Verschleißschutz hält die Kreislaufwirtschaft am Laufen

Fortschrittliche Verschleißschutztechnologien sind der Schlüssel zur Reduzierung von Ausfallzeiten, Wartung und Betriebskosten in der Abfall- und Recyclingindustrie. Mickael Guellil, Castolin Eutectic Services Manager Europe South West, zeigt die Vielfalt der heute verfügbaren Lösungen auf.  

In diesem Sektor wird ein sehr breites Spektrum an abrasiven und erosiven Materialien verarbeitet, die bei der Abfallsammlung, dem Transport, der Zerkleinerung und der Weiterverarbeitung mit potenziell empfindlichen Metalloberflächen in Berührung kommen. Sie reichen von Beton, Metallen und Reifen von Fahrzeugen über Holz, Kunststoff und Glas bis hin zu gemischtem Hausmüll und Abwässern. Die Weiterverarbeitung von nicht wiederverwertbaren Abfällen kann mit deren  Verbrennung enden, bei die Oberflächen, der dafür verwendeten Ausrüstung, sowohl Korrosion als auch anderen Formen von Verschleiß ausgesetzt sind.  

Die offensichtlichste Auswirkung des Verschleißes in diesen Systemen ist eine verkürzte Lebensdauer der Komponenten, was zu Ersatz, Reparatur und Arbeitskosten führt. Der Ausfall von Komponenten während des Betriebs, der zu ungeplanten Ausfallzeiten führt, ist besonders kostspielig und unangenehm. Zu beachten ist auch, dass ein verschlissenes Teil weniger effizient arbeitet, so dass der zum Betrieb notwendige Energieverbrauch in der Regel größer ist. Dies erhöht nicht nur die Betriebskosten, sondern auch die CO2-Emissionen.  

Die Verschleißschutzbeschichtung - oder Hartauftragsschweißung, wie sie manchmal genannt wird - ist die Antwort auf diese Probleme. Sie verlängert nicht nur die Lebensdauer von Teilen und Geräten, sondern bewahrt auch deren ursprüngliche Form, Abmessungen und andere Eigenschaften für optimale Leistung und Energieeffizienz. Verschleißschutzbeschichtungen können schon präventiv bei der Herstellung oder Montage der Geräte vorgenommen werden. Aber auch im Rahmen eines Reparatur- und Wiederherstellungsprozesses aufgebracht werden, um den Bauteilen ein zweites Leben und einen besseren Schutz für die Zukunft zu ermöglichen.  

Reifen  

Ausgediente Autoreifen werden häufig geschreddert, bevor sie als Brennstoff für Verbrennungsanlagen weiterverarbeitet oder als Gummikrümel für Straßen-, Sport- und Spielflächenbeläge Verwendung finden. Die Rotorblätter, Zähne und Messer von Reifenschreddern  werden durch die Stahlgürtel in den Reifen sowie durch den extremen Abrieb verursacht durch die  Strukturfasern und des Gummis selbst stark beansprucht. Auch Schläge können Schäden und Verschleiß verursachen.  

Castolin Eutectic verwendet aus seinem Sortiment an Schweißdrähten fortschrittliche Legierungen, um diese Schneidflächen zu schützen und ihre scharfen Kanten zu erhalten. Ein technischer Anwendungsspezialist von Castolin Eutectic kann die abgenutzten Komponenten vor Ort mit einem Verfahren reparieren, das auch ihre Form und Schärfe wiederherstellt. Ein geschärfter  Reifenschredder ist vergleichbar mit einem scharfen Küchenmesser, das zum Schneiden bedeutend weniger Kraft und Energie benötigt.   

Fahrzeuge  

Das Fahrzeugrecycling ist zwar ein eigenständiger Teilsektor der Industrie, aber ähnliche Prinzipien gelten auch für die Verarbeitung anderer großer Gegenstände wie Küchengeräte. Zunächst sind der Transport und die Handhabung mit Herausforderungen verbunden. Ein typisches Verfahren ist der Einsatz von Greifern, um Fahrzeuge auf dem Gelände zu bewegen. Diese leiden unter aggressivem Verschleiß durch die Reibung von Metall auf Metall und Stößen. Die richtige Wahl der Schweißdrähte kann hier die notwendige Verstärkung und den erforderlichen Verschleißschutz bieten.  

Das allgemeine Prinzip von Maschinen zum Zerkleinern, Zerreißen und Schreddern von Fahrzeugen ist dem einer Kaffeemühle ähnlich. Hämmer, Scheiben und andere Schneidelemente, die an einem sich drehenden Rotor befestigt sind, schlagen das zugeführte Metall gegen Schlagleisten oder einen Amboss aus legiertem Stahl. Dadurch wird es in Stücke gebrochen, die im Gehäuse des Rotors herumgeschleift und erneut zerkleinert werden, bis sie klein genug sind, um dann durch definierte Löcher im darunter liegenden Rost zu fallen.   

