Werkstoffe für Industriepumpen: Ionisierung und Anwendung (II)

3. Hochlegierte Werkstoffe und Nickelbasislegierungen

Wird für extrem korrosive Umgebungen verwendet.

Hastelloy (z. B. C-276/C-22):

Eigenschaften: Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber oxidierenden und reduzierenden Medien, insbesondere beständig gegen nasses Chlor, Hypochlorit, Schwefelsäure und Salzsäure.

Anwendungsgebiete: Hydrometallurgie, Absorber-Umwälzpumpen in Rauchgasentschwefelungsanlagen (REA), starke Säuren (Salzsäure, Schwefelsäure).

Monel (400/K-500):

Eigenschaften: Hauptsächlich Nickel-Kupfer, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber Flusssäure, Meerwasser und alkalischen Lösungen.

Anwendungsgebiete: Flusssäureförderung, Meerwasserpumpen, Natronlaugepumpen.

Titan und Titanlegierungen (z. B. Gr. 2):

Eigenschaften: Niedrige Dichte, hohe Festigkeit, extrem hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber Chloriden (z. B. Meerwasser, Salzlösung), ausgezeichnete Lochfraßbeständigkeit.

Anwendungsgebiete: Meerwasserentsalzungspumpen, Schiffspumpen, Chloralkali-Industrie, Oxidationsmittel (z. B. Nasschlor).

Zirkonium (702):

Eigenschaften: Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber Schwefel- und Salzsäure, insbesondere bei mittleren Konzentrationen und Temperaturen.

Anwendungsgebiete: Pumpen für konzentrierte Schwefelsäure, bestimmte aggressive chemische Prozesse.

4. Nichtmetallische Werkstoffe

Wird für stark korrosive, aber relativ milde (Temperatur, Druck) Bedingungen verwendet.

Kunststoffe (z. B. PP Polypropylen, PVDF Polyvinylidenfluorid):

Eigenschaften: Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, geringe Kosten, geringes Gewicht. Festigkeit und Temperaturbeständigkeit sind jedoch gering.

Anwendungsbereiche:

PP: Beständig gegen Säuren und Laugen, verwendet in der Galvanotechnik, in Wäschern und in der Abwasserbehandlung.

PVDF: Stärkere Korrosionsbeständigkeit, bessere Temperaturbeständigkeit, kann für Halogene und starke oxidierende Säuren verwendet werden.

Fluoroplastische Kunststoffe (z. B. FEP, PFA):

Eigenschaften: Resistent gegen nahezu alle chemischen Medien, bekannt als "plastic kings."

Anwendungsgebiete: Auskleidung oder Vollkunststoffkonstruktion für Magnetkupplungspumpen, Kreiselpumpen, die für hochreine, stark korrosive Chemikalien wie Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure und Säuregemische verwendet werden.

Keramiken (z. B. Aluminiumoxid, Siliciumcarbid):

Eigenschaften: Extrem hohe Härte, außergewöhnliche Verschleißfestigkeit, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, aber spröde.

Anwendungsbereiche:

Aluminiumoxidkeramik: Gleitringdichtungen.

Siliziumkarbidkeramik: Die bevorzugte Wahl für verschleiß- und korrosionsbeständige Pumpen, die für Schlämme mit scharfkantigen Partikeln eingesetzt werden, z. B. für Rauchgasentschwefelungspumpen in Kraftwerken und Schlammpumpen im Bergbau. Wird auch als Reibpaar für Gleitringdichtungen verwendet.

Gummiauskleidung (z. B. Naturkautschuk, Neopren, Butylkautschuk):

Eigenschaften: Nutzt die Elastizität von Gummi, um Partikelaufprall und Verschleiß zu widerstehen und bietet gleichzeitig eine gute Korrosionsbeständigkeit.

Anwendungsbereiche: Schlammpumpen. Je nach Medium werden unterschiedliche Kautschuksorten ausgewählt; beispielsweise weist Naturkautschuk eine gute Verschleißfestigkeit und Butylkautschuk eine ausgezeichnete Säurebeständigkeit auf.

Zusammenfassung

Die Materialauswahl für Wasserpumpen in der industriellen Fertigung ist eine komplexe Aufgabe der Systemtechnik. Eine typische Pumpe kann für Gehäuse, Laufrad, Welle und Dichtungen unterschiedliche Materialkombinationen verwenden. Beispielsweise könnte eine Pumpe zur Förderung konzentrierter Sole in Meerwasserentsalzungsanlagen ein Gehäuse und ein Laufrad aus Duplex-Edelstahl, kombiniert mit Gleitringdichtungen aus Siliziumkarbid und einer Wellenhülse aus Titanlegierung, aufweisen.

Kernempfehlung: Bei der Pumpenauswahl sollten Sie stets vollständige und genaue Angaben zur Zusammensetzung, Konzentration, Temperatur, zum Druck, pH-Wert, Feststoffgehalt und zur Partikelgröße des Fördermediums machen. Ziehen Sie professionelle Pumpenhersteller oder Werkstoffingenieure zu Rate und führen Sie die erforderlichen Korrosionsprüfungen durch, um die sicherste, wirtschaftlichste und langlebigste Materiallösung zu ermitteln.