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Förderung aggressiver Flüssigkeiten

Herausforderung für Pumpen: Die 6 schwierigsten Medien


Säuren, Feststoffe, Kontaminationen – wenn schwierige Medien gefördert werden müssen, sind Pumpen gefragt, die den enormen Belastungen Stand halten. Die Top 6 der kritischen Fördermedien und wie sie sich mit Pumpen für aggressive Medien sicher und schonend fördern lassen.
 

sulfuric acid is one of the difficult fluids to pump
Bild: Wikipedia - Alexander Savin

 

Wenn kritische Medien gefördert werden, kann das der Anlage schwer zusetzen. Besonders für Pumpen stellen aggressive Medien eine Gefahr dar, die Werkstoffe bei dauerhaftem Kontakt schädigen und das Aggregat schnell zerstören können. Bei welchen Medien müssen Betreiber besonders achtsam sein? Und welche Lösungen gibt es für die sichere Förderung von Schwefelsäure, kontaminierten Chemikalien oder kryogenen Flüssigkeiten? Der Überblick über sechs besonders schwierige Medien zeigt es.

 

1. Schwefelsäure

Schwefelsäure ist eine der stärksten Säuren überhaupt und hat eine extrem ätzende Wirkung. Das macht sie zu einer der am schwierigsten zu fördernden Flüssigkeiten. Wie korrosiv sie konkret auf Anlagenteile wirkt, schwankt mit der Konzentration. So ist ein Standardmaterial wie 1.4408 (AISI 316) in schwacher, kalter Säure beständig, im Bereich von 10 bis 85 Prozent vollkommen unbeständig, bei darüber hinausgehender Konzentration aber wieder beständig. Ein zusätzliches Problem: Das Korrosionsverhalten von metallischen Materialien hängt stark von der Temperatur der Schwefelsäure ab. Bei schwankenden Konzentrationen und Temperaturen ist daher kaum eine metallische Legierung korrosionsbeständig.

Die Lösung: Im Gegensatz zu Metalllegierungen decken Fluorkunststoffe wie PFA oder PTFE den gesamten Konzentrationsbereich der Schwefelsäure ab. Horizontale Kunststoffpumpen aus diesen Werkstoffen vertragen Einsatztemperaturen bis zu 180 Grad Celsius problemlos – zum Beispiel die horizontale Kreiselpumpe CM auf PFA-Vollmaterial mit Magnetkupplung von MUNSCH.

 

2. Kryogene Medien

Chemische Beständigkeit ist bei kritischen Medien entscheidend. Doch auch die Temperatur kann Probleme bereiten. Eine Herausforderung sind Kryoflüssigkeiten wie Flüssiggas oder verflüssigtes Erdgas (LNG). Diese werden bei Minusgraden von bis zu -161 Grad Celsius gelagert und müssen auch genauso kalt gefördert werden. Bei so extremen Bedingungen kommt es schnell zu Undichtigkeiten. Außerdem ist die enorme Kälte gefährlich für Motor und Lager.

Die Lösung: Kryogene Pumpen sind speziell für die Förderung von tiefkalten Flüssigkeiten ausgelegt. Kryopumpen sind mit tieftemperaturbeständigen Tauchmotoren ausgestattet und können eine hohe Lebensdauer auch bei extremen Temperaturen erreichen. Die NIKKISO Kryopumpe von LEWA ist auf viele Anwendungen und Branchen abgestimmt und kommt sowohl in Kondensatbehältern als auch fest eingebaut zum Einsatz.

 

3. Waschlösungen mit Feststoffanteil

Kunststoffe machen metallischen Werkstoffen nicht allein im Bereich hochkonzentrierter Säuren Konkurrenz, besonders, wenn es sich um dickwandiges Vollmaterial handelt. Auch in als eher harmlos angesehenen Flüssigkeiten können Chloride, Fluoride oder ein zeitweiliges Schwanken des pH-Werts den metallischen Pumpen mit dauerhaftem Materialabtrag durch Erosionskorrosion zusetzen. Dabei zerstören im Medium vorhandene Feststoffe die schützende Oxidschicht auf der Metalloberfläche und beschleunigen die Korrosion. Viele Betreiber versuchen, mit aufwendigen Maßnahmen eine Konditionierung der Flüssigkeiten zu erreichen, zum Beispiel durch das Zudosieren von Natronlauge – oft jedoch nur mit mäßigem Erfolg.

