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Jun 10, 2023

Kunststoffe sind die erste Wahl für den Umgang mit Korrosion

Pumpen fördern einige der aggressivsten und korrosivsten Produkte der Welt und Kunststoffe werden bei diesen Anwendungen immer beliebter. Hier CDR Pumps, diskutieren Sie die Vorteile davon

Pumpen fördern einige der aggressivsten und korrosivsten Produkte der Welt und Kunststoffe werden bei diesen Anwendungen immer beliebter. Hier diskutieren CDR Pumps die Vorteile dieses Materials und die Lösungen, die es bieten kann.

Da sie in vielen anspruchsvollen Industrieumgebungen die Hauptlast der Arbeit tragen, müssen Pumpen mit einer Vielzahl von Materialien umgehen, von Säuren und flüchtigen Chemikalien bis hin zu Schlämmen und Aggregatlösungen, die alle stark korrosiv sind.

Natürlich fallen Pumpen aus, und um das zu verhindern, ist es wichtig, von Anfang an die richtige Wahl zu treffen, um Zuverlässigkeit und Spitzenleistung zu gewährleisten, ohne Kompromisse bei Effizienz und Betriebskosten einzugehen.

Für den Uneingeweihten scheint Kunststoff nicht die offensichtliche Wahl für den Pumpenbau zu sein, aber CDR Pumps würde das Gegenteil behaupten. Das Unternehmen war einer der Pioniere bei der Verwendung von Kunststoffmaterialien für die Herstellung von Pumpen für den Einsatz in anspruchsvollen, aggressiven Umgebungen und verwendete in der Anfangszeit Materialien wie Vollblock-Polypropylen und PVDF.

Das aktuelle Portfolio des Unternehmens umfasst viele fortschrittliche Materialien, darunter Polypropylen-Auskleidung, ETFE-Auskleidung und PFA-Auskleidung, die sich alle besonders gut für aggressive Chemikalien und extreme Temperaturen eignen.

Ashley Fenn, Geschäftsführer von CDR Pumps UK Ltd, sagte: „Wir erreichen eine wirklich gute Korrosionsbeständigkeit und sie sind kostengünstig, während sie bei Temperaturen von bis zu 180 °C betrieben werden können.“ Wir verwenden immer Neuware anstelle von Glasfasern, die das Produkt verstärken. Kunststoffkomponenten sind in Bereichen wie der Herstellung von Mikrochips und Lösungsmitteln nützlich. Es ist ein wachsender Markt.“

Fließraten Kürzlich wandte sich ein Chemieunternehmen an CDR, das Rohstoffe herstellt, die in einer Vielzahl von Fertigungsanwendungen weltweit zum Einsatz kommen. Die Anforderung bestand darin, eine sichere Lösung zum gleichzeitigen Entladen einer 36-prozentigen Salzsäurelösung aus bis zu zwei Tankwagen mit unterschiedlichen Durchflussraten zu finden.

Zu den zusätzlichen Risiken gehörte die Freisetzung von Salzsäuredämpfen bei Temperaturen von bis zu 40 °C. Die Säure ist nicht nur giftig für die Menschen, die mit ihr arbeiten, sondern wirkt sich auch korrosiv auf eine Vielzahl von Fertigungsmaterialien aus. Die Anforderungen des Kunden reichten von Durchflussraten von 12,5 m3/Stunde für die Rezirkulation bis zu 73 m3/Stunde für die Tankwagenentladung.

Es wurde entschieden, dass mit PerFluoroAlkoxy (PFA) ausgekleidete Chemiepumpen die richtige Wahl waren. PFA ist ein Copolymerharz, das gegen chemische Korrosion beständig ist und in Hochtemperaturanwendungen eingesetzt werden kann, da es eine sehr hohe „Schmelzgeschwindigkeit“ aufweist und äußerst widerstandsfähig gegen Spannungen und Risse ist.

Als Ergebnis wurden vier UTN-BL-Pumpen und eine direkt gekoppelte PFA-ausgekleidete Magnetkupplungspumpe ausgewählt. Dank ihrer dampfverlustfreien Konstruktion hält diese Kreiselpumpe Dämpfe und Flüssigkeiten sicher zurück. Die Vari-Flow-Anforderungen des Kunden wurden durch den Einbau eines drehzahlgeregelten Antriebs erfüllt, der Flexibilität bot, ohne das System oder die Pumpen zu beschädigen.

