Explosive Silane auf den Punkt genau dosiert

Schnelle Regelung von Vernetzern bei der Kabelproduktion

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14.02.2019 Die Dosierqualität ist entscheidend bei der kontinuierlichen Verarbeitung von Kunststoffen. Auch bei der Produktion von Kabelisolierungen kommt es deshalb auf eine schnelle und präzise Regelung der eingesetzten Vernetzungsmittel an. Und weil die dafür verwendeten Silane äußerst reaktiv sind, müssen die Dosieranlagen besonders hohe Anforderungen erfüllen.

Entscheider-Facts für Betreiber

  • Ein globaler Hersteller von Kabeln nutzt für die Fertigung von Kabelisolierungen verschiedene Silantypen als Vernetzer und Haftvermittler und hat dazu zehn Dosieranlagen aus besonders beständigen Werkstoffen bestellt.Kernstück sind die Membrandosierpumpen Ecoflow, die mit der Steuerungstechnik Smart Control und einem hochpräzisen
  • Massendurchflussmesser eingesetzt werden.
  • Eine kontinuierliche Rückkopplung von Führungssignal und Messgerät garantiert eine sensible und schnelle Regelung mit nur kleinsten Abweichungen.

1 Dosieranlage

Die Silan-Dosieranlagen bestehen aus der Membran­dosierpumpe Ecoflow in Verbindung mit einer schnellen Steuerung und Sensoren zur Anlagenüberwachung.

Die Silanvernetzung ist ein etabliertes Verfahren, um die Leistungsfähigkeit von Kabeln zu steigern: Vernetzte Polymere erzielen im Vergleich mit thermoplastischen Polymeren deutlich bessere Ergebnisse in Bezug auf Wärme-, Form- und Witterungsbeständigkeit sowie dem elektrischen Fließ- und Kriechverhalten. Da Silane in der Regel leicht entzündbar sowie in Verbindung mit Luftsauerstoff stark reaktiv sind, müssen die für die Dosierung eingesetzten Anlagen ein sicheres Handling ermöglichen. Schon seit mehreren Jahren setzt das Unternehmen zu diesem Zweck auf kundenspezifische Dosieranlagen des Pumpenherstellers Lewa. So auch 2016 und 2017 beim Ausbau der Produktionswerke in Brasilien, Kolumbien und Peru.

Betriebssichere Lösung realisiert

Das Herz der neuen Anlagen sind die Membrandosierpumpen Ecoflow. Durch die Möglichkeit, verschiedene Pumpenkopftypen – Membran- oder Kolbenpumpenkopf – Werkstoffe und Oberflächen auszuwählen, eignen sie sich für unterschiedlichste Flüssigkeiten – selbst für entzündliche, toxische, abrasive, viskose, umweltbelastende oder empfindliche Fluide. Die Pumpen können für Förderströme bis 19 m³/h pro Pumpenkopf – bei den eingesetzten Modellen sind es zwischen 0,5 und 10 l/h – und Förderdrücke bis maximal 1.200 bar verwendet werden. Auch die Tankgrößen variieren zwischen 60 und 240 l/h. Die hydraulisch angelenkten Pumpenköpfe zeichnen sich vor allem durch eine hohe Betriebssicherheit sowie eine lange Lebensdauer aus, was unter anderem mithilfe des patentierten Membranschutzsystems (DPS) ermöglicht wird. Dieses sorgt dafür, dass die Pumpen selbst bei Störfällen oder Fehlbedienung hydraulisch stabil bleiben. Damit sind die Pumpen extrem zuverlässig bei niedrigen Wartungs- und Betriebskosten.

Zusätzlich wurden die Anlagen an die spezifischen Bedürfnisse des Kunden angepasst. So sind Änderungen bei den Förderleistungen, der Anschlussspannung, der Systemhierarchie und der Produktversorgung problemlos möglich. Gleichzeitig war es notwendig, die Anlagen gemäß den im Aufstellungsland geltenden Richtlinien – etwa in Bezug auf Ex-Schutz-Ausführungen – auszulegen. Die Visualisierung wurde in der jeweiligen Landessprache geliefert. Eine weitere Voraussetzung des Abnehmers war, dass die Anlagen für verschiedene flüssige Silantypen universal verwendet werden können. Um diese Anforderung zu erfüllen, kommen hochwertige Werkstoffe zum Einsatz: Das Pumpengehäuse besteht aus Edelstahl, die Sandwichmembran aus PTFE.

3 Steuerung der Dosieranlage

Silane werden zum Vernetzen von Kabelisolierungen eingesetzt. So lässt sich die Leistungsfähigkeit von Kabeln steigern. Die Genauigkeit der Dosierung wird über die Steuerung Smart Control sichergestellt. Der Regler führt permanent Soll-Ist-Vergleiche durch und fasst die Fördermenge an. Bilder: Lewa

Ex-Ausführung und Sensoren sorgen für Sicherheit

Um die vom Kunden verlangte Sicherheit beim Handling der eingesetzten Silane sicherzustellen, sind die Pumpen als Ex-Variante für die Zone 2 ausgeführt. Außerdem werden Parameter wie Füllstand, Volumenstrom, Druck oder Membranzustand kontinuierlich überwacht. Zusätzlich wird durch Stickstoffbeaufschlagung eine inerte Atmosphäre erzeugt.

Die intuitive Bedienung erfolgt durch den Regler Smart Control über ein farbiges Touchpanel direkt am Schaltschrank. Der Regler ist in die übergeordnete Anlagesteuerung eingebunden. Das Touchpanel liefert unter anderem eine übersichtliche grafische Darstellung der einzelnen Abläufe und Parameter sowie eine Aufsummierung von Produktionsdaten. So können diese Daten auch als Grundlage für erste Analysen im Wartungsfall dienen. Mittels optionaler Datenanbindung kann sich der Pumpenhersteller direkt auf die Anlage aufschalten und vom Hauptsitz in Leonberg aus unterstützend tätig werden. Über die Datenanbindung wurde zudem auch die Inbetriebnahme unterstützt.

Um die geforderte Genauigkeit zu erreichen, führt der Regler im Betrieb einen kontinuierlichen Soll-Ist-Vergleich durch und passt in der Folge entsprechend sofort die Fördermenge an. Als Messinstrumente für den Abgleich dienen ein hochpräziser Massendurchflussmesser für den Ist-Wert und ein externes 4…20-mA-Führungssignal für den Sollwert. Durch einen Vergleich der aktuellen mit der in der Steuerung hinterlegten Fördermenge für einen bestimmten Betriebspunkt erhält der Betreiber zudem Informationen zum Zustand der Anlage. Für noch mehr Zuverlässigkeit verfügen die Anlagen außerdem über jeweils eine redundante Dosierpumpe.

Zur Lewa-Homepage.

Heftausgabe: Februar/2019

Über den Autor

Roland Schwab ist Produktmanager bei Lewa
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