Bauteilsauberkeit hat sich in zahlreichen Branchen als Qualitätskriterium etabliert. Der finanzielle, technische und personelle Aufwand, der erforderlich ist, um definierte Sauberkeitsvorgaben zu erreichen, hängt entscheidend von der Auswahl des Reinigungsmediums ab. Auch wenn Lösemittel in der industriellen Teilereinigung unter Umweltschutzaspekten teilweise als kritisch angesehen werden, können mit den seit vielen Jahren im geschlossen Kreislauf verfügbaren Anlagentechnik bedenkenlos eingesetzt werden, was deren umweltgerechte und nachhaltige Handhabung unterstützt. Dazu zählen vollständig geschlossene Reinigungssysteme, die unter Vollvakuum arbeiten und die Anforderungen der VOC-Richtlinie sowie der BIMSchV erfüllen. Durch in die Anlagen integrierte Destillationseinrichtung wird das Lösemittel kontinuierlich aufbereitet und so eine lange Standzeit und ein geringer Verbrauch erzielt. Zudem sorgen Einrichtungen zur Wärmerückgewinnung der bei der Destillation entstehenden Wärme zur Senkung des Energieverbrauchs.
Choosing the Right Cleaning Medium is Critical
Component cleanliness is today recognised as a key criterion for product quality in countless different application areas. The requirements in terms of finance, technology and personnel to achieve the desired level of cleanliness are critically dependent on the choice of cleaning medium. Although the use of solvents for industrial parts cleaning has largely declined as a result of environmental concerns, the use of sealed systems has proved itself, over many years, as a perfectly acceptable option in terms of its environmental acceptability and sustainability. Such fully-closed systems include those operating under vacuum which comply with VOC emissions legislation and other German legal requirements. Such equipment usually includes an integrated distillation facility, allowing continuous recycling of the solvent which thereby has very long life with a minimum top-up requirement. A further development in such plants is the use of heat recovery from the distillation process thus minimising overall energy requirements.
Die Herstellung und Bearbeitung von metallischen Bauteilen ist unvermeidbar mit einer Verunreinigung der Werkstücke verbunden. Diese Kontaminationen, beispielsweise Reste von Bearbeitungsölen, beeinflussen üblicherweise die Qualität der nachfolgenden Prozesse wie Beschichten, Schweißen, Verkleben und Montage sowie die Funktion der fertigen Produkte. Die Teilereinigung hat daher die Aufgabe, die aus den Nachfolgeprozessen resultierenden Anforderungen an die Bauteilsauberkeit zu erfüllen. Dies erfolgt meist in nasschemischen Reinigungsverfahren.
Lösungsfähigkeiten
Reinigungsmedium – Verschmutzung, Werkstoff und Bauteilgeometrie entscheiden
Qualität, Kosten und Dauer des Reinigungsprozesses werden insbesondere durch die Lösekraft des eingesetzten Mediums bestimmt. Überwiegend eingesetzt werden wässrige Medien und Lösemittel. Bei der Auswahl des richtigen Reinigungsmediums gilt der Grundsatz Gleiches löst Gleiches. Dies bedeutet: Polare, also wasserbasierte Reiniger kommen meist zum Einsatz, wenn polare Verunreinigen, beispielsweise Kühl- und Schmieremulsionen, sowie Feststoffe wie etwa Polierpasten, Späne, Salze und Abrieb, zu entfernen sind. Sie stehen als pH-neutrale, alkalische und saure Medien zur Verfügung. Es empfiehlt sich, die Materialverträglichkeit und das erzielbare Ergebnis durch Reinigungsversuche abzuklären. Um bei wässrigen Prozessen eine gleichbleibende Reinigungsqualität zu gewährleisten, ist eine regelmäßige Prozessüberwachung mit Kontrolle wichtiger Verfahrensparameter wie Reinigerkonzentration, Temperatur, Spülwasserqualität und Filterzustand erforderlich.
Bei einer mineralölbasierten (unpolaren) Verschmutzung, beispielsweise Bearbeitungsöle, Fette und Wachse, ist meist ein Lösemittel die richtige Wahl. Auf den Teilen befindliche Späne und Partikel verlieren durch die Entfernung des Öls die Haftung zur Oberfläche und werden mit mechanischen Verfahren, wie beispielsweise Ultraschall und Injektionsflutwaschen, abgereinigt.
Durch seine lipophilen und hydrophilen Eigenschaften ermöglicht Dowclene 1601 die Entfernung unpolarer und polarer Verunreinigen von anspruchsvollen Bauteilen
Einige klassische Einsatzgebiete der Lösemittelreinigung sind:
- Reinigung verölter Teile, die bei wässrigen Reinigungssystemen einen hohen Aufbereitungsaufwand und kurze Standzeiten des Mediums und damit einen hohen Reiniger-, Wasser- und Energieverbrauch sowie hohe Entsorgungskosten erforderlich machen. Gleichzeitig kommt es durch häufigeres Wechseln des Reinigungsmediums zu einer verringerten Verfügbarkeit der Reinigungsanlage.