CDR Pumps UK ist ein Geschäftsbereich von CDR Pompe Italia. Die Muttergesellschaft mit Sitz in Mailand, Italien, stellt seit mehr als 60 Jahren Pumpen für chemische Prozesse her und öffnete ihre Türen in Großbritannien vor mehr als 20 Jahren, nachdem sie beschlossen hatte, ihre Chemie-/Pharmasparte für Großbritannien, Irland und Asien aufzuteilen. Der größte Teil der Fertigung findet in Italien statt, während sich die Aktivitäten im Vereinigten Königreich auf die Herstellung von Grundplatten beschränken.

Verbesserte Effizienz Neben Kunststoff produziert CDR auch einen Magnetantrieb aus Edelstahl. Die neueste UTS-EVO-Reihe hat die Effizienz um 22 % verbessert und die Betriebskosten gesenkt.

Moderne Technologie wird eingesetzt, um sicherzustellen, dass jede Pumpe modernste Effizienz und hydraulische Leistungsfähigkeit bietet, einschließlich numerischer Strömungsmechanik für die Laufrad- und Gehäusekonstruktion, Spannungsanalyse für die Komponentenkonstruktion und schnelle Prototypenfertigung für die Produktentwicklung.

Bei vielen Kunden ist oft ein maßgeschneidertes Element für die Installation erforderlich. CDR-Ingenieure reisen vor Ort und stellen sicher, dass die Pumpe an die spezifischen Anforderungen der Umgebung, in der sie installiert ist, angepasst ist. Eventuelle Probleme werden vor Ort gelöst.

Herr Fenn sagte: „Bei unserer Arbeit geht es größtenteils darum, zu den Grundlagen zurückzukehren. So viele Geräte auf dem Markt sind überdimensioniert, weil ein Kunde in der Vergangenheit sagte, eine Pumpe müsse die Kapazität für maximale Leistung haben, was sehr ineffizient ist, weil der Betrieb ein Vermögen kostet. Wir überarbeiten, nutzen und empfehlen effektivere Lösungen.“

Anspruchsvolle Bedingungen Ein gutes Beispiel war die Installation eines maßgeschneiderten Kühlsystems für Dieselmotoren für eine Bohrinsel in der Nordsee. Der Kunde wurde von einer Offshore-Anlage kontaktiert, deren bestehendes Kühlsystem sich nicht als die richtige Option erwies. Die Anlage erforderte ein System, das in einem Umgebungstemperaturbereich von -30 °C bis +40 °C betrieben werden kann.

Es war ein neues Kühlsystem für den Dieselmotor erforderlich, das dem bereits vorhandenen ähnelte, jedoch den anspruchsvolleren Bedingungen in einer ATEX-Umgebung (gefährlich, potenziell explosionsgefährdet) gerecht werden konnte. Infolgedessen wurde ein neues Kühlersystem entwickelt, das eine mechanisch abgedichtete TCH-Kreiselpumpe zur Rückführung der Kühlflüssigkeit enthielt.

Der TCH ist eine äußerst flexible Lösung, die für den Umgang mit schweren Materialien geeignet ist. Hergestellt aus Edelstahl mit einer Lagerhalterung aus Edelstahl, kann es in einem extrem breiten Außentemperaturbereich betrieben werden und bietet gleichzeitig die für Offshore-Anlagen unerlässliche Korrosionsbeständigkeit.

Das System wurde entwickelt, um eine Überhitzung einiger großer Hochleistungsmotoren zu verhindern. Aus diesem Grund lieferte CDR einen Pumpenmotor, der auch niedrigen Umgebungstemperaturen standhalten konnte. Das Ergebnis ist ein neues Kühlsystem, das ATEX-, ISO 9001- und 14001-konform ist.

Was Forschung und Entwicklung anbelangt, sagt Herr Fenn, dass es „eine ständige Weiterentwicklung von Design und Fertigung gibt, die von Ingenieuren ausgeht, die vor Ort arbeiten, um Probleme zu beraten und zu untersuchen.“

„Der große Fokus liegt auf Effizienz. Es besteht ein großes Bestreben, den Energieverbrauch und die Betriebskosten zu senken, und der Großteil der Investitionen geht in diese Richtung. Wenn man diese Bereiche um ein oder zwei Prozent verbessern kann, dann macht das einen großen Unterschied.“

Ein Beispiel ist die elektronisch betriebene Membranpumpe, die, wie der Name schon sagt, anstelle teurer Druckluft einen Elektromotor nutzt. Dieser Antrieb verbraucht bis zu fünfmal weniger Energie im Vergleich zu herkömmlichen luftbetriebenen Membranpumpen, während das dichtungslose Design Leckagen und Ausfälle verhindert.

