Chemiepumpen als Schlüssel zu mehr Prozesssicherheit

Angesichts der eingesetzten Substanzen, der Komplexität der Verfahren sowie der potenziellen Gefahren für Mensch und Umwelt spielt die Prozesssicherheit in der Chemieindustrie eine so maßgebliche Rolle wie in kaum einer anderen Branche. Denn die Folgen von Ausfällen, Undichtigkeiten und Schäden an Anlagen können weitreichende Konsequenzen haben. Allgemein gilt: Umso höher die Auswirkungen bei einem störungsbedingten Ausfall, desto wichtiger ist der Einsatz von zuverlässigen, überprüfbaren Komponenten. Besonders im Bereich der Pumpentechnik ist dies essenziell.

Extreme Temperaturen, gefährliche Substanzen, hoher Druck: Wenn Anwender Prozesse in der Chemieindustrie nicht sicher durchführen, sind die Folgen schwer. Im schlimmsten Fall entstehen Unfälle und Explosionen, die Menschenleben gefährden und schwere Verletzungen bei Mitarbeitenden verursachen. Über die Gefahren am Arbeitsplatz hinaus müssen Anwender die Qualität ihrer hergestellten Produkte sicherstellen. Denn wenn Prozesse nicht stabil sind, können Abweichungen in den Produktspezifikationen auftreten. Die Folge: minderwertige oder gefährliche Endprodukte. Doch nicht nur der Mensch ist durch unsichere Prozesse in Gefahr – die Umwelt ist es auch. Lecks und Undichtigkeiten in den Anlagen können dazu führen, dass chemische Substanzen austreten, die Umweltschäden verursachen.

Um Mensch und Umwelt zu schützen, steht die Prozesssicherheit bei chemischen Vorgängen immer im Fokus. Eine besonders wichtige Rolle spielen Pumpen, die als fester Bestandteil in den Prozess integriert sind. Denn sie tragen eine maßgebliche Verantwortung für einen reibungslosen Ablauf des Prozesses. So kommen sie beispielsweise zum Einsatz, um Flüssigkeiten wie chemische Lösungen zu fördern.

Chemikalienverträgliches Kunststoffgehäuse

Aufgrund der hohen Risiken werden in der Chemieindustrie spezielle Anforderungen an die Prozesspumpen der Anlage gestellt. Die richtige Auswahl, Installation, Wartung und Überwachung ermöglichen, chemische Vorgänge sicher und effizient durchzuführen. Auch die Beschaffenheit der Pumpen muss den Anforderungen standhalten. So müssen die Komponenten chemikalien- und korrosionsbeständig sowie oft auch explosionsgeschützt sein. Zahlreiche Anforderungen, die das Unternehmen Timmer mit seinen Doppelmembranpumpen erfüllt.

„Vom Material über die Konstruktion bis hin zur einfachen Zugänglichkeit in der Reparatur: Chemiepumpen müssen in der Praxis einwandfrei funktionieren“, sagt Stefan Anstöter, Produktspezialist beim Pumpenhersteller. „Wir wissen: Hier gibt es keinen Raum für Fehler. Darum haben wir unsere Pumpen so optimiert, dass sie alle Anforderungen der Branche erfüllen – und sogar übertreffen.“ Das fängt bereits beim bewussten Einsatz von geeignetem Material der Pumpe an. Der in anderen Branchen bewährte Edelstahl eignet sich beispielsweise häufig nicht in der Chemie, da er von Laugen und Säuren angegriffen wird. Stattdessen sind die Pumpen der Produktlinie Tim Chem mit einem Gehäuse aus Kunststoff ausgestattet. Das verwendete Polytetrafluorethylen (PTFE) ist mit den eingesetzten Chemikalien verträglich.

Zuganker minimieren Verformung

Die Materialauswahl muss ganzheitlich gedacht und selbst auf Ebene der einzelnen Pumpenkomponenten optimal umgesetzt werden. Auf dem Markt gängig sind beispielsweise im Kunststoffgehäuse verschraubte Gewindehülsen. Durch externe Einflüsse wie hohe Temperaturschwankungen ändert das Material seine Form und das Gehäuse neigt dann zu Undichtigkeiten an den Verbindungen. Timmer hingegen verwendet bei Pumpen eine Bauweise, die die hochbeständigen Kunststoffbauteile mit Medienkontakt durch Zuganker verbindet. Die Kraft der Zuganker verteilt sich durch die großflächigen Verstärkungsbleche gleichmäßig – dadurch werden Verformungen des Kunststoffes minimiert.

Um einen maximalen Schutz zu ermöglichen, umfassen Edelstahlbleche die Pumpe und schaffen Stabilität für die gesamte Konstruktion. Wichtig ist hier jedoch: Das Metall kommt mit dem Medium im Inneren der Pumpe nicht in Kontakt. Lediglich der auf Beständigkeit geprüfte Kunststoff umschließt das verarbeitete Medium – und bringt einen weiteren Vorteil mit. Das Material ist FDA-konform und damit lebensmittelverträglich. Eine Eigenschaft, die auf den ersten Blick in der Chemieindustrie keine Rolle spielt. Hier lohnt sich jedoch ein Blick hinter die Kulissen. Denn die Chemieindustrie ist maßgeblich an der Herstellung pharmazeutischer Produkte beteiligt. Auch wenn das Endprodukt, beispielsweise eine gängige Schmerztablette, mit der Chemiepumpe nicht in Berührung kommt – die einzelnen Substanzen durchlaufen die Chemiepumpe in verschiedenen Prozessen. So kommen diese Vorprodukte lediglich mit Materialien in Berührung, die FDA-konform sind.

