Rohrleitungen Gleitschieberventile sorgen für dichte Schmiermittelleitungen

Der Auftrag von Emulsionen ist beim Warmwalzen von Aluminium eine wichtige Größe. Der Ansteuerung für die Menge der jeweils benötigten Walzemulsion kommt damit eine besondere Bedeutung zu. Gleitschieberventile haben sich hierfür ganz hervorragend bewährt, insbesondere weil das Kühlmedium mit abrasiven Partikeln von Aluminiumoxid angereichert ist und gleichzeitig viele Schaltzyklen gefordert sind.

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Das Warmwalzen von Aluminium stellt höchste Anforderungen an die Steuerung, mit der die Walzemulsion aufgetragen wird. Novelis, Hersteller von Aluminiumwalzerzeugnissen und Recycler von Aluminiumdosen, setzt in seinem Werk in Sierre (Schweiz) dafür eine Emulsion aus 97% demineralisiertem Wasser und 3% Ölanteil ein.

Diese Walzemulsion wird zur Ressourcenschonung natürlich im Kreislauf geführt und reichert sich dabei mit Partikeln von Aluminiumoxid an. Damit ist die Walzemulsion nicht nur aggressiv, sondern auch abrasiv.

Aluminiumoxid in der Walzemulsion sorgt für Undichtigkeiten

Weil in dieser Walzanlage auch unterschiedliche Durchflussmengen für verschiedene Produktqualitäten gesteuert werden müssen, stellte dieses Anforderungsprofil in der Vergangenheit sehr viele Regelventile vor fast unlösbare Aufgaben. Die Folgen für den Anlagenbetreiber waren Undichtigkeiten aufgrund von Verschleiß am Dichtsitz. Selbst in die häufig eingesetzten PTFE-Dichtungen wurden Aluminiumoxid-Partikel eingepresst und verursachten Leckagen.

Das Unternehmen, das in elf Ländern tätig ist, etwa 12 500 Mitarbeiter beschäftigt und 2006 einen Umsatz von 9,8 Mrd. US-Dollar auswies, liefert hochwertige Aluminiumwalzerzeugnisse in Asien, Europa, Nord- und Südamerika. Zu den Hauptabnehmern von Aluminiumblechen und Aluminiumfolien zählen die Automobil- und Transportindustrie, Getränke- und Nahrungsmittelverpackungsindustrie sowie andere Industriesektoren, wie zum Beispiel die Druckindustrie. Die Oberflächenqualität der Aluminiumwalzerzeugnisse ist ein entscheidendes Merkmal für den Unternehmenserfolg.

Seit kurzem übernehmen Gleitschieberventile die Durchfluss- und Mengenregelung der Walzemulsion. Da die Walzprodukte mit zwei verschiedenen Durchflussmengen gekühlt werden, ergeben sich folgende Prozessbedingungen:

• p1 = 10 bar,
• p2 im Regelbereich 5 bis 6 bar,
• Δp = 4 bis 5 bar,
• Q = 400 bis 800 l/min,
• Öffnungszeit = 1 bis 2 s,
• Schließzeit = 3 bis 5 s,
• Zyklus: 4 bis 6 Schaltzyklen pro Minute.

Das Gleitschieberventil baut als zentrale Funktionseinheit auf zwei aufeinander gleitenden und gegeneinander dichtenden Schlitzscheiben auf. Das Ventil dichtet also ohne jeglichen metallischen Sitz.

Durch das systembedingte Fehlen des Sitzes entfällt die traditionelle Schwachstelle von Armaturen. Das zentrale Drosselorgan – die aufeinander gleitenden Schlitzscheiben – ist zudem kaum Verschleiß ausgesetzt.

Die sehr hohe Dichtheit auch unter den hohen Anforderungen, wie sie beispielsweise an die Emulsionsregelung bei Novelis gestellt werden, geht bei den Gleitschieberventilen mit einer systembedingten hohen Standzeit Hand in Hand.

Gleitschieberventile bieten Dauerdichtheit und weniger Verschleiß

Zur hohen Dauerdichtheit kommt noch ein weiterer systembedingter Vorteil der Gleitschieberventile, der sich auf die Dichtheit und eine wirtschaftliche Standzeit auswirkt. Der maximale Regelhub des Gleitschieberventils beträgt nur 8 mm. Dieser kurze Hub sorgt nicht nur für kurze Betätigungswege und Schaltzeiten, sondern durch den kurzen Hub werden auch die Packung und der Antrieb auf sehr schonende Weise eingesetzt. Beide unterliegen beim Gleitschieberventil wesentlich geringeren Belastungen, so dass auch sie weniger Verschleiß und damit erheblich längere Standzeiten aufweisen.

Die systembedingte Dichtheit einerseits und die schonenden Bedingungen für den Antrieb andererseits sorgen für ein Höchstmaß an dauerhafter Dichtheit. Diese Gleitschieberventile sind damit eine sehr wirtschaftliche Lösung für viele verschiedene Einsatzbereiche. Durch unterschiedliche Werkstoffausführungen und die Kombination mit allen gängigen Stellungsreglern können sie in Chemie, Petrochemie, Textil- und Pharmaindustrie, Stahlwerken und vielen anderen Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus eingesetzt werden. Gleitschieberventile werden hierfür in den Baugrößen DN 15 bis DN 200, für Drücke bis PN 100 und Mediumtemperaturen von -100 bis 530 °C hergestellt.

Die bei Novelis eingesetzten Gleitschieberventile sind mit Dichtscheiben aus der Stellit-Legierung STN2 ausgerüstet. Sie erwiesen sich für diesen Einsatz als ideal. Die Regelventile mit diesen Gleitscheiben unterliegen selbst bei solchen Prozessbedingungen nahezu keinem Verschleiß.

Spindelabdichtung dank Gleitschieberventilen jetzt leckagefrei

Auch ist die Spindelabdichtung, die bei den bisher verwendeten Kugelventilen eine weitere Schwachstelle war, jetzt völlig leckagefrei. Somit ist die umfassende Dichtheit der Ventile langfristig gewährleistet. Außerdem konnten die bisher zwei Kugelventile zur Regelung der beiden Durchflussmengen durch ein einziges Gleitschieberventil ersetzt werden. Dieses Ventil ist problemlos so ansteuerbar, dass es beide geforderte Durchflussmengen exakt einstellt.

Die Gleitschieberventile bieten darüber hinaus eine große Regelflexibilität für künftige Anpassungen der Prozessparameter. So ist es mit diesen Regelventilen sehr einfach möglich, andere Durchflussmengen über eine Anpassung der Stellsignale oder auch über eine Änderung des Kv-Wertes zu erreichen. Zur Anpassung des Kv-Wertes ist es lediglich nötig, die Funktionseinheit durch Tausch den neuen Anforderungen anzupassen dies ist mit wenigen Handgriffen erledigt.

Durch die Gleitschieberventile konnte eine Quelle der Leckage eliminiert werden, was ein Plus für die Oberflächenqualität bedeutet. Summa summarum ergeben sich mit den Gleitschieberventilen:

• größere Robustheit,
• höhere Flexibilität,
• geringere Betriebskosten,
• optimierte Betriebssicherheit mit der Möglichkeit zur Überwachung der Ventilfunktion,
• vereinfachte Verrohrung,
• Verbesserung für die Sauberkeit,
• keine Druckschwankungen.
• Dr. Rainer Lange ist technischer Geschäftsführer der Schubert & Salzer Control Systems GmbH in 85053 Ingolstadt. Robert Wälchli ist technischer Berater bei der Bachofen AG in 8610 Uster (Schweiz).

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