Elektrischer Antrieb Der elektrische Antrieb verbessert außerdem die Pumpensteuerung und ermöglicht eine genaue Flüssigkeitsdosierung. Die Ingenieure von CDR gehen davon aus, dass diese Pumpe eine Ersparnis von bis zu 11.000 US-Dollar pro Jahr bieten kann, wodurch die zusätzlichen Kosten innerhalb der ersten sechs Betriebsmonate ausgeglichen werden.

CDR unterhält auch enge Beziehungen zu einem anderen italienischen Hersteller, Pompetravaini, was es dem Unternehmen ermöglicht hat, einen starken Markt für Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen aufzubauen. Diese sind ein wichtiger Bestandteil vieler Prozesse in einer Chemieanlage, insbesondere Destillationskolonnen, Trocknungs- und Niederdruckreaktoren. Vakuumsysteme sind nicht kompliziert, müssen aber korrekt ausbalanciert und eingerichtet werden, um ihre Zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten.

Ein Kunde berichtete kürzlich, dass eine zweistufige Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe laut geworden sei und auf einen vorzeitigen Ausfall und einen unzuverlässigen Betrieb hindeutete. Diese zweistufige Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe arbeitete mit einer Durchflussrate von 210 m3/h bei 33 mba. Das Prozesswasser, das den Flüssigkeitsring bildete, hatte eine Temperatur von 180 °C.

Pompe Travaini lieferte innerhalb einer Woche eine zweistufige Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe aus Italien, um sicherzustellen, dass der Prozess ohne Auswirkungen auf die Fertigung lief.

Kevin Pratt, Vertriebsleiter bei CDR Pumps UK, sagte: „Es ist immer wichtig, schnell auf solche Situationen zu reagieren, aber ebenso wichtig ist es, die Ursache des Versagens zu verstehen, um zu verhindern, dass diese Probleme erneut auftreten.“ Das Prozesswasser, das Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen speist, sollte etwa 15 °C haben, wobei die richtige Durchflussrate ein Vakuum von 33 mbar liefert. Dadurch wird verhindert, dass der Flüssigkeitsring verdampft und kavitiert.“

Es wurde festgestellt, dass das Gerät aufgrund einer zu hohen Prozesswassertemperatur und einer zu niedrigen Prozessdurchflussrate kavitierte. Das CDR-Engineering-Team half dem Kunden, den Prozess zu modifizieren, um die Betriebslebensdauer zu maximieren.

Erhöhte Zuverlässigkeit Um weiteren Kavitationsproblemen vorzubeugen, wurde die Temperatur des Prozesswassers auf 15 °C gesenkt und die Durchflussrate über einen Regler gesteuert. Die neue Vakuumeinheit wurde innerhalb einer Woche eingebaut und es wurden Änderungen an der Wasserversorgung vorgenommen. Jetzt läuft das Vakuum-Set geräuschlos und weist eine erhöhte Zuverlässigkeit auf.

Wie jedes andere Unternehmen hatte auch Covid-19 Auswirkungen auf CDR Pumps, das Unternehmen blieb jedoch geöffnet. Herr Fenn sagte: „Das Geschäft wurde aus der Ferne weitergeführt, wobei die Leute von zu Hause aus arbeiteten. Wir haben spezielle Lizenzen erhalten, um die Produktion fortzusetzen, da einige unserer Kunden Arzneimittel herstellten.“

Das aktuelle Geschäft ist jedoch nicht das Hauptanliegen von Herrn Fenn, da CDR immer noch seinen Auftragsbestand aus der Zeit vor der Pandemie von vor 12 bis 18 Monaten bearbeitet und viele Projekte aufgrund von Covid-19 eingestellt wurden. Dennoch ist er positiv gestimmt, zumal der asiatische Markt inzwischen „sehr lebhaft“ sei und viele Anfragen kämen.

„Wir sind sehr beschäftigt – wir beliefern eine multinationale Chemieindustrie mit Blue-Chip-Kunden an mehreren Standorten“, sagte Herr Fenn.