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Höchste Dichtleistung bei hochsensiblen Prozessen

Die reine Edelstahlverbindung

von Dietrich Warmbier

Verschraubungssysteme aus Edelstahl sind wichtige Komponenten in prozesstechnischen Anlagen. Sie müssen einfach zu montieren sein, absolute Dichtigkeit aufweisen und auch in hochsensiblen Prozessen Tag für Tag einwandfrei funktionieren. Ross Europa hat vor Kurzem eine neue Edelstahl­verbindung auf den Markt gebracht, die diese Kriterien erfüllt und noch einiges mehr bietet: ZeroCon®. Produktmanager Dietrich Warmbier stellt diese Innovation im chemie&more-VIP-Interview vor.

Herr Warmbier, im Herbst 2014 haben Sie eine neue Edelstahlverbindung in den Markt eingeführt. Wie kam es zur Entwicklung des neuen Produktbereichs ZeroCon^®, vor allem vor dem Hintergrund der Tat­sache, dass Ross Europa sich eigentlich auf Pneumatikkomponenten und -systeme fokussiert?

Als weltweit bekannter, allseits geschätzter Hersteller von hochwertigen, innovativen und zuverlässigen Pneumaktikprodukten ist die Einführung des Verschraubungs­systems ZeroCon im Rahmen der permanenten Portfolioerweiterung aus unserer Sicht ein logischer Schritt. Auch im Hinblick auf die Erweiterung unseres bestehenden Programms durch SIL- und ATEX-zertifizierte Ventile für sensible Prozesse passt ZeroCon sehr gut in das Ross-Angebot. Unsere Kunden erwarten technisch ausgereifte, hochwertige und robuste Lösungen. Diese müssen nicht nur „einfach“ in der Implementierung sein, sondern auch zuverlässig funktionieren. Wir zeigen mit der Einführung des neuen Verschraubungs­systems einmal mehr, dass technisch höchstwertige Lösungen in der Hand­habung und Anwendung nicht kompliziert sein müssen. Das stellen wir übrigens auch im Bereich der pneumatischen Sicherheitstechnik seit Jahr und Tag unter Beweis. Aus unserem Kundenkreis wurde wiederholt der Wunsch nach einer hochwertigen, ­absolut dichten und elastomerfreien Verschraubung an uns herangetragen – oft im Zusammenhang mit dem Einsatz unserer Dale-Ventile. Diesem Wunsch können wir nun nachkommen.

ZeroCon ist eine reine Edelstahlverschraubung. Welche technischen Merkmale weist dieses Verbindungselement auf?

Das System ist absolut dicht! Die vom TÜV-SÜD ermittelte Leckage lag im Bereich der Nachweisgrenze des Messgerätes und beträgt weniger als 3,0x10-10mbar l/s. Durch Toträume kleiner 10µm können sich im Bereich der ZeroCon keine Viren oder Pilze ansiedeln (der kleinste nachgewiesene Pilz hat übrigens eine Größe >=20µm). Dies wurde von einem unabhängigen Institut bestätigt. Durch das aseptische Design, die hohe Dichtigkeit und aufgrund einer Oberflächengüte Ra <= 0,4µm ist die ­ZeroCon eine perfekte Pharmasperre, die in einem Temperaturbereich von –273 bis +450°C und in einem Druckbereich bis über 450bar eingesetzt werden kann. Das verwendete Rohr ist der begrenzende Faktor. Absolut glatte Übergänge – auch bei Reduzierungen – verhindern Verwirbelungen und Strömungsstörungen. Durch die integrierte Lecksuchbohrung kann das Rohrleitungssystem nach Montage auf Leckage geprüft werden. Das bei der Produktion der Verschraubung eingesetzte Material kann durch eine unverlierbare Kennzeichnung aller Komponenten vollständig rückverfolgt werden. ZeroCon wird aus höchstwertigem Edelstahl 1.4435 gefertigt, alle Schweißansätze sind zum Orbitalschweißen vorbereitet. Vor dem Verpacken wird die Verschraubung mit Reinstwasser gereinigt, um Fertigungsrückstände wie Öle, Schmierstoffe und lose Materialrückstände zu entfernen. Danach wird einzeln verpackt. Bei Bedarf sind alle Komponenten auch elektropoliert lieferbar.

Es heißt in Ihren Unterlagen „Dicht wie eine Schweißnaht“. Wie erreichen Sie die versprochene absolute Dichtigkeit der Verbindung?

Die absolute Dichtigkeit wird durch einen „Lippendichtring“ aus höchstwertigem Edelstahl erreicht, der sich bei der Montage elas­tisch und plastisch verformt. Durch die ausgeklügelte Geometrie werden Leckage und Toträume auf ein Minimum reduziert. Interne Leckagetests ergaben eine Leckage von <10–14mbar l/s, was bei dem derzeitigen technischen Stand der Nachweisgrenze entspricht.

Welche Vorteile ergeben sich für den Anwender des Verbindungselementes vor allem in Bezug auf die besonders relevanten Aspekte wie Installation, Instandhaltungsarbeiten und Prozesssicherheit?

