Kleben gehört zu den ältesten Verbindungstechniken. Bereits in früher Vorzeit verwendete man ein Destillat aus Birkenrinde, um Pfeilspitzen zu befestigen. Seither wurden zahlreiche Materialien für die Entwicklung von Klebstoffen herangezogen. Erste Patente für Klebstoffe gab es Mitte des 18. Jahrhunderts. Im frühen 20. Jahrhundert bildete die Entwicklung synthetischer Substanzen den Grundstein für industrielle Klebstoffe. Der Durchbruch für die Klebetechnik in industriellen Anwendungen war die Herstellung von Cyanacrylat-Klebstoffen, die erstmals 1960 gelang. Heute ist die Klebetechnik weder aus der Industrie noch aus privaten Haushalten wegzudenken. Insgesamt finden sich heute mehr als 250000 Klebstoffvarianten am Markt.
Hohe Anforderungen an industrielle Klebstoffe
Als hochentwickelte Verbindungstechnik kommen Klebeverfahren in besonders anspruchsvollen Bereichen zum Einsatz, so zum Beispiel in der Automobilindustrie, im Flugzeug- und im Rohrleitungsbau. Qualität und Sicherheit der Verbindung sind hier besonders im Fokus. Anfangs wurden in Autos nur Dämmstoffe und Innenverschalungen geklebt. Inzwischen werden Karosserieteile, Bremsbeläge und tragende Komponenten dauerhaft mit Klebstoffen verbunden. Im Flugzeugbau kamen Klebstoffe noch früher zum Einsatz, zuerst für Holzteile, später für Komponenten aus Metall und Kunststoff bei einigen neuen Modellen sind große Teile des Rumpfes und der Flügel geklebt. Die Anwendungen im Flugzeugbau beweisen die hohe Widerstandsfähigkeit der Klebstoffe. Denn die Verbindungen sind Temperaturen bis weit unter den Gefrierpunkt, intensiver UV-Bestrahlung und enormen Kräften von Turbulenzen ausgesetzt.
Klebstoffe für Rohrleitungssysteme
Die einfache und schnelle Installation, die niedrigen Instandhaltungskosten sowie Korrosions- und Inkrustationsfreiheit machen Kunststoff-Rohrleitungssysteme zu einer interessanten Alternative zu Metallsystemen. ABS, PVC-C und PVC-U gehören dabei zu den Kunststoffen, die als klebbare Kunststoffe bezeichnet werden. Im industriellen Rohrleitungsbau muss die Verbindung zwischen Rohren und Fittings oder Armaturen nicht nur einfach und schnell zu erstellen sein, sie muss unter kritischen Anwendungsbedingungen auch absolut zuverlässig sein. Zu transportierende Medien erreichen Temperaturen zwischen 60 °C in Kühlanwendungen und über +70 °C bei chemischen Prozessen. Auch Drücke bis 16 bar sind keine Seltenheit. Bei der Verarbeitung von Säuren, Laugen und anderen Chemikalien muss die Klebeverbindung genauso beständig sein wie die Rohrleitungskomponenten selbst. Die zuverlässige und vollständig dichte Verbindung muss dabei über die gesamte Lebensdauer der Anlage gewährleistet sein, die oft 20 Jahre und länger in Betrieb ist.
Klebstoffzusammensetzung schafft hohe Stoffschlüssigkeit
Der Klebevorgang mit Diffusionsklebstoff wird oft als chemisches Schweißen bezeichnet. Der Begriff beschreibt den Vorgang treffend, denn wie beim Schweißen wird das Material der Rohre und Fittings verflüssigt und anschließend stoffschlüssig verbunden. Erreicht wird diese Stoffschlüssigkeit vor allem durch die Klebstoffzusammensetzung. Die von GF Piping Systems eingesetzten Klebstoffe enthalten bis zu 20 Prozent des Rohmaterials, aus dem auch die Fittings und Rohre bestehen. Beim herkömmlichen Schweißen wird Hitze zugeführt, um den Vorgang anzustoßen. Beim Kleben sorgen die Lösungsmittel des Klebstoffs für die Verflüssigung.
Über eine Milliarde Verbindungen
Im Jahr 1952 brachte Georg Fischer die ersten PVC-Fittings auf den Markt. Bei deren Entwicklung beschäftigte man sich auch intensiv mit neuen Verbindungstechniken. So entstand die Rezeptur, aus der später der Klebstoff Tangit hervorging. Wegen seiner hohen Wirtschaftlichkeit, Sicherheit und Verarbeitungsfreundlichkeit ist Tangit bis heute ein gefragtes Produkt, das stetig optimiert wurde. 1964 ging GF Piping Systems eine Partnerschaft mit dem weltweit größten Klebstoffhersteller Henkel ein. Gemeinsam wird bis heute aktiv an der Weiterentwicklung von Verbindungstechniken gearbeitet.
Mit der Entwicklung von klebbaren Rohrleitungssystemen baute GF Piping Systems sein Programm und seine Kompetenz auf diesem Gebiet und bei den Verbindungstechniken aus. Über eine Milliarde installierter Verbindungen belegen die Zuverlässigkeit der Klebeverfahren und das Vertrauen der Anwender in diese Technik. Diese ist vor allem durch einfache Handhabung auch auf engem Raum sowie hohe Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit gekennzeichnet.