- Reinigung von Werkstücken, die schwierig zu trocknen sind, zum Beispiel dünnwandige und kapillare Teile sowie Stanz- und Biegeteile. Hier ist bei wässrigen Reinigungssystemen mit Heißlufttrocknung ein hoher Energiebedarf für die Trocknung notwendig.
- Reinigungsaufgaben in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, in denen Prozessfreigaben auf dem Einsatz von Lösemitteln basieren, um eine perfekte Entfettung zu erzielen.
- Reinigung kleiner Bauteile, beispielsweise in der Elektronikindustrie, bei denen eine gute Materialverträglichkeit erforderlich ist und das Reinigungsmedium nicht korrosiv sein darf
- Zwischenreinigungsschritte, um einerseits eine Vermischung von unterschiedlichen Bearbeitungsmedien zu vermeiden, die später nur noch mit einem sehr hohen Aufwand oder überhaupt nicht mehr entfernt werden können; andererseits um den Schmutzeintrag bei einer wässrigen Endreinigung, beispielsweise in der Medizintechnik, zu verringern und damit die Standzeit des wässrigen Mediums zu verlängern
Wirtschaftlich und nachhaltig reinigen mit Lösemitteln
Zu den am häufigsten eingesetzten Lösemitteln in der metallverarbeitenden Industrie zählen Chlorkohlenwasserstoffe (CKW) wie Perchlorethylen und modifizierte Alkohole. Sie zeichnen sich durch eine gute Materialverträglichkeit aus, sodass sie für Teile aus praktisch allen Metallen eingesetzt werden können. Gleichzeitig erfolgt die Reinigung ohne Korrosion, Oxidation, Verfärbung, Verätzung, Mattierung oder sonstige Beeinträchtigung der Oberfläche.
Das Safe-Tainer-System für eine sichere Handhabung und Kreislaufführung der Lösemittel, Service Elemente für die Pflege des Reinigungsprozesses
Das nicht brennbare, werksfrische Perchlorethylen Dowper MC von Safechem Europe GmbH, einer Tochtergesellschaft von The Dow Chemical Company, kann zur Reinigung und Entfettung von metallischen Bauteilen mit sehr komplexen Geometrien eingesetzt werden. Es enthält einen speziellen Stabilisator, durch den sich das Lösemittel auch für Aufgaben unter schwierigen Bedingungen eignet.
Der relativ hohe Siedepunkt von 121 °C und die daraus resultierende hohe Dampftemperatur ermöglicht es, selbst hochschmelzende, oxidierte oder verkrustete Fette sowie ähnliche Verunreinigen zu entfernen. Das Lösemittel zeichnet sich darüber hinaus durch eine geringe Oberflächenspannung und hohe chemische Stabilität aus. Ein weiterer Vorteil ist die niedrige Verdampfungswärme. Sie sorgt für eine schnelle und vollständige Trocknung der Teile, wodurch sich kurze Taktzeiten realisieren lassen. Und das auch bei geometrisch sehr komplexen Werkstücken sowie porösen Metallteilen, die sonst nur sehr schwer von eingeschlossener Feuchtigkeit befreit werden können. Durch die Möglichkeit das Perchlorethylen nachzustabilisieren, können Standzeiten von mehreren Jahren erreicht werden.
Mit Dowclene 1601 steht ein Lösemittel auf Basis modifizierter Alkohole als Alternative zu Chlorkohlenwasserstoffen, Kohlenwasserstoffen und wässrigen Reinigern zur Verfügung. Es besitzt lipophile und hydrophile Eigenschaften. Mit diesem Lösemittel werden dadurch sowohl bei der Abreinigung von Ölen und Fetten als auch der Entfernung polarer Substanzen wie Emulsionen und Fingerabdrücken gute Ergebnisse erzielt – und das auch bei ausgesprochen anspruchsvollen Anwendungen wie der Reinigung von Wärmetauschern und hochwertigen Präzisionskleinteilen. Das destillierbare und nicht korrosive Lösemittel trocknet schnell und rückstandsfrei von den Oberflächen ab. Zu den typischen Einsatzbereichen zählen die Reinigung vor Wärmebehandlungen, dem Beschichten, Schweißen, Vakuumlöten und Kleben.
Sowohl für Dowper MC als auch für Dowclene 1601 bietet das Unternehmen Testkoffer an, mit denen sich die Qualität des Lösemittels einfach kontrollieren lässt. Geht es um die Frage, welches Lösemittel für eine spezifische Reinigungsaufgabe optimal geeignet ist, stellen die Ölverträglichkeitstests und Lösemittelanalysen der Chemaware Lab-Services eine optimale Entscheidungsbasis dar.
