Stand­haft gegen Süßes

Ver­schleiß­alarm in der Pum­pen­tech­nik: Zucker greift an! Sei­ne kris­tal­li­nen Struk­tu­ren wir­ken in hohem Maße abra­siv und machen den Süß­stoff zu einem aggres­si­ven Medi­um, das gera­de stark bean­spruch­te Kon­takt­tei­le im Fließ­pro­zess erheb­lich schädigt. 

In der Lebens­mit­tel­in­dus­trie wird Schwerst­ar­beit geleis­tet. Immer schnel­le­re Durch­lauf­zei­ten oder stei­gen­de Stück­zah­len brin­gen Maschi­nen und Anla­gen ans Limit. Gleich­zei­tig nimmt das Ver­schleiß­ri­si­ko zu. Beson­ders dann, wenn schäd­li­che Ein­flüs­se wie Abrieb oder Kor­ro­si­on den Abnut­zungs­pro­zess beschleu­ni­gen. Kost­spie­li­ge Aus­fäl­le durch Instand­set­zungs­ar­bei­ten oder not­wen­di­gen Werk­zeug­wech­sel sind die Folge.

Die har­ten Pro­duk­ti­ons­be­din­gun­gen for­dern von Tech­nik, Werk­zeug und Mate­ri­al maxi­ma­len Ein­satz. Bei Pum­pen gehö­ren bei­spiels­wei­se Lager­buch­sen für Wel­len und Ven­til­sys­te­me zu den Kom­po­nen­ten, die über­durch­schnitt­lich belas­tet wer­den. Etwa durch Zucker, Mai­sche und ande­re Stof­fe mit einem ähn­lich hohen Aggres­si­ons­po­ten­ti­al. Ver­schlei­ß­ele­men­te wie Ven­til­sit­ze, Glei­t­rin­ge, Kol­ben und Nadeln müs­sen dage­gen­hal­ten. Aber wie?

Hart­me­tall bie­tet erfolg­reich Paroli

Der Königs­weg zum wirk­sa­men Ver­schleiß­schutz führt über den Aus­tausch betrof­fe­ner Bau­tei­le gegen ent­spre­chen­de Pro­duk­te aus robus­tem Hart­me­tall. Denn der wider­stands­fä­hi­ge Sin­ter­werk­stoff ver­fügt über die erfor­der­li­chen Eigen­schaf­ten, die selbst extre­men Anfor­de­run­gen gewach­sen sind. Dabei lässt sich die Mate­ri­al­zu­sam­men­set­zung indi­vi­du­ell auf den jewei­li­gen Anwen­dungs­fall abstimmen.

Vor­wie­gend besteht Hart­me­tall aus Wolf­ram­kar­bid sowie einem Bin­de­mit­tel aus Kobalt, Nickel oder Nickel/Chrom. Wel­cher Bin­der zum Ein­satz kommt, hängt von der gewünsch­ten Wir­kungs­wei­se ab. In der Regel wird Kobalt als Haupt­bin­der ver­wen­det, da es den Sin­ter­pro­zess posi­tiv beein­flusst. Wenn es um eine gute Kor­ro­si­ons­be­stän­dig­keit und einen gerin­gen Rest­ma­gne­tis­mus geht, hat sich Nickel bewährt. Soll das Bau­teil zugleich resis­tent gegen Kor­ro­si­on und Che­mie sein und zudem eine elek­tro­ly­ti­sche Bestän­dig­keit auf­wei­sen, ist die Kom­bi­na­ti­on Nickel mit Chrom die bes­te Wahl.

Auf die Kör­nung kommt es an

Auch die Korn­grö­ße hat Ein­fluss auf die Mate­ri­al­ei­gen­schaf­ten. Fei­nes Korn erhöht die Här­te, ver­bes­sert die Kan­ten­sta­bi­li­tät und erzielt Top-Ergeb­nis­se nicht nur gegen den abra­si­ven Ver­schleiß. Eben­so ver­län­gern spe­zi­el­le Fein­korn­qua­li­tä­ten die Lebens­dau­er von Ven­til­bau­tei­len, die durch Kavi­ta­ti­on in Mit­lei­den­schaft gezo­gen wer­den. Hier ver­hin­dert der struk­tu­rel­le Auf­bau der Hart­me­tal­le, dass sich beim Implo­die­ren der Dampf­bla­sen ein­zel­ne Werk­stück­teil­chen her­aus­lö­sen, wodurch der Ver­schleiß beschleu­nigt wird und das Bau­teil vor­zei­tig nicht mehr zu gebrau­chen ist.

Medi­um- und Grob­korn besit­zen dage­gen eine beacht­li­che Zähig­keit und Schlag­fes­tig­keit. Fähig­kei­ten, die zum Bei­spiel beim Frä­sen und Boh­rern die Gefahr von Ven­til­brü­chen verhindern.

