Fachwörter-Lexikon
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Reinigen von Metall, Entfernen von Oxiden
Für das Entfernen von Oxiden werden Säuren oder Laugen eingesetzt. In der Regel wird das Entfernen von Oxidschichten nicht als Reinigen sondern als Beizen bezeichnet. In allen Fällen entsteht bei korrekter Reinigung eine metallische blanke Oberfläche.
Ionenaustauscher
Ionenaustauscher produzieren je nach Ausführung Wasser mit geringen Anteilen an mineralischen Bestandteilen bis hin zu vollentsalztem Wasser (VE-Wasser) höchster Qualität bei geringen Investitionskosten. Das durch gewonnene VE-Wasser wird aus Trinkwasser (Quell- oder Leitungswasser) gewonnen, indem die im Wasser vorkommenden Mineralien, wie Salze und Ionen, zurückgehalten werden. Als Rohwasser wird häufig Leitungswasser verwendet. Bei großen Bedarfsspitzen im industriellen Anwendungsbereich wird vielfach Oberflächen- oder Brunnenwasser eingesetzt.
Die Ionenaustauschtechnologie nutzt aus, dass die in Wasser befindlichen gelösten Stoffe chemische Bindungsreaktionen eingehen können. Im Trinkwasser befinden sich Salze in unterschiedlich hohen Konzentrationen. Diese bestehen aus Metallionen (Kationen) und einem Säurerest (Anionen). Zur Entfernung dieser Kationen und Anionen werden spezielle Ionenaustauscherharze eingesetzt. Hierbei handelt es sich um langkettige Moleküle mit Seitenketten, die Wasserstoffionen beziehungsweise Hydroxidionen besitzen. Diese können abgespalten werden. Die organischen Moleküle sind zu porösem Granulat (dem sogenannten Ionenaustauscherharz) verarbeitet und können von Wasser im Prinzip durchströmt werden. Dabei nehmen diese die im Wasser gelösten Kationen (z.B. Ca2+, Mg2+, Na+) und Anionen (z.B. Cl-, SO4-, NO3-) auf und geben dafür entsprechende Mengen an H+- und OH--Ionen an das Wasser ab. Das Ergebnis der Verfahrenstechnik Ionenaustausch ist damit vollentsalztes Wasser, also nahezu reines H2O.
Ein weiterer großer Vorteil der Ionenaustauscher ist die einfache Regenerierbarkeit. Durch entsprechende Beschickung mit Säure oder Lauge werden diese beim sogenannten Regenerierschritt wieder in den Ausgangszustand versetzt, erhalten also neue H+- und OH--Ionen und geben im Austausch dafür die aufgenommenen Kationen und Anionen wieder ab. Diese liegen dann in konzentrierter Form zur weiteren Bearbeitung vor. Je nach Größe der Ionenaustauscher wird die Regenerierung vom Anbieter als Dienstleistung oder vor Ort beim beziehungsweise vom Anwender durchgeführt.
Die Anwendungsbereiche der Ionenaustauscher richten sich nach der Zusammensetzung und dem Mengenbedarf an Wasser. Für den geringen bis mittleren Bedarf an VE-Wasser bieten sich Mischbettionenaustauscher an. Für große Bedarfsspitzen an VE-Wasser stehen Getrenntbettionenaustauscher zur Verfügen. Bei den Mischbettionenaustauschern Hierbei erfolgt die Regeneration der Kationenaustauscher und Anionenaustauscher vor Ort und je nach Anlagenauslegung häufig automatisch. Ein Parameter für die Messung der Qualität von VE-Wasser ist die elektrische Leitfähigkeit, die in Siemens pro cm (µS/cm) angegeben wird. Die Anforderungen an die VE-Wasser-Qualität können sehr unterschiedlich sein. So wird VE-Wasser in vielen industriellen Anwendungen eingesetzt. Beispielsweise als Wärmeträger im Kühlmittelkreislauf eines Kraftwerks, für Metallreinigungsanlagen, Luftbefeuchter, Spülbäder und Galvanische Bäder oder für die Versorgung von Dampfkesseln und Dampfturbinen.
Gleitschichten
Für gleitende Belastungen eignen sich Oberflächen mit geringer Rauheit und hoher Festigkeit. In Betracht kommen Chromschichten auf Nickeluntergründen. Für dekorative Oberflächen ist der Ersatz von Nickel durch Weißbronze denkbar (Problem Nickelallergie). Neben Chrom eignen sich bei gleitender Belastung Hartstoffschichten mit Härten zwischen 2000 HV und 5000 HV, die in Dicken unter 1 µm aufgebracht werden. Die geringe Rauheit eines solchen Verbundes wird durch die galvanische Unterschicht erzeugt, die zudem ein gutes Tragevermögen besitzen muss. Unter Tragevermögen ist eine geringe Verformung unter Last zu verstehen, so dass die oben liegende Hartsstoffschicht nicht bricht.
Ein gutes Gleitverhalten wird durch chemische abgeschiedene Nickelschichten, eventuelle mit Teflon-, Siliziumcarbid- oder Aluminiumoxidpartikeln in Form einer Dispersionsschicht. Solche Schichten werden in Dicken zwischen etwa 5 µm und bis zu 30 µm abgeschieden, je nachdem, welche sonstigen Anforderungen (z.B. Korrosion) bestehen.
Neben Metallschichten wird aber auch mit bestimmten Lacken mit höherer Festigkeit ein sehr gutes Gleitverhalten erreicht. Geeignete Lacksysteme basieren auf dem chemisch sehr beständigen PTFE (auch bekannt unter dem Markennamen Teflon). PTFE zeichnet sich neben den guten mechanischen Eigenschaften durch eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine hohe Einsatztemperatur
(> 200 °C) aus. Dadurch ist es möglich, beispielsweise Bleche oder Bänder vor einer Umformung mit PTFE-Lack zu beschichten. Als Vorteil ist die einfachere Lackierung von Halbzeug (als Endlosmaterial) im Vergleich zu Formteilen und vor allem der Wirkung von PTFE als Umformhilfe und Schutz gegen mechanische Beschädigung der Oberfläche beim Umformen zu nennen.