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Korrosionsfeste Rohrsysteme

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06.09.2011 Fiberglas ist im Rohrleitungsbau auf dem Vormarsch – auch und gerade in der chemischen Industrie. Denn der Werkstoff löst die typischen Problemstellungen: Er ist nicht nur korrosionsbeständig, sondern auch unempfindlich gegenüber Hitze und Kräfteeinwirkung. Im Anlagenbau gefragt sind auch das geringe Gewicht und die vorteilhaften Verarbeitungseigenschaften. Fiberglasrohre – auch GFK-Rohre genannt – ermöglichen schnelle Montageabläufe, die Preisvorteile mit sich bringen.

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Entscheider-Facts Für Anwender

  • Raffinerien, Rauchgasentschwefelungsanlagen, Anlagenbetreiber und Chemieparks profitieren von Fiberglas ganz erheblich. Die Beständigkeit der Rohre und Behälter lässt sich den Anforderungen genau anpassen. Epoxid-Harz-Rohre sind korrosionsfest und robust gegen Hitze, Druck und aggressive Produkte
  • aller Art.
  • Bei der Auswahl des Dienstleisters ist die exakte Planung des dreidimensionalen Rohrverlaufes und der Verbindungselemente entscheidend.
  • So sind kurze Montagezeiten, minimale Stillstände und rasante Umschlusszeiten garantiert. Mit 24-Stunden-Services stellt man dauerhaft höchste Anlagenverfügbarkeit sicher.

Typische Produkte für die chemische Industrie sind Rohre und Behälter, die gegenüber aggressiven Stoffen und hohen Temperaturen beständig sind. Zudem sollen sie sich optimal in die Anlagenumgebung montieren lassen: schnell und reibungslos. GFK-Rohre sind darum beispielsweise durch ihre ISO-Abmessungen voll kompatibel mit bereits bestehenden Systemen; Maßanfertigungen sind möglich.
Mit der Auswahl des geeigneten Harzes und Härters trifft der Hersteller die erste wichtige Entscheidung für das optimale GFK-System des Anwenders. Wichtigste Kriterien sind das Medium (welche Beständigkeit ist gefragt?), die Einsatztemperatur sowie lokale Betriebsparameter. Wie solche individuellen Maßanfertigungen aussehen, zeigen die folgenden Beispiele.

Spezial-Abdeckung für einen
Heiß-Klärer bei Kali + Salz

Kali + Salz, in der Weltspitzengruppe der Hersteller von Spezial- und Standard-Düngemitteln, Pflanzenpflege- und Salzprodukten, ist einer der Vorreiter. K+S setzt seit über 25 Jahren erfolgreich auf korrosionsfeste Rohrsysteme aus Epoxid-Harz. Die Erfahrung, dass Fibercast-Schleuderrohre gegenüber Salzsolen bis 120 °C Beständigkeiten von über 20 Jahren aufweisen, beweist sich hier täglich.
Im Jahr 2006 musste schließlich für das Werk Werra in Philippsthal eine neue Abdeckung für einen Klärer implementiert werden, der 95 °C heiße, hochkonzentrierte Salzsolen zum Zweck der Sedimentierung ungelöster Bestandteile in sich aufnimmt. Vorgegeben waren eine Spannweite von etwa 6,7 m und eine Belastbarkeit von 350 kg/m2. Zusätzlich galt es, ein Gefälle von etwa 2° und eine Oberfläche der Rutschklasse R 12 einzuhalten.
Zuvor wurden Konstruktionen aus gummiertem Stahl eingesetzt – jedoch mit unbefriedigend kurzen Standzeiten. Daher wurde hier ein Fachunternehmen für korrosionsfreie Bauteile mit der Planung beauftragt. Das Know-how, welche Harze beständig gegenüber den Brüden sind, brachte das Unternehmen in die Konstruktionsvorschläge ein, die auch die statischen Vorgaben, Reinigungs-Luken sowie entfernbare Montage-Segmente berücksichtigten. K+S erhielt eine Konstruktion aus T-Trägern mit einer Beplankung aus Vinylesterharz-Profilplatten. Die Montage von Fiberglas-Bauteilen erfolgt vergleichsweise schnell: Alle Arbeiten wurden binnen drei Wochen vollständig abgeschlossen. Die Abwicklung des gesamten Auftrags einschließlich Demontage der alten Abdeckung lag beim Rohrhersteller.

