PRESSE-INFO (Januar 1997)
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Beispiel Salzindustrie:
Erhebliche Standzeiterhöhung von Anlagen
durch thermische Beschichtung
Jedes Industrieunternehmen strebt nach höherer Wirtschaftlichkeit
durch längere Maschinenstandzeiten. Durch den Einsatz moderner
Oberflächentechnologie lassen sich hier oft erstaunliche Ergebnisse
erzielen.
Verfahren des thermischen Spritzens haben sich als wirtschaftlich und
technisch äußerst vorteilhaft erwiesen. Für die Behandlung von
Werkstücken beliebiger Größe und Form geeignet, zeichnen sie sich durch
geringen Verzug, variable Beschichtungsstärken und eine breite Auswahl
an Spritzwerkstoffen aus.
In einigen Branchen sind die Produktionsanlagen besonders starken
Belastungen ausgesetzt - zum Beispiel in der Salzindustrie. Bei der
Südwestdeutsche Salzwerke AG sorgt die Tochtergesellschaft
HT-Metall-Schutz GmbH für die Instandhaltung der Betriebsanlagen. Im
rauhen Bergwerksbetrieb erprobt, hat diese ein umfangreiches Know-how im
Bereich Korrosions- und Verschleißschutz erworben. Unter anderem
beschichtet sie V4A-Lochbleche für Sieb-Schnecken-Zentrifugen, in denen
nasses Industriesalz mechanisch entwässert wird. Dank einer 1 mm dicken,
flammgespritzten Schicht aus einer metallischen Hartlegierung erhöhte
sich die Standzeit der Anlagen um das 20fache.
Wirksamer Verschleißschutz
Weit über 2 Millionen Tonnen Steinsalz pro Jahr fördert die
Südwestdeutsche Salzwerke AG (SWS) in Heilbronn. Den Rohstoff
verarbeitet sie zu Siede-, Gewerbe-, Auftau- und vor allem
Industriesalzen, die zur Herstellung von Chlor, Natronlauge, Natrium,
Soda, Salzsäure, Natriumsulfat etc. erforderlich sind. Dabei droht den
Maschinen und Anlagen zu Gewinnung, Zerkleinerung, Absieben und
Weiterverarbeitung des Salzes schneller Verschleiß durch Korrosion und
Abrasion. Umso wichtiger sind vorbeugender Oberflächenschutz und
wirksame, schnelle Reparatur beschädigter Teile. Um die kontinuierliche
Verfügbarkeit der Produktionsanlagen zu gewährleisten, gründete die SWS
1980 mit der HT-Metall-Schutz GmbH (HTM) einen Dienstleistungsbetrieb,
der Aufträge im Bereich Oberflächenschutz und -reparatur an die
hauseigenen Werkstätten delegiert.
“Während andere Unternehmen ihre Werkstätten verkleinern, erhalten
wir unsere Rentabilität, indem wir unser Know-how auch nach außen
vermarkten”, erklärt HTM-Geschäftsführer Dr. Gerhard Bloschies. “Etwa 75
% unserer Arbeiten erledigen wir für das Mutterhaus, die übrigen 25 %
sind Fremdaufträge.” Etwa sechs bis acht SWS-Mitarbeiter sind ständig
für die HTM im Einsatz. Die Aufgaben reichen von der Reparatur einzelner
Maschinen- und Anlagenteile bis zur kompletten Neufertigung z.B. von
Kettenförderern oder Wellen. Verschlissene Werkstücke können durch
Auftragschweißen oder thermisches Spritzen instand gesetzt werden. Beide
Verfahren sind auch kombiniert einsetzbar. Durch Auftragschweißen lässt
sich z.B. die Kontur eines Werkstücks wiederherstellen oder ein
ausreichend tragfähiger Untergrund für die anschließend aufgespritzte
Funktionsschicht schaffen. “Eine dicke, billigere Schicht mit einer
dünnen Schicht hochwertigen Materials zu veredeln, ist auch
kostentechnisch sehr günstig”, stellt Dr. Bloschies fest.
Flamm- und Plasmaspritzen:
Zwei vielseitige Verfahren
Beim Thermischen Spritzen wird geschmolzenes Schichtmaterial auf die
Werkstückoberfläche gesprüht. Die beim Aufprall abgeflachten Tröpfchen
kühlen augenblicklich ab. Die vorwiegend mechanische Verklammerung der
Schichten - lokal ergänzt durch physikalische Bindungskräfte - setzt
eine fettfreie, durch Sandstrahlen aufgerauhte Oberfläche voraus. Je
nach Grundwerkstoff und Anforderungen an die beschichtete Oberfläche
kommen verschiedene Verfahren zum Einsatz. Die HT-Metall-Schutz GmbH hat
sich auf Plasma- und Flammspritzen spezialisiert.
