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Verfahrenstechnik 9/2019

Verfahrenstechnik 9/2019

KOMPONENTEN UND SYSTEME

KOMPONENTEN UND SYSTEME Gut strukturiert Raue Innenoberflächen für die Fördertechnik Für die Zuverlässigkeit einer Förderanlage ist der schonende Transport des Schüttgutes – ohne Abrieb und Zerkleinerung – von entscheidender Bedeutung. Auf kilometerlangen Wegen von der Verladestation bis zur Weiterverarbeitungsanlage werden Kunststoff-Granulate durch Leitungen aus Edelstahl und Leichtmetall befördert. Bei der Berührung mit der glatten Rohrwand können Reibungsdruck und erhöhte Temperaturen zu einer Teilplastifizierung der Granulatkörner führen. Es kommt zu einer Film- und nachfolgend zur Fadenbildung in den Rohren und Rohrbogen. Materialverluste und Verunreinigungen bis zur kompletten Verstopfung der Rohrleitungen sind die Folge. Ziel ist es daher, die Entstehung von sogenanntem „Sauerkraut“ oder „Engelshaar“, englisch Streamer, zu vermeiden. Denn durch gezielte Aufrauung der Oberfläche kann dieser Prozess verhindert werden. Damit ein Fördersystem effizient und damit kostengünstig betrieben werden kann, ist der produktschonende Transport mit vertretbarem Druckverlust von zentraler Bedeutung. So kommen auch mehr verkaufsfähige Granulate und weniger Staub an der Verladestation an. Erste pneumatische Förderanlagen wurden kurz vor der Jahrhundertwende des 19. Jahrhunderts zur Entladung von Getreide aus Überseeschiffen eingesetzt. Diese Anlagen wurden mit einer Saugförderung betrieben. Heute werden pneumatische Förderanlagen in vielen Bereichen der Industrie für den Transport von Schüttgütern jeglicher Art eingesetzt. Die Liste der zu fördernden Güter reicht von staubförmigen oder großkörnigen Feststoffen bis hin zu kompletten kleinen Formteilen. Nach dem Förderprinzip teilt man ein in Flugförderung (Dünnstromförderung) und Schubförderung (Dichtstrom- oder Pfropfenförderung). Mit den verschiedenen Förderprinzipien und Fördermedien haben sich im Laufe der Jahre durch Versuche und Berechnungen auch die Anforderungen an das Rohrleitungssystem geändert. Vom schnellen Schüttguttransport bei der Schiffsentladung bis zur schonenden Zulieferleitung einer Kaffeerösterei werden Förderrohre in sehr unterschiedlichen Bereichen verwendet, um das Transportgut effizient und sicher zu befördern. Autorin: Andrea Kiel, Leiterin Marketing, H. Butting GmbH & Co. KG, Knesebeck Strukturierte Oberflächen Butting hat sich dieser Aufgabe gestellt und bereits in den 1980er- Jahren spezielle Rohre, Bogen und Rohrverbindungen entwickelt. Eine entsprechende Behandlung der Innenoberfläche wirkt dabei der Bildung von Verunreinigungen entgegen. Die Produktionsverfahren geben der Innenoberfläche eine raue Struktur, die eine Filmbildung durch das Fördergut verhindert. Grenzschichtturbulenzen führen zudem zu einer verminderten Berührung von Fördergut und Rohr. Damit erfolgt die Förderung für das Transportgut schonend, während das Rohr durch deutlich geringere Abnutzung dauerhafter einzusetzen ist. In Abhängigkeit von der Beschaffenheit und Menge des Fördergutes, der Förderart und der Fördergeschwindigkeit sind unterschiedliche Oberflächenzustände erforderlich. Dabei haben die Kunden die Möglichkeit, verschiedene Oberflächenzustände und Rautiefen zu wählen. Verschleiß reduzieren In der Vergangenheit wurden die Rohre und Bogen im einfachsten Fall kugelgestrahlt, um die Oberfläche aufzurauen. Diese Oberfläche zerkleinert jedoch (zu viel) verkaufsfähiges Granulat zu Staub. Außerdem ist die aufgeraute Oberfläche relativ schnell abgetragen (abrasiver Verschleiß), da es sich um relativ kleine „Spitzen“ handelt. Hochwertiger, weil produktschonender, wurde eine Textur in die Rohroberfläche geprägt: das sogenannte Raumatik-Rohr. Unterschiedliche Texturen konnten hergestellt werden. Nachteil dieser Texturen auf der Oberfläche war häufig ein zu großer Druckverlust im Rohrleitungssystem. Bei Neuanlagen konnte dies berücksichtigt werden; beim Austausch von bestehenden Rohrleitungssystemen mit glatten Oberflächen schied diese Variante jedoch häufig aus, da die Leistung des Gesamtsystems nicht ausreichend bemessen war. Die neue Textur – Raumatik easy groove – besteht aus rechteckigen Vertiefungen in Längsrichtung des Rohrleitungssystems, also in 20 VERFAHRENSTECHNIK 9/2019

