Ultraschall Reinigen: Präventive Lösung gegen Fouling in Rohrsystemen
Das Ultraschall Reinigen stellt eine innovative Technologie dar, um Ablagerungen und Bewuchs in industriellen Rohrsystemen zu verhindern. Fouling bezeichnet unerwünschte Verschmutzungen, die sich durch in Flüssigkeiten enthaltene Rohstoffe oder von außen zugesetzte Materialien an Oberflächen absetzen. Diese Ablagerungen entstehen beispielsweise durch Salze im Wasser, Paraffine im Rohöl oder organische Stoffe wie Schlamm und Sand.
Die Partikel setzen sich kontinuierlich an Rohroberflächen ab und behindern sowohl die Strömungsgeschwindigkeit als auch die Wärmeübertragung. Diese Verschmutzungen führen zu einer messbaren Verringerung der Systemeffizienz durch verminderte Leistung. Betroffen sind branchenübergreifend verschiedene Industriezweige: vom Energiesektor über die Mineralölverarbeitung und Papierherstellung bis zur Lebensmittelindustrie.
Wirtschaftliche und ökologische Auswirkungen von Verschmutzungen
Studien belegen, dass Leistungsverluste durch Fouling zu wirtschaftlichen Schäden in Höhe von circa 0,25 Prozent des Bruttoinlandsprodukts der Industrieländer führen. Diese Verluste erreichen Milliardenhöhe und stellen ein unterschätztes globales Phänomen dar. Verschmutzungen in Wärmetauschern allein verursachen ein bis 2,5 Prozent der weltweiten Kohlenstoffemissionen.
Bei fortschreitender Verschmutzung muss der Eingangsdruck kontinuierlich erhöht werden, um eine gleichbleibende Ausgangsleistung zu erzielen. Diese Druckerhöhung wirkt sich negativ auf den Wirkungsgrad aus. Bei weiterer Verstopfung wird eine kostspielige Reinigung unumgänglich, die häufig eine Demontage großer Baugruppen erfordert. Dadurch entstehen Produktionsunterbrechungen von mehreren Tagen, verbunden mit erheblichem Einsatz von Chemikalien und großen Wassermengen.
Konventionelle Reinigungsverfahren umfassen mechanische Reinigung, Wasserstrahlreinigung unter hohen Drücken oder das Ausbohren der Rohre. Diese Methoden erfordern jedoch das Öffnen von Apparaten und zumindest teilweise Demontage der Rohrsysteme. Wasserstrahlreinigung setzt zusätzlich auf hohe Drücke, die einen erheblichen Wasserverbrauch und ein nicht unerhebliches Verletzungsrisiko mit sich bringen.
Schwingungsbasierte Fouling-Prävention in der Praxis
Die Ultraschall-Schwingungstechnologie verfolgt einen präventiven Ansatz zur Vermeidung von Ablagerungen. Ultraschallschwinger werden dauerhaft an metallischen Rohrsystemen adaptiert und erzeugen mithilfe von Frequenzen im Kilohertzbereich hocheffiziente Mikrovibrationen. Diese Technologie verhindert Ablagerungen und Bewuchs auf Oberflächen von Beginn an und lässt sich einfach nachrüsten.
In der Zementherstellung und bei der Siloaustragung von Pulver oder Granulat findet Ultraschall Reinigen bereits erfolgreiche Anwendung. Die aktive Bauteilanregung verhindert das Zusetzen an Ausläufen und Trichtern. Eine intelligente Regelungstechnik sorgt für einen optimalen Schwingungsprozess und verhindert Beschädigungen an Prozessanlagen, Schweißnähten oder das Lösen von Schraubverbindungen.
Ein Praxisbeispiel aus der Spezialchemie demonstriert die Wirksamkeit der Technologie: Ablagerungen in einem Wärmetauscher führten binnen kurzer Zeit zu Effizienzverlusten und durch zusätzlich benötigten Pumpendruck zu erhöhtem Energiebedarf. Nach Installation von jeweils vier Schwingsystemen am oberen und unteren Ende des Apparates konnte das Fouling stark reduziert und die Standzeit unter Volllast um mehr als 30 Prozent erhöht werden.
Das System führte zu deutlich größerem Volumenstrom, besserem Wärmeübergang und erhöhtem Output. Gleichzeitig reduzierten sich die Kosten durch verringerte Pumpenströme und weniger Reinigungsarbeiten erheblich. Das System war seit Anfang 2021 in Betrieb und führte über 140 Millionen Ultraschallimpulse ohne Ausfall durch. Der Langzeitbetrieb bestätigte, dass keine Beschädigungen am Wärmetauscher oder der umliegenden Peripherie entstanden.
Die Ultraschall-Schwingungsgeber lassen sich per Plug-and-Play-Prinzip auf vorhandenen Rohren, Apparaten oder Wärmetauschern installieren. Die aktiven Ultraschallsysteme arbeiten im laufenden Betrieb, ohne dass Produktionsprozesse unterbrochen werden müssen.
Quelle: Fachzeitschriften „Chemie Technik“ / „PROCESS“
Foto: Jack
