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Pumpen/Rohrleitungen Modulares Dichtungssystem hält hartem Einsatz stand

| Autor / Redakteur: Jochen Brand / Stéphane Itasse

Ein neu entwickeltes, innovatives Dichtungssystem für hochkorrosive Umgebungen zeichnet sich durch eine hohe Robustheit, niedrige Betriebskosten sowie eine lange Lebensdauer aus.Kernstück dieses Systems sind mittels Plasmatechnik veredelte Dichtflächen. Der Wartungsaufwand kann so deutlich reduziert werden.

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Bild 1: Das Verhalten des gesamten Dichtsystems bei korrosivem Angriff oder auch starker Stoßbelastung wird vom Schichtaufbau maßgeblich bestimmt.
Bild 1: Das Verhalten des gesamten Dichtsystems bei korrosivem Angriff oder auch starker Stoßbelastung wird vom Schichtaufbau maßgeblich bestimmt.
(Bild: Fraunhofer IST)

Die Verarbeitung chemisch aggressiver, giftiger oder hochreiner Stoffe sowie klebriger Materialien stellt extrem hohe Anforderungen an die Komponenten der verarbeitenden Maschinen. Dies gilt insbesondere dann, wenn zusätzlich zu einem rein chemischen Angriff der Oberflächen auch noch tribologische Belastungen auftreten.

Oberflächen müssen korrosions- und verschleißfest sein

Die Oberflächen müssen in diesem Fall nicht nur korrosionsfest sein sondern auch eine hohe Verschleißfestigkeit und in der Regel günstige Reibungseigenschaften aufweisen. Dies gilt für viele Anwendungen der chemischen und petrochemischen Industrie sowie der Lebensmittelverarbeitung und Pharmazie (Bild 1).

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Die Lebensdauer der Teile muss dabei nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen hoch sein. Abrieb oder Korrosionsprodukte können das zu verarbeitende Produkt verunreinigen oder auch zu Produktionsstörungen und -ausfällen führen. Unter Umständen ergibt sich dadurch auch ein Sicherheitsrisiko für Mensch und Umwelt.

Ebenso ist das Anhaften von Produkten oder die Bildung von Biofilmen in den meisten Fällen nicht akzeptabel. Auch hierdurch kann es zu Funktionsstörungen kommen oder das zu Produkt wird verunreinigt. Die Oberflächen sollten deshalb möglichst gute Antihaft-Eigenschaften aufweisen, damit solche Anhaftungen sich erst gar nicht aufbauen können beziehungsweise die Oberflächen im Bedarfsfall leicht zu reinigen sind.

Plasmanitrieren von hochlegierten Stählen

In vielen Bereichen der verarbeitenden Industrie werden bevorzugt hochlegierte Stähle wegen ihrer hohen Korrosionsfestigkeit eingesetzt. Allerdings weisen diese nur eine geringe Verschleißfestigkeit und eine hohe Fressneigung auf. Deshalb sind sie ohne weitere Oberflächenveredelung in tribologisch belasteten Systemen nur bedingt einsetzbar. Eine Möglichkeit, die Härte von hochlegierten Stählen deutlich zu steigern und die Fressneigung stark zu verringern, bietet die Plasmanitrierung. Bei dieser werden die Teile in einer Kammer einer Plasmabehandlung in einer Stickstoffatmosphäre ausgesetzt. Die Stickstoffatome diffundieren unter diesen Bedingungen in den Grundwerkstoff und führen hier zu einer deutlichen Aufhärtung der Oberfläche durch Bildung einer harten Zone (S-Phase) im Bereich von einigen Mikrometern. Härten von 1500 HV können erreicht werden, ohne dass die Korrosionsfestigkeit leidet. Gleichzeitig sinkt die Fressneigung extrem.

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