Die Lösung: Horizontale Kreiselpumpen wie die NPC von MUNSCH  aus dem verschleißfestem Vollkunststoff UHMW-PE verhindern Erosionskorrosion. Ihre feststofferprobte Gleitringdichtung macht sie noch robuster.

 

4. Kontaminierte Chemikalien

Die Top 3 der schwer zu fördernden Medien eröffnen diese schmutzigen Fluide. In vielen chemischen Produktionsprozessen werden toxische, aggressive Flüssigkeiten gefördert. Oft enthalten die Medien darüber hinaus auch Verunreinigungen: etwa Fasern, Agglomerate oder Kristalle. Die Gefährdungsklasse der Flüssigkeiten erfordert nicht selten Aggregate, die hermetisch dicht sind, zum Beispiel Magnetkupplungspumpen. Allein sind diese Pumpen mit den massiven Verunreinigungen jedoch schnell überfordert, werden erheblich beschädigt und fallen letztlich aus.

Die Lösung: Abhilfe schaffen magnetgekuppelte Kreiselpumpen mit externer Spülung wie die CM-FA von MUNSCH. Förderraum und Magnetantriebsraum sind bei dieser Baureihe stark voneinander getrennt. Sensible Antriebselemente werden durch saubere Flüssigkeit von außen versorgt.

 

5. Scherempfindliche Medien mit hoher Viskosität

Joghurt als kritisches Medium? Was für Laien seltsam klingt, kennen Food-Experten nur zu gut. Scherempfindlich, hochviskos und oft feststoffbeladen ist das Milcherzeugnis, das als Lebensmittel noch dazu hohe Anforderungen an die Hygiene stellt. Bei der Förderung gilt es, die wertvollen Bakterienkulturen zu schützen und eine Trennung der unterschiedlich viskosen Phasen zu vermeiden. Bei Sorten mit Fruchtstücken sollen obendrein deren Form und Konsistenz erhalten bleiben. Kreiselpumpen sind hier leider ungeeignet: Sie würden die Fruchtanteile schädigen, außerdem nimmt ihr Wirkungsgrad bei hoher Viskosität stark ab.

Die Lösung: Exzenterschneckenpumpen wie die NEMO von NETZSCH fördern niedrig- bis höchstviskose Medien scherarm, kontinuierlich und druckstabil. In Hygieneausführung sind alle medienberührenden Teile FDA-konform und somit für den Einsatz mit empfindlichen Lebensmitteln bestens geeignet. Dank Bypass-Leitung und Spülstutzen ist auch die CIP-Reinigung kein Problem.


6. Düngemittel

Platz 1 der kritischen Medien bleibt aggressiven Säuren mit hohem Korrosionspotenzial vorbehalten. Bei der Herstellung von Düngemittel kommt Schwefelsäure zum Einsatz, was für sich bereits hohe Anforderungen an alle Komponenten der Produktionsanlage stellt. Beim Aufschluss von Phosphatgestein entsteht außerdem neben Phosphorpentoxid als eigentlichem Düngerbestandteil auch eine große Menge an Calciumsulfat (Gips). Pumpen in diesem Bereich fördern also einen stark korrosiven und verschleißenden Brei, der den Lebenszyklus des Aggregats oft stark verkürzt. Dabei spielt die Kombination aus Abrasion und Korrosion eine bedeutende Rolle.

Die Lösung: Kunststoffpumpen wie die vertikale Cantileverpumpe TPC von MUNSCH kennen keine Korrosion. Im Umgang mit aggressiven Medien zeigen Vollkunststoffe wie Polyethylen eine deutlich längere Standzeit als die meisten metallischen Legierungen.
 

 

Für jedes Medium die passende Förderlösung

Was in der Fluidförderung besonders schwierige Medien sind, sieht wohl jeder Anlagenbetreiber anders. Die gute Nachricht: Für jede noch so aggressive, empfindliche oder kritische Flüssigkeit gibt es eine Pumpe, die der Herausforderung gewachsen ist. Egal, welches Medium gefördert werden muss: Mit dem PUMPselector finden alle Betreiber mit wenigen Klicks die passende Pumpe für ihre Anwendungen.

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