Stickstoffüberlagerung bei heiklen Medien

Niederdruckregler im Einsatz bei Mischsäure

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13.10.2015 Die industrielle Herstellung von Sprengstoffen und deren Kontrolle erfordert spezielle Kenntnisse und eine lange Erfahrung. Die Société Suisse des Explosifs (SSE), eine Industriegruppe aus Brig in der Schweiz, verfügt über diese Kenntnisse und Erfahrung: Die Gruppe ist in der Produktion von zivilen Sprengstoffen, Feinchemie und Pyrotechnik tätig und kennt sich daher auch mit der fachgerechten Lagerung ihrer Produkte aus: Um die Zünd-/Explosionsfähigkeit der hergestellten Sprengstoffgemische zu unterbinden, überlagert sie der Hersteller mit Stickstoff.

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Entscheider-Facts Für Betreiber


  • Bei der Sprengstoffherstellung, beispielsweise bei der Synthese von Nitroglycerin, spielen der Einsatz von Salpeter- und Schwefelsäure sowie deren Mischung, auch als Mischsäure bezeichnet, eine wichtige Rolle.
  • Das Kondensat greift umgebende Materialien, wie die für die Überlagerung der Sprengstoffe eingesetzten Druckregler, an.
  • Ein Sprengstoffhersteller und ein Produzent von Druckreglern haben zusammen Druckregler entwickelt, die gegen diese Mischsäure resistent sind.

Dafür kommen selbsttätig, also ohne Fremdenergie, arbeitende Druckregler zum Einsatz. Das Inertisieren bzw. Überlagern im Über- und Unterdruck stellt eine der häufigsten Anwendungen für Niederdruckregler dar.

Aggressive Bedingungen herrschen vor
Die eigentliche Herausforderung bei der Produktion und im Umgang mit Sprengstoffen ist dabei aber nicht der Prozess als solcher: Für die Herstellung der Sprengstoffe wird ein Gemisch aus Salpeter- und Schwefelsäure eingesetzt. Diese Mischsäure wirkt extrem aggressiv auf sämtliche verwendete Materialien, die mittel- oder unmittelbar mit der Mischsäure in Kontakt kommen – und damit natürlich auch auf die Druckregler. Denn schwierig ist vor allem der Umgang mit den unter Sonneneinstrahlung entstehenden Gasen beziehungsweise dem Kondensat der Mischsäure.

Die Schwachstelle erkennen
Durch das aggressive Säuregemisch musste der Sprengstoffhersteller die Druckregler bisher im Intervall von zwei bis drei Monaten austauschen und vollständig revidieren. Insbesondere liegt das Problem dabei weniger am verwendeten Gehäusematerial, sondern vielmehr an den normalerweise verwendeten PTFE-Membranen. Die üblichen und an sich chemietauglichen PTFE-Membranen hielten den Belastungen nicht stand. Das Membranmaterial wird nach relativ kurzer Zeit durch die Mischsäuregase porös und damit undicht. Eine undichte Membran führt zu Reglerausfall und bedeutet schlichtweg eine Störung des Prozesses. Die Folgen liegen auf der Hand: Produktionsunterbrechung und zusätzliche Kosten.

Neue Membrankonstruktion
Um diese Produktionsunterbrechungen zu vermeiden und die Standzeit markant zu steigern, hat sich die Gruppe zusammen mit dem Druckregler-Hersteller Zürcher Technik eine anwendungsspezifische Lösung des Problems erarbeitet. Dabei haben die Unternehmen unterschiedliche Konstruktionen und Materialien getestet. In diesen Tests hat sich herausgestellt, dass produktberührt einzig ein Perfluorkautschuk-(FFKM)/Kalrez-basiertes Membranmaterial den hohen Anforderungen standhält.

Hinzu kommt, dass die Unternehmen die Konstruktion der Druckreglermembran für diese Anwendung komplett überarbeiten mussten. Das Membranmaterial musste nicht nur stabil, diffusionsdicht, sondern auch flexibel und leichtgängig in seiner Regelcharakteristik bei unterschiedlichen und oft wechselnden Außeneinflüssen sein. Speziell die Wintermonate stellen mit den Minustemperaturen hohe Anforderungen an das verwendete Material. Hierzu wurde die produktseitige FFKM-/Kalrez-Membran auf der produktabgewandten Seite mit einer gewebeverstärkten Fluorkautschuk-(FKM)/Viton-Membran ergänzt.

Durch die so erreichte Doppelmembran-Konstruktion verbesserte sich die Standzeit der Druckregler erheblich: Sie sind nun seit mehr als eineinhalb Jahren im Einsatz und arbeiten nach wie vor störungsfrei.

Heftausgabe: Oktober 2015
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Murad Schonath ist Sales- und Marketingmanager bei  Zürcher Technik

Über den Autor

Murad Schonath ist Sales- und Marketingmanager bei Zürcher Technik

Murad Schonath ist Sales- und Marketingmanager bei Zürcher Technik

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