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Arten von Schlauchverbindungen und Anwendungsfälle

Anschlussarten für flexible Schlauchenden

Überprüfung unterschiedlicher Arten von Schlauchverbindungen und deren Anwendungsfälle

Doug Nordstrom

Endanschlüsse erfüllen einzig und allein den Zweck, Bauteile innerhalb eines Fluidsystems sicher und dicht miteinander zu verbinden. Es gibt jedoch unterschiedliche Arten von Schlauchverbindungen, die bei der Auslegung Ihres Fluidsystems in Frage kommen. Wenn Sie sich für die falsche Verbindungsart entscheiden, kann sich das negativ auf die Systemleistung auswirken, ein Risiko für Ihre Mitarbeiter darstellen und Ihren Umsatz schmälern. Design Engineers und Anlagenbetreiber sollten regelmäßig die Leistung ihrer Endanschlüsse überprüfen und überlegen, ob sie mit einer anderen Art die Systemeffizienz und Probenqualität steigern können.

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Nach der Auswahl des Innenschlauchwerkstoffs, der Verstärkung und der Schlauchhülle ist es an der Zeit, die richtigen Endanschlüsse zu finden. Hierbei sind drei Faktoren entscheidend: Branchenstandards, Art des Schlauchs und Systemspezifikationen.

1. Berücksichtigung der Branchenstandards

Je nach Branche sind unterschiedliche Endanschlüsse erforderlich, die für bestimmte Anwendungen ausgelegt sind. Der passende Endanschluss für Ihren speziellen Anwendungsfall hat dabei einen maßgeblichen Einfluss auf die Leistung Ihres Fluidsystems. Im Folgenden haben wir einige gängige industrielle Einsatzbereiche und die entsprechenden Spezifikationen und Anforderungen für Endanschlüsse zusammengefasst.

  • Pharmazeutische, biopharmazeutische und biotechnologische Industrie
    In der Pharmaindustrie und der Biotechnologie spielt vor allem die Hygiene eine sehr wichtige Rolle bei der Auslegung von Fluidsystemen. Dieser Faktor wird auch bei der Auslegung von Endanschlüssen berücksichtigt. Die Anschlüsse können leichter gereinigt werden, entweder durch Demontage des Systems oder per CIP-Methode (Clean-in-Place). Die Oberflächen sind darüber hinaus korrosionsbeständig und hemmen das Wachstum von Bakterien.
  • Halbleiterindustrie
    In der Halbleiterindustrie ist die Materialreinheit in der Regel die oberste Priorität bei der Fluidsystemauslegung. Endanschlüsse für die Halbleiterindustrie sind hochrein und eignen sich für den Gebrauch in sensiblen Umgebungen. Sie verfügen über sehr feine Gewinde und sind mit entsprechenden Beschichtungen versehen, um Stoffansammlungen und Verunreinigungen entgegenzuwirken.
  • Andere Industrien
    Bei vielen anderen industriellen Fluidsystemanwendungen liegt der Hauptschwerpunkt bei der Auslegung von Endanschlüssen auf der Leistungsfähigkeit bei hohen Drücken. Die Widerstandsfähigkeit dieser Endanschlüsse wird in psi angegeben (Hochdruckverschraubungen sind auf bis zu 60.000 psi ausgelegt). Häufig sind zusätzliche Vorbereitungsarbeiten an den Rohrleitungen notwendig, um die Druckanforderungen zu erfüllen.

