Chemische Beständigkeit - Technische Information - R&M

Technische Information 

Chemische Beständigkeit 

Einführung & Empfehlungen

Chemische Beständigkeit – Einführung 

INHALTSVERZEICHNIS 

1. Einführung ................................................................................................................................................... 3 

2. Chemische Beständigkeit ............................................................................................................................ 3 

2.1. Art des chemischen Stoffes ................................................................................................................ 4 

2.2. Intensität der Einwirkung ..................................................................................................................... 4 

2.3. Dauer der Einwirkung .......................................................................................................................... 5 

2.4. Temperatur .......................................................................................................................................... 5 

3. Interpretationen ........................................................................................................................................... 5 

3.1. Chemische Belastung durch wenig aggressive Chemikalien ............................................................. 5 

3.2. chemische Beslastunge durch aggressive Chemikalien ..................................................................... 6 

3.3. chemische Belastungen durch quellende Chemikalien ...................................................................... 6 

4. Beständigkeiten der handelsüblichsten Materialien .................................................................................... 7 

4.1. Darstellung der Beständigkeiten ......................................................................................................... 7 

4.2. Beständigkeiten, Details ...................................................................................................................... 8 

5. Zusammenfassung und Empfehlungen .................................................................................................... 10 

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Technical Information | chemische Beständigkeit | Hermann Christen | d | Mai 2013 | 2

1. Einführung 

Unter „chemischer Beständigkeit“ wird allegemein die „Nicht-Interaktion“ des zu beurteilenden Werkstückes, 

respektive seiner Hülle, mit in der Umgebung auftretenden chemischen Substanzen bezeichnet. 

Nach chemischen Beständigkeiten wird in der Regel nur in stark belasteteten oder potentiell gefährdenden 

Umgebungen gefragt. 

Eine Empfehlung bei stark exponierten Verkabelungskomponenten, etwa einer Distributionsbox oder dem 

Installationskabel, muss in Abstimmung zu den auftretenden Chemikalien ausgesprochen werden. 

Wichtig für die Beurteilung des geeigneten Produktes sind in erster Linie gesunder Menschenverstand und 

das Wissen über die Auswirkungen der chemischer Belastung auf die Verkabelungskomponente. In jedem 

Fall sollen eine Kosten-Nutzen-Überlegung und eine Abschätzung der Auswirkungen im Worst-Case- 

Szenario angestellt werden. 

2. Chemische Beständigkeit 

Unglücklicherweise kann die chemische Beständigkeit nicht mit einer Zahl definiert werden, da verschiedene 

Parameter gleichzeitg auf den Prüfling einwirken. Das Verhältnis dieser Parameter zueinander kann unmöglich 

vollständig im Test abgedeckt werden, ist aber für die Resistenz des Prüflings ausschlaggebend. 

Aus diesem Grunde wird hier auf die verschiedenen miteinander korrespondierenden Parameter eingegangen: 


2.1. Art des chemischen Stoffes 

Hier ist die Variabilität gigantisch! 

Nicht nur der chemische Stoff ist hier entscheidend, sondern auch seine Konzentration in einer Lösung oder 

einem gasigen Gemenge. 

Üblicherweise wird nur auf eine äusserst begrenzte Anzahl von möglichen Chemikalien geprüft: 

Chemikalie Beschreibung Vorkommen / Auftreten 

Benzin, Toluol und Anverwandte 

(sogenannte Olefine oder olefinische 

Lösungsmittel) 

leicht brennbare, flüchtige organische 

Stoffe. 

Chemisch nicht sehr aktiv, jedoch 

Potential für Materialschädigung 

durch Aufquellung/Aufweichung 

Öle, Fette schwer brennbare organische Stoffe. 

Chemisch nicht sehr aktiv, jedoch 

Potential für Materialschädigung 

durch Aufquellung/Aufweichung 

Schwefelsäure definiert als 10%ige Lösung in Wasser. 

Chemisch sehr aktive und aggressive 

Säure 

Reinigungsmittel Tensidlösungen (Seifen) bis 5%. 