Vielseitige Einsatzgebiete
Zwei in Österreich ausgeführte Projekte illustrieren exemplarisch die Vielseitigkeit der Klebetechnik im industriellen Rohrleitungsbau.
Die Körner Chemieanlagenbau GmbH war mit der Errichtung einer Anlage zur Entfettung und Vorbehandlung von Metallteilen vor dem Verzinken beauftragt. Bei der Zinkbad-Vorbehandlung kommen neben einem Wasserbad auch Laugen und Säuren zum Einsatz, außerdem müssen Absaugleitungen zur Rückleitung von Dämpfen an die Abluftwäscher installiert werden. Die Lösung von GF Piping Systems umfasste Rohrleitungssysteme aus PVC-U, geklebt mit Tangit, manuell betriebene Kugelhähne sowie Dienstleistungen von der Materialprüfung und Werkstoffempfehlung bis hin zu Verlegeüberwachung und Onsite-Support. PVC-U konnte bei diesen aggressiven Anwendungsbedingungen durch die hohe Beständigkeit gegen Chemikalien überzeugen. Die Anlage ging 2006 in Betrieb und arbeitet bis heute ohne Beanstandungen.
Für die Donauchem GmbH war es entscheidend, dass in einer automatisierten Mischanlage für das flexible Abmischen und Herstellen verschiedener anorganischer Chemikalien nur wartungsfreundliche Rohrleitungen und Ventile mit hoher chemischer Beständigkeit verbaut wurden. Die Anlage arbeitet mit verschiedenen Mischungen von Säuren und Laugen bei Temperaturen zwischen +10 °C und +30 °C sowie Drücken bis 3 bar. Die Lösung von GF Piping Systems umfasste Rohre aus PE 100 mit stumpfgeschweißten Verbindungen und Rohre aus PVC-U mit Kle-beverbindungen, dazu Membranventile und Kugelhähne sowie Schweißmaschinen, Klebstoffe und Reiniger. Die Anlage wurde 2010 errichtet und in Betrieb genommen.
Der Klebeprozess
Nach der Vorbereitung durch Anfasen und Reinigen folgt der Klebevorgang:
1) Klebstoffauftrag: Der Klebstoff wird in einer gleichmäßigen Schicht auf dem Fitting und dem Rohr aufgetragen.
2) Zusammenfügen: Überschüssiger Klebstoff wird ausgestoßen und Hohlräume restlos geschlossen.
3) Anlösen und Aufquellen: Die Lösungsmittel erweichen die Oberfläche und lassen das Material aufquellen.
4) Chemische Schweißung: Aus dem Fitting- und Rohrmaterial entsteht zusammen mit dem Rohmaterial im Klebstoff eine homogene Verbindung.
5) Aushärtung: Das Lösungsmittel verflüchtigt sich zu etwa 90 Prozent. Die restlichen 10 Prozent bleiben in der Klebung erhalten und sorgen für die Flexibilität der Verbindung. Dies sorgt auch bei mechanischen Belastungen für eine zuverlässige und dichte Verbindung.
Passende Kunststoffe für die jeweilige Anwendung
PVC-U
In industriellen Anwendungen zählt PVC-U zu den am häufigsten eingesetzten Kunststoffen. GF Piping Systems gehört seit über 50 Jahren zu den Herstellern von Rohrleitungssystemen aus PVC-U. Die Systeme sind von 0 bis 60 °C temperaturbeständig, haben eine hohe Resistenz gegenüber Chemikalien sowie Korrosion und sind wegen dem breiten Produktsortiment universell einsetzbar. Da alle PVC-U-Komponenten physiologisch unbedenklich sind, eignen sich diese Systeme auch für die Lebensmittelindustrie und die Trinkwasseraufbereitung. PVC-U ist in der Chemie- und Textilindustrie sowie im Schiffsbau weit verbreitet.
PVC-C
Für aggressive Umgebungen, die besonders sichere und langlebige Anlagen erfordern, sind PVC-C Systeme besonders geeignet. Mit einer Temperaturresistenz bis 80 °C sind PVC-C Systeme auch bei hohen Umgebungstemperaturen einsetzbar. Wegen der großen Widerstandsfähigkeit gegenüber aggressiven Medien, wie Mischsäuren, Säuren und Laugen, werden die Systeme vor allem in der Chemie-, Papier- und Zellstoffindustrie, in der Haustechnik, im Schiffsbau, der Metallbehandlung und der Fertigung mikroelektronischer Bauteile eingesetzt.
ABS
ABS wird aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit und der hohen Schlagzähigkeit in industriellen Anwendungen im Niedrigtemperaturbereich zwischen 50 °C und +60 °C eingesetzt. Dazu gehören unter anderem Kälte- und Kühlsysteme, aber auch Anwendungen im Schiffsbau und der Wasseraufbereitung. ABS zeigt eine gute Beständigkeit gegenüber Wasser, wasserlöslichen Salzlösungen und den meisten verdünnten Säuren und Basen. Speziell für Kälteanwendungen hat GF Piping Systems das vorisolierte Cool-Fit ABS Plus System im Programm. Durch die Vorisolierung und die schnellere und einfachere Verlegung der Rohrleitungen können umfassende Kosteneinsparpotenziale erschlossen werden. -