Sanierung der Abwasser-Leitungen für die Raffinerie Oberrhein
Die Raffinerie am Oberrhein in Karlsruhe ist Deutschlands größte Raffinerie und eine der modernsten und leistungsfähigsten in Europa. Rund 1.000 Mitarbeiter veredeln jährlich etwa 16 Mio. t Rohöl zu hochwertigen Produkten wie Benzin, Diesel, Heizöl, Propylen und Bitumen.
Im Jahr 2006 stand bei dem Unternehmen eine Sanierung der bestehenden Abwasserleitungen an. Das gesamte Kanalnetz muss korrosionsbeständig, absperrbar und druckfest sein. Es sollte ein optimaler Kompromiss zwischen Beständigkeit, Temperatur-Belastbarkeit, Druckfestigkeit und Montage-Freundlichkeit gefunden werden.
Zusammen entwickelten Auftraggeber und Auftragnehmer ein maßgeschneidertes Rohrsystem. Die implementierten Lösungen bilden ein breites Spektrum von Leitungen DN 400 für den Wassertransport bis hin zu Beanspruchungen bei 125 °C und 16 bar Druckbeständigkeit. Für die Auftragserteilung ausschlaggebend war, dass der Hersteller nicht nur das Material liefert, sondern auch die Montage ausführt.

Brüdenbeständige Rohrleitungen für Celanese Chemicals
Celanese Chemicals als Zweig der Celanese Corporation ist einer der führenden Hersteller von Acetyl-Produkten und Dispersionen. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Dallas im US-Bundesstatt Texas beschäftigt weltweit rund 5.000 Mitarbeiter und erzielte im Jahr 2005 einen Umsatz von rund 4,3 Mrd. US-Dollar. Celanese Chemicals betreibt Produktionsanlagen in Nord- und Mittelamerika, Südostasien und Europa.
Im Rahmen eines kompletten Anlagenumbaus am Standort Oberhausen war man auf der Suche nach einer Rohrleitung DN 600, die bei 120 °C korrosionsfest gegenüber Brüden bleibt. Da die Beständigkeit herkömmlicher Stähle nicht ausreichend ist, fiel die Wahl auf Glasfaser.
Das komplette Detail-Engineering inklusive Spannungsanalyse, Auslegung des Halterungskonzeptes, Zeichnungserstellung, Beschaffung der Komponenten, Zertifizierungen und Turn-Key-Errichtung der Brüden-Leitungen übernahm der Rohrhersteller. Der Anlagen-Stillstand ließ sich auf ein Minimum reduzieren.

Typische Harze
Rohrleitungen und Behälter in der Chemie

  • Isophthalsäure – niedrige Chemiebeständigkeit: Für Kühlwasser und ähnliche Anwendungen sind GFK-Rohre und -Behälter aus Isophthalsäureharze ideal. Sie sind besonders wirtschaftlich, wenn niedrige Anforderungen an die chemische Beständigkeit und Temperaturen gestellt sind – bis zu 80 °C.
  • Vinylesterharze – chemiebeständiger Standard: Bisphenol-A-Vinylesterharze sind Standardharze in Rohrleitungsbau und Behälterfertigung. Man kombiniert hier hohe Beständigkeit gegen Säuren, Laugen, Bleichmittel und Lösungsmittel mit guter Verarbeitbarkeit Vinylesterharzrohre werden bis zu einer Temperatur von 95 °C eingesetzt. Sollen Gase durchgeleitet werden, sind höhere Temperaturen möglich.
  • Novolake – hohe Temperaturen und Chemieresistenz: Novolak-Vinylesterharze sind ausgelegt für eine maximale thermische und chemische Beständigkeit. Sie sind besonders für den Einsatz im Kontakt mit Lösemitteln, Säuren und oxidierenden Substanzen – wie etwa Chlorgas – geeignet. Durch ihre gute Zähigkeit bei hohen Temperaturen bis zu 170 °C haben sie sich darüber hinaus in Rauchgasanwendungen ausgezeichnet bewährt.
  • Epoxidharze – maximal beständig und hoch temperaturfest: Die Verarbeitung von Epoxidharz-Kombinationen ist sehr anspruchsvoll; so müssen Harz und Härter beispielsweise auf eine bestimmte Temperatur vorgeheizt werden. Man verarbeitet Bisphenol-A-Epichlorhydrin-Epoxidharz mit so genannter aromatischer Amin-Härtung. Mit genau dieser Kombination erzielt man die beste Beständigkeit gegen eine Vielzahl von Säuren, Laugen, Lösemitteln oder Ölen und Ölprodukten. Durch den hohen Vernetzungsgrad und das sehr dichte Molekülgitter können Epoxidharzrohre und -behälter außerdem bei deutlich höheren Temperaturen auch für flüssige Medien bis 130 °C eingesetzt werden.

 

Heftausgabe: September 2011
Alexander Bamberger, Geschäftsführer Fiberpipe

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Alexander Bamberger, Geschäftsführer Fiberpipe
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