Chemisch mässig aktive Laugen. 

aggressive Gase meist Nebenprodukte von Verbrennungsreaktionen: 

• Salzsäure (HCl, Vorstufe zu 

Dioxin) 

• SO2: Schwefeldioxid (Schwerölverbrennung) 

• NO2: nitrose Gase 

• Ozon: elektrische Entladungen 

in der Luft 

Die Gase sind vor allem im Zusammenspiel 

mit Luftfeuchtigkeit sehr 

Alkohole, Ester, Aceton 

(sogenannte Lösungsmittel) 

aggressiv. 

organische Flüssigkeiten mit mässiger 

chemischer Aktivität, jedoch Potential 

für Materialschädigung durch 

Aufquellung/Aufweichung 

Flughäfen, petrochemische Industrie, 

chemische Industrie 

überall wo Maschinen betrieben werden 

Ölförderung 

Autobatterien 

Reinigungsmittel 

Verbrennungsvorgänge 

chemische Industrie, pharmazeutische 

Industrie 

2.2. Intensität der Einwirkung 

Steht fest, welche(s) Chemikalien auf die Verkabelungskomponente einwirken können oder werden, dann 

gilt es fest zu stellen, welcher Intensität oder Art dieser Kontakt bei flüssigen Chemikalien ist: 

• Kontakt mit Spritzern (z.B. Öltropfen bei geöffneter Anlage) 

• Kontakt mit Flüssigkeitsstrahlen (z.B. bei einer undichten Leitung) 

• Rundum-Kontakt mit der Flüssigkeit (z.B. in einem Säurebad) 

Beim Einwirken von gasförmigen Chemikalien kann immer der Fall „Rundum-Kontakt“ angenommen werden. 


2.3. Dauer der Einwirkung 

Mit in die Betrachtung der Chemikalienbeständigkeit einbezogen werden muss auch die Dauer, über welche 

der Chemikalieneinfluss auf die Verkabelungskomponente einwirkt: 

• kurzzeitige Beeinflussung: maximal fünf Minuten selten auftretend 

• mittelfristige Beeinflussung: bis 3 Stunden selten auftretend 

• langfristige Beeinflussung: über 3 Stunden wiederkehrend 

Bei den ersten beiden Einwirkungsarten wird davon ausgegangen, dass die Belastung durch die Chemikalie 

nur zeitweise für begrenzte Dauer vorhanden ist und eher unfallgesteuert vorkommt. 

Langfristige Beeinflussungen sind in der Regel wiederkehrende Belastungen, die oft Bestandteil eines Prozesses 

sind (z.B. Entleeren eines Tankes). 

2.4. Temperatur 

In der Chemie gilt die Faustregel, dass eine Temperaturdifferenz von +10°C zu einer Verdoppelung der Reaktionsgeschwindigkeit 

führt (umgekehrt halbiert sich die Reaktionsgeschwindigkeit bei einer Temperaturdifferenz 

von -10°C; darum brauchen Bananenschalen in der Arktis auch rund 100 Jahre, bis sie verrottet sind). 

Umgelegt auf die Beständigkeit eines Materiales gegenüber einer definierten Chemikalie bedeutet das, dass 

bei z.B. 30°C der Einfluss der Chemikalie doppelt, bei 40°C gar vierfach so arg wie bei Raumtemperatur 

(20°C) wirkt. 

Der Temperatur, vor allem einer erhöhten Temperatur, kommt somit eine drastisch höhere Bedeutung zu, 

als etwa der Intensität oder der Dauer der Beeinflussung. 

3. Interpretationen 

Vereinfacht kann die Kombination von Intensität und Dauer der chemischen Beeinflussung als „chemische 

Belastung“ ausgelegt werden. 

3.1. Chemische Belastung durch wenig aggressive Chemikalien 

Zu dieser Gruppe gehören Seifen, organische Säuren (Essig- oder Ameisensäure), stark verdünnte Lauge- 

oder Säurelösungen, Alkohole, Silikone, Öle, Schmierflüssigkeiten oder Fette. 

Somit braucht es bei Tropfenbelastung und kurzer Dauer keine speziell resistenten Materialen, bei mittlerer 

Last jedoch ist eine Chemikalienresistenz sinnvoll. 


