Carbonfasern reinigen Schweißnähte an Edelstahl umweltfreundlicher

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Schages GmbH & Co.KG

AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen

Prozessprodukte als Indikator für die Umweltverträglichkeit

Ein zentraler Vorteil des Verfahrens der elektrochemischen Reinigung von Schweißnähten ist ein Wegfallen von erforderlichen toxischen Beizmitteln, die Umwelt und Menschen schädigen. Neben den Prozesshilfsmitteln stellen jedoch auch die entfernten Scheißnahtrückstände, aufgrund von Schwermetallbestandteilen, eine Belastung für die Umwelt dar. Diese sind jedoch im Abwasser gelöst und können durch kommerziell verfügbare Filtervorrichtungen abgeschieden werden. Die abgesonderten Partikel werden im Anschluss dann als Altmetall entsorgt. Eine Schweißnaht vor sowie nach der Reinigung wird im Detail in Bild 3 dargestellt.

Eine Darstellung des Prozesses, inklusive Übersicht über Abfluss- und Abgasströme, erfolgt in Bild 3. Neben dem Reinigungsgerät sowie der zugehörigen Pinsel aus Carbonfasern sind zum Reinigen unterschiedlich stark konzentrierte Elektrolytlösungen erforderlich. Nach dem erfolgten Reinigen wird die bearbeitete Stelle mit demineralisiertem Wasser abgespült (VE-Wasser). Produkte aus diesem Prozess sind einerseits die gereinigten und passivierten Schweißnähte, andererseits fallen Abwasser an, die neben der Elektrolytlösung auch Rückständen der Schweißnaht und Carbonfaserpartikel enthalten können. Vor allem die Schweißnahtrückstände können Abwasser belasten. Eine Filtration scheidet diese Partikel ab. Die gefilterten Abwasser enthalten im Anschluss lediglich VE-Wasser sowie minimale, unbedenkliche Konzentrationen an Elektrolytlösung. Das Abwasser kann somit in die Kanalisation entsorgt werden.

Jetzt gilt es die optimale Pinselfaser zu entwickeln

Neben Abwasser entsteht durch die Wärmeentstehung während des Reinigens sowie durch Abspülen der heißen, gereinigten Nähte, Wasserdampf durch Verdunsten der Reinigungshilfsstoffe. Darüber hinaus treten jedoch auch Dämpfe durch das Abbrennen der Carbonfasern und vor allem durch das Abbrennen der Avivage (Beschichtung, beziehungsweise Schlichte) auf der Carbonfaser auf. Die Zusammensetzung dieser Abgase ist zurzeit nicht bekannt, gesundheitsgefährdende Bestandteile sind jedoch möglich. Ein Bestandteil des Projektes ist demnach die Entwicklung einer Pinselfaser, die beim Abbrennen während des Reinigens keine gesundheitsgefährdenden Stoffe entstehen lässt und somit einfach, ohne Filtration in die Umwelt gelassen werden kann.

Erste Versuche mit neu entwickelten Carbonfasern mit auf Wasserbasierender Schlichte, zeigen vielversprechende Ergebnisse. Die ohnehin schon hohe Umweltverträglichkeit der elektrochemischen Reinigung wird somit weiter erhöht und legt vor allem, durch die unbedenklichen Abgase, den Grundstein für den automatisierten Einsatz des Verfahrens in der Großserie.

Das Projekt Autocleanox ist eine durch öffentliche Mittel gefördertes Vorhaben durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM). Neben dem Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University ist die Reuter GmbH & Co. KG maßgeblich an dem Projekt beteiligt.

Literatur:

• [BUB15] N.N.: Oberflächenvorbehandlung, Beizen und Passivieren. Betrieblicher Umweltschutz in Baden-Württemberg. http://www.bubw.de/?lvl=970, Aufgerufen am 16.08.2016;

• [BUN06] N.N.: Metallveredlung wird umweltfreundlicher. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit, Nr. 248/05, Berlin, 13.09.2005;

• [ISE06] Informationsstelle Edelstahl Rostfrei (ISER): Beizen von Edelstahl Rostfrei. Merkblatt 826, Nr 3 2006;

• [LAI00] N.N.: Musterverwaltungsvorschrift zur Vermeidung und Verwertung von Abfällen: Beizen oder Brennen von Metallen. Landesamt für Immisionsschutz, Nr. 5, 2000;

• [SCH04] N.N.: Technische Information Beizen. SCHWEISSRING Handels GmbH, April 2004.

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