Chemietechnik als Studienfach - Grundlagen über Stahl und seine Anwendungen

Kunststoffe, Lacke, Waschmittel oder Medikamente: zur Produktion all dieser Produkte nutzt man Chemietechnik. Auch die Herstellung und der Einsatz von Nanopartikeln kann dazugehören. Hierfür erwerben die Studierenden Kenntnisse über Stoffeigenschaften, Reaktionsmechanismen und Analysemethoden, aber auch für Aufbau und Funktionsweise von Apparaten und Anlagen zur Verarbeitung. [...] Die Chemietechnik stellt chemische, biologische und physikalische Prozesse und Verfahren der Stoffumwandlung in den Vordergrund. Beispiele sind die Umwandlung von Zucker in Alkohol, von Ethylen in Polyethylen oder das physikalische Einmischen bzw. Trennen von Stoffen bei der Medikamentenherstellung. Neben der Herstellung industrieller Produkte gehören auch der Umweltschutz, die Recyclingtechnik sowie die Entwicklung von nachhaltigen [...] Produktionsverfahren zu den Anwendungsgebieten des Chemieingenieurwesens. ©studienwahl.de

Die Chemietechnik verbindet Chemie und Ingenieurwesen, um chemische Prozesse im industriellen Maßstab umzusetzen. Im Rohrleitungsbau für entsprechende Chemieanlagen spielen Werkstoffe wie Spezialstähle und -Legierungen sowie Hochleistungskunststoffe eine Schlüsselrolle, da sie extremen chemischen und thermischen Bedingungen widerstehen müssen. Industriearmaturen aus korrosionsbeständigen Edelstählen wie z.B. Ventile, Druck- und Durchflussmesser, gewährleisten die Sicherheit und Effizienz der Anlagen. Trends wie Digitalisierung und modulare Systeme optimieren die Produktion, während Bioprozesse und "grüne Chemie" eine nachhaltigere Chemieproduktion ermöglichen.

Stahl ist per Definition eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit maximal 2% Kohlenstoffanteil und Hauptbestandteil Eisen. Nickel wird als Legierungselement hinzugefügt, um u.a. die Zähigkeit und Duktilität des Stahls bei niedrigen Temperaturen zu verbessern. Ab einem Nickelanteil von 9% gelten Stähle als kälteresistent und versprödungsfrei. Neben Stahl gibt es auch weitere Legierungen mit solchen Eigenschaften. Ist der Hauptbestandteil nicht mehr Eisen sondern z.B. Nickel so spricht man von einer Nickelbasislegierung, die zu den Superlegierungen zählt.

Für unentschlossene Abiturientinnen und Abiturienten bieten sich klassische Grundlagenwissenschaften wie Physik, Chemie oder auch Mathematik in Kombination mit einem passenden Neben- oder Zweitfach als Studienwahl an. Diese Fächer ermöglichen sowohl einen späteren Einstieg als auch einen Quereinstieg in interdisziplinäre Bereiche wie die Chemietechnik sowie in verwandte Felder wie den Maschinenbau, die Raumfahrt oder die Materialwissenschaften.

Einen ausführlichen Beitrag des Autors über Edelstahl und Superlegierungen gibt es hier: https://pressemitteilung.ws/node/875105.

Interessante Beispiele für nickelhaltige Materialien in der Energie- und Chemietechnik sowie für den Meerwassereinsatz

  • F316x – Der quasi Standard-Edelstahl aus Chrom, Nickel und Molybdän für Essbesteck, Lebensmittelindustrie, Kraftwerke und Kryotechnik (10-13% Ni). Es gibt viele Untervarianten mit speziellen Eigenschaften, zum Beispiel: 1.4404, 1.4435, 1.4571.
  • Nitronic® (1.3964/Alloy 50) – Eine antimagnetische Chrom-Nickel-Legierung (12,5% Ni), speziell für Offshore- und Marinetechnik.
  • Monel®400 – Eine nickel- und kupferbasierte Superlegierung mit hoher Korrosionsbeständigkeit, besonders geeignet für chemische Anwendungen, Meerwasser und Hochtemperaturanwendungen wie Raketentriebwerke (63% Ni).

Zusätzlich ist Monel® biokompatibel und widerstandsfähig gegen Körperschweiß, weshalb es in medizinischen Geräten und Implantaten Verwendung findet, ohne allergische Reaktionen hervorzurufen. Selbst Ohrschilder für Nutztiere und Identifikationsringe für Seevögel werden aus Monel® hergestellt. Es gibt sogar hochwertige E-Gitarrensaiten daraus!

Der Autor hat Mathematik und Physik studiert und ist heute Geschäftsführer in der Metallindustrie sowie Zulieferer für die Chemie- und Energiebranche (s.u.). Gelegentlich veröffentlicht er populärwissenschaftliche Beiträge über Stahl und dessen vielfältige Anwendungen. Seit Kurzem gibt es auch einen YouTube-Kanal:

https://www.youtube.com/@ThomasHenneke-bv2hd

Die KB Schmiedetechnik GmbH ist eine Gesenkschmiede in Hagen (Westfalen) – zwischen Dortmund und Sauerland gelegen – mit ca. 100 Mitarbeitern, eigener Wärmebehandlung und CNC-Zerspanung, eigenem Werkzeugbau und Prüflabor, spezialisiert auf Kleinserien sicherheitsrelevanter Gesenkschmiedeteile aus sämtlichen Stahlsorten incl. Duplexstähle, Titanlegierungen und hochkorrosionsbeständigen Superlegierungen wie Monel®.

Einen Schwerpunkt stellen Rohrverbindungen gemäß Druckgeräterichtlinie DGRL 2014/68/EU und Regelwerk AD_2000-W0 dar. Hierbei handelt es sich um Schmiedeformstücke wie Y-Stücke, T-Stücke, Kniestücke, Hosenrohre oder komplexe Verteiler.

Gesenkschmiedeteile - für alles, was stabil und sicher sein soll!

  • Gesenkgeschmiedete Ventilkörper und geschmiedete Teile für Druckkessel sowie geschmiedete Formstücke für den Kesselbau und Rohrleitungsbau
  • Korrosionsbeständige Schmiedeteile für Schiffe, Bohrinseln, Offshore-Windkraftanlagen und Chemieindustrie aus Edelstahl und Nickelbasislegierungen
  • Geschmiedete Komponenten für Druckanwendungen wie geschmiedet Ventilgehäuse, Header Caps, Flansche, Fittings, Düsenköpfe (Nozzles)

Über THenneke

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Vorname
Thomas

Nachname
Henneke

Adresse

Thomas Henneke (Dipl.-Math.)
KB Schmiedetechnik GmbH
Buschmühlenstr. 62
D-58093 Hagen (NRW)

Homepage
https://drop-forge.com/

Branche
Gesenkschmiede - bis 130Kg Rohteilgewicht, Standards, Spezifikationen, Zertifizierungen:, Druckgeräterichtlinie: DGRL 2014/68/EU, AD 2000-W0, Kesselspezifikationen: Alstom, Babcock, CNIM, Mitsubishi/Hitachi (MHPS), Nukleartechnik: KTA, AVS D 100/50, EDF/Areva/RCC-M, Schiffbau/Bootsbau: ABS, ClassNK, BV, LR, DNV/GL, Teilespektrum:, Kesselteile, Rohrleitungsteile, Komponenten für Industriearmaturen, Schiffsbau, Bootsbau, und korrosive Anwendungen wie Chemieindustrie, Maschinenbau, Nutzfahrzeuge, Bus- und Bahntechnik, Umwelttechnik