Gleiches mit Gleichem

Reparaturtechnik für emaillierte Apparate

Anlagenbau
Chemie
Pharma
Ausrüster
Planer
Betreiber
Einkäufer
Manager

06.03.2015 Sie sind das Herz vieler verfahrenstechnischer Anlagen: emaillierte Apparate – und demnach für deren Verfügbarkeit und Produktivität bestimmend. Aufgrund der hohen Beständigkeit gegen chemische Korrosion, der hohen Verschleißbeständigkeit des Emails und der glatten, gut zu reinigenden, chemisch inerten Oberfläche sind emaillierte Apparate oft die erste Wahl. Kommt es an einem solchen Apparat zu einer Beschädigung – sei es infolge von Verfahrensbedingungen, wegen falscher Handhabung oder beim Durchführen von Wartungs- oder Inspektionsarbeiten – ist eine schnelle und zuverlässige Reparatur der Emaillierung erforderlich.

Anzeige

Entscheider-Facts Für Betreiber


  • Bisher war das Reparieren von Schäden an emaillierten Apparaten die Domäne des Werkstoffes Tantal. Das muss nicht mehr so sein, denn mittlerweile gibt es eine Vielzahl von Reparatursystemen gibt, die auf emaillierten Abdeckelementen beruhen.
  • Zusätzlich sind Betreiber bei Apparaten mit emaillierten Reparatur-Elementen nicht mehr in ihren Einsatzmöglichkeiten eingeschränkt.

Tantal-Reparaturen verbessert
Bisherige Reparaturverfahren beruhen auf dem Ansatz, die schadhaften Stellen an den produktberührten, emaillieren Flächen mit Hilfe von Abdeckelementen aus Tantal vor weiterem Korrosionsangriff zu schützen. Je nach Größe des Schadens kommen dabei Tantalschrauben, gewölbte Scheiben, Tantalplatten und Tantalschürzen zum Einsatz. Die Abdeckelemente verschraubt der Anwender mit Schrauben und/oder Muttern aus Tantal mit dem beschädigten emaillierten Bauteil. Die Abdichtung zwischen Tantal-Abdeckelement und dem emaillierten Bauteil erfolgt mit Hilfe eines Dichtelements aus PTFE. Tantal ist der einzige mit Email in Bezug auf den Anwendungsbereich vergleichbare Metallwerkstoff; sein Einsatz ist aber mit wesentlichen Nachteilen verbunden. Das sind insbesondere die Materialkosten des Metalls und die Kosten für die Schweißvorgänge, die immer unter kontrollierter Atmosphäre erfolgen müssen. Außerdem versprödet Tantal durch Wasserstoff, das heißt die breite Palette der Hydrierungs- und Dehydrierungsreaktionen lässt sich in Behältern, die mit Tantal-Bauteilen instandgesetzt wurden, nur sehr begrenzt realisieren. Andere Metallwerkstoffe wie rostfreie Stähle oder Alloys lassen sich nur in sehr eingeschränkten Anwendungsbereichen einsetzen, weil deren Bestandteile, vor allem Ni, Cr und Mo, unerwünschte Nebenreaktionen katalysieren.

Pads bis 300 mm
Tantal ist ein chemisch zwar hoch beständiger Werkstoff, aber besitzt sehr schlechte mechanische Eigenschaften: Die Härte liegt bei nur 90 bis 210 HV, das E-Modul bei 186 GPa (Stahl 210 GPa), die Steckgrenze bei 100 bis 200 MPa und die Dehnung zwischen 10 und 30 %. Tantal ist demnach ein sehr weicher Werkstoff mit geringer Stabilität bei mechanischer Beanspruchung, wie sie bei Verschraubungen oder bei Teilen relevant sind, bei denen das Verpressen einer Dichtung erforderlich ist. Schließlich ist der Wärmeausdehnungskoeffizient von Tantal nur etwa halb so groß wie der von Stahl. Aus diesen Gründen war es bisher sehr schwierig, aufwendig und teuer, großflächige Reparaturen an emaillierten Behältern mit Hilfe von Abdeckelementen aus Tantal auszuführen. Daher entwickelte Thaletec ein Reparaturverfahren, das die mechanischen Nachteile des Werkstoffes kompensiert und großflächige Reparaturen bis 300 mm Durchmesser ermöglicht: Die Ta-Pads bestehen aus einem sandwichartig aufgebauten Grundköper aus Stahl und einem dazwischen eingebrachten dauerelastischen Weichstoff, der mit einer 0,5 mm dicken Folie aus Tantal umhüllt ist. Die Stahlplatten im Grundköper ermöglichen die mechanische Stabilität des Abdeckelements. Der zwischen den Stahlplatten eingebettete dauerelastische Weichstoff verleiht dem Grundkörper eine hohe Elastizität und trägt dazu bei, das Setzen des Dichtelements aus PTFE über einen weiten Bereich zu kompensieren und ermöglicht so die dauerhafte Dichtheit der Reparaturstelle. Die Pads sind bis zu einem Durchmesser von 300 mm standardmäßig erhältlich und decken so einen weiten Anwendungsbereich ab. Fixieren kann sie der Anwender mit Hilfe von speziell für diese Aufgabe entwickelten Befestigungsschrauben.

Emaillierte Verschraubungen
Rep-Caps-Bauteile des Herstellers sind für jene Fälle konzipiert wenn es darum geht, korrosionsfeste Verschraubungen im Innern emaillierter Behälter zu realisieren. Sie bestehen aus einer Spezialschraube M8 aus dem für Druckgeräte zugelassenen Edelstahl A2, einem Dichtelement aus multidirektional expandiertem PTFE sowie einer emaillierten Hutmutter. Die Spezialschraube entspricht in ihrer Ausführung einer Zylinderkopfschraube nach ISO 4762 (DIN 912), allerdings mit einem weiteren Gewinde am Schraubenkopf. Um eine Verschraubung herzustellen, fixiert der Anwender das zu befestigende Bauteil zunächst mit der Schraube. Hier sind Drehmomente bis 12 Nm möglich. Anschließend schraubt er die emaillierte Hutmutter mit Hilfe eines Spezialschlüssels auf den mit Gewinde versehenen Schraubenkopf auf.

Heftausgabe: März 2015
Seite:

Über den Autor

Dr.-Ing. Jürgen Reinemuth, Geschäftsführer, Thaletec
Loader-Icon