Gib Gummi Sichere Förderung von heißer Schwefelsäure In einem Teilbereich einer Kupferelektrolyse sollten Rohre so saniert werden, dass Konstruktion und Werkstoff heiße Schwefelsäure tolerieren, die zusätzlich noch mit Kupfer- und Nickelpartikeln beladen war. Eigenschaften von Gummi als Werkstoff von Leitungen für korrosive und gleichzeitig abrasive Medien wird er vergleichsweise wenig eingesetzt. Dafür gibt es eine Reihe von Gründen, z. B. dass die herstellungsbedingten Nahtstellen in gummierten Stahlrohren Ansatzpunkte für voreilende Korrosion sein können und dass Schläuche nur mit unwirtschaftlich hohem Aufwand in Anlagen montiert werden können. Andere interessante Anwendungsfälle, in denen das Gummirohrsystem seine Vorteile ausspielen kann, befinden sich im Bereich der Förderung hochkorrosiver Medien speziell mit wechselnden Temperaturen. In diesen Fällen kommt die bauartbedingte geringe Wärmeausdehnung der Gummirohre zusammen mit dem Dichtungssystem der in die Flanschfläche integrierten O-Ringe zum Tragen. Rohrleitungen in der Prozesstechnik werden von unterschiedlichen Medien durchströmt, die häufig den Rohrleitungswerkstoff korrosiv und abrasiv beanspruchen. In manchen Fällen wirken auch Korrosion und Abrasion zusammen, bspw. dann, wenn in Aufschlussverfahren Feststoffe in Säuren oder Laugen suspendiert sind. Einen geeigneten Werkstoff für die Rohrleitung zur Förderung solcher Suspensionen zu finden, ist nicht trivial. Kunststoffe zeigen teilweise hervorragende Beständigkeiten gegenüber Säuren und Laugen, problematisch ist die in manchen Fällen unbefriedigende Standzeit dieser Werkstoffe unter abrasiven Bedingungen. Der alternative Werkstoff Gummi ist auf den ersten Blick gut geeignet, da er sowohl auf eine große Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischem Angriff als auch auf hohe Verschleißfestigkeit gleichzeitig eingestellt werden kann. Trotz dieser ausgezeichneten Autor: Dr. Jörg Fr. Greber, Fachjournalist, Königslutter Modulares Rohrsystem Diese Probleme beim an sich gewünschten Einsatz von Gummi waren der Hintergrund für die Entwicklung des Gummirohrsystems, die zu einem Baukasten führte, mit dem die Anforderungen aus Bau und Betrieb von Leitungen für Anlagen mit korrosiven und abrasiven Fördergütern abgedeckt werden. Ergänzt und zur vollen Funktionalität gebracht wird das System durch Bauteile als Sonderkonstruktion und Passstücke, die für die einzelnen Anlagen spezifisch sind. Schon seit einigen Jahren steht mit dem Gummirohrsystem eine praktikable und vorteilhafte Möglichkeit zur Lösung der beschriebenen Probleme bei der Förderung korrosiver Suspensionen zur Verfügung, die in einer Vielzahl von Anwendungen erfolgreich eingesetzt wurde, bei denen die durch Abrasion verursachten Probleme im Vordergrund standen. Heiße Schwefelsäure „Gummi widersteht chemischen Angriffen und besitzt eine hohe Verschleißfestigkeit.“ Auf dieser Grundlage konnten Gummirohre dafür eingesetzt werden, das Leitungssystem für heiße Schwefelsäure in einem Teilbereich einer Kupferelektrolyse zu sanieren. Der Betreiber der Anlage hatte in der Vergangenheit umfangreiche Testreihen zur Prüfung verschiedener Rohrleitungsmaterialien durchgeführt, um geeignete Werkstoffe und Konstruktionen zu ermitteln, die gegen die Lösung von 140– 160 g/l Schwefelsäure mit 45 g/l Kupfer und 11 g/l Nickel und einer Reihe von weiteren prozesstypischen Nebenbestandteilen und Spuren bei einer Temperatur von ca. 65 °C ausreichend beständig sind und zusätzlich mechanisch so konstruiert sind, dass die Kräfte aus Temperaturwechselspannungen aufgenommen werden können. Besondere Probleme bereitete der hohe thermische Ausdehnungskoeffizient des für 32 VERFAHRENSTECHNIK 11/2019
