O+P Fluidtechnik 4/2022

01
01 Membranventil Typ 2103 mit
Prozessregler (integrierte Luftführung)
zur dezentralen
Automatisierung
02 Nahaufnahme einer Membran
mit Stempel zur Rückverfolgbarkeit
03 Membransonderausführungen
wie im patentierten Robolux-Ventildesign
erlauben mit einer Membran
zwei unabhängige Prozess-Schaltfunktionen
und minimiert die Zahl
der benötigten Ventile und
Membranen
02
03
auch immer die Wahl der Membranwerkstoffe. Bei gleichbleibendem
Ventilkörper kann so schon eine kleine Parameteränderung
in der Produktion zu wesentlichen Lebensdauereinbußen führen.
MEMBRANAUSWAHL ERFORDERT KNOWHOW
Sind alle Betriebsparameter bekannt, sollte die Wahl der richtigen
Membran kein Problem darstellen – eigentlich. Wie in der Formel
1 ist aber gerade hier sehr umfangreiches Knowhow gefragt.
Je nach Belag der Rennstrecke reicht es nicht aus bei hoher Temperatur
normale Slicks zu fahren, der zusätzliche Abrieb durch
eine raue Fahrbahn erfordert beispielsweise extra harte Gummimischungen.
Ähnlich sind die Bedingungen für Ventilmembranen
im Alltagsbetrieb. Da für FDA und ähnliche Zulassungen nur ganz
bestimmte Grundstoffe erlaubt sind, müssen die Mischungen diese
Beschränkungen einhalten. Zusätzlich muss der Grundsatz der
VENTILKÖRPER, ANTRIEB UND
MEMBRANMATERIAL ENTSCHEIDEND
sogenannten Traceability (Rückverfolgbarkeit) ebenfalls beachtet
werden. In Bezug auf die Inhaltsstoffe des Membran-Compounds
gilt die Vorgabe, dass alle Inhaltsstoffe lückenlos dokumentiert
sind bzw. den Bestimmungen und Freigaben der entsprechenden
Regularien entsprechen. Darüber hinaus ist eine gleichbleibende
Qualität in der Herstellung, Zusammensetzung und Verarbeitung
sicherzustellen. Kleinste Änderungen im Fertigungsablauf, in der
Zusammensetzung des Compounds oder geometrische Änderungen
dürfen nicht ohne vorherige Absprache mit den Endverbrauchern
durchgeführt werden, da dies eine Nachvalidierung der
Membranen zur Folge haben kann. Im Rahmen der Dokumentation
respektive Nachverfolgbarkeit sind somit Membranen und der
Ventilkörper, die sogenannten produktberührenden Komponenten
eines Membranventils besonderen Anforderungen unterworfen.
Aus dem immer noch riesigen Feld an Auswahlmöglichkeiten
gilt es nun eine geeignete Zusammenstellung für den jeweiligen
Einsatzzweck zu finden.
Auch beim in Form pressen und „vulkanisieren“ der Membran
gibt es eine Vielzahl von beeinflussenden Parametern, die den
Einsatzbereich erweitern oder einschränken. Hier hilft nur langjährige
Erfahrung und ständiges Dazulernen weiter, um beständige,
langlebige und damit wirtschaftliche Membranen herzustellen.
Die jahrzehntelange Erfahrung der Fluidspezialisten von
Bürkert im Umgang mit Membranventilen auch in ungewöhnlichen
Anwendungen ist daher eine gute Grundlage für eine robuste
Ventilauslegung.
FEHLERQUELLE WARTUNG
Sind nun alle Komponenten vom Ventilgrundkörper bis hin zur
optimalen Membranausführung gewählt und in Betrieb, muss irgendwann
das Ventil gewartet und die Membran ausgetauscht
werden. Gerade dabei passieren leider vermeidbare Fehler, die
zu hohen Folgekosten führen können. Werden die neuen Membranen
zu fest angezogen, kommt es zu vorzeitigem Verschleiß
und Ausfällen. Alle Membranen sind formschlüssig einzusetzen
und danach die Schrauben von Hand einzudrehen. Nun muss
zwingend das Ventil drei bis vier Mal leer betätigt werden, damit
sich die Membran exakt auf ihren Sitz anpassen kann, ohne dass
sie am Ventilflansch festgeklemmt ist. Erst danach dürfen die
Schrauben in der richtigen Reihenfolge mit vorgegebenem Drehmoment
angezogen werden. Beachtet man das nicht, kann auch
die widerstandsfähigste Membran nach wenigen Schaltzyklen
bereits völlig zerstört und schlimmstenfalls wertvolle Produkte
unbrauchbar sein.
Die Hauptursache für einen vorzeitigen Ausfall bei der heute üblichen
zertifizierten Fertigungsqualität liegt in Fehlern bei der
Wartung bzw. dem unvorschriftsmäßigen Austausch. Statistisch
betrachtet stehen Ausfälle nach ca. vier Wochen Betriebszeit bei
Montagefehlern dem problemlosen Betrieb von über einem Jahr
bei 98 bis 99 % richtig montierter Membranen gegenüber. Die richtige
Wartung ist nach der Erstauswahl die wichtigste und „preiswerteste
Komponente“ für einen langen störungsfreien Betrieb.
Für einen wirtschaftlichen Anlagenbetrieb ist es wichtig von
Anfang an die passenden Membranventilkomponenten zur jeweiligen
Anwendung zusammenzustellen. Bei Änderungen in
der Betriebsweise, wie höherer Taktung, Temperatur etc. sollte
man daher vorsorglich die eingesetzten Komponenten auf ihre
Eignung für die neuen Bedingungen prüfen. Wenn Anwender zudem
bei der Wartung die vorgeschriebenen Schritte einhalten,
steht selbst bei schwierigen Einsatzfällen einem zuverlässigen
Anlagenbetrieb nichts im Weg.
Bilder: Bürkert Fluid Control Systems
www.buerkert.de
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