Mit passender Technik Silan präzise dosieren

Für die Fertigung von Kabelisolierungen werden verschiedene Silantypen als Vernetzer und Haftmittel verwendet. Lewa bietet hierzu die passenden Dosieranlagen.

Wie exakt Silan bei der kontinuierlichen Verarbeitung von Kunststoffen dosiert werden kann, hat direkten Einfluss auf die Qualität des Endprodukts. Deswegen muss, selbst wenn für verschiedene Produkte unterschiedliche Silantypen verwendet werden, stets eine schnelle und präzise Regelung der Fördermenge garantiert sein. So auch bei einem Kunden von Lewa aus Leonberg: Der Hersteller von Kabeln nutzt für die Fertigung von Kabelisolierungen verschiedene Silantypen als Vernetzer und Haftvermittler. Um eine gleichbleibende Qualität der Produkte aus diversen Produktionsstätten weltweit zu ermöglichen, entschied sich das Unternehmen für zehn Dosieranlagen aus besonders beständigen Werkstoffen. Deren Kernstück bilden die Lewa Ecoflow Membrandosierpumpen.

Diese sind für Förderströme zwischen 0,5 und 10 l/h in Kombination mit der firmeneigenen Steuerungstechnik Lewa Smart Control und einem hochpräzisen Massendurchflussmesser ausgelegt. Eine kontinuierliche Rückkopplung von Führungssignal und Messgerät garantiere, so Lewa, eine sensible und schnelle Regelung mit lediglich geringen Abweichungen. Da die Dosieranlagen weltweit zum Einsatz kommen, waren einige wenige Modifikationen zur Anpassung an nationale Regelwerke notwendig.

Die Silanvernetzung ist ein Verfahren zur Steigerung der Leistungsfähigkeit von Kabeln: Vernetzte Polymere erzielen im Vergleich mit thermoplastischen Polymeren deutlich bessere Ergebnisse in Bezug auf Wärme-, Form- und Witterungsbeständigkeit sowie dem elektrischen Fließ- und Kriechverhalten. Zudem hat der Prozess im Vergleich zu ähnlichen Verfahren, etwa der Strahlenvernetzung, den Vorteil, dass nur wenig Energie für den Vorgang benötigt wird. Dadurch sollen nicht nur die Betriebskosten bei der Produktion sinken, auch die Umwelt werde dadurch geschont.

Auch ein Lewa-Kunde verwendet dieses Verfahren: Der Kabelhersteller nutzt für die Fertigung von Kabelisolierungen je nach Anwendung und Produkt verschiedene Silantypen, etwa Aminosilane oder Vinylsilane. Da Silane in der Regel leicht entzündbar sowie in Verbindung mit Luftsauerstoff stark reaktiv sind, müssen die für die Dosierung eingesetzten Anlagen ein sicheres Handling ermöglichen. Schon seit mehreren Jahren setzt das Unternehmen zu diesem Zweck auf kundenspezifische Dosieranlagen des Pumpenexperten Lewa. Auch als in den Jahren 2016 bis 2017 für den Ausbau der Produktion neue Anlagen für Werke in Brasilien, Kolumbien und Peru angeschafft werden sollten, fiel die Wahl wieder auf die Leonberger Experten.

„Die zentralen Anforderungen an die Lösungen von Seiten des Kunden waren Zuverlässigkeit, Sicherheit und Genauigkeit – diesen konnte unser Angebot technisch und wirtschaftlich entsprechen“, begründet Roland Schwab, Produktmanager bei Lewa, die Beauftragung.

Herz der neuen Anlagen: die Lewa Ecoflow Membrandosierpumpen. Durch die Möglichkeit, verschiedene Pumpenkopftypen – Membran- oder Kolbenpumpenkopf – Werkstoffe und Oberflächen auszuwählen, eignen sie sich für unterschiedlichste Flüssigkeiten ‒ selbst für entzündliche, toxische, abrasive, viskose, umweltbelastende oder empfindliche Fluide. Die Ecoflow-Serie kann für Förderströme bis zu 19 m³/h pro Pumpenkopf – bei den eingesetzten Modellen sind es zwischen 0,5 und 10 l/h –  und Förderdrücke bis maximal 1.200 bar verwendet werden.