KOMPONENTEN UND SYSTEME Die fertige Schwefelsäureleitung vor der Inbetriebnahme die Rohrleitung verwendeten Kunststoffs. Temperaturwechsel führten zu Spannungen und dadurch hervorgerufenem Abreißen von Flanschen. Die damit verbundenen Stillstandzeiten und Reparaturkosten waren der Grund für den Betreiber, an einer besonders kritischen Stelle einen Gummikompensator aus dem Gummirohrsystem in Sonderbauweise einzusetzen. Die Besonderheit gegenüber einem Standardbauteil war, dass es vakuumfest sein musste. Darüber hinaus mussten die Flansche beständig gegen die Lösung sein, dies wurde durch die Ausrüstung mit Kunststoffflanschen erreicht. Da diese nicht auf Dauer die gewünschte Stabilität aufwiesen, werden inzwischen Edelstahlflansche eingesetzt. Der Kompensator wurde in die Anlage eingebaut und erfüllte alle Erwartungen an Funktion und Haltbarkeit. Dieses erste Bauteil hat inzwischen eine Laufzeit von fünf Jahren erreicht. Umbau in Etappen Der Betreiber der Anlage entschloss sich auf der Basis der guten Erfahrungen aus den Testeinsätzen von Gummirohrbauteilen, einen Teil der Verrohrung seiner Anlage auf dieses System umzurüsten. Dafür wurde die Anlage genau vermessen, um eine Grundlage für die anschließende Konstruktion der Leitung mit 3-D-CAD zu erhalten. Gummirohre bestehen nicht wie Kunststoffrohre aus einem homogenen Werkstoff. Bei ihnen folgt der innen liegenden Oberfläche, die an das Fördermedium angepasst ist, nach außen der textile Druckträger und die Versteifungseinlage. Diese Faktoren prägen auch das Design der einzelnen Bauteile, das wiederum die Leitungskonstruktion beeinflusst. Gummirohrleitungen unterscheiden sich daher optisch ziemlich stark von Stahlleitungen, sie ähneln aber Kunststoffleitungen. Nach der Produktion der Rohrleitungs teile wurde die Leitung in der Anlage montiert. Bei der Montage war hilfreich, dass die Bauteile eine Restflexibilität haben, die den Anschluss an bestehende Rohrleitungsteile erleichtert. Dadurch war es möglich, die Leitung in kurzer Zeit einzubauen und somit die Betriebsunterbrechung auf ein Minimum zu reduzieren. Der hier beschriebene erste Bauabschnitt ist jetzt seit zwei Jahren in Betrieb, ohne dass eine Reparatur erforderlich wurde. Die Erwartung eines störungsfreien Betriebs, die der Betreiber mit dem Einbau der Gummirohrleitung verbunden hatte, wurde voll erfüllt. Flanschabrisse durch thermische Spannungen gibt es nicht mehr, mit positiven Wirkungen auf die Wirtschaftlichkeit durch geringere Reparaturkosten und Stillstandzeiten. Die rundum sehr positiven Erfahrungen beim Einsatz von Gummirohren sind die Grundlage für die Entscheidung des Anlagenbetreibers, schrittweise die Gesamtanlage auf Gummirohre umzubauen. Der zweite Bauabschnitt wurde bereits realisiert, der dritte Bauabschnitt ist jetzt in Planung. Fotos: Immug www.immug.de 90 JAHRE VOGELSANG Gestern... heute... und an der Zukunft arbeiten wir. In diesem Jahr feiern wir unser 90. Firmenjubiläum. Als Erfinder der elastomerbeschichteten Drehkolbenpumpe nehmen wir seit Jahren eine Weltmarktstellung ein. Diese Position zu halten und in der Zukunft auszubauen, ist unser Ziel und Ansporn. Wir danken unseren Kunden und unseren Geschäftspartnern für ihr entgegengebrachtes Vertrauen. vogelsang.info
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