Temporärer Korrosionsschutz – effektiv gelöst
Bevor sie am Ort ihres Einsatzes sind, legen Bauteile heute nicht selten weite Strecken zu Wasser, in der Luft und auf der Straße zurück. Um dabei für einen effektiven Korrosionsschutz zu sorgen, haben sich Lösemittel als zuverlässige und kostengünstige Alternative etabliert. Dowper MC und Dowclene 1601 können dafür mit einem handelsüblichen, lösemittelfreien Konservierungskonzentrat gemischt und nach der Reinigung aufgebracht werden. Dies kann direkt im Reinigungsprozess oder als separater Schritt erfolgen.
Ressourcen- und Energieeffizienz
Aus der Zeit offener Lösemittelreinigungsanlagen sind Lösemittel in der industriellen Teilereinigung unter Umweltschutzaspekten noch teilweise stigmatisiert. Und das obwohl sie seit vielen Jahren im geschlossen Kreislauf eingesetzt werden können, was deren umweltgerechte und nachhaltige Handhabung unterstützt. Dazu zählen einerseits vollständig geschlossene Reinigungssysteme, die unter Vollvakuum arbeiten und die Anforderungen der VOC-Richtlinie (Volatile Organic Compounds = flüchtige organische Verbindungen) sowie der 2. und 31. BIMSchV erfüllen. Durch eine üblicherweise in die Anlagen integrierte Destillationseinrichtung wird das Lösemittel kontinuierlich aufbereitet. Dies sorgt für eine lange Standzeit und einen geringen Verbrauch.
Zur Serienausstattung der Reinigungsanlagen gehören meist auch Einrichtungen zur Wärmerückgewinnung der bei der Destillation entstehenden Wärme. Der Energieverbrauch wird dadurch deutlich reduziert. Andererseits trägt das von Safechem entwickelte Safe-Tainer-System zum umweltverträglichen Betrieb bei. Es besteht aus zwei unterschiedlich ausgestatteten Sicherheitsbehältern für die Lieferung von Frischware und die Rücknahme des verbrauchten Lösemittels. In Kombination mit der geschlossenen Anlage ermöglicht es einen praktisch emissionsfreien Betrieb und die vollständige Kreislaufführung.
Safechem Europe GmbH
Tersteegenstraße 25, D-40474 Düsseldorf
Hinweis
Dowper™ MC, Dowclene™ 1601, Safe-Tainer™ und Chemaware™ sind Marken von The Dow Chemical Company (Dow) oder verbundenen Unternehmen von Dow.
Safechem und Dow
Safechem Europe GmbH wurde 1992 als Tochterunternehmen von The Dow Chemical Company (Dow) gegründet. Das Unternehmen ist ein erfahrener Anbieter von Dienstleistungen und Produkten für den sicheren und nachhaltigen Einsatz von Lösemitteln in der Textilreinigung und der Oberflächenreinigung. Dazu zählt beispielsweise ein geschlossenes Sicherheitssystem für die Ver- und Entsorgung mit Lösemitteln. Safechem ist den Prinzipien des Product Stewardship und Responsible Care® verpflichtet und entwickelt innovative Lösungen sowie neue Geschäftsmodelle, beispielsweise das Chemical-Leasing-Konzept Complease™, die bei der Verwendung von Chemikalien ein Gleichgewicht zwischen Ökologie, Ökonomie und sozialer Verantwortung ermöglichen. Mit Standorten in Düsseldorf, Paris und Midland, MI, sowie einem umfangreichen Netzwerk von qualifizierten Handelspartnern betreut das Unternehmen über 8000 Kunden weltweit. Umfassendes Fachwissen rund um den Reinigungsprozess wird über die Chemaware™-Knowledge Services www.safechem-europe.com, www.chemaware.org, geboten.
Durch die Kombination von Wissenschaft und Technik entwickelt Dow innovative Lösungen zur Verbesserung der Lebensqualität. Mithilfe der neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse aus der Chemie, Physik und Biologie treibt das Unternehmen Innovationen voran, um zur Bewältigung der zahlreichen drängenden Probleme der Welt beizutragen. Dazu zählen die Bereitstellung von sauberem Trinkwasser, die Erzeugung sauberer Energien sowie die Steigerung landwirtschaftlicher Erträge. Dow liefert eine integrierte, marktorientierte Palette an wegweisenden Produkten und Lösungen für Kunden in rund 180 Ländern. Dazu gehören Spezialchemikalien, Hochleistungsmaterialien, Produkte für die Landwirtschaft sowie Kunststoffe, die in wachstumsstarken Branchen wie Verpackungs- und Elektronikindustrie, Wasserversorgung, bei Beschichtungen und in der Landwirtschaft zum Einsatz kommen. Im Jahr 2013 erwirtschaftete der Konzern einen Jahresumsatz von über 57 Milliarden US-Dollar und beschäftigte etwa 53 000 Mitarbeiter weltweit. Das Unternehmen produziert an 201 Standorten in 36 Ländern mehr als 6000 unterschiedliche Produkte.