Beim Flammspritzen wird der Beschichtungsstoff als Pulver (keramische
Werkstoffe - Oxide, Carbide, Boride -, Metalle etc.) oder bis zu 5 mm
dicker Draht in eine Flammspritzpistole geleitet, wo er in einer
Brenngas/ Sauerstoff-Flamme schmilzt. Die expandierenden Gase und
zugeführte Druckluft schleudern das Spritzmaterial auf die
Werkstückoberfläche. Trotz der teilweise hohen Schmelztemperaturen der
Drähte und Pulver (z.B. 2600°C bei Molybdän) erhöht sich die
Werkstücktemperatur nur geringfügig. Es kommt weder zum Wärmeverzug noch
zur Beeinträchtigung der Grundwerkstoff-Struktur.
Für hochwertige Schichten insbesondere aus hochschmelzenden
Werkstoffen eignet sich das Plasmaspritzverfahren. Ein
Hochenergie-Lichtbogen erhitzt in der Plasmaspritzpistole einen inerten
Gasstrom (Argon, Stickstoff, Helium). Das bis über 20000°C heiße Gas
dehnt sich stark aus und erreicht beim Verlassen der Düse mehrfache
Schallgeschwindigkeit. In diesem hochenergetischen Plasmastrahl wird der
pulverförmige Beschichtungswerkstoff geschmolzen und auf die
Werkstückoberfläche aufgeschossen. Als Grundwerkstoffe eignen sich neben
Metallen und Legierungen auch keramische Stoffe und einige Kunststoffe.
Je nach Spritzmaterial erfüllen die Schichten neben Verschleiß- und
Korrosionsschutz verschiedenste Spezialanforderungen, z.B. thermische
oder elektrische Isolierung.
Standzeiterhöhung stark belasteter Siebe
durch metallische Flammspritzbeschichtung
Ein Schwerpunkt liegt bei der HTM auf der metallischen Beschichtung
von V4A-Lochsieben im Flammspritzverfahren. In Siebschnecken-Zentrifugen
entwässert die SWS gereinigtes, nasses Salz auf eine Restfeuchtigkeit
von unter 1 %. 90 Tonnen Salz laufen pro Stunde durch jede Zentrifuge
und greifen das Edelstahl-Lochblech in der Siebtrommel an. Nach
Erprobung verschiedener Schichtzusammensetzungen ist es gelungen, die
Standzeit dieser Lochbleche von 80 auf 1.600 Stunden zu erhöhen.
Eine Schicht aus pulverisierter Hartlegierung wird im
Flammspritzverfahren aufgetragen und in einer thermischen Nachbehandlung
bei etwa 1050°C eingeschmolzen bzw. gesintert. Dabei entstehen
Borsilikate mit Flussmitteleigenschaften, die noch vorhandene dünne
Oxidschichten von der Metalloberfläche und dem aufgeschmolzenen
Spritzwerkstoff lösen. So kann sich eine stoffschlüssige Verbindung wie
beim Hartlöten bilden. Die nahezu poren- und oxidfreien Schichten weisen
ein Gefüge mit Guss-Struktur und eine hohe Verschleißfestigkeit auf.
Diese Technik hat sich mittlerweile auch bei Spaltsieben in der Zement-
und Zuckerindustrie bewährt.
Erfolg durch gesicherte Qualität
Über die Muttergesellschaft SWS ist die HTM nach DIN ISO 9001
zertifiziert. Auf diesen Lorbeeren ruht sich Dr. Bloschies nicht aus:
“Um uns gegen schwarze Schafe zu wehren, die daheim in der Garage
Billigreparaturen durchführen, streben wir für 1997 eine zusätzliche
Personen- und Produktmittelzertifizierung durch die GTS an.” Bereits
1992, im Gründungsjahr der Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V. (GTS),
war die HTM diesem Zusammenschluss von Anwendern und Förderern des
thermischen Spritzens beigetreten. Die Mitgliedschaft bietet noch
weitere Vorteile: “Wir tauschen teilweise Aufträge mit Betrieben aus,
die sich auf andere thermische Spritzverfahren spezialisiert haben oder
etwa sehr große Werkstücke beschichten können”, erzählt Dr. Bloschies.
Die Bedeutung des thermischen Spritzens sieht er noch steigen: “Es
stellt oft eine gute Alternative zum Hartverchromen dar. Auch das
Beschichten von Sieben ist ein ausbaufähiges Geschäftsfeld. Wir sind
dabei, weitere Anwendungsfälle zu erproben.”
Verfasserin: Simone Arends
Weitere Informationen sind erhältlich bei GTS
Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V.
Werner Krömmer
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