Quarzglasflansche Quarzglasflansche werden attraktiver – möglich macht dies ein neues Herstellungsverfahren

Autor / Redakteur: Michael Baer / Dr. Jörg Kempf

Wenn Widerstandsfähigkeit und Reinheit in der Prozesstechnik gefordert sind, kommt man an Quarzglasflanschen kaum vorbei. Ein neues Herstellungsverfahren ermöglicht die Produktion von präzisen Flanschen aus synthetischem Quarzglas quasi im „Spritzguss“ – aufwändige Heiß- und Kaltbearbeitungsverfahren entfallen.

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Die Sol-Gel-Technologie machts möglich: präzise Quarzglas-Flansche zum Einsatz im Glas-Rohrleitungsbau ohne aufwändige Heiß- und Kaltbearbeitungsverfahren herstellen.
Die Sol-Gel-Technologie machts möglich: präzise Quarzglas-Flansche zum Einsatz im Glas-Rohrleitungsbau ohne aufwändige Heiß- und Kaltbearbeitungsverfahren herstellen.
( Bild: Silicaglas Ilmenau )

Flansche sind im Rohrleitungsbau nicht wegzudenken und gehören zum Stand der Technik von heute. Sie bilden wieder lösbare Anschluss- und Verbindungsstellen innerhalb eines Rohrleitungssystems und dienen zur Aufnahme von Zusatzkomponenten wie z.B. Mess- und Regelinstrumenten. In entsprechend hoher Zahl werden sie daher eingesetzt, und es haben sich im Laufe der Zeit diverse geometrische Standards durchgesetzt.

Gleiches gilt auch bei Flanschsystemen aus Glas. Sie werden zahlenmäßig am häufigsten aus Borosilikatgläsern hergestellt und z.B. in biotechnologischen, pharmazeutischen oder chemischen Anlagen eingesetzt. Entsprechende Fertigungsverfahren wie z.B. thermische Pressverfahren oder thermische Formgebung mittels Grafitwerkzeugen wurden über die Jahre soweit perfektioniert und automatisiert, dass diese Flanschsysteme heute relativ preisgünstig bezogen werden können.

Ein ganz anderes Bild zeichnet sich aber ab, sobald ein Rohrleitungssystem in Bereichen extremer Temperaturen oder Temperaturunterschiede, korrosiver Medien oder sehr hoher Reinheiten eingesetzt werden soll. Hier fällt die Wahl meist auf Quarzglaskomponenten – zumindest für die direkt betroffenen Bereiche des Systems. Dabei fallen Kosten an, die leicht das 3- bis 6-fache des Preises für ein Bauteil aus Borosilikatglas übersteigen. Grund hierfür sind die physikalischen Eigenschaften des Quarzglases mit seinem weit höherem Herstellungs- und Bearbeitungsaufwand.

Stand der Technik

Während sich Bauteile aus z.B. Borosilikatgläsern noch bei Temperaturen von etwa 1000 bis 1200 °C mit einer Propangasflamme in vorgefertigte Formen pressen und einarbeiten lassen, liegt die Erweichungstemperatur für Quarzgläser oberhalb von 1550 °C. Diese Temperaturen sind für die meisten Formmaterialien zu hoch, und sie beginnen zu verbrennen oder zu schmelzen und verlieren damit ihre Formgebungsaufgaben. Daher bleibt für die konventionelle Fertigung von geometrisch komplexen Quarzglasbauteilen nur eine Kombination aus thermischen und mechanischen Formgebungsverfahren.

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