Der idea­le Stoff zur Stei­ge­rung der Effizienz

Es gibt also vie­le über­zeu­gen­de Grün­de, die für einen geziel­ten Ein­satz von Hart­me­tall in der Ven­til­tech­nik spre­chen. Gute Erfah­run­gen mel­det die Indus­trie unter ande­rem bei der Stand­zeit­op­ti­mie­rung von Redu­zier­kä­fi­gen. Die­se Kom­po­nen­ten sor­gen dafür, dass der För­der­druck in der Anla­ge sinkt. Übli­cher­wei­se aus gehär­te­tem Werk­zeug­stahl her­ge­stellt, sind die Redu­zier­kä­fig aller­dings ziem­lich anfäl­lig für Ver­schleiß und müs­sen daher schon nach rela­tiv kur­zer Zeit ersetzt wer­den. Das kos­tet Geld und Aufwand.

Mit dem Wech­sel zu wesent­lich sta­bi­le­ren Aus­füh­run­gen aus Hart­me­tall löst sich das Pro­blem sozu­sa­gen von selbst. Denn der Ersatz­werk­stoff erweist sich in allen Punk­ten als die bes­se­re Alter­na­ti­ve. So kön­nen die gefor­der­ten Stand­zei­ten nicht nur mühe­los erreicht, son­dern gleich um meh­re­re Wochen ver­län­gert wer­den. Damit tra­gen Hart­me­tal­le maß­geb­lich dazu bei, die Pro­duk­ti­vi­tät zu stei­gern, die Kos­ten für Instand­hal­tung und Inves­ti­ti­on zu redu­zie­ren und ins­ge­samt wirt­schaft­li­cher zu arbeiten.

Die gan­ze Werk­stoff-Kom­pe­tenz im Hause

Ein beson­de­rer Vor­zug von Hart­me­tal­len ergibt sich aus dem außer­or­dent­li­chen Anwen­dungs­spek­trum in nahe­zu allen Indus­trie­be­rei­chen. Um die­sem Anspruch gerecht zu wer­den, ist gebün­del­te Werk­stoff-Kom­pe­tenz gefragt. Heinz-Achim Kordt, Kon­struk­ti­ons­lei­ter bei der Fir­ma DURIT aus Wup­per­tal, beschreibt, wie sein Unter­neh­men die­se Her­aus­for­de­rung meis­tert: „Wir haben den Ehr­geiz, für jeden Bedarf das pas­sen­de Kon­struk­ti­ons­bau­teil in der rich­ti­gen Hart­me­tall­va­ri­an­te anzu­bie­ten. Aus die­sem Grund umfasst unser Pro­gramm rund 60 spe­zi­ell ent­wi­ckel­te Sor­ten in den unter­schied­lichs­ten Zusam­men­set­zun­gen. So sind wir in der Lage, stets eine pra­xis­ge­rech­te Lösung zu fin­den, die den Wün­schen des Auf­trag­ge­bers ent­spricht. Dies allein genügt uns aber noch nicht. Denn bei allem, was wir tun, hat der Kun­den­nut­zen obers­te Prio­ri­tät. Weil wir des­halb nichts dem Zufall über­las­sen wol­len, bleibt der gesam­te Her­stel­lungs­pro­zess bei uns im Hau­se. Ange­fan­gen vom Mischen des Pul­vers über das Sin­tern bis zum fer­ti­gen End­pro­dukt in hoch­prä­zi­ser Qua­li­tät. Auf die­se Wei­se stel­len wir sicher, dass unse­re Kun­den genau die maß­ge­fer­tig­te Lösung bekom­men, die sie für einen effi­zi­en­ten Ver­schleiß­schutz in ihrer Pro­duk­ti­on benötigen.“

Inno­va­ti­ve Lösun­gen gesucht und gefunden

Bei der Umset­zung zei­gen sich die Exper­ten aus dem inter­na­tio­nal auf­ge­stell­ten Unter­neh­men durch­aus inno­va­tiv, wie fol­gen­des Pra­xis­bei­spiel belegt. Dabei han­del­te es sich um ein Hart­guss-Ven­til, das durch star­ken Abrieb im Ein­satz bereits nach drei Wochen nur noch Schrott­wert besaß. Nach einer gründ­li­chen Ana­ly­se hat­ten die Wup­per­ta­ler die Innen­kon­tu­ren des Bau­teils als ver­schlei­ß­in­ten­si­ve Schwach­stel­le aus­ge­macht. Doch damit stan­den die DURIT-Exper­ten vor einem Pro­blem. Denn die­se Form­ge­bung ließ sich bis­lang nur guss­tech­nisch rea­li­sie­ren. Kein Grund, um auf­zu­ge­ben. Nach einer Rei­he von Ver­su­chen gelang es schließ­lich, die Ven­til­ein­sät­ze kom­plett aus Hart­me­tall zu fer­ti­gen und so deren Lebens­zy­klus um das 15-fache zu stei­gern. Mehr unter: www.durit.de

DURIT auf der PUMPS & VALVES 2017: Stand B 08–5