Die bären­star­ken Leichtgewichte

Auch wenn sie leicht­fü­ßig daher­kom­men, sind sie eigent­lich Schwer­ge­wich­te, weil sie eine zuneh­mend wich­ti­ge Rol­le im Anla­gen­bau ein­neh­men. Arma­tu­ren aus Kunst­stoff gehö­ren mitt­ler­wei­le ganz selbst­ver­ständ­lich zur Arma­tu­ren­fa­mi­lie. Und das aus gutem Grund: Sie sind leicht und benö­ti­gen wenig Platz. Die Zukunft der Kunst­stoff­ar­ma­tur – sie ist verheißungsvoll.

Es müs­sen nicht immer Arma­tu­ren aus bei­spiels­wei­se Grau­guss und Edel­stahl sein. Kunst­stoff­ar­ma­tu­ren wer­den bereits in vie­len Berei­chen beim För­dern von Flu­iden durch Rohr­lei­tun­gen ange­wen­det, wobei sie auch den Kon­takt zu unbe­que­men Umge­bun­gen nicht scheu­en müs­sen. „Beson­ders in den Berei­chen der aggres­si­ven Medi­en hat der Ein­satz von Kunst­stoff­ar­ma­tu­ren vie­le Vor­tei­le“, betont bei­spiels­wei­se Uwe Schme­zer, Lei­ter Pro­dukt- und Anwen­dungs­ma­nage­ment Geschäfts­be­reich Indus­trie bei Gemü. Ein wich­ti­ger Vor­teil ist das werk­stoff­be­ding­te gerin­ge Gewicht.

Medi­en­be­rüh­ren­de Tei­le aus Kunststoff

Häu­fig zum Ein­satz in Anla­gen kom­men Mem­bran­ven­ti­le. Geschätzt wird an ihnen, dass sie Volu­men­strö­me sehr genau regu­lie­ren und gleich­zei­tig güns­tig zu auto­ma­ti­sie­ren sind. Und sie sind für neu­tra­le und aggres­si­ve Medi­en in flüs­si­gem oder gas­för­mi­gem Zustand geeig­net. Daher sind sie attrak­tiv für Her­stel­ler von Kunst­stoff­ar­ma­tu­ren. „Bei die­sen Ven­ti­len bestehen alle medi­en­be­rüh­ren­den Tei­le aus hoch­wer­ti­gen Kunst­stof­fen und ver­fü­gen hier­mit über eine hohe che­mi­sche Bestän­dig­keit“, berich­tet Schme­zer über die Gemü-Arma­tu­ren. Die Mem­bra­nen des Unter­neh­mens bestehen unter ande­rem aus einem che­misch modi­fi­zier­ten PTFE der zwei­ten Genera­ti­on. Die che­mi­sche Bestän­dig­keit ist sehr hoch, laut dem Unter­neh­men ver­schleißt der Werk­stoff PTFE auch bei Dampf­be­auf­schla­gung wesent­lich lang­sa­mer als ein Weichelastomer.

Auch für extre­me Bedin­gun­gen geeignet

Kunst­stoff und Kugel­häh­ne – auch das kann pas­sen. Hier bestehen eben­falls die medi­en­be­rüh­ren­den Tei­le sowie das Antriebs­ge­häu­se aus Kunst­stoff. Damit sind sie für sau­be­re Medi­en geeig­net, die aggres­siv oder neu­tral, flüs­sig oder gas­för­mig sein kön­nen, aber die phy­si­ka­li­schen und che­mi­schen Eigen­schaf­ten des jewei­li­gen Gehäu­se- und Dicht­werk­stoffs nicht nega­tiv beein­flus­sen. Die maxi­mal zuläs­si­ge Betriebs­tem­pe­ra­tur beträgt etwa bei einem Kugel­hahn von Gemü 120 Grad Cel­si­us, in Abhän­gig­keit von Betriebs­druck und Kör­per­werk­stoff. Kunst­stoff­ar­ma­tu­ren sind also durch­aus ein Fall für extre­me Bedin­gun­gen, wie etwa in der che­mi­schen und phar­ma­zeu­ti­schen Indus­trie. Aber auch Was­ser­auf­be­rei­tung und ‑ver­sor­gung, Auto­mo­bil­in­dus­trie, Umwelt­tech­nik und Galvanik.

