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03.02.2005 Auswahl optimaler Rohrwerkstoffe


Bei Rohrsystemen aus Metall wird häufig durch eine Art Vorkorrosion oder Oxydation eine Schutzschicht gebildet. Aggressive Luft kann solche Schutzschichten angreifen und die Druckluftqualität beeinträchtigen. Warum also nicht gleich, korrosions- und oxydationsfeste Rohr vorsehen, die (verlegt) nicht teurer sein sollten?


Was macht Druckluft so aggressiv?

Wir vermerken in der Drucklufttechnik bezogen auf die Druckluftverteilung einen kostenträchtigen Entwicklungsstillstand (s. EU-Studie).

Neben der häufigen Unkenntnis der energetischen Planungskriterien wird die starke Korrosionswirkung auf Rohrwerkstoffe häufig unterschätzt.

Früher spielten Druckabfall und Leckagen, ebenso wenig eine große Rolle wie die Luftqualität. Diese Anforderungen haben sich geändert, nicht immer die Denkweise und Gewohnheiten der Planer und Betreiber.

Es ist bildlich leicht vorstellbar, was die meist großflächige, schuppenförmige Ablösung von einer Zinkschicht eines Stahlrohrs bei einem Werkzeug von 258 Gramm mit 65.000 U/min bewirkt.


Was ist nun wissenswert?

Druckluft ist aggressiv und kontaminiert:

Sie enthält Stäube in allen Größen, Feuchtigkeit, Wasser, vercrackte Öle, Kondensat (pH 4-7), Festpartikel von Rohren sowie gasförmige organische und anorganische Gase und Kohlenwasserstoffe. Wenn wir noch die hohen Temperaturen ins Kalkül ziehen, so kann man sich ein aggressives Klima wie in einer landwirtschaftlichen Stallung vorstellen.

Der Kältetrockner entzieht der Luft einen Teil der Feuchtigkeit, darüber hinaus kann er ausfallen bzw. „überfahren“ werden.

Konzentrieren wir uns auf das repräsentative Kondensat:

Dieser kondensierte Wasserdampf enthält normalerweise keine Verunreinigungen. Er ist aber sehr mineralhungrig und begierig auf alle Bestandteile, die sich ihm bieten. Da atmosphärische Luft überwiegend saure Bestandteile enthält (Stichwort „saurer Regen“), liegt der pH-Wert des Kondensats im sauren Bereich. Durch die Aufkonzentrierung von Luftschadstoffen im Kondensat kann der pH-Wert auf unter 4 abfallen.


Vor- und Nachteile von Rohrwerkstoffen

schwarze Stahlrohre

heute aufgrund des gestiegenen Qualitätsanspruchs an die Luft kaum noch für Neueinsätze verwendet. Unvermeidliche Korrosion der Innenflächen führen zu kostenträchtigen Störungen und Leckagen.

 

Kupferrohre

eigentlich nur bei z.B. durch teuere entsprechende Aufbereitungen „harmloser“ Druckluft geeignet. Schutzschichtbildung durch Oxydation!

Ablagerungen können Ansatzpunkte für Lochfraß bilden, d.h. es dürfen aus vorgeschalteten Geräten keine Fremdkörper, die sich ablagern, eingeschwämmt werden (s. Bestandteile der Luft).

Bei zentralen Schmierungen ist zu prüfen, ob das Kupfer nicht die Schmierfähigkeit beeinträchtigt.

Die Zunderbildung beim Löten muss im Interesse der Luftqualität vermieden werden (z.B. bei Laborluft).

Die Stützweiten der Kupferrohre sind etwas enger, ähnlich wie bei Kunststoffrohren.

Vorsicht bei nachgeschalteten verzinkten Stahlrohren: Lochkorrosion.

Mech. Belastung z.T. geringer als bei Premiumrohr aus Kunststoff.

 

verzinkte Stahlrohre

Korrosion der Zinkschicht (Reaktionsschicht), z.B. Zinkhydroxid soll vor weiterem Korrosionsangriff schützen.
Schnelle Auflösung der Zinkschicht bei pH-Werten unter 4 und über 13.

Kondenswasser kann „korrodierte“ Zinkschicht lockern.

Lösliche sehr voluminöse Zinkkorrosionsprodukte führen zu Störungen in Werkzeugen.

Bei Gewindeverbindungen wegen späterer Leckagen muss bei der Dimensionierung ein ca. 50 % größerer Volumenstrom zugrunde gelegt werden (erhöht Investition, vergrößert die absoluten Leckagen).

 

nicht-rostende Rohre
(Edelstahl)

Guter Korrosionsschutz.
Ablagerungen durch eingeschwämmte Korrosionsprodukte vermeiden (DIN 50930).

 

Kunststoffrohre
(mit Formteilen aus gleichem
Material)

geringes Gewicht (bis 1/6 von Metall);
nach ca. 30-jähriger Entwicklung ausgereift, werden auch in der Raumfahrt verwendet (Ariane 5 für Druckluft u. Stickstoff);
schlechter Wärmeleiter (geringer Wärmeverlust bei Leitungen);
isolierende Eigenschaften (keine elektrolytische Korrosion);
glatte Oberflächen (praktisch keine Inkrustation und Abrasion);
einfache Verbindungsart (Kostensenkung);
gute chemische Beständigkeit (Resistenz gegen übliche Korrosionsangriffe).

 

Diese Information enthält keine Gewährleistungszusagen, sondern will lediglich eine Information vermitteln.


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