3.2. chemische Beslastunge durch aggressive Chemikalien 

Der Einfluss von aggressiven Chemikalien beruht in erster Linie auf deren chemischen Reaktionsfreudigkeit. 

Sie reagieren mit der Oberfläche der Verkabelungskomponente und bilden neue chemische Verbindungen, 

respektive zerstören das Ursprungsmaterial. 

Als besonders aggressiv gelten Säuren und starke Basen. 

Beim Auftreten von aggressiven Chemikalien muss die Verkabelungskomponente in jedem Fall Resistenz 

dagegen aufweisen. 

Von Natur aus recht resistent gegen aggressive Chemikalien sind die meisten Kunststoffe. Metalle hingegen 

sind sehr anfällig auf aggressive Chemikalien und müssen durch eine Lackschicht geschützt sein. 

Umgesetzt auf die Grafik wie unter 3.1 bedeutet dies: 

3.3. chemische Belastungen durch quellende Chemikalien 

Eine weitere Gruppe von Chemikalien sind diejenigen, welche die Verkabelungskomponente nicht durch 

chemische Attacken traktieren, sondern durch Eindringen in die Molekülstruktur, was eine Quellung des 

beeinflussten Materials zur Folge hat. 

Zu dieser Gruppe gehören olefinische Lösungsmittel wie Benzin, Toluol, Benzol, Pinselreiniger etc. 

In der Regel ist diese Quellung reversibel, geht also nach dem Verschwinden der Chemikalie wieder in den 

Ursprungszustand zurück. 

Fällt die Quellung jedoch zu extrem aus oder kehrt sie häufig wieder, kann eine irreversible Schädigung des 

Materials resultieren. 

Von Natur aus resistent gegen diese Gruppe von Chemikalien sind alle Metalle. Kunststoffe hingegen weisen 

die oben erwähnte Quellung auf. 


4. Beständigkeiten der handelsüblichsten Materialien 

4.1. Darstellung der Beständigkeiten 

Darstellung: Beständigkeiten 

Ausführliche Beschreibung siehe 4.2 

Darstellung: Materialen für R&M Produkte (Übersicht) 


4.2. Beständigkeiten, Details 

Die Liste zeigt im Detail, welche Materialien für welche Chemikalien und Belastungen zu empfehlen sind. 

Die Angaben gelten für Normaltemperatur bis 23°C. 

Chemikalie geringe Belastung mässige Belastung hohe Belastung Bemerkungen 

Benzin, Toluol und Anverwandte 

(sogenannte Lösungsmittel) 

ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) 

PC (Polycarbonat) 

PE (Polyethylen LDPE/HDPE) 

PE LSOH (u.ä.) 

PUR (Polyurethan) 

- 

PA (Polyamid) 

Aluminium 

Eisendruckguss 

Öle, Fette ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) 





PVC (Polyvinylchlorid) 

PA (Polyamid) 

Aluminium 


Schwefelsäure ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) 






PA (Polyamid) 

Aluminium *) 

Eisendruckguss *) 






- 

PA (Polyamid) 

Aluminium 







- 

PA (Polyamid) 

Aluminium 








PA (Polyamid) 

Aluminium *) 




PE (Polyethylen -/HDPE) 

- 


- 

PA (Polyamid) 

Aluminium 





- 


- 

PA (Polyamid) 

Aluminium 



- 





- 

- 

- 

Technical Information | chemische Beständigkeit | Hermann Christen | d | Mai 2013 | 8 

Bei Anwesenheit von Lösungsmitteln ist auf die Verwendung 

von Weich-PVC, wie es vor allem Kabeln 

verwendet wird, grundsätzlich zu verzichten, da die 

Lösungsmittel den Weichmacher im PVC herauslösen 

und so zu einer Versprödung des Kunststoffes 

führen. 

Öle und Fette wirken langfristig ähnlich wie Lösungsmittel. 

Somit ist auch hier von einem Einsatz 

von PVC ab zu sehen. 

