Analytische Instrumente und Laborausrüstung erfordern eine präzise Flüssigkeitskontrolle und stellen somit ein kritisches Anwendungsgebiet für Instrumentierungsventile und -verschraubungen dar. Darüber hinaus beinhalten analytische Prozesse häufig gefährliche Stoffe wie korrosive, toxische oder reaktive Substanzen. Hochwertige Ventile und Verschraubungen spielen eine entscheidende Rolle bei der Vermeidung von Leckagen und der sicheren Handhabung dieser Materialien, wodurch sowohl das Personal als auch die Umwelt geschützt werden. Durch die umfassende Expertise in Produktdesign und Branchenanwendungen bietet FITOK Ventil- und Verschraubungslösungen, die strenge Branchenstandards erfüllen und den Kundenanforderungen an Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistung gerecht werden.

Harte Einsatzbedingungen

 

Die Mikrowellenaufschluss-Technik nutzt Mikrowellen zur Probenaufschluss, wozu Prozesse wie Auflösen, Trocknen, Veraschen und Auslaugen gehören. Sie wird typischerweise zur großmaßstäblichen Vorbereitung verschiedenster Proben eingesetzt. Konzentrierte oder gemischte Säuren werden häufig als Aufschlussmittel verwendet, da sie in der Lage sind, die Matrizes organischer und anorganischer Proben zu zerstören oder aufzulösen und die gesamte Probe in eine Lösung zu überführen. Während des Mikrowellenaufschlusses muss der Anwender hochkorrosive konzentrierte oder gemischte Säuren unter bestimmten Drücken erhitzen. Es ist entscheidend, dass die Ventilkomponenten im druckführenden System durch diese korrosiven Substanzen nicht beschädigt werden, um ein Versagen der Gasdichtheit zu vermeiden.

Abbildung 1: Herstellung von Königswasser (links) und Mikrowellenaufschluss (rechts)

Ein weit verbreitetes Aufschlussmittel ist Königswasser, bekannt für seine starke Korrosivität und gelben Dämpfe. Es ist eine der wenigen Flüssigkeiten, die Edelmetalle wie Gold und Platin auflösen können. Königswasser kann durch Mischen von konzentrierter Salzsäure (HCl) mit konzentrierter Salpetersäure (HNO₃) im Volumenverhältnis 3:1 hergestellt werden. Es wird allgemein in Ätzprozessen und einigen analytischen Nachweismethoden eingesetzt. In der Betriebsumgebung des Kunden entstehen unter Erhitzungsbedingungen korrosive gemischte Gasmedien aus Königswasser-, Salpetersäure- und Fluorwasserstoffsäurelösungen. Diese Mischgase umfassen potenziell entstehenden Salpetersäuredampf, Stickstoffdioxid, Fluorwasserstoffsäure, Chlorgas und Nitrosylchlorid, die allesamt stark oxidierende, saure Gase sind.

Der Kunde führte Tests mit herkömmlichen Ventilen durch, und als der Druck 160 bar erreichte und die Ventiltemperaturen zwischen 50 °C und 80 °C lagen, begannen die Standardmaterialventile aufgrund der Zersetzung durch stark korrosive Medien schnell zu lecken. Die internen Federn korrodierten und fielen aus, während die Dichtungs-O-Ringe spröde wurden und brachen. Wenn das Problem der Korrosionsbeständigkeit der Ventilkomponenten in dieser Umgebung nicht gelöst werden könnte, würde der Kunde mit Verzögerungen im Produktentwicklungszeitplan konfrontiert sein und Schwierigkeiten haben, die Produktlebensdauerstandards zu erfüllen. Angesichts dieses Problems wandte sich der Kunde schließlich an FITOK für eine Lösung.

Abbildung 2: Versagen herkömmlicher Ventilkomponenten

Zusammenarbeit mit FITOK zur Überwindung von Herausforderungen

 

Um diese Herausforderung zu bewältigen, passte FITOK Ventilkörper und interne Komponenten speziell für diese Einsatzbedingungen an, indem Legierung 6Mo (S31254) und Legierung C-276 verwendet wurden. Darüber hinaus entschied sich das F&E-Team von FITOK, das Dichtungsmaterial durch PTFE (Polytetrafluorethylen) zu ersetzen, um den Anwendungsanforderungen des Kunden besser gerecht zu werden. PTFE weist im Vergleich zu FFKM (Perfluorelastomer) eine überlegene chemische Stabilität auf und wird von keinen korrosiven Substanzen – einschließlich starker Säuren, starker Basen und organischer Lösungsmittel – nennenswert beeinflusst, wobei es gleichzeitig über einen weiten Temperaturbereich eine stabile Leistung beibehält. Obwohl PTFE eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit besitzt, ist das Material härter und weniger elastisch als Gummi, wodurch seine Dichtleistung anfälliger für Verunreinigungen ist. Daher stellte das Erzielen einer zuverlässigen Abdichtung mit PTFE die größte Herausforderung im Konstruktionsprozess dar.

Abbildung 3: Rückschlagventile der CV-Serie aus Legierung C-276 und Dichtungskomponente aus PTFE

Da die ursprüngliche Struktur zur Befestigung von Gummi-O-Ringen PTFE-Dichtungskomponenten nicht effektiv halten kann, hat das FITOK-Team die entsprechende Struktur neu gestaltet, um die Dichtleistung sicherzustellen. Darüber hinaus wurde unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Dichtleistung von PTFE anfällig für Verunreinigungen ist, die Kegelstruktur optimiert, um die Dichtfähigkeit des Ventils zu maximieren. Letztendlich wurden mit der hervorragenden Korrosionsbeständigkeit von Legierung C-276 und PTFE sowie dem professionellen Strukturdesign des technischen Teams von FITOK die technischen Kennwerte des Ventils – einschließlich Korrosionsbeständigkeit, Dichtleistung und Lebensdauer – erheblich verbessert.

In der neuesten Designiteration haben umfangreiche Tests und Lebensdauerbewertungen bestätigt, dass das Endprodukt auch in stark korrosiven Umgebungen strenge Qualitätsstandards erfüllt, was zur erfolgreichen Auslieferung führte. Dies löst zudem die Kundenprobleme in Bezug auf Verzögerungen im Entwicklungsfortschritt und Herausforderungen bei der Nichterfüllung von Lebensdaueranforderungen.

In dieser Zusammenarbeit nutzte der Kunde eine Reihe von FITOK-Produkten, darunter Rohrverschraubungen der Serie 6D, Rückschlagventile der Serie CV, Filter der Serie FW, Nadelventile für Hochdruck anwendungen und Schnellkupplungen. Das FITOK-Team arbeitete aktiv mit dem Kunden zusammen, um verschiedene Probleme während der Testphase zu lösen, und bot zeitnahe Lösungen an, was das Vertrauen des Kunden gewann. Das professionelle technische Team von FITOK ist in der Lage, selbst die herausforderndsten Einsatzumgebungen für Fluidmedien zu bewältigen. Durch unsere umfangreiche Erfahrung im Design korrosionsbeständiger Materialien lösen wir Aufgaben, die andere Hersteller nicht bewältigen können.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie Sie mit FITOK zusammenarbeiten und maßgeschneiderte Lösungen für Ihre Herausforderungen im Fluidsystem umsetzen können, hinterlassen Sie bitte online eine Nachricht, und wir werden uns so schnell wie möglich bei Ihnen melden!