Chemikalienresistente Pumpen mit Dosierfunktion für Schraubengalvanik

Für eine gleichbleibend hohe Beschichtungsqualität in der Schraubengalvanik müssen Prozesschemikalien präzise dosiert werden. Chemikalienresistente Pumpen mit Dosierfunktion erhöhen die Prozesssicherheit, und erleichtern die Badführung.

Schrauben als lösbare Verbindungselemente gibt es in vielen anwendungsspezifischen Ausführungen. Ob für den Automotiv- oder Industrieeinsatz im Bau oder in der Elektronik, überall sind Schrauben gefragt. Für eine funktionelle Oberfläche ist dabei die galvanische Beschichtung von Stahlschrauben nach wie vor das Mittel der Wahl, um Schrauben in hoher Qualität bei großer Stückzahl herzustellen. Für eine zuverlässige Beschichtung müssen die Galvanikbäder immer im richtigen Konzentrationsbereich geführt werden. Chemikalienresistente Pumpen mit Dosierfunktion leisten mit ihrer einfachen und sicheren Bedienung einen wesentlichen Beitrag dazu.

Damit Schrauben über längere Zeit auch widrige Umgebungseinflüsse überstehen, ist eine widerstandsfähige Oberfläche entscheidend. Ejot, eine mittelständische Unternehmensgruppe aus der metallverarbeitenden Industrie und europäischer Marktführer in der Verbindungstechnik, setzt dazu u.a. auf eine galvanische Beschichtung der Schrauben. Für einen zuverlässigen Betrieb der Galvanik im Werk in Bad Laasphe mussten bislang die Bäder regelmäßig manuell mit neuen Chemikalien „nachgeschärft“, also versorgt, werden. Jetzt erleichtern chemikalienresistente Magnetkreiselpumpen mit Dosierfunktion den Arbeitsschritt und verbessern dabei sowohl den Arbeitsschutz als auch die Wirtschaftlichkeit des Prozesses.

Der elektrochemische Metallauftrag, auch als „Galvanisierung“ bekannt, erfordert mehrere Schritte bis zum Endergebnis. In der Galvanik im Werk Bad Laasphe durchlaufen die Schrauben zunächst verschiedene Vorbehandlungsstufen: Entzundern, Heißentfetten, Beizen. Danach werden sie durch elektrolytisches Entfetten und Dekapieren, also dem Neutralisieren von anhaftenden Säuren oder Laugen, weiter gereinigt. Für das eigentliche Galvanisieren kommen sie dann in ein Zink-Sauer- oder ein Zink-Nickel-Wirkbad. Die beiden Wirkbäder haben jeweils ein Volumen von etwa 20.000 l und über 15 Taktstellen für die Beschichtung. Anschließend folgt eine Wärmebehandlung sowie eine Nachbehandlung mit wahlweise vier Medien für Blaue, Dickschicht-, Transparente oder Schwarze Oberfläche. Eine Versiegelung oder Gleitbeschichtung der Oberflächen schließt den Veredelungsprozess dann ab.

Bisher dosierten Mitarbeiter die korrosiven Nasschemikalien wie Schwefel- und Salpetersäure sowie Natronlauge für die zahlreichen laborüberwachten Bäder einzeln aus Kanistern oder IBC. In beiden Fällen hatten sie direkten Kontakt mit den Stoffen und waren Tropfen bzw. Dämpfen ausgesetzt. Die Chemikalien aus dem Keller nach oben zu transportieren, war trotz guter Belüftung und Schutzausrüstung ein schwerer Job. Zusätzlich verursachte das Handling von Einweg-IBC hohe Entsorgungskosten. Ejot suchte daher eine Lösung, die drei Ziele erfüllen musste: Um die Arbeitssicherheit zu verbessern, sollte der Kontakt der Mitarbeiter mit den Medien vermieden werden. Außerdem sollte eine Automatisierung der Dosierung mögliche Fehlerquellen reduzieren. Und last but not least sollten durch den Einsatz langlebiger, geschlossener und größerer Gebinde die Betriebskosten gesenkt werden. Anstatt leere IBC zu entsorgen, wird daher jetzt das IBC-System Varibox genutzt, das hermetisch versiegelt ist und so vom Chemikalienhändler in einem Kreislaufsystem geliefert wird. Da Variboxen doppelwandig ausgeführt sind, kann bei ihrer Lagerung auf eine Auffangwanne verzichtet werden. Damit entfallen auch die jährlichen Prüfkosten für die Auffangwannen.