Was­ser- und Che­mie­bran­chen als attrak­ti­ve Absatzmärkte

Dra­ma­tisch ist die Situa­ti­on bei der Was­ser­ver­sor­gung der Welt­be­völ­ke­rung. 1,2 Mil­li­ar­den Men­schen haben kei­nen Zugang zu sau­be­rem Trink­was­ser. Besorg­nis­er­re­gend ist außer­dem, dass nicht genü­gend Sani­tär­in­stal­la­tio­nen mit aus­rei­chen­der Qua­li­tät zur Ver­fü­gung ste­hen, 2,6 Mil­li­ar­den Men­schen haben sie nicht. Und seit 1950 ver­drei­fach­te sich der welt­wei­te Was­ser­ver­brauch. Das Markt­vo­lu­men an Bau­leis­tun­gen, Maschi­nen, Anla­gen und Dienst­leis­tun­gen im Was­ser- und Abwas­ser­sek­tor soll sich welt­weit auf 460 bis 480 Mil­li­ar­den US-Dol­lar belau­fen. Ein Teil der Inves­ti­tio­nen wird auch in Arma­tu­ren fließen.

Zudem stie­gen im ver­gan­ge­nen Jahr nahe­zu in allen Län­dern der EU die Inves­ti­tio­nen in der Che­mie­in­dus­trie. Auf­wen­dun­gen, die sich für die Bran­che loh­nen. Bei­spiel Deutsch­land: Der deut­sche Ver­band der che­mi­schen Indus­trie (VCI) geht davon aus, dass die deut­schen Che­mie­un­ter­neh­men in den nächs­ten 15 Jah­ren von einer stei­gen­den Nach­fra­ge nach Che­mi­ka­li­en aus­ge­hen kön­nen. Vor allem Asi­en und Latein­ame­ri­ka kur­beln den Bedarf an. Laut der Stu­die „Die deut­sche che­mi­sche Indus­trie 2030“ des For­schungs­in­sti­tu­tes Pro­g­nos in Zusam­men­ar­beit mit dem VCI könn­ten die Che­mie­pro­dukt-Expor­te bis 2030 um ins­ge­samt 40 Pro­zent zulegen.

Anwen­dung bestimmt Aus­wahl der Kunststoffarmatur

Gute Aus­sich­ten auch bei der Phar­ma­in­dus­trie. Sie befin­det sich laut „Phar­ma­fak­ten“, einer Initia­ti­ve von Arz­nei­mit­tel­her­stel­lern in Deutsch­land, welt­weit in einem kon­stan­ten Wachs­tum. „Seit 1992 hat sich der Umsatz mit Arz­nei­mit­teln glo­bal mehr als ver­vier­facht. Die Haupt­ur­sa­che sind immer neue Inno­va­tio­nen, die die The­ra­pie zuvor nicht behan­del­ba­rer Krank­hei­ten ermög­li­chen oder ver­bes­sern.“ Eben­falls gute Nach­rich­ten für die Armaturenbranche.

Für die Phar­ma- und Fein­che­mie­bran­che hat bei­spiels­wei­se SchuF spe­zi­el­le Lösun­gen kre­iert. Die von dem Unter­neh­men her­ge­stell­ten Kunst­stoff­ar­ma­tu­ren sind zwar aus Metall gefer­tigt, aber im Innern mit PTFE oder PFA aus­ge­klei­det. Häu­fig han­delt es sich um Boden­ab­lass­ven­ti­le. „Die Ven­ti­le müs­sen hier­bei gleich­zei­tig höhe­re Drü­cke aus­hal­ten – des­halb die Not­wen­dig­keit eines Metall­ge­häu­ses – und innen leicht zu rei­ni­gen sein, wozu sich auch die Kunst­stoff­aus­klei­dung eig­net“, erläu­tert SchuF-Ver­triebs­di­rek­tor David Don­ne. Womit natür­lich die Fer­ti­gung von PTFE oder PFA-aus­ge­klei­de­ter Ven­ti­le auf­wen­di­ger ist als bei Stan­dard-Ven­ti­len aus Metall. „Die Aus­klei­dung der Ven­ti­le ist ein zusätz­li­cher Fer­ti­gungs­schritt bei der Her­stel­lung der Ven­til­ge­häu­se“, so David Donne.