Auch die Tankgrößen variieren zwischen 60 und 240 l/h. Die hydraulisch angelenkten Pumpenköpfe zeichnen sich vor allem durch eine hohe Betriebssicherheit sowie eine lange Lebensdauer aus, was unter anderem mithilfe des patentierten Membranschutzsystems (DPS) ermöglicht wird. Dieses sorgt dafür, dass die Pumpen selbst bei Störfällen oder Fehlbedienung hydraulisch stabil bleiben. Damit sind die Pumpen extrem zuverlässig bei niedrigen Wartungs- und Betriebskosten.

Zusätzlich wurden die Anlagen an die spezifischen Bedürfnisse des Kunden angepasst. So sind Änderungen bei den Förderleistungen, der Anschlussspannung, der Systemhierarchie und der Produktversorgung problemlos möglich. Gleichzeitig war es notwendig, die Anlagen gemäß den im Aufstellungsland geltenden Richtlinien, etwa in Bezug auf Ex-Schutz-Ausführungen, auszulegen.

„Darüber hinaus wurde die Visualisierung jeweils in der entsprechenden Sprache des Landes geliefert“, fügt Schwab hinzu. Eine weitere Voraussetzung des Abnehmers war, dass die Anlagen für verschiedene flüssige Silantypen universal verwendet werden können. So wurde Edelstahl für das Pumpengehäuse sowie PTFE für die Sandwichmembran eingesetzt, die selbst bei der Förderung aggressiver Fluide kaum verschleißen.

Um die vom Kunden verlangte Sicherheit beim Handling der eingesetzten Silane zu gewährleisten, setzte Lewa verschiedene Maßnahmen um: Zu diesen zählt die Ausführung als Ex-Variante für die Zone 2 sowie die kontinuierliche Überwachung bestimmter Parameter wie Füllstand, Volumenstrom, Druck oder Membranzustand. „Zusätzlich wird durch Stickstoffbeaufschlagung eine inerte Atmosphäre erzeugt“, erläutert Schwab.

Die intuitive Bedienung erfolgt durch den bewährten Regler Lewa Smart Control über ein farbiges Touch-Panel direkt am Schaltschrank. Der Regler ist in die übergeordnete Anlagesteuerung eingebunden. Das Panel liefert unter anderem eine übersichtliche graphische Darstellung der einzelnen Abläufe und Parameter sowie eine Aufsummierung von Produktionsdaten. So können diese Daten auch als Grundlage für erste Analysen im Maintenance-Fall dienen. Mittels optionaler Datenanbindung kann das Unternehmen sich direkt auf die Anlage aufschalten und vom Hauptsitz in Leonberg aus unterstützend tätig werden. Auch die Unterstützung während der Inbetriebnahme des Kunden wurde von Lewa mithilfe der Datenanbindung durchgeführt. Der Prozess konnte damit wesentlich verkürzt werden.

„Auch die dritte wesentliche Anforderung – die Genauigkeit – erfüllten wir mittels Lewa Smart Control“, betont Schwab. „Der Regler führt zu diesem Zweck einen kontinuierlichen Soll-Ist-Vergleich durch und passt in der Folge entsprechend sofort die Fördermenge an.“ Als Messinstrumente für den Abgleich dienen ein hochpräziser Massendurchflussmesser für den Istwert und ein externes 4-20 mA Führungssignal für den Sollwert. Durch einen Vergleich der aktuellen mit der in der Steuerung hinterlegten Fördermenge für einen bestimmten Betriebspunkt erhält der Kunde zudem Informationen zum Zustand der Anlage. Für noch mehr Zuverlässigkeit verfügen die Anlagen außerdem über jeweils eine redundante Dosierpumpe.

„Um die Reproduzierbarkeit, Konsistenz und Produktreinheit der Kunststoffmassen optimal gewährleisten zu können, ist eine genaue und von äußeren Einflüssen unabhängige Dosierung des Silans notwendig“, bestätigt Schwab. „Dass wir nun zum wiederholten Mal mit der Umsetzung dieses Prozesses in verschiedenen Werken betraut wurden, zeigt, dass wir mit unserer fachlichen Kompetenz das Vertrauen des Kunden gewinnen konnten.“

db