibt die Dichtung erhalten, andernfalls kommt es zu Undichtigkeiten. Daher kommt es bei einer Wärmetauscherdichtung vor allem darauf an, dass die Dichtspannung möglichst hoch ist und möglichst lange anhält.
Dies bedeutet, dass der Gummi bei langfristiger Verformung einer Spannungsrelaxation unterliegt, das heißt, dass die Dichtungsspannung bei konstanter Spannung oder Druck mit der Zeit abnimmt. Eine höhere Spannungsrelaxation ist ein wichtiger Faktor für die Begrenzung der Lebensdauer von Wärmetauscher-Gummidichtungen. Es gibt zwei Arten der Spannungsrelaxation: Die eine ist die physikalische Relaxation, die durch die Neuanordnung zwischen Polymermolekülen und Füllstoffpartikeln verursacht wird und sich mit der Verformung des Gummis allmählich dem Gleichgewicht nähert, und der Logarithmus der Dichtungsspannung ist linear mit der Zeit. Eine andere Art der Entspannung ist die chemische Entspannung, die durch das Aufbrechen chemischer Bindungen in der Gummiverbindung verursacht wird. Oxidation und Temperatur sind wichtige Faktoren, die diese Art der Entspannung beeinflussen. Die Geschwindigkeit der Spannungsrelaxation hängt daher stark von der Temperatur und dem Betriebstemperaturbereich jeder Gummidichtung ab. Niedertemperatur-Nitril ist für den Niedertemperaturbereich geeignet und daher verschlechtert sich die Spannungsrelaxation mit steigender Temperatur schnell, während das Gegenteil für Fluorelastomere gilt, die für den Hochtemperaturbereich geeignet sind.
Schlecht hergestellte Dichtungen mit geringer Vernetzungsdichte weisen hohe Spannungsrelaxationsraten und eine kurze Dichtungslebensdauer auf. Eine Erhöhung der Vernetzungsdichte verbessert jedoch die Spannungsrelaxation, verringert jedoch die Reißfestigkeit des Gummis, was dazu führt, dass die Gummidichtung bei hoher Belastung reißt. Die Dichtungsspannung ist eine Funktion der Temperatur, und verschiedene Gummiarten weisen unterschiedliche Abhängigkeiten von der Temperatur auf. Die Dichtungsspannung von Fluorelastomeren ist stark temperaturabhängig und daher kann es bei Plattenwärmetauschern, die mit Fluorelastomer-Dichtungen ausgestattet sind, zu Kältelecks kommen.
Eine weitere oft übersehene Eigenschaft von Gummidichtungen ist neben der Spannungsrelaxation, dass die physikalischen Eigenschaften auch sehr stark von der Temperatur abhängen. Bei hohen Temperaturen nehmen die Reißfestigkeit und die Härte von Gummidichtungen ab, wobei die Verringerung von Gummidichtung zu Gummi unterschiedlich ist. Wenn die Dichtung dann jedoch komprimiert wird und ihre Endfestigkeit überschritten wird, kann es zu mechanischen Schäden an der Dichtung kommen, wie z zerquetschen.
Die Lebensdauer einer Wärmetauscher-Gummidichtung kann wie folgt beschrieben werden. Die anfängliche Dichtungsspannung wird erzeugt, wenn die Dichtung auf der Platte montiert und nach der Montage auf ihre Nenngröße komprimiert wird, und die Spannungsentspannung der Gummidichtung beginnt. Während der Transportlagerung und der Installation des Wärmetauschers ist die Wärmeaustauschtemperatur niedrig und die Spannungsrelaxation mäßig. Nach dem Start beginnt die Temperatur zu steigen und die Spannungsrelaxation wird stärker. Nach einer gewissen Betriebszeit muss der Wärmetauscher zur Wartung und Reinigung angehalten werden und der Wärmetauscher kühlt wieder auf seine ursprüngliche Temperatur ab. Nach dem erneuten Öffnen beginnen die Siegelspannungen und Spannungsrelaxationen erneut. Nach mehreren Wiederholungen sinkt die Dichtungsspannung der Gummidichtung im Falle eines Heiß- und Kaltaustauschs schließlich auf einen Wert unter die minimale Dichtungsspannung, die zur Aufrechterhaltung der Dichtung erforderlich ist, und der Wärmetauscher beginnt undicht zu werden, was ihn dazu zwingt, den Betrieb einzustellen und auszutauschen mit neuer Gummidichtung.