Zur sicheren Entnahme der Chemikalien kommt das modular aufgebaute Safetec Pumpen-Set von Flux zum Einsatz. Es besteht aus magnetgekuppelten Kreiselpumpen in einer kompakten Konsole mit integrierter Leckageüberwachung (Bild 3). Ejot verwendet im Untergeschoss fünf verschiedene Safetec-Systeme, deren Werkstoffe (von PVC bis ETFE) jeweils auf die verschiedenen Chemikalien abgestimmt sind. Die Pumpen fördern mit bis zu 1,3 bar Druck und können Medien bis 60 °C sicher handhaben. Sie werden jeweils über eine Schlauchleitung und Trockenkupplung mit dem passenden Behälter verbunden. Die Kupplungen verhindern dabei sicher, dass beim An- oder Abschluss Medium austritt, und schließen jeglichen Medienkontakt beim Behälterwechsel aus. Die Behälter werden dann mit der selbstansaugenden Kreiselpumpe über eine Sauglanze entleert. Je nach Gebindetyp wird hierzu entweder eine herkömmliche IBC-Sauglanze oder die integrierte Sauglanze der Varibox verwendet.

Durch den magnetischen Antrieb ohne Wellendichtung ist die Pumpe selbst hermetisch dicht und arbeitet wartungsfrei. Eine Auffangwanne in der Konsole dient zur Aufnahme von Flüssigkeit durch mögliche Leckagen aus Leitungen oder Armaturen. Für die Dosierung überwacht ein berührungsloser Ultraschall-Mengenmesser, der ohne Medienkontakt und damit verschleißfrei arbeitet, die Fördermenge. Pumpe, Konsole und Leitungen ergeben so ein zuverlässiges Fördersystem mit minimalem Wartungsaufwand und geringen Lifecycle-Kosten“.

Über Leitungen werden die Chemikalien aus dem Keller ins Erdgeschoss in die Galvanikbäder gefördert. In die Leitungen integrierte Magnetventile dienen als Rücklaufsperre bei Pumpenstillstand. Statt kräftezehrendem Tragen stellt der Mitarbeiter die gewünschten Mengen über das Touch-Panel ein und alles läuft automatisch. Neben den Panels über den IBC-Standplätzen im Keller wurden auch zusätzliche Bedienstellen im Erdgeschoss bei den Bädern installiert (Bild 6). So hat der Mitarbeiter alle Daten der Pumpen und die Galvanikanlage jederzeit im Blick. Die integrierte Trockenlaufüberwachung meldet auf dem Display einen leeren IBC und schaltet die Pumpe automatisch ab. Das hat den Arbeitsalltag der Mitarbeiter wesentlich vereinfacht und verbesserte zugleich die Sicherheit sowie die reproduzierbare Dosierung und damit die Qualität des Prozesses. Auch die Stillstandzeiten wurden deutlich reduziert.

Ejot nutzt dabei Safetec Pumpen-Sets in der Komfort-Ausführung mit SPS-Steuerung. Auf dem Touch-Panel mit Klartextanzeige können auch verschiedene Abfüllmengen hinterlegt werden, die dann mit einem Klick abgerufen werden. Alternativ kann auch eingestellt werden, dass die Pumpe bis zur vollständigen Entleerung des Vorratsbehälters fördert. Die intuitive Bedienung hat sich bei den Ejot-Mitarbeitern im Arbeitsalltag sehr schnell etabliert, schließlich erleichtert sie die Arbeit und verhindert Bedienungsfehler.

Die Modernisierung der Chemikaliendosierung in der Galvanik zeigt, wie sich Arbeitsschutz, Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit sinnvoll kombinieren lassen. Durch den Einsatz hermetisch dichter Pumpen mit automatisierten Dosierfunktionen erreicht die Schraubengalvanik eine hohe Reproduzierbarkeit bei geringeren Betriebsrisiken. Außer den hier eingesetzten Safetec-Einheiten bietet Flux auch einfachere Varianten ohne Dosierfunktion an. Neben den stationären Systemen gibt es die Pumpen auch als mobile Einheiten auf einem Wagen, mit dem sie bequem zum Vorratsbehälter bewegt werden können. Optionales Zubehör wie verschiedene Trockenkupplungssysteme und Ventile ergänzen das Pumpen-Set gezielt für unterschiedliche Anwendungsfälle. Die passgenaue Lösung in der Galvanik hat den Schraubenhersteller überzeugt. Für die Zukunft ist die Anschaffung weiterer Safetec-Systeme geplant. (OM-8/26)