Technisch Dicht Leckrate

Druck Reaktoren - Immer noch sehr dicht?

Druckreaktor - Immer noch sehr dicht? Die Dichtigkeit von Anlagen ist eine der Grundvoraussetzungen für eine zuverlässige Reaktionskontrolle in der Chemie. Das Design ist ebenso wichtig wie die Auswahl der passenden Bauteile. Dieser Beitrag zeigt, wie im Druckreaktor eine hohe Dichtigkeit erzielbar ist. Der Druckreaktor, d.h. ein geschlossenes System, das unter hohem oder niedrigem Luftdruck arbeitet, ist zu einem festen Bestandteil der heutigen Chemie und Materialwissenschaft geworden.

Die Vorteile solcher geschlossenen Anlagen liegen in den wesentlich erhöhten Betriebstemperaturen und Drücke, die die Reaktionsführung erheblich beschleunigt und damit eine Auftragssynthese ermöglicht. Die heutigen modernen Reaktoren müssen nicht nur den gültigen Sicherheitsvorschriften genügen, sondern auch eine große Anpassungsfähigkeit und Modulierbarkeit, insbesondere beim Einsatz von Zubehörelementen, gewährleisten, um die Vielfalt der Synthesemöglichkeiten nutzen zu können.

Durch die Arbeit mit aggressiven Stoffen und gasförmigen Stoffen müssen die Anlagen über die gesamte Synthesedauer hinweg leicht zu betreiben, technisch unbedenklich und dicht sein. Die technischen Vorschriften sind zu beachten. Druckbehälter werden nach der EG-Richtlinie 97/23/EG und der AD2000-Richtlinie entwickelt, hergestellt und erprobt. Der Komplexitätsgrad der modernen Kunststoffe verlangt eine große Variantenvielfalt des gesamten Systems in Bezug auf Anschlüsse und Einbauten.

Deshalb sollten die eingesetzten Anschlüsse und Fittings "technisch permanent dicht" sein. In der TRBS 2141 (Technische Regeln für Betriebssicherheit) ist dieser Ausdruck weiter konkretisiert und legt fest, dass Anlagenkomponenten "technisch permanent dicht" sind, wenn: ihre fachliche Dichtigkeit durch Instandhaltung und Kontrolle, z.B. mit Treibmitteln, Leckanzeigern oder Leckanzeigern, aufrechterhalten wird.

Die TRGS 500 (Technische Regel für Gefahrstoffe) legt dagegen fest, welche Stoffe für den Einsatz in abgeschlossenen Systemen, z.B. Druckbehältern, geeignet sind. Die folgenden statischen Dichtringe werden als technisch einwandfreie Anlagenkomponenten betrachtet: Dichtigkeit durch Kontrolle und Reparatur garantiert. In der Materialprüfung, wo Proben über einen langen Zeitabschnitt hinweg hoher Temperatur und hohem Druck unterliegen, ist die Dichtigkeit des Reaktionssystems von besonderem Interesse.

Bei der Auslegung geht es nicht nur darum, die Dichtigkeit des Netzes zu garantieren und Undichtigkeiten während des Betriebs und nach der Instandhaltung vorzubeugen. Hier haben sich in der Anwendung Flanschringe mit ebener Dichtfläche und O-Ring-Dichtungen aus Fluorkunststoffen durchgesetzt. Besonders beim Arbeiten mit aggressiven Messstoffen (z.B. Mineralsäuren) hat dieses Verfahren deutliche Vorzüge.

Der O-Ring und die Verbindung von PTFE-Einsätzen mit einem flachen Dichtungsband verhindert die Kondenswasserbildung in der Mittelwand zwischen Innen- und Außenbehälter und reduziert so das Risiko von Korrosion am Reaktorgefäß erheblich. Ausschlaggebend für die leichte Bedienbarkeit und Verlässlichkeit des Gerätes ist auch das Schließsystem. Mit einer Leckrate von bis zu 4*10-9?l/s gehört die Zweiklemmringverschraubung zu den engsten Anschlüssen.

Auf Elastomerdichtungen kann aufgrund der sicher dichten und ganzmetallischen Spannringkonstruktion ohne Beeinträchtigung der Festigkeit vollständig verzichtet werden. Zudem überzeugt die leichte Bedienbarkeit, da auch bei mehrmaliger Bestückung eine hohe Dichtigkeit garantiert ist. Außerdem kommen Armaturen zum Einsatz, die durch Schwerkraft selbst Flüssigkeiten ableiten können. Besonders klar werden die Anforderungen an Werkstoffe für Druckbehälter und deren Bauteile bei denen z.B. der Systemdruck besonders zeitnah abfällt.

Dabei werden hohe Lasten auf die angeschlossenen Bauteile abgeleitet, die trotz hoher Krafteinleitung die Dichtigkeit gewährleisten müssen. Durch das breite Einsatzspektrum der Druckgefäße können je nach Art der aggressiven Reaktionsmittel unterschiedliche Werkstoffe für alle Bauteile eingesetzt werden. Drosselspulen, Anschlüsse und Fittings sind aus rostfreiem Stahl. Für korrosive Messstoffe stehen spezielle Legierungen wie Hastelloy und/oder PTFE-Auskleidungen zur Verfügung.

Bei der Auswahl der geeigneten Bauteile kommt es auf die Gesamtlebensdauer des Reaktor an und ist ein ausschlaggebendes Sicherheits- und Wirtschaftlichkeitskriterium.