Sanierung der Entlüftungskanäle einer Phosphatierungsanlage in der Automobilindustrie

1. Ausgangssituation

In einer Phospatierungsanlage werden durch das Phosphatieren Bauteile aus Aluminium, Magnesium, Stahl und Zink mit einer Phosphatschicht versehen, durch die eine gute Lackhaftung sichergestellt und ein Unterrostungsschutz gewährleistet wird. Üblicherweise wird beim Phosphatieren folgender Verfahrensgang durchgeführt: Die Bauteiloberfläche wird mit einer schwach alkalischen Entfettungslösung entfettet, gespült, aktiviert, um Kristallisationskeime für die Phosphatschicht zu erzeugen, dann mit einer sauren Phosphatlösung phosphatiert, gespült, passiviert und nochmals gespült. Zum Aktivieren kann eine Titanpolyphosphatlösung verwendet werden. Die saure Phosphatierungslösung kann beispielsweise eine Zink-, Mangan- und Nickelphosphatlösung sein, die ein Beschleunigungsmittel, wie Nitrit, enthält.

2. Projektziele

Unser Konzept besteht aus einer ganzheitlichen Systemlösung aus einer Hand.

  • Werkstoffauswahl gemäß den Lastenheftanforderungen unseres Kunden
  • Planung & Konzeption, Entwicklung und Konstruktion von baugleichen Teilen aus Kunststoff
  • Projektmanagement, Produktion und Montage
  • Installation, Inbetriebnahme und Qualitätssicherung

Bei der Werkstoffauswahl haben wir uns innerhalb der Industriehallen für Polypropylen schwerentflammbar PP-s grau (-5°C bis 80°C) und außerhalb des Gebäudes (wie z.B. für den Kamin am Dach) für UV-beständiges Polyethylen PE-HD (-30°C bis 70°C) schwarz entschieden. Die einzelnen Bauteile werden vor Ort vermessen, um identische Bauteile aus Kunststoff als Sonderanfertigungen aus Halbzeugen zu fertigen bzw. zu neuen Formteilen zu verschweißen, so dass diese später vor Ort als Entlüftungskanal passgenau und leicht installiert werden können. So können sämtliche Einzelbauteile wie bestehende Konsolen, Lüftungsklappen oder Dachdurchführungen weiter verwendet werden, um die Kosten zu minimieren.

3. Lösungskonzept

Alle notwendigen Teile wurden zunächst gemäß der eigens erstellten Konstruktionspläne als Sonderanfertigung in unserer Kunststoffwerkstatt vorgefertigt. Die Kunststoff-Bauteile sind dann auf der CNC-Portalfräse vorgefertigt, entsprechend gekantet und durch Warmgaszieh- bzw. Extrusions- Schweißung verschweißt worden. Unsere Montagetruppen haben anschließend die Einzelteile zum Kunden geliefert und die alten korrodierten Stahlblechteile demontiert. Die Abluftkamine mussten hierzu Stück für Stück zerschnitten und abgetragen werden, da ein Kraneinsatz nicht möglich war und anschließend durch die neuen Kunststoffteile ersetzt. Hierbei wurden alle einzelnen Bauteile und Sonderanfertigungen für die kompletten Entlüftungskanäle vor Ort durch Warmgaszieh- bzw. Extrusions- Schweißung fest miteinander verschweißt.

Bild: Neue Entlüftungskanäle aus Kunststoff PP-s und PE-HD

4. Umsetzung

Alle notwendigen Bauteile wurden zunächst gemäß der eigens erstellten Konstruktionspläne als Sonderanfertigung in unserer Kunststoffwerkstatt vorgefertigt. Wir bauen vor Ort zunächst in das bestehende Becken eine stabile Unterkonstruktion aus Edelstahl. Diese Konstruktion muss aufgrund der beschränkten Einbringungsmöglichkeit schraubbar ausgeführt sein um es dann vor Ort flexibel zu montieren. Die neue Unterkonstruktion muss das Gewicht des kompletten Reinigungsmediums von ca. 20 Tonnen tragen, siehe statischer Nachweis.

Auf diese Unterkonstruktion erstellen wir dann das neue Becken aus PP-Kunststoffplatten, welche teils vorgefertigt auf der Baustelle eingebracht und im Extruder-Schweißverfahren dicht verschweißt werden. Im Reinigungsbecken wird ein zusätzlich ein wasserdichter Abstieg eingebaut, der einen Abstieg unter das neue Becken ermöglicht. Eine besondere Herausforderung war, dass das bereits vorhandene Reinigungsbecken aus Edelstahl weder angebohrt noch sonst irgendwie verändert oder beeinträchtigt werden durfte. Durch unsere Systemlösung ist gewährleistet, dass das Reinigungsbecken jederzeit wieder in den Ursprungszustand zurückgebaut werden kann.

Bild: Einbau der Unterkonstruktion aus Edelstahl sowie der Beckenauskleidung durch Extruderschweißung der vorgefertigten PP-Platten

5. Kundennutzen
  • Gefährliche Umwelt- & Mitarbeiterbelastungen durch aggressive Medien sind ausgeschlossen
  • Gewährleistung einer nachhaltigen Prozess-Sicherheit
  • Hohe Funktions-Sicherheit durch beständige Werkstoffwahl von PP-s und PE-HD
  • Kostenersparnis durch die mögliche Wiederverwendung von vorhandenen Bauteilen (durch 1:1 Nachbau der Einzelteile konnten alle bestehenden noch funktionsfähigen Konsolen, Lüftungsklappen und Dachdurchführungen wiederverwendet werden)

In einer Phospatierungsanlage werden durch das Phosphatieren Bauteile aus Aluminium...

Kunde:

Automobilindustrie

Sanierung der Entlüftungskanäle einer Phosphatierungsanlage in der Automobilindustrie

01. October 2013

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