Es überrascht nicht, dass die Rotorscheiben, Hämmer, Schlagleisten und Auskleidungen schnell verschleißen können. Die Beschichtung dieser Teile mit einer der Speziallegierungen von Castolin Eutectic sorgt schnell für gehärtete, rissfreie Oberflächen. Weitere Optionen sind die Verwendung von Schweißelektroden zum Beschichten der abgenutzten Seitenflächen der Scheiben und Schweißdrähte zum Panzern der Hämmer. In jedem Fall kann Castolin eine Empfehlung geben, welches Produkt oder welche Kombination von Produkten am effektivsten ist.  

Schredderanlagen enthalten Abscheider, die das geschredderte Material in eisenhaltige und nicht eisenhaltige Schrottströme aufteilen. Der Staub aus den nichtmetallischen zerkleinerten Teilen wird von Zyklonen oder anderen Entstaubungsgeräten aufgefangen. Um die Oberflächen in diesen Anlagen vor den sich schnell bewegenden, abrasiven Partikeln zu schützen, verwendet Castolin Eutectic Castodur Diamond Plates (CDP®). Diese vielseitig einsetzbaren Verschleißplatten lassen sich leicht schneiden, formen und anbringen, um jede Oberfläche effektiv zu schützen. Hochbeladene Partikelströme können durch verschleißfeste Rohre, „CastoTubes“, deren Innenfläche mit speziellen Legierungen beschichtet ist,  problemlos transportiert werden. 

Baumaterialien  

Bau- und Abbruchabfälle fallen in der Regel in Form von Bauschutt an. Der darin enthaltene Beton, Ziegel, sonstiges Mauerwerk und Asphalt wird schließlich zerkleinert und entweder als Straßenunterbau oder als Ersatz für Kies als Zuschlagstoff bei der Betonherstellung verwendet. Ursprünglich ist dieser Schutt noch größer und möglicherweise mit Gegenständen wie Holz, Glas, Kunststoffen, Dämmstoffen und Stahl vermischt.  

Bei Einsammeln und dem Transport werden die Oberflächen von Planierraupen, Lastwagen, Müllcontainern und Greifern dieser abrasiven Mischung ausgesetzt. In der Recyclinganlage werden die Materialien mit Hilfe von Magnetismus, Schwerkraft und Flotation als auch manuell, getrennt und gesiebt. Jeder Strom wird dann zur entsprechenden weiteren Verarbeitung geleitet.  

Danach durchläuft der Bauschutt möglicherweise zwei Brechstufen, um ihn auf die erforderliche Größe zu reduzieren. Die Zerkleinerungsmaschinen ähneln denjenigen, die für das Fahrzeugrecycling beschrieben wurden, ebenso wie die zuvor beschriebenen Verschleißschutzlösungen. Ähnliche Lösungen werden für Brecher verwendet, die beim Zerkleinern von Altholz und Möbeln für das Recycling oder, im Falle von minderwertigem Holz, für die Verwendung in Biomasse-Verbrennungsanlagen zum Einsatz kommen.  

Glas

Das Glas von Flaschen und Gläsern unterscheidet sich in seiner Beschaffenheit von dem in Fenstern und Fernsehbildschirmen. Es lässt sich leicht recyceln, muss aber vor der Vermischung mit anderen Glasarten oder der Verunreinigung mit Nicht-Glas-Materialien geschützt werden, wenn die Produktqualität erhalten bleiben soll. Nach der Sammlung durchläuft es eine Reihe mechanischer Prozesse, bei denen "Scherben" entstehen - der wichtigste Rohstoff für die Glasherstellung.   

Ein wichtiger Schritt ist das Zerkleinern, bei dem das Glasgranulat auf eine gleichmäßige Größe reduziert wird und Fremdkörper wie Flaschenverschlüsse entfernt werden können. Die Oberflächen in den Zerkleinerungs- und Schleifmaschinen müssen vor Abrieb und Erosion durch dieses scharfe, körnige Material geschützt werden. Die Scherben werden dann mit Sand, Natriumkarbonat, Kalkstein und Tonerde gemischt, bevor sie in den Glasherstellungsofen gelangen. Diese Mischmaschinen sind  ein weiterer Schwerpunkt für abrasiven und erosiven Verschleiß.   

Die schützenden CDP-Verschleißplatten von Castolin Eutectic können an den Innenflächen von Mischern, Brechern und Zerkleinerern sowie an Trichtern und Rutschen angebracht werden, die für den Materialtransport in der Anlage verwendet werden. Mischwerkzeuge können mit Verschleißschutz-Legierungen beschichtet werden.  