2. Berücksichtigung der Schlauchanforderungen

  • Permeation und chemische Beständigkeit 
    Die Auslegung der Endanschlüsse hängt auch von den anwendungsspezifischen Anforderungen in Bezug auf Korrosion und Permeation ab. Alle Schläuche, egal aus welchem Material, sind zu einem bestimmten Grad permeabel. Aus diesem Grund sollte jeder Schlauch vor Gebrauch auf seine Eignung für die jeweilige Anwendung geprüft werden. Auch die chemische Beständigkeit spielt in vielen Fluidsystemanwendungen eine Rolle (z. B. darf es bei Kontakt zweier Stoffe nicht zu chemischen Reaktionen kommen). Aus diesem Grund müssen die Schlauchwerkstoffe so ausgewählt werden, dass es nicht zu chemischen Reaktionen, Schäden am System oder Korrosion kommen kann.
  • Drücke und Temperaturen
    Je nach Anwendung müssen Fluidsystemkomponenten hohen Drücken und Temperaturen standhalten. In Anwendungen mit hohen Drücken und Temperaturen (z. B. hydraulische Systeme und andere industrielle Anwendungen) kommen häufig ringförmige Schläuche mit ein- oder zweifacher Umflechtung und gewellten Innenwänden (Ringwellschläuche) zum Einsatz. In diesen Anwendungen wird häufig eine gewisse Dynamik vorausgesetzt – Schläuche müssen biegsam oder beweglich sein. Dies muss bei der Schlauchauswahl berücksichtigt werden.
  • Schlauchmaterial
    Metallinnenschläuche eignen sich gut für allgemeine Anwendungen. Metallinnenschläuche eignen sich für Temperaturen zwischen -198 °C und 454 °C, was sie zur bevorzugten Wahl für extreme Temperaturen macht. Aufgrund seiner Flexibilität hat sich Silikon als bevorzugter Werkstoff für Hygieneanwendungen durchgesetzt. Allerdings verfügt Silikon über eine eingeschränkte chemische Beständigkeit und ist absorbierend, wodurch Verunreinigungen entstehen können. Aufgrund dieser Nachteile wird Silikon in Hygieneanwendungen nach und nach durch Innenschläuche aus Fluorpolymeren ersetzt. Zu den gängigen Fluorpolymeren zählen PTFE, PFA und FEP. Diese Materialien haben einen leicht höheren Temperaturbereich als Silikon. Auch Thermoplastikschläuche (Nylon) werden häufig in Hydraulikanwendungen eingesetzt, da sie hohen Drücken standhalten können. Gummischläuche stellen zudem eine kosteneffiziente Allzwecklösung dar und kommen hauptsächlich in Niederdruckanwendungen zum Einsatz.

3. Berücksichtigung der Systemspezifikationen

Zu guter Letzt müssen die Werkstoffe und die Art des Endanschlusses in Ihrem System berücksichtigt werden, an den der Schlauch angeschlossen wird. Die Werkstoffe im System und an den Endanschlüssen sollten identisch sein. Viele der verschiedenen Arten von Endanschlüssen sehen auf den ersten Blick identisch aus. Allerdings unterscheiden sie sich hinsichtlich ihrer Abmessungen oder der Gewinde und sind nicht austauschbar.

Weitere Überlegungen bei der Auswahl der richtigen Schläuche und Endanschlüsse:

  • Welche Rolle spielen eine einfache Installation und/oder Beständigkeit? Wie häufig müssen die Endanschlüsse ersetzt werden? Wie schwierig ist es, diese bei Bedarf regelmäßig zu ersetzen?
  • Auch das Thema Bestandsvereinfachung spielt hier eine Rolle. Die Fluidsystemleistung, die Kompatibilität und Spezifikationen stehen bei der Auswahl von Schläuchen und Endanschlüssen zwar im Vordergrund, aber auch die betrieblichen Auswirkungen der ausgewählten Komponenten dürfen nicht vernachlässigt werden. Hier geht es vor allem um eine einfachere Lagerung von Komponenten und unkomplizierte Bestellprozesse sowie um die Konsolidierung von Anbietern und Komponentenherstellern.
  • Denken Sie auch an die Kosten Ihrer Endanschlüsse. Selbstverständlich spielt der Preis eine große Rolle bei der Auswahl der Fluidsystemkomponenten. Allerdings müssen auch die Kosten berücksichtigt werden, die bei einem häufig erforderlichen Austausch bestimmter Komponenten anfallen – denn diese können die anfänglichen Einsparungen bei günstigeren Komponenten schnell zunichte machen.

Die oben aufgeführten Punkte zur Auswahl geeigneter flexibler Schläuche und Endanschlüsse sind jedoch noch lange kein Erfolgsgarant. Bei der Auswahl von Endanschlüssen und anderen Komponenten liegt die Verantwortung bei den Design Engineers, die die Auslegung des gesamten Fluidsystems evaluieren und berücksichtigen müssen.

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  • Leitfaden zur Werkstoffauswahl – zur Unterstützung bei der Werkstoffauswahl

Für weitere Fragen zur Werkstoffauswahl und zur Auslegung Ihres Fluidsystems wenden Sie sich an Ihr autorisiertes Swagelok Vertriebs- und Servicezentrum.

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