Würden alle Gegenstände in Ihrem Alltag fehlen die Zink enthalten, würden Sie ziemlich viel vermissen. Zink begegnet uns überall: Im Wasserhahn, in Cremes, Hosenknöpfen oder Küchenmaschinen. Ein Verfahren für die Gewinnung des vielfältig einsetzbaren Metalls ist die Zinkelektrolyse – ein elektrochemischer Prozess, in dem aggressive Chemikalien zum Einsatz kommen. Die chemischen Anlagen benötigen deswegen einen besonders widerstandsfähigen Schutzmantel.
Ein langjähriger Kunde von Röchling, die STEULER-KCH GmbH, Siershahn, ist unter anderem als Anlagenbauer und Anbieter von Oberflächen-Schutzsystemen für chemische Anlagen bekannt und setzt erfolgreich Halbzeuge aus thermoplastischen Kunststoffen von Röchling ein. Für die Auskleidung von Betonbecken in einer Zinkelektrolyse-Anlage war aufgrund der verwendeten Chemikalien ein Spezial-Werkstoff notwendig.
Zink entsteht
Die Zinkelektrolyse ist ein elektrochemischer Prozess, der in sogenannten Elektrolysezellen – hier den Betonbecken – stattfindet. Mittels eingelassener Elektroden wird in den Zellen ein elektrischer Strom durch in Schwefelsäure gelöstes Zinksulfat geleitet, sodass ein elektrochemischer Prozess ausgelöst wird, der dazu führt, dass metallisches Zink entsteht und sich an den Kathoden der Elektroden ablagert. Auf Schälmaschinen werden die Kathoden wieder vom abgeschiedenen Zink befreit.
Chemikalienbeständige Kunststoffe notwendig
Aus verfahrenstechnischen Gründen werden in dem Prozess noch weitere aggressive Chemikalien zugesetzt. Die Elektrolysezellen müssen daher mit besonders chemikalienbeständigen Kunststoffen ausgekleidet werden. Die Wahl des richtigen Werkstoffes ist dabei von entscheidender Bedeutung.
Spannungsrissbildung und oxidativer Angriff
Um den Einfluss der eingesetzten Chemikalien auf die für die zur Verfügung stehenden Kunststoffe zu überprüfen, hat Röchling in enger Zusammenarbeit mit Steuler-KCH Materialproben längere Zeit in den Elektrolysebädern eingelagert. Anschließend wurde untersucht, wie sich die Chemikalien auf die Proben ausgewirkt haben. Insbesondere die auftretende Spannungsrissbildung und Versprödung durch oxidativen Angriff waren wichtige Indikatoren für die Auswahl des richtigen Materials.
Standardkunststoffe nicht geeignet
Standardprodukte für Thermoplast-Auskleidungen bieten gegen diese beiden Effekte keine ausreichend hohe Widerstandsfähigkeit. Zwar bieten beispielsweise Rohstoffe des Typs PE 100-RC – RC steht für Resistant to Crack – eine hervorragende Spannungsrissbeständigkeit von über 8760 h nach dem Full Notch Creep Test, haben jedoch im Vergleich zu einem herkömmlichen PE 100 keine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber dem oxidativen Angriff.
Spezial-Werkstoff gefragt
Basierend auf den Ergebnissen der Untersuchung entwickelte Röchling eine Spezialrezeptur: Einen auf einem PE 100-RC basierenden Werkstoff mit einem zusätzlichen Additivpaket. Dieser neue Werkstoff erfüllt dauerhaft die hohen Anforderungen in der Zinkelektrolyse-Anlage und trägt so zu einer langen Lebensdauer der Anlage bei. „Durch die enge Zusammenarbeit mit Röchling konnten wir eine Lösung für unsere Problemstellung erarbeiten“, zieht Steuler ein positives Fazit.
Besondere Auskleidungstechnik
Bereits im Jahre 1970 entwickelte STEULER die Thermoplastauskleidung BEKAPLAST™, die unter anderem zur Auskleidung von Betonbecken eingesetzt wird. Die Besonderheit des BEKAPLAST™-Systems sind die speziellen, sich konisch verbreiternden großen Ankernoppen auf der Rückseite der Platten aus thermoplastischen Kunststoffen, die eine mechanische Verbindung mit dem Beton eingehen.
