Förderschläuche Kunststoffindustrie

Immer flexibel reagieren

PUR-Schläuche fördern abrasive und schwierige Werkstoffe
Alfons Beitz: „Teilweise gravierende Änderungen …auf Grund der erhöhten Anforderungen.“
Polyurethan ist nicht nur als Schaum ein Universalgenie unter den Kunststoffen. Mit verbesserten Verarbeitungs-Technologien offenbart sich mittlerweile Polyurethan als Multitalent. Es ist auch bei der Förderung von Kunststoffgranulaten im Einsatz und überzeugt mit Vorteilen bei der Montage und der Lebensdauer.

Was zunächst seltsam klingt, beweisen diverse Anwendungen: Dieser Kunststoff kann seine Stärken auch und vor allem als Leitung für schwierige Fördergüter ausspielen, beispielsweise bei besonders abrasiven Kunststoffgranulaten – auch unter hohen Temperaturen. Neue Technologien haben das Anwendungsspektrum erweitert und bieten für viele Einsätze eine passende Schlauchlösung.

Nach und nach revolutionierten Neuentwicklungen die Märkte, wie das erste Polyester-TPU-Material, das gegen Mikroorganismen resistent ist. Schwer entflammbare Materialien wurden entwickelt, aus denen zum Beispiel Sitze in Flugzeugen hergestellt werden. Elektrisch leitfähiges Polyurethan verhindert elektrostatische Aufladungen von Schläuchen. Besonders verschleißfestes Polyurethan hält auch extrem abrasiven Materialien stand, so dass heute zum Beispiel Schotter problemlos durch einen PU-Schlauch transportiert werden kann.

Reif für anspruchsvolle Lösungen

Und Polyurethan setzt seinen Wachstumskurs weiter fort. Immer neue Anwendungsbereiche werden erschlossen. Denn Polyurethan kann harte oder weiche Eigenschaften annehmen, biostabil oder biodegradierbar (selbstabbauend) sein und weist ein breites Spektrum an Chemikalienbeständigkeit auf. Es zeichnet sich durch gleichbleibende physikalische Eigenschaften in einem weiten Temperaturbereich aus. „Polyurethan ist widerstandsfähig und erzielt dadurch in vielen Anwendungen sogar längere Standzeiten als zum Beispiel Stahl“, erklärt Alfons Beitz, Verkaufsleiter für High-Tech-Schlauchsysteme beim Hersteller Masterflex. Dies führt im Bereich des Verschleißschutzes von Förderanlagen zu innovativen Lösungen. Die Achillesferse ist dort der Rohrbogen. Bei einer Aufprallgeschwindigkeit von etwa 100 Stundenkilometer werden sogar Saatkörner zur Herausforderung. Jetzt gibt es erstmalig ein patentiertes Verfahren, bei dem Förderrohre und Bögen mit Polyurethan ausgekleidet werden, wie die Master-Protect-Rohrbögen. „Installationen in Industrieunternehmen und Tests der Technischen Universität Braunschweig haben“, so Alfons Beitz, „bestätigt, dass sie um ein Mehrfaches verschleißfester als ein nicht ausgekleideter Stahlrohrbogen sind und vielfach signifikant längere Standzeiten ergeben als andere Verschleißschutzsysteme. Ein kostengünstiger Weg, um teure Produktionsstillstände zu vermeiden.“

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PU-Spiralschläuche – ganz glatt

Auf Grund der stetig wachsenden Qualitätsanforderungen hinsichtlich Funktionalität und Standzeiten in Verbindung mit einem optimalen Kosten-Nutzen-Verhältnis haben die Schlauchhersteller in den letzten Jahren eine Vielzahl neuer Schlauchvariationen entwickelt, die auf die jeweiligen, individuellen Anforderungsprofile der Anwender ausgerichtet sind. Die zunehmende Harmonisierung international gültiger Richtlinien führte ebenfalls zu erhöhten Anforderungen an die Materialeigenschaften.

Ein Fokus der Entwicklungen liegt auf der Verlängerung der Standzeiten, und damit auf der Erhöhung der Abriebfestigkeit. Es hat sich jedoch in den unterschiedlichen Anwendungsbereichen herausgestellt, dass neben den reinen Materialeigenschaften auch konstruktive Merkmale wie die „innere Glattheit“ des Schlauchs eine wichtige Rolle spielt im Hinblick auf

– Strömungsoptimierung

– Energiekostenoptimierung

– Reduzierung der Stillstandszeiten und Wartungsintervalle

– Reinigungsmöglichkeiten

Ein neues patentiertes Verfahren ermögliche es, erstmals innen nahtlos glatte Spiralschläuche aus Polyurethan herzustellen. Die PUR-Inline-Schläuche sollen durch die Kombination maximaler Abriebfestigkeit bei hohen Wanddicken und geringen Biegeradien überzeugen. PU-Schläuche werden damit in vielen Bereichen zu einer echten Konkurrenz für den bisher dominierenden schweren Gummischlauch, wenn problematische Fördergüter optimal transportiert werden müssen.

Alle bisher auf dem Markt befindlichen Polyurethan-Spiralschläuche bieten auf Grund ihrer wendelförmigen Schlauchkonstruktion eine Schweißnaht. Genau diese Schweißnaht kann jedoch konstruktionsbedingt eine Schwachstelle bilden, weil dort in der Regel der größte Angriff des Fördergutes stattfindet. Mit einem Verfahren, das die positiven Eigenschaften eines profilextrudierten Schlauchs mit den speziellen Eigenschaften von Elastomeren verbindet, können jetzt innen nahtlos glatte Spiralschläuche produziert werden.

