Ein neuer Werkstoff für eine alte Technologie
Die Fachzeitschrift für Nickel und seine Anwendungen
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EINE DER ZEHN aus massivem Metall gefertigten Förderschnecken, die mit einem Durchmesser von 3,8 Metern
und einer Länge von 15,2 Metern dazu dienen werden, in der Abwasserkläranlage Hyperion in Los Angeles im
US-Bundesstaat Kalifornien Abwasser auf eine Höhe von fünf Metern zu befördern.
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EINE IN EINER HOLLÄNDISCHEN Windmühle eingesetzte Förderschnecke aus dem Jahr 1800.
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Für eine Abwasserkläranlage in Los Angeles werden zehn riesige archimedische Förderschnecken
hergestellt.
Von Dr. Gerry Crawford
Nickel Magazine, Oktober, 2003 -- Die archimedische Förderschnecke als Erfolg
zu bezeichnen, wäre angesichts der Tatsache, dass dieses Gerät vor 2.200 Jahren von dem großen Mathematiker
höchstpersönlich erfunden wurde und auch heute noch in allen Teilen der Welt Anwendung findet, wohl eine
Untertreibung. Einfach erklärt rotiert die Förderschnecke in einem eng anliegenden geneigten Zylinder,
wodurch das Wasser mit nur geringen Rückflussverlusten mehrere Meter hoch befördert werden kann. (Die
nebenstehende Abbildung zeigt eine archimedische Förderschnecke und eine Windmühle aus der Zeit um 1800.)
Bisher wurden zwei massive Förderschnecken aus Edelstahl Rostfrei S31600 bereits in der riesigen Hyperion-Abwasserkläranlage in Los Angeles, einer der größten derartigen Anlagen der Welt, eingebaut, und acht weitere befinden sich zur Zeit in Herstellung. Jede der 10 Förderschnecken hat einen Durchmesser von 3,8 Metern, ist 15,2 Meter lang und wiegt 36,4 Tonnen. Insgesamt werden 364 Tonnen Edelstahl Rostfrei mit einem Nickelgehalt von etwa 12 % verwendet werden, um die bestehenden epoxidbeschichteten Kohlestoffstahlschnecken, die mittlerweile korrodiert sind, zu ersetzen.
Die am Ozean gelegene Hyperion-Anlage befindet sich seit 1951 in Betrieb. In den frühen 90er Jahren hat eine Konstruktionsänderung den Einbau einer Zwischenpumpstation erfordert, mit der das Wasser beinahe fünf Meter hoch befördert wird, so dass es dann allein durch die Schwerkraft durch den Rest der Anlage fließt. Die zehn archimedischen Förderschnecken stellten die Pumpen der Wahl für die Zwischenpumpstation dar.
Die ersten Förderschnecken wurden aus epoxidbeschichtetem Stahl hergestellt, und da von den Abwässern Schwefelwasserstoff freigesetzt wird, wurden die Förderschnecken in einem Gebäude installiert, um eine Geruchsbelästigung und Verschmutzung der nahen Umgebung zu vermeiden. "Unglücklicherweise aber trifft der Schwefelwasserstoff in der Anlage mit der feuchten Seeluft zusammen, und dies ergibt ein sehr aggressives Milieu", erklärt Michael Lewis, der Maschinenbau- und Verfahrensingenieur, der die Stadt Los Angeles in technischen Fragen berät. "Nach nur vier Jahren führte die Korrosion zu einem katastrophalen Versagen einer der Förderschnecken. Die ausgefallene Förderschnecke wurde repariert und vollständig mit einem patentrechtlich geschützten quarzgefüllten Novalac-Epoxid beschichtet. Nach weniger als einem Jahr entdeckten wir aber, dass die Epoxidbeschichtung Blasen warf und absprang. Zu diesem Zeitpunkt stiegen wir auf Edelstahl Rostfrei S31600 um, weil eine den gesamten Lebenszyklus berücksichtigende Kosten-Nutzen-Analyse ergab, dass Edelstahl Rostfrei allen anderen Alternativen haushoch überlegen war." Die vom Nickel Development Institute zur Verfügung gestellten technischen Informationen waren für die Entscheidung zugunsten eines Umstiegs auf Edelstahl Rostfrei ausschlaggebend.
Die Förderschnecken werden von einem Auftragnehmer, der Firma Spaans Babcock in den Niederlanden (siehe Abbildung), hergestellt. Und die Anlage umfasst noch wesentlich mehr Komponenten aus Edelstahl Rostfrei, wie beispielsweise Rohrleitungen, Faulräume und sonstige Anlagenteile. An der Hyperion-Anlage ist überhaupt alles riesengroß. Sie erstreckt sich über etwa 58 Hektar und klärt die Abwässer, die von vier Millionen Einwohnern über beinahe 11.000 Kilometer Abwasserrohre aus einem mehr als 1.550 Quadratkilometer großen Gebiet von Los Angeles in die Anlage geleitet werden. Die Anlage kann Sturmspitzen von 1.700 Millionen Litern pro Tag bewältigen, und ihre Sedimentationstanks sind so groß wie Fußballplätze. Im Bereich der Kläranlagentechnologie besteht definitiv ein großer Bedarf an Edelstahl Rostfrei, und zwar sowohl in alten als auch in neuen Anlagen.
Dr. Crawford ist ein technischer Berater des Nickel Development Institute
Fotos: Mit freundlicher Genehmigung von Hyperion Wastewater
Treatment Plant.
 Hyperion Wastewater Treatment Plant Spaans Babcock bv |
Kostenlose technische Literatur zum Thema der nickelhaltigen Werkstoffe im Bereich der
Wasserkläranlagen: Steel Package Water and Waste Water Treatment Units
(2000) SCI P245 Um weitere Artikel aus dem Nickel Magazine über die Anwendung nickelhaltiger Werkstoffe im Wassersektor zu erhalten, klicken Sie hier. Weitere Informationen über den Einsatz nickelhaltiger Werkstoffe im Wassersektor finden Sie unter www.stainlesswater.org |