KOMPONENTEN UND SYSTEME Zwei Fragen an … Markus Hahn, Geschäftsführer von Butting Canada Staubentwicklung bei Polypropylen in unterschiedlich strukturierten Rohren der Strömungsrichtung der Luft und des Granulats. Versuche haben gezeigt, dass damit der Druckverlust im Rohrleitungssystem besser ist als bei den alten Texturen, und sogar noch besser als bei den kugelgestrahlten Oberflächen. Damit kann das Fördersystem energieeffizienter und kostengünstiger betrieben werden. Außerdem kommen mehr verkaufsfähige Granulate und weniger Staub an der Verladestation an. Und vor allem muss die Anlage deutlich weniger wegen Störungen (Verstopfungen) abgeschaltet und gereinigt werden. Bogen nach Maß Besonders wichtig in der pneumatischen Fördertechnik ist, dass die eingesetzten Rohrbogen große Radien besitzen. Diese mindern den Aufprall von Granulaten am Bogenrücken und beugen einer Beschädigung des Fördergutes, aber auch der Rohrwandungen vor. Die Förderung wird so sicherer und zugleich sauberer. Zusätzlich wird durch schlanke Bogen die transportbedingte Entmischung von tragender Luft und Fördergut reduziert. Der gleichmäßige Transport verhindert Pfropfenbildung und daraus resultierende Druckverluste. Unter Berücksichtigung der genannten Mindestbiegeradien können Bogen in jedem Radius und mit allen gewünschten Gradzahlen geformt werden. Üblich sind Bogenradien vom 5- bis 10-Fachen des Rohrdurchmessers. Definierte einseitige oder beidseitige gerade Schenkelverlängerungen können bei der Produktion bis zu einer Rohrnutzlänge von ca. 5 800 mm berücksichtigt werden. Butting bietet auch für Rohrbogen Ausführungen von der glatten bis zur speziell aufgerauten Innenoberfläche. Die Fertigung von Bogen ab DN100 erfolgt durch ein spezielles Walzverfahren. Herstellungsbedingt ist bei diesem Fertigungsverfahren im Bogenrücken gegenüber dem Ausgangsrohr eine Wanddickenverschwächung von 15 bis 30 % zu berücksichtigen. Die neutrale Phase des Bogens liegt im Innenradius. Nach außen hin wird das Material verdichtend gestreckt und verfestigt. Bei Flüssigkeitsförderung kann wegen Sie kennen den Markt der Fördertechnik. Was sind aus Ihrer Sicht die aktuellen Herausforderungen in dieser Branche? Ich treffe regelmäßig Produktions- und Instandhaltungsleiter in Unternehmen der Fördertechnik, die über Verstopfungen der Förderleitungen durch Engelshaar klagen. Zudem müssen kugelgestrahlte Rohre nach einer gewissen Einsatzzeit aufgrund von Abnutzung um 90° gedreht werden. Das bedeutet Stillstand der Anlage und somit Produktionsausfall. Was empfehlen Sie in diesen Fällen? Ich biete den Kunden unsere bewährten Raumatik-Produkte an. Die Gesamtqualität des Rohrleitungssystems kann durch diese spezielle Ausführung der Innenoberflächen unterstützt werden. Menge und Beschaffenheit des Granulats sowie Art und Geschwindigkeit des Transports erfordern individuelle Rautiefen. Um Reinheit und Unversehrtheit des Transportgutes zu gewährleisten, haben sich die unterschiedlichen Oberflächen bewährt. Ein Instandhaltungsleiter eines Kunden sagte einmal, es sei nach dem Umbau auf Raumatik-Rohrleitungen ein Unterschied wie Tag und Nacht gewesen. Er hatte vorher täglich mehrere Stunden Stillstand in seiner Anlage wegen Verstopfung an der Verladestation der fertigen Kunststoffgranulate. der Gefahr von Spannungsrisskorrosion eine Wärmebehandlung notwendig sein. Diese erübrigt sich jedoch bei pneumatischer Förderung. Im Gegenteil: Einer Abrasion der Innenoberfläche wird durch die aufgehärtete Bogenwandung entgegengewirkt. Fotos: Butting, Zeppelin www.butting.com VERFAHRENSTECHNIK 9/2019 21