Robuster Edelstahl für Plattenwärmetauscher

Superaustenitischer Edelstahl in Galvaniken

Querschnitt Plattenwärmetauscher
Der Querschnitt zeigt die Linse oder Kissenstruktur eines Plattenwärmetauschers. Wärmetauscher mit dieser Geometrie sind energieeffizienter als andere Bauformen (Bild: Mazurczak)

Nichtrostender, superaustenitischer Nickel-Chrom-Molybdän-Kupfer-Stahl eignet sich für den Einsatz in Galvaniken, da er eine besonders hohe Beständigkeit gegenüber Säuren aufweist. Durch spezielle Herstellungsverfahren und die plattenförmige Geometrie ist eine platzsparende und passgenaue Auslegung möglich.

Wärmetauscher werden in Anlagen der Galvano- und Oberflächentechnik sowie der Lebensmittelindustrie, Aquakultur, und Reinigungstechnik zum Heizen und Kühlen
eingesetzt. Die Plattenwärmetauscher der Firma Mazurczak bringen eine hohe chemische Beständigkeit mit und weisen gleichzeitig einen geringen Platzbedarf auf, zusätzlich sind sie bis zu 33 Prozent energieeffizienter als Röhrenwärmetauscher. Mazurczak aus Schwabach projektiert und realisiert für seine Kunden jeden Wärmetauscher individuell. Auch bei schwierigen Einbausituationen können durch variable Abmessungen, unterschiedliche Werkstoffe und flexible Anschlussmöglichkeiten die passenden Wärmetauscher angeboten werden.

Zur effizienten Planung der Wärme-tauscher der Marke Synotherm berechnen die Entwickler von Mazurczak zuerst den Wärme- oder Kühlbedarf des jeweiligen Prozesses ihrer Kunden. Auf dieser Basis lässt sich der Energiebedarf ermitteln. Für die Auslegung des individuellen Wärmetauschers nutzt Mazurczak eine selbst entwickelte Software. Der Kunde kommt so in den Genuss von exakten Angaben zu den Leistungen, den benötigten Volumenströmen und dem Druckverlust. Anhand dieser Informationen können die Anlagen und Behälter optimal ausgelegt und konstruiert werden. Die 3D-CAD-Zeichnungen ermöglichen eine passgenaue Integration in den Behälter.

Um neue Anwendungen und Einsatzbereiche zu erschließen, hat Mazurczak die Werkstoffpalette mit dem Edelstahl 1.4539/AISI 904L ergänzt. Es handelt sich um einen nichtrostenden, super austenschtensischen ckel-Chrom-Molybdän-Kupfer-Stahl. Seine große Stärke: Er ist weitestgehend beständig gegenüber zahlreichen organischen und anorganischen Säuren, aufgrund des hohen Nickel-/Chrom Anteils in Verbindung mit Kupfer und Molybdän. Das hochlegierte 1.4539 Material ist meerwasserbeständig und besitzt einen hohen Widerstand gegen Lochfraß- und Spannungsrisskorrosion.

Edelstahl 1.4539/AISI 904L widersteht vielen Säuren

Wärmetauscher aus Edelstahl 1.4539 sind daher besonders geeignet für den Einsatz in schwefelsäurehaltigen Lösungen. Zum Beispiel für die Kühlung von Eloxalbädern auf Schwefelsäure-Basis, hochkonzentrierte Phosphorsäure, hochkonzentrierter Natronlauge, Mischsäuren (Schwefelsäure und Salpetersäure) und zur Kühlung bestimmter Elektropolierbäder (Schwefelsäure und Phosphorsäure).

