Unter Kaltfluss versteht man die irreversible, plastische Verformung eines Kunststoffs unter dauerhafter mechanischer Belastung – und zwar weit unterhalb seiner Schmelztemperatur sowie häufig bereits bei Raumtemperatur. Das heißt, dass sich auch Kunststoffe, die auf den ersten Blick hart wirken, über Monate oder Jahre durch die Schwerkraft oder ausgeübten Druck verformen.
Wird ein Bauteil wie eine Flanschdichtung dauerhaft eingeklemmt, weichen die Molekülketten des Kunststoffs dem Druck langsam aus. Das Material "fließt" zur Seite weg. Auch bei Ventildichtungen, wie z. B. bei Metallkugelhähnen aus Edelstahl oder Kugelhähne aus Messing, wo häufig PTFE-Gleitringe an der Kugel anliegen, ist dies häufig zu beobachten. Wird ein Kugelhahn länger nicht geöffnet, setzt sich dieser fest. PTFE weicht unter dem permanenten Druck zwichen der Kugel und dem Ventilkörper aus. Das Material verformt sich plastisch und schmiegt sich mikroskopisch genau an die Oberflächenrauheit der Metallkugel an. Es entsteht ein nahezu perfekter Formschluss auf Molekularebene. Die Kontaktfläche zwischen Kugel und PTFE vergrößert sich dadurch enorm. Beim Wiederbetätigen muss dieser Formschluss erst überwunden werden. Das sogenannte Losbrechmoment steigt dadurch drastisch an.
Betroffene Kunststoffe in der Rohrleitungstechnik
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PTFE (Teflon): Extrem stark betroffen. Neigt unter Druck sehr schnell zum Kaltfluss.
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PE (Polyethylen, z. B. PE-HD / PE 100): Moderate Neigung, besonders kritisch bei Dauerbelastung und erhöhten Temperaturen.
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PP (Polypropylen): Ahnlich wie PE, zeigt unter konstanter Spannung Kriechverhalten.
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PVDF & PVC: Wesentlich formstabiler, zeigen aber unter sehr hoher Dauerlast ebenfalls Kriecheffekte.
Es sind keineswegs alle Kunststoffe gleich betroffen. Besonders häufig betroffen sind teilkristalline Kunststoffe mit einer Glasübergangstemperatur unterhalb der Raumtemperatur, da die Molekülketten der amorphen Strukturen im Material bereits bei 20 °C beweglich und flexibel sind.
Daraus ergibt sich zudem, dass auch die Umgebungstemperatur und die Medientemperatur des Bauteils in einer Rohrleitung das Kriechverhalten stark beeinflussen: Bei höheren Temperaturen werden Kunststoffe weicher und somit noch leicht verformbarer.
Vor- und Nachteile im Rohrleitungsbau & bei Ventilen
| Aspekt | Vorteil | Nachteil / Risiko |
| Dichtverhalten | Passt sich unter Erstspannung perfekt an unebene Dichtflächen und Flansche an. | Verlieren durch das Wegfließen mit der Zeit die Vorspannung, was zu Leckagen führt. |
| Passform in Ventilen | Dichtsitze schmiegen sich optimal an Kugel oder Spindel an. | Das Material "quillt" in den Strömungskanal oder blockiert die Mechanik. |
| Montage | Fehlstellung kleiner Bauteile kann sich durch Eigenverformung etwas ausgleichen. | Nachziehen von Flanschschrauben wird im Wartungsintervall zwingend erforderlich. |
Lösungsansätze in der Praxis
Um Kaltfluss bei kritischen Anwendungen (z. B. PTFE-Sitzringe in Kugelhähnen oder Flanschdichtungen) zu verhindern, setzt die Industrie auf gefülltes PTFE (mit Glasfaser, Kohle (Graphit) oder Bronze modifiziert) oder verwendet federunterstützte Dichtsysteme, die den Spannungsverlust automatisch ausgleichen.