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Wozu dienen Edelstahl und Kunststoff im Anlagenbau?

Der Anlagenbau umfasst viele unterschiedliche Industriebereiche. Deshalb bedarf die Auswahl der Materialien für den Anlagenbau spezieller Kriterien, um auf den jeweiligen Anwendungsbereich angepasst zu sein. Aufgrund ihrer flexiblen Anwendung und Beständigkeit sind Edelstahl und Kunststoff häufig verwendete Materialien im Anlagenbau.

Eigenschaften von Edelstahl im Anlagenbau

Edelstahl ist eine Bezeichnung für legierte oder unlegierte Stähle mit besonderem Reinheitsgrad. Die Bestandteile von Edelstahl sind Chrom, Nickel, Eisen und Kohlenstoff sowie andere Elemente wie Molybdän und Mangan.Der Anteil der Elemente für unterschiedliche Stahlsorten ist jedoch genauestens definiert. 

Edelstahl bietet etliche Vorteile, die zu seiner Langlebigkeit beitragen.

  • Korrosionsbeständigkeit: Dies ist die Beständigkeit eines Elements, über einen langen Zeitraum dem zerstörenden Einfluss seiner Umgebung standzuhalten. Insbesondere im Umgang mit chemischen oder ätzenden Substanzen ist die Korrosionsbeständigkeit eine wichtige Eigenschaft.
  • Hitzeresistenz: Durch einen hohen Chromanteil und eine schützende Oxidschicht hält Edelstahl seine Form und Struktur auch bei hohen Temperaturen von bis zu 900°C.
  • Leichte Reinigung: Aufgrund der glatten und nicht porösen Oberfläche des Edelstahls lässt sich diese leicht reinigen. Bei hohen Hygieneanforderungen wie der Pharma- oder Lebensmittelindustrie ist dies ein essentieller Vorteil, der hohe Reinigungskosten verhindert.
  • Haltbarkeit: Da die meisten Stahlsorten rostfrei sind, ist deren Anwendung im Edelstahl-Anlagenbau sehr effektiv. Edelstahl nutzt sich zusätzlich sehr langsam ab und kann ebenso recycelt werden.

Eigenschaften von Kunststoff im Anlagenbau

Kunststoffe sind synthetisch hergestellte Materialien, die im Anlagenbau aufgrund ihrer vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten häufig eingesetzt werden.

Zu diesen Eigenschaften gehören:

  • Leichtes Gewicht: Kunststoffe sind in der Regel leichter als die meisten Metalle. Damit können Anlagen im Anlagenbau mit hohen Gewichtseinsparungen produziert werden.
  • Kostenersparnis und Verfügbarkeit: Durch die hohe Verfügbarkeit von Kunststoff durch Methoden wie das Recycling, können Kosten in der Produktion von Kunststoff für den Anlagenbau reduziert werden.
  • Formbarkeit: Kunststoffe sind bei der Herstellung vielseitig formbar. Durch Verarbeitungstechniken wie den Spritzguss oder Blasformen können die benötigten Formen für den Anlagenbau hergestellt werden. Sobald das Kunststoffprodukt fertiggestellt ist, ist es beständig gegen Korrosion, mechanische Einwirkungen und chemische Einflüsse.
  • Hitzebeständigkeit: Hochfunktionelle Kunststoffe sind resistent für Temperaturen von ungefähr 260°C.  Dadurch, dass Kunststoffe isolationsfähig und oft nicht leitfähig sind, sind Kunststoffe im Anlagenbau ideal geeignet für Anwendungen, in denen elektrische Leitfähigkeit vermieden werden soll.

Anwendungen von Edelstahl und Kunststoff im Anlagenbau

Aufgrund ihrer Eigenschaften können Edelstahl und Kunststoff im Anlagenbau für gleiche, aber auch für unterschiedliche Anwendungen verwendet und verarbeitet werden.

Zu den bekannteste Anwendungsbereichen zählen:

  • Chemische Industrie
  • Energietechnik
  • Lebensmittelindustrie
  • Wasser- und Abwasseraufbereitung
  • Luft- und Raumfahrtindustrie
  • Pharmazeutische Industrie
  • Automobilindustrie
  • Biotechnologie
  • u.v.m.

Da Edelstahl im Vergleich zu Kunststoffen eine noch höhere Korrosions- und Hitzebeständigkeit sowie Hygiene besitzt, wird Edelstahl für anspruchsvollere Anwendungsbereiche verwendet als Kunststoff. 

Dazu zählen insbesondere Umgebungen mit hoher Korrosion wie in der Bauindustrie oder in Salzwasserumgebungen.

Jedoch ist die Verwendung von Kunststoff im Anlagenbau für die Luft- und Raumfahrt von großem Vorteil, da es durch die geringe Dichte des Werkstoffes zu erheblichen Gewichtseinsparungen kommt. Auch für die elektrische Isolation in der Elektronikindustrie werden Kunststoffe aufgrund ihrer nicht leitenden Eigenschaften bevorzugt. 

Materialauswahl im Anlagenbau

Um für den Anlagenbau zwischen Kunststoff und Edelstahl wählen zu können, sollten Privatpersonen, Ingenieure und Entscheidungsträger einige Überlegungen zu den Materialien, deren Eigenschaften und Anwendungsbereichen beachten.

  1. Anforderungen: Sowohl die Temperaturen und die Umgebung als auch die mechanischen und chemischen Eigenschaften der benötigten Materialien sollten beachtet und auf den Anwendungsbereich abgestimmt werden.
  2. Beständigkeit: Die Beständigkeit der Materialien unter Umwelteinflüssen und zerstörenden Einflüssen, wie durch chemische Stoffe, sollte beachtet werden. Dadurch können Schäden vermieden werden. Auch die Temperaturbeständigkeit von Kunststoff und Edelstahl unterscheidet sich erheblich.
  3. Gewicht: Je nach Art des Anwendungsbereiches einer Anlage ist es wichtig, das Gewicht von leichtem Kunststoff und schwerem Edelstahl einzukalkulieren. 
  4. Hygiene: Insbesondere in Branchen wie der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie ist Hygiene essentiell, um Vorschriften einzuhalten und die Anlagen keimresistent zu halten. Da Kunststoff Mikrorisse enthalten kann, sollte auf Edelstahl mit glatter, leicht zu reinigender Oberfläche vertraut werden.
  5. Kosten: Die Kosten für Rohstoffe, Materialbeschaffung und Verarbeitung sind für Edelstahl wesentlich höher. Wenn im Anlagenbau Kunststoff verwendet werden kann, kann dies eine große Kostenersparnis sein.
  6. Fachleute: Die Konsultation verschiedener Fachleute, Ingenieure und Unternehmen gibt Aufschluss über die schlüssigsten Lösungen für den Anlagenbau mit Kunststoff oder den Anlagenbau mit Edelstahl.
Welche Arten von Kunststoffen werden im Anlagenbau verwendet?

Oftmals werden Hochleistungskunststoffe wie PTFE, PEEK, PVC oder PP im Anlagenbau verwendet, da diese eine höhere Wärmeresistenz als herkömmliche thermoplastische Stoffe aufweisen.

Warum ist die Auswahl zwischen Edelstahl und Kunststoff wichtig im Anlagenbau?

Die passende und korrekte Materialauswahl beeinflusst die Haltbarkeit, Sicherheit, Leistungsfähigkeit und die Kosten der Anlage.

Können Edelstahl und Kunststoff in derselben Anlage kombiniert werden?

Eine Kombination von Kunststoff und Edelstahl im Anlagenbau ist möglich, um die Vorteile der Materialien bestmöglich zu kombinieren.

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