Korrosive Förderströme sicher beherrschen

Nicht nur in Chemie, Pharmazie oder Petrochemie, sondern ebenso in Papier- und Zellstofffabriken, bei der Farbenherstellung oder in der Textil- und Kunststoffindustrie haben ausgekleidete Absperrklappen einen festen Platz eingenommen und regeln eine Vielzahl von korrosiven Medien bis hin zur Schwefelsäure oder sogar zur Flusssäure. Der Erfolg dieser Armaturen hat mehrere Gründe:

• Die Palette der zur Verfügung stehenden Auskleidungsmaterialien reicht von Fluorpolymeren bis zur Keramik.

• Effektive Verfahren zur Auskleidung und Ummantelung der Innenseite der Armaturen, der Klappenscheibe und der Klappenwelle stehen zur Verfügung.

• Hohe Durchflusskapazitäten ermöglichen kleinere Nennweiten.

• Die glatte, ebene Kontur von Oberfläche und Dichtleiste der Klappenscheibe verbessert die Durchflusscharakteristik und ermöglicht niedrige Drehmomente.

Als Auskleidungsmaterialien haben sich besonders Fluorpolymere aufgrund ihrer Beständigkeit gegenüber Chemikalien auch bei hohen Temperaturen bewährt.

Zur Verhinderung von Korrosionsschäden an Innenteilen von Armaturen kommen unterschiedliche Fluorpolymere zum Einsatz. Sie verringern das Risiko der Kontaminierung und erhöhen die Standzeit der Armatur wesentlich. Der formgepresste, anschließend gesinterte und feinstbearbeitete Sitzring als Abdichtelement im Durchgang der Armatur besteht aus qualitativ hochwertigem Rein-PTFE. Die glatte Ummantelung der einteiligen Klappenscheibe/Klappenwelle aus PFA, schützt den aus legiertem Stahl hergestellten Kern. Durchgangsbohrungen in der Klappenscheibe, ausgefüllt mit PFA während des Ummantelungsprozesses, dienen der Verankerung des Auskleidungsmaterials und verhindern dessen Ablösung von der metallischen Scheibenoberfläche, z. B. bei Vakuumeinsatz unter extremen Temperatur- und Unterdruckbedingungen.

Zusätzlich zum Ausfall der Armatur können Leckagen beträchtliche Schäden an nachgeschalteten Anlagenteilen verursachen, zur Erhöhung des Kontaminationsrisikos beitragen und zu ernsthaften Sicherheits- und Gesundheitsgefahren führen. Die Hersteller ausgekleideter Armaturen haben daher eigene Methoden zur Gewährleistung eines dichten Abschlusses in beiden Durchflussrichtungen entwickelt.

Als Beispiel sei hier eine Absperrklappe mit mechanischem Dichtprinzip beschrieben. Über eine Druckhülse üben Tellerfedern eine konstante Vorspannung auf den Sitzring im Bereich der Scheibennabe aus, wodurch ein Presssitz zwischen Sitzring und Scheibennabe erzielt wird. Eine sekundäre radiale Abdichtung wird durch die Anpressung des Sitzringes gegen die Klappenwelle im Bereich der Wellendurchführung erzeugt. Ein Viton-O-Ring komplettiert das Dichtsystem.

Wartung ist ein weiterer wichtiger Punkt bei der Beherrschung korrosiver Förderströme. Zur Verringerung der Möglichkeit der Durchdringung (Permeation) der Auskleidung durch das Durchflussmedium ist es unumgänglich, eine Armatur mit möglichst dickwandiger Auskleidung, üblicherweise zwischen 2,5 und 3 mm, zu wählen. Daneben führt die Berücksichtigung dieses Umstandes zu einer Verlängerung der Standzeit der Ummantelung und zur Reduzierung der Anforderungen an Wartung und Instandhaltung.

Zum Einsatz bei Medien mit abrasiven Bestandteilen können Absperrklappen mit UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene) oder mit Keramik ausgekleidet werden. Die Abbildung zeigt eine keramisch ausgekleidete Absperrklappe im Einsatz für abrasive und säurehaltige Schlämme bei der Firma Millennium Inorganic Chemicals, UK (weltweit zweitgrößter Hersteller von Titandioxid). Im Einsatz sind Regeleinheiten aus der Absperrklappe mit pneumatischem Regelantrieb einschließlich Stellungsregler. Sie sind in der Zuflussleitung zur Mahlanlage eingebaut, in der Titandioxdpigmente geschliffen werden. Die Wirtschaftlichkeit des Schleifprozesses ist abhängig von der exakten Einregelung einer Zuflussmenge von 50 l/min, um Überlauf, Ausfallzeiten und zu hohen Energieververbrauch zu vermeiden. Unter Verwendung eines Durchflussmessgerätes, angeschlossen an ein Datenverarbeitungssystem, kann der Stellwinkel der Absperrklappe automatisch und ferngesteuert verändert werden.

Mit 50% Feststoffanteil im Wasser einschließlich chemischer Spurenelemente bei einer Temperatur von bis zu 70 °C stellt sich Titandioxid als abrasiv, säurehaltig und damit als schwierig regelbar dar. Herkömmliche Membranventile hatten Standzeiten von nur 4 bis 6 Wochen. Mit der beschriebenen Armatur konnten die Standzeiten auf zwei Jahre erhöht werden.

Halle 8.0, Stand Q38-Q51

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