Auch wenn die Phar­ma- und Fein­che­mie­bran­che tra­di­tio­nell eher email­ver­klei­de­te Ven­ti­le nutzt, da die Reak­to­ren innen auch email­liert sind, „haben wir in den ver­gan­ge­nen Jah­ren einen leich­ten Anstieg der Nach­fra­ge nach Kunst­stoff­aus­klei­dung ver­zeich­net.“ Als Trend erwei­se sich die Nach­fra­ge nach Zusatz­funk­tio­nen, „wie zum Bei­spiel die Inte­gra­ti­on von Pro­zess­ana­ly­ti­scher Tech­no­lo­gie (PAT), die sowohl in kunst­stoff- als auch email­ver­klei­de­te Ven­ti­le ein­ge­baut wer­den kön­nen“, berich­tet der SchuF-Vertriebsdirektor.

Akzep­tanz als Werk­stoff erhöht sich zunehmend

Zu den häu­fig ange­wen­de­ten Kunst­stof­fen für Arma­tu­ren gehö­ren unter ande­rem PVC (Poly­vi­nyl­chlo­rid), PP (Poly­pro­py­len) und PVDF (Poly­vi­nyli­den­fluo­rid). PVC, eine der ältes­ten und am häu­figs­ten ein­ge­setz­ten Kunst­stof­fe, zeigt sich resis­tent gegen­über Che­mi­ka­li­en und reagiert nicht auf Feuch­tig­keit. Aller­dings ist sei­ne ther­mi­sche Bestän­dig­keit nur mäßig und sei­ne Schlag­fes­tig­keit gering. Dage­gen ist die ther­mi­sche Bestän­dig­keit von PP gut, das gilt auch für sei­ne che­mi­schen und mecha­ni­schen Merkmale.

Die vor­teil­haf­ten Eigen­schaf­ten haben die Akzep­tanz von Kunst­stof­fen als Werk­stof­fe für Arma­tu­ren im Lau­fe der Jah­re immer wei­ter erhöht. Womit sich ein weit ver­brei­te­tes Vor­ur­teil, dass die­ses Mate­ri­al kei­ne all­ge­mei­ne Ver­wen­dung etwa bei Kugel­häh­nen und Mem­bran­ven­ti­len fin­det, zuneh­mend als falsch erweist. Tat­säch­lich sind Kunst­stoff­ar­ma­tu­ren in vie­len Bran­chen im Einsatz.

Mehr­we­ge-Ven­til­blö­cke aus Kunst­stoff als Trend

Weil sich Kunst­stoff­ar­ma­tu­ren also auch kri­ti­schen Medi­en und Umge­bun­gen, „Atmo­s­phè­res Explo­si­bles“, stel­len müs­sen, ist bei ihrer Her­stel­lung in beson­de­rem Maße auf die ATEX-Richt­li­nie zu ach­ten, die die ver­schie­de­nen Anfor­de­run­gen in der EU angleicht. Seit April 2016 gilt eine neue ATEX-Richt­li­nie: die 2014/34/EU. Seit dem 20.04.2016 dür­fen nur noch Pro­duk­te unter der neu­en RL mit EU-Kon­for­mi­täts­er­klä­rung ver­trie­ben werden.

Aus den viel­fäl­ti­gen Mög­lich­kei­ten der Kunst­stoff­ar­ma­tu­ren ent­wi­ckeln sich Trends. Einer lau­tet, dass zuneh­mend Mehr­we­ge-Ven­til­blö­cken aus Kunst­stoff ver­wen­det wer­den. Sie sind leicht, haben einen gerin­ge­ren Platz­be­darf, sind schnell mon­tiert und mul­ti­funk­tio­nal. „Die­se Anfor­de­run­gen spie­len bei Anla­gen­kom­po­nen­ten eine immer grö­ße­re Rol­le“, erläu­tert Schme­zer. Kom­ple­xe Funk­tio­na­li­tä­ten in der Steue­rung von Flüs­sig­kei­ten „erfol­gen heu­te in der Regel über vie­le ein­zel­ne Ven­ti­le.“ Die­se sind über eben­so vie­le Fit­tings und Roh­re mit­ein­an­der ver­bun­den. Dies erfor­dert aller­dings viel Platz und die Mon­ta­ge ist wegen einer deut­lich höhe­ren Anzahl von Ein­zel­tei­len auf­wän­dig. „Gleich­zei­tig ist jede Mon­ta­ge­stel­le und Rohr­ver­bin­dung eine poten­zi­el­le Lecka­ge­stel­le, die das Sicher­heits­ri­si­ko erhöht. Kom­pak­te Mehr­we­ge­ven­til­blö­cke aus Kunst­stoff bie­ten sich hier als idea­le Kom­po­nen­ten an.“