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Energiekette aus chemikalienbeständigem Kunststoff

Energieführung trotzt Salzsäure-Belastung
Energiekette aus chemikalienbeständigem Kunststoff

Vor dem Feuerverzinken werden Metallteile unter anderem in verdünnter Salzsäure gereinigt. Der Chlorwasserstoff-Anteil in der Luft liegt bei ca. 2 %. Dies bedeutet für das Inventar eine außergewöhnliche Säurebelastung. Kunststoff-Energiekettensysteme und Kunststoffrinnen von Igus kommen ohne Probleme mit den aggressiven Bedingungen zurecht.

Die Meissner Krane GmbH bietet seit 1986 kundenorientierte Lösungen und Service für Krananlagen und Hebezeugtechnik an. Ein Schwerpunkt des Unternehmens ist dabei die Ausrüstung von galvanischen Betrieben und Feuerverzinkereien. 2015 hat das Unternehmen den ersten Prozesskran in der Vorbehandlungslinie einer Feuerverzinkerei der Firmengruppe Wiegel mit einem modernen Energiekettensystem der Firma Igus ausgestattet. Die Wiegel-Gruppe ist einer der größten und wichtigsten Feuerverzinker in Europa.

Gut vorbereitet ist halb gewonnen

Die Feuerverzinkung ist das effektivste Korrosionsschutzverfahren, um Stahl besonders langlebig und zugleich umweltfreundlich vor Korrosion zu schützen. Dabei wird durch das Eintauchen der Werkstücke in eine metallische Zinkschmelze ein mit dem Stahl unlösbarer Zinküberzug aufgebracht. An der Stahloberfläche bilden sich Eisen-Zink-Legierungen unterschiedlicher Zusammensetzung. Nach außen hin wird die Oberfläche durch einen Überzug aus Reinzink abgeschlossen. Für eine dauerhafte und lückenlose Eisen-Zink-Reaktion müssen die Werkstücke jedoch vorbehandelt werden. Durch das Eintauchen in eine Reihe von Vorbehandlungsbädern müssen die Werkstücke vor dem eigentlichen Feuerverzinken metallisch blank sein. Um Produktionsrückstände wie Fette und Öle zu entfernen, werden die Teile zuerst in einem Entfettungsbad gereinigt und anschließend gebeizt. Hier werden weitere arteigene Verunreinigungen wie Rost und Zunder von der Oberfläche entfernt. Beides findet in der Regel in verdünnter Salzsäure statt. Anschließend folgen zwei Spülgänge, um die Verschleppung von Säure- und Salzresten mit dem Verzinkungsgut so weit wie möglich zu minimieren. Im vorletzten Schritt werden die Werkstücke in ein Flussmittelbad getaucht, was der sehr feinen Reinigung der Stahloberfläche dient. Danach werden die Teile getrocknet, bevor sie in die flüssige Zinkschmelze getaucht werden. Die Betriebstemperatur eines Verzinkungsbades liegt in den meisten Betrieben zwischen 440 und 460 °C. Die Stahloberfläche geht mit dem Zink im Schmelzbad durch gegenseitige Diffusion eine feste Verbindung ein, die in dieser Qualität mit keinem anderen Schutzverfahren erreicht wird. Danach werden die Werkstücke an der Luft abgekühlt.

Schwierige Bedingungen in der Vorbehandlungslinie

Durch die offenen, aber von der weiteren Umgebung vollständig eingehausten Prozessbäder herrscht in der Luft im Bereich der Vorbehandlungslinie ein HCl-Kondensat von etwa zwei Prozent, was einem Technoklima von 20 g/l Salzsäure entspricht. Dies bedeutet, dass es wichtig ist, im Inneren der Vorbehandlungslinie chemikalienresistente Komponenten einzusetzen. Für die Energiezuführung der Prozesskrane kam in der Vergangenheit an sämtlichen Standorten von Wiegel ein sogenanntes Festoon-System zum Einsatz. Leitungen und Schläuche werden hier wie bei einer Girlande aufgehängt und mit kleinen Rollwagen bewegt. Nachteilig an dieser Technologie ist jedoch, dass am Ende des Verfahrweges ein Kabelbahnhof einiges an Platz in Anspruch nimmt und so außerdem der Raum der Vorbehandlungslinie nicht komplett abgeschottet werden kann. Auch fallen die Rollen der Leitungswagen mitunter nach einiger Zeit aus, da die C-Profile, in denen sie geführt werden, aufgrund der Säurebelastung korrodieren und scharfkantig werden. Dadurch nutzen sich die Rollen schnell daran ab. Peter Zorn, Projektleiter Abteilung Technik bei der Wiegel Verwaltung GmbH & Co KG, erklärt die damalige Entwicklung: „Sehr wichtig waren zwei Dinge für uns: eine dichte Lösung für den Raum der Materialvorbereitung, was zuvor bei einem Festoon-System nicht gegeben war, sowie eine hohe Verschleißfestigkeit. Von der Firma Meissner Krane kam daraufhin damals die Frage ‚Wollen wir nicht mal was ausprobieren?‘. Und unsere Antwort lautete: ‚Ja, gerne!‘ Denn was mich letztendlich von den Igus-Energiekettensystemen überzeugt hat, waren die Bilder aus Kompostieranlagen oder Zementwerken, wo durch die Verschmutzung kaum noch die Kette zu erkennen war und das System immer noch lief.“ 2015 wurde die erste Energiekette von Igus im Wiegel-Werk Lauchhammer eingesetzt. „Erst Ende 2014 haben wir das Produkt der Firma Meissner Krane vorgestellt“, erinnert sich Christian Richter, zuständiger Technischer Verkaufsberater im Außendienst. „Meissner war sofort bereit, diese Neuheit zu testen.“ Ein Jahr später folgte am Standort in Feuchtwangen der nächste Einsatz, wo Igus sowohl eine Energiekette der Serie E4/4 als auch die Kunststoffrinne aus dem chemikalienresistenten Werkstoff Igumid EG+ lieferte. Dieser sorgt für eine hohe Chemikalienbeständigkeit, sodass sich der Einsatz der Führungsrinne ideal in der Feuerverzinkung oder auch beispielsweise der Düngemittelherstellung anbietet.