Erhöhte Anforderungen an Schläuche verlangen, den Schlauch im Hinblick auf Abriebfestigkeit, Flexibilität und mechanischer Festigkeit mit erhöhter Temperaturbeständigkeit zu kombinieren. Üblicherweise liegt die Dauergebrauchstemperatur thermoplastischen Polyurethans bei etwa 90 Grad Celsius, kurzzeitig bis 125 Grad Celsius. Eine neue Schlauchgeneration zeigt laut Hersteller auch im Dauereinsatz bei Temperaturen bis 125 Grad Celsius günstige Eigenschaften und kann kurzzeitig bis 150 Grad Celsius eingesetzt werden.

Spezielle Richtlinien erfüllen

Auf „Teilweise gravierende Änderungen der unterschiedlichen Regelwerke im Bereich Förderschläuche in den letzten zehn Jahren auf Grund der erhöhten Anforderungen“, weist Alfons Beitz hin. Lebensmittelkonformität, Brandbeständigkeit und Explosionsschutz seien nur einige Stichworte. In den neuen EG-Richtlinien 2002/72/EG einschließlich der neuesten Änderungen sind die Kriterien für die Lebensmitteltauglichkeit von Spiralschläuchen festgeschrieben. Die DIN 4102 schreibt zum Beispiel die Bedingungen vor, die Spiralschläuche im Hinblick auf Schwerentflammbarkeit erfüllen müssen. Andere Spezifikationen wie die amerikanische Brandnorm UL, die französische Brandnorm NF oder die englische Brandnorm M mit ihren jeweiligen Modifikationen müssen die Spiralschläuche zunehmend erfüllen.

Aktuell ist die TRBS 2153, Richtlinie der Berufsgenossenschaft der chemischen Industrie in der Diskussion. Die bis dato gültige BGR 132 wird seit April 2009 ersetzt und enthält neue Kriterien für den Einsatz von Spiralschläuchen in den unterschiedlichen Gefahrenzonen. Neu ist besonders der Aspekt, dass Schüttgüter in die beiden Gruppen „Brennbare Schüttgüter“ und „Nicht brennbare Schüttgüter“ klassifiziert werden. Die Aussagen und Verfahrensweisen für den Transport nicht brennbarer Schüttgüter haben sich kaum verändert. Anders sieht es für den Transport brennbarer Schüttgüter aus: Hier erhöht die TRBS 2153 die Anforderungen an die Materialzusammensetzungen im Hinblick auf elektrostatische Eigenschaften beziehungsweise Ableitfähigkeit.

Beim Einsatz von Spiralschläuchen in Zone 0/20 muss der Anwender eine gezielte Gefahrenanalyse vornehmen. Wie bisher werden hier in der Regel elektrisch leitfähige Schläuche mit einem Oberflächenwiderstand <106 Ohm empfohlen. In Zone 1/21 haben sich die Anforderungen verschärft: Beim Transport brennbarer Schüttgüter werden hier nun antistatisch ausgerüstete Schläuche mit einem Oberflächenwiderstand <109 Ohm empfohlen. In Zone 2 ergeben sich keine relevanten Änderungen zum alten Regelwerk. Ergänzend anzumerken ist, dass es sich bei der Richtlinie TRBS 2153 grundsätzlich nur um eine Empfehlung handelt, von der der Anwender abweichen darf, sofern er die Wirksamkeit der von ihm verwendeten Lösung nachweisen kann.

Und leichter um die Ecke

Spiralschläuche aus den unterschiedlichsten thermoplastischen Werkstoffen, besonders Polyurethan, bieten vielfältige Lösungsmöglichkeiten bei der Förderung von festen, flüssigen und gasförmigen Medien in allen Bereichen der Industrie. Für den Anwender sind Werkstoffzusammensetzungen, Schlauchkonstruktionen und Einsatzbedingungen letztlich maßgeblich entscheidend für die richtige Auswahl. „Darüber hinaus ist ein breites Programm an kompatiblen Anschlusssystemen, ausgerichtet auf die unterschiedlichen Schlauchkonstruktionen, maßgeblich für dessen erfolgreichen und wirtschaftlichen Einsatz“, stellt Alfons Beitz fest. Und damit wird ein Aspekt angesprochen, der über die reinen Werkstoffbetrachtungen gelegentlich in den Hintergrund tritt: Der Montagekomfort macht Fördertechniken mit Komponenten aus PUR-Schläuchen häufig wirtschaftlicher als starre Leitungen, beispielsweise Edelstahlrohre und deren Verbindungsbögen. Schläuche lassen sich oft einfacher um Maschinen, Anlagenteile und problematische bauliche Situationen herum führen beziehungsweise bei Änderungen schnell neu legen. Zudem sind sie in der Regel transparent, so dass der Materialtransport an den kritischen Stellen direkt beobachtet werden kann. Einschränkungen aufgrund des Fördergutes sind kaum vorhanden: Die Vielfalt der einsetzbaren PUR-Varianten mit ihrem breiten Eigenschaftsspektrum begrenzen die Einsatzmöglichkeiten kaum – wenn die richtigen Varianten gewählt werden.

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