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O+P Fluidtechnik 9/2019

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EXPLOSIONSGEFAHR

EXPLOSIONSGEFAHR GEBANNT: MASSEDRUCKSENSOR SCHALTET SELBSTSTÄNDIG AB SPECIAL / KUNSTSTOFFVERARBEITUNG Der füllmedienfreie Massedrucksensor IMPACT IE/PL’c‘ von Gefran für Hochtemperaturanwendungen ist robust und schaltet bei Überdruck die überwachte Anlage selbsttätig ab. Damit erfüllt er die Extrudernorm EN 1114-1 und ist für die Überdruckabsicherung von Kunststoffextrudern prädestiniert. Auch Clariant Masterbatches weiß diese Merkmale zu schätzen und nutzt ihn zur Herstellung von Farb- und Additivkonzentraten für die Kunststoffindustrie. Produkte aus Kunststoff bestimmen unseren Alltag – ob Industriekomponenten, Verpackungslösungen, Designobjekte, Haushaltsgeräte, Textilien oder buntes Spielzeug. Für die unendliche Farbvielfalt und die gewünschten Produkteigenschaften sorgen Farb- und Additivkonzentrate, die dem Grundkunststoff beigemischt werden. Ein weltweit führender Hersteller dieser Konzentrate ist Clariant Masterbatches, eine von sieben Geschäftseinheiten der Clariant International AG mit Sitz in der Schweiz. Zu den Produkten der Geschäftseinheit zählen Masterbatches für Polyolefin-Polymere, technische High-Performance-Kunststoffe Autor: Kai Weigand, Produktmanager Sensoren GEFRAN Deutschland GmbH, Seligenstadt und Produkte der Medizinindustrie sowie Mehrzweck-Farbkonzentrate. Die Produkte sind in vielen Standardfarben sowie als maßgeschneiderte Formulierungen und als Farb-/Additiv-Masterbatches erhältlich. Zur Produktion der Farb- und Additivkonzentrate setzt Clariant gleichläufige, parallele und dichtkämmende, also ineinandergreifende Doppelschneckenextruder ein. Allein in den beiden deutschen Masterbatch-Werken sind 50 dieser Anlagen im Einsatz. Alle Extruder sind zur Überprüfung des Schmelzedrucks mit Massedrucksensoren am Extruderkopf ausgerüstet. Das ist wichtig, denn Extruder pressen den flüssigen Kunststoff mit hohem Druck und hoher Temperatur durch die Düse am Kopfende. Dabei bauen die Doppelschneckenextruder, die bei Clariant im Einsatz sind einen Druck von bis zu 200 bar auf. Andere Extruder kommen auf Drücke von 1 000 bar. Ist der Extruderkopf blockiert, entsteht ein Überdruck. Bleibt dieser unbemerkt, kann es zur Beschädigung von Maschinenteilen und Herausspritzen von heißem Kunststoff kommen. „Um unserem Team diese Gefahr anschaulich zu demonstrieren, haben wir einmal den Sensor eines Laborextruders überbrückt und gleichzeitig den Kopf verstopft – mit bleibendem Eindruck“, erinnert sich Thilo Kind, Leiter Prozesstechnologie bei Clariant Masterbatches. SELBSTÜBERWACHENDER SENSOR FÜR MEHR SICHERHEIT Die Aufgabe des Massedrucksensors besteht also darin, den Extruder bei Erreichen eines kritischen Drucks abzuschalten. Früher nutzte Clariant Massedruckmessumformer mit dem Füllmedium NaK oder Quecksilber. Doch diese füllmedienhaltigen Druckfühler mit ihren vergleichsweise dünnen Messmembranen können leicht zerstört werden – und zwar unbemerkt. So kann beispielsweise die beim Erkalten schrumpfende Kunststoffmasse die Sensormembran zerreißen. Problematisch dabei: Werden die Massedrucksen- 38 O+P Fluidtechnik 9/2019

MASSEDRUCKSENSOR 01 POINTIERT MEHR SICHERHEIT DURCH SELBSTÜBERWACHENDEN SENSOR LANGLEBIGKEIT DURCH DICKERE MEMBRAN KURZE ANSPRECHZEIT 02 03 01 Bei Erreichen eines kritischen Drucks schaltet der selbstüberwachende Massedrucksensor (im Kreis) den Extruder ab 02 Der füllmedienfreie Massedrucksensor von Gefran mit seiner robusten Edelstahlmembran nutzt den piezoelektischen Effekt und eignet sich für Hochtemperaturanwendungen 03 Der Aufbau des füllmedienfreien Massedruckmessumformers vom Typ IMPACT von Gefran soren auf diese Weise zerstört, kann es geschehen, dass der zuletzt gemessene Druckwert ohne Fehlermeldung eingefroren wird. Passiert dies während des Betriebs und baut sich dadurch unbemerkt ein Überdruck auf, kann dies zu einem Aufplatzen am Extruderkopf führen. Auch eine unvorsichtige, unvorschriftsmäßige Reinigung der Sensoren beschädigt die vergleichsweise dünne Messmembran schnell und verhindert damit den sicheren Schutz vor Überdruck. Nur erfahrene, gut trainierte Mitarbeiter schaffen es, den Sensorkopf zu reinigen, ohne seine Funktion dabei zu beeinträchtigen. Um die Gefahr einer Explosion auszuschließen, wurde die EU-Sicherheitsrichtlinie 2014 dahingehend geändert, dass statt einem herkömmlichen Sensor, wahlweise zwei redundante Sensoren oder ein selbstüberwachender Sensor eingesetzt werden müssen. Clariant Masterbatch entschied sich für selbstüberwachende Sensoren und schrieb den füllmedienfreien IMPACT-Massedruckmessumformer von Gefran in sein Lastenheft für Extruderlieferanten. „Zwei redundante Sensoren pro Extruder bedeutet, die doppelte Menge an Sensoren anzuschaffen. Abgesehen davon bestünde dann immer noch das Risiko der Zerstörung. Da ist der robuste, langlebige IMPACT die bessere Wahl“, erklärt Thilo Kind. Daher ist seit 2014 jeder neue Doppelschneckenextruder von Clariant Masterbatches mit einem Massedruckmessumformer vom Typ IMPACT (Innovative Melt Pressure Accurate Transductor) aus der Serie IE/PL’c‘ von Gefran ausgerüstet. Maschinen, deren herkömmliche füllmedienhaltige Sensoren defekt sind, werden mit diesen füllmedienfreien Schmelzedrucksensoren nachgerüstet. Denn dieser erkennt einen Defekt eigenständig und schaltet den Extruder sicher ab bzw. verhindert das Anfahren. Darüber hinaus liefern die Massedrucksensoren wichtige Informa- WIR SCHAFFEN VERBINDUNGEN www.eisele.eu UNSER AUFTRAG Wir entwickeln, produzieren und vertreiben hochwertige Anschlusskomponenten aus Ganzmetall für Druckluft, Vakuum, Gase, Flüssigkeiten, Elektrik und Elektronik. Made in Germany mit nahezu 100% Fertigungstiefe.

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