Leicht und chemikalienbeständig

Der Werkstoff Igumid EG+ ist gekennzeichnet durch eine sehr geringe Wasseraufnahme. Dies ermöglicht die erhöhte Resistenz gegen aggressive Chemikalien. Das Material ist mit seinen deutlich optimierten Gleiteigenschaften für die Führungsrinne und auch für die meisten e-Ketten-Serien in einem Temperaturbereich von 0 bis +100 °C einsetzbar. Da sowohl die e-Kette als auch die Rinne im Komplettsystem aus dem chemikalienbeständigen Material bestehen, sind sie sehr gute Gleitpartner. Das komplette System, bestehend aus Kette und Rinne mit dem Namen Guidelite plus EG, kommt inzwischen in vier Werken von Wiegel zum Einsatz. „Zurzeit modernisieren wir ca. zwei Wiegel-Werke pro Jahr und setzen dabei Energiekettensysteme von Igus ein“, erklärt Ronny Horn, Projektleiter der Meissner Krane GmbH. „Ein weiterer großer Vorteil der Energiekette ist, dass wir mehr Möglichkeiten haben, die Leitungen und Schläuche – auch mit größeren Querschnitten – sicher führen zu können. Oder auch sie nachträglich hinzufügen und verändern zu können.“ Bei der ersten Ausrüstung stand den Monteuren von Meissner Krane zusätzlich zur Montageanleitung ein Mitarbeiter von Igus zur Seite. Seitdem erledigen in der Regel drei Monteure von Meissner Krane die Installation des Energiekettensystems alleine. Dabei hilft das überarbeitete Verschlussprinzip der Führungsrinne. Die Seitenteile werden durch Einclipsen und Einrasten per Hand und ohne Werkzeug verbunden. Der eigens für das System konstruierte Klemmmechanismus hält sie sicher und belastbar zusammen. „Die Kette wird von Igus komplett mit Leitungen konfektioniert, aufgetrommelt und ausgeliefert“, erläutert Ronny Horn von Meissner Krane. In der Kette werden Chainflex-Leitungen von Igus geführt, die speziell für die Bewegung in der Energiekette konstruiert wurden. Aufgrund des Salzsäuregehaltes kommen hier ausschließlich Leitungen mit PVC-Außenmantel zum Einsatz.

Geforderte Standzeit: zehn Jahre

Die ersten Systeme laufen bei Wiegel nun seit einigen Jahren. Die verhältnismäßig moderate Krangeschwindigkeit von 40 m/min stellt für das Energiekettensystem keine große Herausforderung dar. Das Unternehmen realisierte bereits erfolgreich Anwendungen mit Geschwindigkeiten von ca. 10 m/s. Viel entscheidender ist hier die Haltbarkeit in der aggressiven Umgebung. Peter Zorn von Wiegel: „Wir mussten natürlich ein Stück weit mutig sein und uns auf die neue Lösung verlassen. Zuvor haben wir die Kette aus dem chemikalienbeständigen Werkstoff lediglich ca. sechs bis acht Wochen am Kran mitlaufen lassen, um zu prüfen, ob der Werkstoff mit der Umgebung zurechtkommt. Jetzt erwarten wir eine Lebensdauer von mindestens zehn Jahren, damit sich die höheren Anschaffungskosten im Vergleich zu einem Festoon-System rechnen.“ Bisher zeigt sich, dass die Energieketten von Igus bei Wiegel gut und zuverlässig verfahren. „Die seit 2015 vorliegenden Erfahrungen zeigen auf, dass der Einsatz einer säurebeständigen Energiekette im Bereich der Vorbehandlungslinie für die Energie- und Signalübertragung die richtige Entscheidung war“, erklärt Ronny Horn von Meissner Krane abschließend. „In allen Werken laufen die Systeme seit der Inbetriebnahme störungsfrei.“ Und Peter Zorn von Wiegel ergänzt: „Die Kunststoffrinne war uns sehr wichtig. Weder Edelstahl in V2A noch V4A hätten bei diesen Umgebungsbedingungen standgehalten. Ebenso wichtig war uns, dass sich die Wand zur Vorbehandlungslinie nun komplett schließen lässt und wir außerdem mit dem neuen System viel weniger Wartung haben.“ Diese Anforderungen haben sich bisher vollständig erfüllt.

Igus GmbH, Köln


Autor: Romain Studemund

International Sales e-chains,

Igus



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