Verdrehsicherung und stirnseitige Formschlüssigkeit verhindern das Einwirken äußerer Kräfte und Momente. Die Montage kann ohne Spezialwerkzeug durchgeführt werden, da die ZeroCon beim Verschrauben einfach auf Block verschraubt wird und sofort absolut dicht ist. Die NW 20/G1“-Verschraubung benötigt ein Anzugsmoment von max. 90Nm bei einer Schlüsselweite von 38 mm, alle anderen Verschraubungen haben ein deutlich geringeres Anzugsmoment. Ein Überdrehen ist fast nicht möglich. Durch den Verzicht auf Elastomerdichtungen und den ausschließlichen Einsatz von höchstwertigem Edelstahl 1.4435 sind an der ZeroCon keine Wartungsarbeiten erforderlich; unabhängig davon, wie oft das Rohrleitungssystem mit Heißdampf oder anderen Verfahren/Reinigern desinfiziert/gereinigt wird. Durch die hohe Wärmeleitfähigkeit beim Desinfizieren mit Heißdampf wird die gesamte Verschraubung hoch erhitzt, was bei einer Elastomerdichtung mit einer deutlich geringeren Wärmeleitfähigkeit nicht garantiert werden kann. Bei einer Elastomerdichtung kann es vorkommen, dass Teilbereiche nicht hoch genug erhitzt werden und damit keine vollständige Desinfektion stattfindet. Bei Einsatz von höchstwertigem Edelstahl kann keine Materialausgasung stattfinden.

Sie versprechen höchste Dichtleistung in hochsensiblen Prozessen. Auf welche Industrien bzw. Applikationen beziehen Sie sich dabei?

Die ZeroCon kann durch ihre sehr guten Materialeigenschaften, einfache Montage, extrem geringe Toträume und aufgrund des aseptischen Designs überall dort eingesetzt werden, wo höchste Anforderungen an Verschraubungen gestellt werden. Beispielhaft möchte ich an dieser Stelle die Chemie- und Pharmaindustrie sowie den Getränke- oder Lebensmittelbereich nennen; aber auch den Maschinenbau, sofern teure, sensible oder aggressive Medien im Einsatz sind.

Welchen Normen entspricht die ZeroCon?

Aus naheliegenden Gründen gibt es für das System derzeit keine Norm; denn es handelt sich um eine komplett neue Verschraubung am Markt. Sie übertrifft allerdings alle bestehenden Verschraubungsnormen im Bereich Chemie-, Pharma- und Lebensmittel um Welten. Lassen Sie mich diese Zusammenhänge anhand einiger Beispiele verdeutlichen: DIN 11864, „Aseptikverschraubung“ mit O-Ring:

Der O-Ring ist schlecht desinfizierbar und beim Einsatz von Heißdampf ist dessen Lebensdauer durch Versprödung sehr begrenzt. Die ZeroCon-Dichtung besteht aus Edelstahl, der problemlos desinfiziert werden kann. Auch unter Heißdampfeinfluss altert die Dichtung nicht. Durch den Verzicht auf einen O-Ring und durch den Einsatz einer Edelstahldichtung fällt die ZeroCon nicht unter die DIN 11864, sondern übertrifft diese.

DIN 11851, „Milchrohrverschraubung“ mit Dichtring aus Kunststoff: ZeroCon ist in den identischen Abmessungen der Milchrohrverschraubungen lieferbar, fällt aber aufgrund der Verwendung von Edelstahldichtungen nicht unter die DIN 11851. Die Versprödung und schlechte Desinfizierbarkeit von Kunststoffdichtungen wurden ja bereits thematisiert. Die ZeroCon entspricht der EHEDG zu 100%.

Sind Einsatzorte im Reinstraum bzw. mit Reinstmedien möglich?

Die neue Verschraubung kann durch den Einsatz von höchstwertigem Edelstahl 1.4435 und aufgrund der absoluten Dichtigkeit ohne Toträume sowohl im Reinstraum als auch mit Reinstmedien eingesetzt werden, solange die Medien nicht den verwendeten Edelstahl 1.4435 angreifen.

Eine so hochwertige Verschraubung ist sicher deutlich teurer als eine derzeit am Markt erhältliche Standardverschraubung?

Da muss ich Sie korrigieren. Durch Verwendung von nur wenigen Bauteilen und infolge der High-End-Fertigung ist das System sehr wettbewerbsfähig und bewegt sich im marktüblichen Rahmen. Natürlich dürfen Sie ZeroCon nicht mit einer Schneidringverschraubung vergleichen; aber unterm Strich ist die ZeroCon derzeit kostenmäßig allen am Markt erhältlichen Verschraubungen mit Schweißansatz weit überlegen. Man darf nicht nur die reinen Anschaffungs- und Installationskosten betrachten; es müssen auch die laufenden Kosten über die gesamte Einsatzdauer berücksichtigt werden. Eine Verschraubung mit Elastomerdichtung mag zwar bei der Anschaffung etwa 10 bis 20% günstiger sein. Bedenken Sie aber, dass Elastomerdichtungen in regelmäßigen Abständen getauscht werden müssen, damit das Rohrleitungssystem den Vorschriften entspricht. Hierbei sind dann auch nicht die Kosten für die Elastomerdichtung, sondern der Anlagenstillstand und die damit verbundenen Produktionsausfälle ausschlaggebend. Bei einer metallisch dichtenden Verschraubung muss die Dichtung nicht getauscht werden und verur­sacht damit keine Stillstände und Produk­tionsausfälle.

Sie propagieren den Einsatz von ROSS® DALE-Sitzventilen in Kombination mit der ZeroCon^®-Verbindung. Für welche Anwendungen kommt dieses „Duo“ infrage und welche Vorteile ergeben sich hieraus?

Mit den DALE-Ventilen haben wir eine Ventilbaureihe im Programm, die unter anderem auch Varianten für Leckagetests bietet. Bei Leckagemessungen ist es extrem wichtig, dass die Ergebnisse weder durch die eingesetzten Ventile noch durch das Rohrleitungssystem verfälscht werden. Durch die unkomplizierte Handhabung der Dale-Ventile und der ZeroCon, verbunden mit hoher Dichtigkeit, ergänzen sich beide Produkte optimal.

(Interview: Dr. Johannes Jochum)