*) Aluminium und Eisendruckguss müssen auch bei 

geringer Belastung mit einer Schutzschicht überzogen 

sein 

Für hohe Belastung ist von diesen Materialien ab zu 

sehen (Risse im Lack, Schraubstellen etc.)

Chemikalie geringe Belastung mässige Belastung hohe Belastung Bemerkungen 

Reinigungsmittel ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) 






PA (Polyamid) 

Aluminium *) 


aggressive Gase ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) 






PA (Polyamid) 

- 

Alkohole, Ester, Aceton ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) 

- 




-) 

PA (Polyamid) 

Aluminium 

- 


wässrige Lösungen ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) 






PA (Polyamid) 

Aluminium *) 







- 

PA (Polyamid) 

Aluminium *) 








PA (Polyamid) 

- 

- 


- 




- 

PA (Polyamid) 

Aluminium 








PA (Polyamid) 

Aluminium *) 



- 



- 

- 

PA (Polyamid) 

Aluminium *) 





- 

- 

- 

PA (Polyamid) 

- 

- 


- 

PE (Polyethylen -/HDPE) 

- 


- 

PA (Polyamid) 

Aluminium 








PA (Polyamid) 

Aluminium *) 


Technical Information | chemische Beständigkeit | Hermann Christen | d | Mai 2013 | 9 

*) Aluminium und Eisendruckguss müssen auch bei 

geringer Belastung mit einer Schutzschicht überzogen 

sein. 

PVC ist ab mässiger Belastung ebenfalls nicht ein zu 

setzen, da das Reinigungsmittel die Weichmacher 

aus dem Material herauslöst. 

Bei Anwesenheit von aggressiven Gasen ist auf die 

Verwendung von metallischen (ausser Edelstahl) 

Verkabelungskomponenten grundsätzlich zu verzichten. 

Kunststoffe sind bis mässige Belastung mehr oder 

weniger inert. 

Gegen diese Art von Chemikalien sind metallische 

Oberflächen unempfindlich. 

PC ist gegen Akohole und Aceton besonders anfällig. 

Auf PVC ist aufgrund des Auswaschens des Weichmachers 

vollständig zu verzichten. 

Metallische Verkabelungskomponenten sind resistent 

bei intakter Schutzschickt (Lackierung). 

Kunststoffe sind bei Anwesenheit von wässrigen 

Lösungen grundsätzlich gut geeignet.

5. Zusammenfassung und Empfehlungen 

Die Standardprodukte von R&M widerstehen grundsätzlich geringen und mässigen Belastungen ohne Probleme. 

Die Erfahrung zeigt, dass sich chemische Belastungen, auch solche von gröberer Natur, oft mit einem 

geeigneten Standardprodukt abdecken lassen. 

Als Faustregel soll gelten: 

• Lösungsmittel geringe Gefahr, Empfehlen gemäss Liste 

• Öle und Fette geringe Gefahr, Empfehlen gemäss Liste 

• Säuren und Laugen in jedem Fall Rücksprache mit Lieferanten 

• aggressive Gase in jedem Fall Rücksprache mit Lieferanten 

• Alkohole, Aceton geringe Gefahr, Empfehlen gemäss Liste 

• wässrige Lösungen geringe Gefahr, Empfehlen gemäss Liste 

Wichtig im Zusammenhang mit der Beständigkeit ist auch die Betrachtung der Dichtigkeit: es nutzt nichts, 

wenn ich ein hoch-resistentes Material gegen eine definierte Chemikalie einsetze, diese aber problemlos ins 

Innere des Gehäuses oder der Steckverbindung eindringen kann. 

R&M bietet folgende IP-Schutzmassnahmen an: 

Schutzmassnahme Material Beständigkeit 

Splash PE (Rahmen) 

Silikon (Tülle) 

IP67 Typ6 PA siehe Tabelle 

IP65 Typ14, black PA siehe Tabelle 

IP67 Typ14, Metall Eisendruckguss siehe Tabelle 

PE = siehe Tabelle 

Silikon: 

• Lösungsmittel gut 

• Öle und Fette gut 

• Säuren und Laugen gut 

• aggressive Gase gut 

• Alkohole, Aceton mässig 

• wässrige Lösungen gut

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