Raffiniert konstruiert

Für die Prozesssicherheit ist die Dichtigkeit der Pumpen besonders wichtig. Dabei erfolgt die Konstruktion nach einer simplen Regel: umso weniger Dichtflächen, desto weniger Möglichkeiten einer Undichtigkeit. Daher benötigen die Chemiepumpen des Herstellers nur vier O-Ringe zur Abdichtung des Medienteils – deutlich weniger als Pumpen anderer Hersteller, die an bis zu zwölf Stellen im Medienteil abgedichtet sind.

Auch die einzelnen Komponenten sind aufeinander abgestimmt. Denn die gewählten Bauteile sind nicht nur sicher und dicht, Anwender können sie bei Bedarf auch schnell austauschen. Dieser Aufbau ermöglicht zudem einen schnellen und einfachen Service vor Ort. Hier ist weniger mehr, denn die geringe Anzahl an Verschleißteilen schafft einen geringeren Wartungs- und Kostenaufwand. „Der Konstruktionsaufwand und der Einsatz hochwertiger Materialien verursachen zwar zunächst höhere Investitionskosten, diese zahlen sich in der Praxis aber schnell in Form von längeren Standzeiten und geringerem Wartungsaufwand aus“, sagt Anstöter. „Das schätzen Anwender in der Chemieindustrie sehr. Denn während es in anderen Branchen häufig um kostenoptimierte Lösungen geht, steht hier die Prozesssicherheit an erster Stelle.“
In der Chemieindustrie spielt neben einer zuverlässigen Abdichtung und beständigen Materialien der Pumpen ein weiterer Faktor eine wichtige Rolle: Der Explosionsschutz. Die Atex-Richtlinie steht für „Atmosphères Explosibles“ und spezifiziert die Produktanforderungen für den Explosionsschutz. Der Hersteller konstruiert und fertigt Chemiepumpen, die diese Richtlinie erfüllen und dementsprechend Atex-konform sind – je nach Umgebung der Anlage eine wichtige und notwendige Eigenschaft, die unter anderem durch die Materialauswahl und -kombination erreicht wird.

Einfacher Zugang bei Reparaturen

Fällt eine Pumpe trotz hoher Qualitätsstandards aus, ist eine schnelle Reparatur in der Chemieindustrie essenziell. Im schlimmsten Fall treten potenziell gefährliche Stoffe aus, die gesundheitliche Folgen für die Mitarbeitenden und die Bevölkerung haben und sich auch negativ auf die Umwelt auswirken können. Außerdem sind lange Stillstandzeiten immer auch mit wirtschaftlichen Schäden für Anwender verbunden.

Durch proaktive Wartung und schnelle Reparaturen können Unternehmen potenzielle Probleme frühzeitig erkennen und beheben, bevor sie zu größeren Schäden führen. Daher sind Timmer-Chemiepumpen optional mit einem intelligenten Sensor zur Zustandsüberwachung ausgestattet. Dieser lässt sich direkt in das Prozessleitsystem des Anwenders integrieren. Dort zeigt der Sensor den Echtzeit-Zustand der Pumpe an und schlägt mittels eines Zusatzsystems im Fall einer Fehlermeldung sofort Alarm. Das Unternehmen kann dabei selbst entscheiden, wie die Pumpe in das System integriert werden soll und welche ihrer Daten angezeigt werden. Kommt es zu einer Fehlermeldung und in der Konsequenz zu einer notwendigen Reparatur, sind die Pumpen für Service-Techniker leicht zugänglich. Ventilkugeln und -körbe lassen sich ohne Demontage der Seitendeckel austauschen. Der Einsatz von Spezialwerkzeug ist dabei nicht notwendig.

Für einen reibungslosen Ablauf sorgt das Herzstück der Pumpe, ein spezielles Keramik-Sprungventil, das besonders verschleißarm ist. Sämtliche Reibpaarungen des Ventils bestehen aus Keramik in Verbindung mit feingeschliffenen Schiebern aus Hochleistungskunststoffen. Das führt zu einem minimalen Verschleiß im Ventil selbst. Um die Standzeiten der Membranen zu erhöhen, verwendet der Pumpenhersteller das Kurzhubprinzip. Der reduzierte Hubweg schont die Membranen nachhaltig. Anstöter resümiert: „So simpel der Aufbau unserer Chemiepumpen auch ist, so komplex arbeiten die einzelnen Komponenten zusammen. Die hohe Nachfrage zeigt uns, dass wir mit unseren hohen Sicherheitsstandards den Nerv der Branche getroffen haben und ihre hohen Anforderungen erfüllen.“