Abwasser  

Abwässer aus Haushalten fließen in Kläranlagen, wo zunächst grobe Verunreinigungen entfernt werden, damit das Wasser sauber genug ist für die weitere Reinigung. Durch eine Reihe mechanischer, biologischer und chemischer Prozesse werden die unerwünschten Bestandteile nach und nach als Schlamm abgeschieden.   

Schwebende Feststoffe im bewegten Schlamm können erosive Auswirkungen auf Anlagenteile haben.  Im Besonderen davon betroffen sind Zentrifugalschnecken, die den Schlamm pumpen. In diesem Fall hängt die Pumpleistung von der Einhaltung genauer Maßtoleranzen in den Schneckengängen und Austrittsöffnungen ab. Um die abgenützte Schneckengeometrie wiederherzustellen und widerstandsfähiger zu gestalten, können sie mit Schweißelektroden beschichtet werden. Darüber hinaus bietet eine Beschichtung mittels des Eutalloy-Verfahren für verschleißfeste Schutzschichten durch Aufbringen von mikropulverisierten Metalllegierungen zusätzlichen Schutz für kritische Bereiche.  

Behandelter Klärschlamm kann auf landwirtschaftliche Flächen gegebenenfalls als Düngemittel ausgebracht werden. Alternativ kann er getrocknet und für die spätere landwirtschaftliche Nutzung gelagert oder zur Verbrennung genutzt werden. Da der Schlamm bei der Entwässerung und Trocknung konzentrierter und zähflüssiger wird, nimmt seine erosive Wirkung auf die dazu verwendeten Anlagen zu. Das trockene, staubige Endprodukt ist beim Transport sehr abrasiv. Transportschnecken müssen in der Regel umgebaut und mit Pulverbeschichtungslösungen geschützt werden.  

Verbrennung  

Nicht verwertbarer Restmüll, Altholz, getrockneter Klärschlamm und andere unerwünschte Materialien können in kommunalen Verbrennungsanlagen einen nützlichen Zweck erfüllen. In diesen Verbrennungsanlagen werden Abfälle, die andernfalls auf einer Deponie landen würden, sauber entsorgt und gleichzeitig lokale Fernwärmesysteme versorgt und/oder Strom erzeugt.  

Der in den Verbrennungsanlagen ankommende Müll enthält eine Vielzahl harter und zäher Stoffe, die beim Transport und bei der Handhabung aggressiven Verschleiß verursachen. Abrieb kann z.B. an Lastwagen, Greifern, Bunkern, Förderer und Transportschnecken auftreten. Verschleißschutzlösungen für diese sowie für Brech- und Zerkleinerungsmaschinen wurden bereits in diesem Artikel besprochen.  

Bei den meisten traditionellen Anlagen wird der Abfall auf einem Rost verbrannt. Die beweglichen Roststäbe gleiten übereinander, um den Abfall umzudrehen, die Hitze umzuverteilen und die Asche zu entfernen. Diese Bewegung, zusammen mit der Hitze und der korrosiven Natur des Abfalls, führt zu Verschleiß. Eine Schutzbeschichtung kann ihre Lebensdauer verlängern.  

In Wirbelschicht- und Brennstoffeinspritzverbrennungsanlagen verursacht die Bewegung der Abfallzufuhr innerhalb des Systems abrasiven und erosiven Verschleiß. Ein zusätzliches Problem für alle Verbrennungsanlagen besteht darin, dass die Abgase der Müllverbrennung in Kombination mit anderen Faktoren korrosive Bedingungen schaffen. Rußpartikel, Sulfatierung, Chlor aus kochendem Wasser sowie hohe Temperaturen und Drücke tragen alle zur Beschädigung der Innenwände von Kesseln, Rohrleitungen und anderen Komponenten bei.  

Die Korrosion beschädigt nicht nur die Struktur der Anlagen, sondern führt auch zu Ablagerungen, die die Effizienz des Systems verringern, indem sie Strömungen stören und die Wärmeübertragung reduzieren. Thermisch gespritzte metallische Schutzschichten von Castolin Eutectic bewahren vor Korrosion und Erosion in Bereichen wie den Wasserwänden von Kesseln, Brennkammern, Überhitzer- und sonstigen Rohren.   

Eine keramische Beschichtung von Castolin Eutectic namens „Tube Armor“, die auf die thermische gespritzten Schutzschichten aufgebracht wird, hilft die Ablagerung von Schlacke an Rohren und Kesseln durch eine speziell entwickelte Keramik-Spritzbeschichtung zu verhindern. Die Beschichtung bildet einen nicht-porösen, nicht-reaktiven Schutzschild, der gegen Asche, Oxidation, Erosion, Eisensulfidkorrosion, Schwefelpermeation sowie gefährliche chemische Abscheidungsprodukte beständig ist. Außerdem ist es äußerst wirksam bei der Verhinderung von Schlackeablagerungen.