Plattenwärmetauscher haben gegenüber Rohrwärmetauschern einen weiteren Vorteil. Die ebene und glatte Oberfläche der Plattenwärmetauscher minimiert den Aufwand für die Instandhaltung. Die Oberflächen lassen sich einfach und schnell reinigen. Herabfallende Teile oder Sedimente können sich nicht auf dem Wärmetauscherkörper ablagern oder sich in diesem verfangen.
Die beschichteten Varianten der Synotherm-Wärmetauscher erhalten in einem mehrstufigen Beschichtungsprozess eine Fluorpolymerbeschichtung. Die Porenfreiheit der Beschichtung wird mit Hilfe einer 100%-Prüfung überprüft. Durch die Beschichtung weisen die Plattenwärmetauscher eine sehr hohe chemische Beständigkeit und hervorragende Antihafteigenschaften auf und erfüllen damit zwei entscheidende Anforderungen für den Einsatz im chemischen Apparatebau. Die antiadhäsive Fluorpolymerbeschichtung sorgt für eine homogene Wärmeübertragung und konstante Prozessbedingungen, wenn Inkrustationen, Anbackungen und Ablagerungen die Wärmeübertragungsfähigkeit von Wärmetauschern einschränken.

Die Reinigung von Wärmetauschern, die Zink-Phosphatierungen beheizen, wird durch die Antihafteigenschaften erheblich vereinfacht. Die Inkrustation kann als komplette Schicht vom Wärmetauscher gelöst werden und muss nicht mehr „bergmännisch“ erfolgen.

 

Strömungsverlauf im Wärmetauscher
Platzsparende und energieeffiziente Plattenwärmetauscher: Strömung und Umlenkung im Inneren des Wärmetauschers (Bild: Mazurczak)

Große Wärmetauscherfläche bei geringem Bauvolumen

Die 3D-CAD-Zeichnungen der Mazurczak-Konstrukteure ermöglichen eine passgenaue Integration in den Behälter. Als metallische Werkstoffe stehen vier verschiedene Edelstähle  – 1.4301, 1.4404, 1.4571 und 1.4539 – sowie Titan 3.7035/grade 2 zur Verfügung. Die Ausführung mit einem metallischen Grundkörper und einer Fluorpolymerbeschichtung wird eingesetzt, wenn die metallischen Werkstoffe nicht chemisch beständig sind oder Antihafteigenschaften erforderlich sind (Zink-Phosphatierung).

Das wichtigste konstruktive Element der Plattenwärmetauscher besteht aus zwei Metallblechen für die Herstellung der millimetergenau passenden Basisplatte. Vor- und Rücklauf bestehen aus einer Verrohrung mit der entsprechenden Anschlusstechnik. Abgewinkelte Verrohrungen erleichtern die Montage im Behälter. Als Anschlusstechnik kann entweder ein Flansch oder Gewindenippel angeschweißt werden. Mit nur 60 Millimtern Bautiefe verfügen die Wärmetauscher über eine hohe Flächendichte. Dies bedeutet, dass hierdurch eine große Fläche im Verhältnis zum benötigten Bauvolumen zur Verfügung gestellt werden kann. Besonders effizient sind sie durch ihre Struktur. Diese wird mittels Hochdruckumformung erzeugt. Die kissenähnliche Struktur ermöglicht eine starke Verwirbelung des Wärmetauschermediums. Das jeweilige Medium wird zudem durch das Schweißpunktraster kontinuierlich umgelenkt. Dadurch ergibt sich eine höhere Wärmedurchgangszahl k im Vergleich zu Rohrwärmetauschern.

Eine physikalische Grundformel zeigt, dass bei gleichbleibender Temperaturdifferenz weniger Wärmeübertragungsfläche benötigt wird, um die gleiche Leistung zu übertragen. Plattenwärmetauscher sind bis zu 33 Prozent energieeffizienter als Rohrschlangenwärmetauscher und haben einen geringeren Platzbedarf. Das senkt die erforderliche Baugröße und Kosten der Behälter. Für andere Komponenten steht mehr Platz zur Verfügung. Folglich sparen die Plattenwärmetauscher Synotherm Platz, Gewicht, Material und Kosten.

Mazurczak GmbH
www.mazurczak.de

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