Aggressiva medier inom processindustrin: Så här väljer du rätt slang

Industriella slangar har fungerat utan problem i flera månader. Sedan kommer en vanlig natt med CIP-rengöring, och dagen efter står produktionen stilla på grund av en läcka som ingen hade förutsett. Eller ta kemilinjen, där lösningsmedlet dag för dag gör slangen lite mjukare, tills den en morgon ger vika precis vid kopplingen.

Aggressiva medier utgör en av de klassiska farorna i en processmiljö, i likhet med heta ytor och explosiva atmosfärer. De påverkar slangarna på olika sätt i det dolda och bryter ner dem inifrån, långt innan skadan når ytan. 

Den här gången dyker vi ner i de aggressiva mediernas värld och tittar på den praktiska utmaning som vi ofta stöter på hos våra kunder: Hur man matchar kemin med rätt industriell slang. Men låt oss börja med att titta på vad ”aggressivt” egentligen betyder.

Aggressivitet är en kombination av kemisk reaktivitet, koncentration och temperatur. Ju fler av dessa tre faktorer som är höga, desto större belastning utsätts slangen för. En syra som är ofarlig vid 10 % och rumstemperatur kan bete sig helt annorlunda vid 65 % och 80 °C.

Fyra faktorer förstärker belastningen:

• Koncentrationen – 10 % syra beter sig annorlunda än 65 %.
• Temperaturen – en slang som tål syran vid 20 °C kan gå sönder vid 80 °C.
• Exponeringstiden – konstant kontakt sliter mer än korta exponeringar.
• Medietyp – syror, baser, lösningsmedel och alkoholer sliter på olika sätt.

Poängen är att ”mild” och ”aggressiv” inte är absoluta kategorier. Samma medium kan vara både och, beroende på koncentration och driftstemperatur. Det är just därför det är värt att titta närmare på vilka mediefamiljer ni möter i er processmiljö.

Inom processindustrin, som omfattar produktion av livsmedel, läkemedel och kemikalier, finns det ett otal medier som ingår i vitt skilda typer av processer och tillämpningar. När det gäller mer krävande medier delar vi dem generellt sett in i tre övergripande kategorier.

Lätta vätskor och brandfarliga medier
Olje- och petrokemiska medier, bensin, gaser och andra kolväten. Dessa återfinns i raffinaderier, inom petrokemin och i bränslesektorn. Den kemiska belastningen är oftast måttlig, medan brandrisken och den statiska elektriciteten kan vara betydande. Detta hör hemma i hela diskussionen om explosiva atmosfärer.

Koncentrerade syror och baser
Svavelsyra, salpetersyra, saltsyra, natriumhydroxid och kaliumhydroxid. Förekommer vanligtvis inom den kemiska processindustrin, ytbehandling och metallindustrin, men har även användning i rengöringsprocesser inom livsmedels- och läkemedelsproduktionen. Här är den faktiska kemiska belastningen som störst och materialvalet som mest kritiskt.

Alkoholer och alkoholhaltiga medier
Allt från etanol och isopropanol till öl, vin och starka spritdrycker. Alkohol är inte särskilt aggressiv vid låga koncentrationer, och öl i sig är en svagt sur, lågalkoholhaltig vätska som inte ställer stora krav på slangen. Men bryggerier och destillerier är ändå krävande miljöer: CIP-rengöringen använder koncentrerade syror och baser, och högre alkoholhalter längre fram i processkedjan kan förändra belastningen avsevärt. Slangar för öl-, vin- och spritproduktion spänner därför över ett brett spektrum, från mångsidiga lösningar för medier med låg alkoholhalt till slangar med UPE-liner som klarar upp till 98 % sprit.

De tre produktgrupperna ställer olika krav, och det är materialet i industriella slangar som avgör om kraven kan uppfyllas.

Valet av material avgör den kemiska beständigheten. Fem grupper täcker de flesta behoven inom processindustrin, från enkla CIP-uppgifter till transport av de mest aggressiva koncentrerade medierna.

• PTFE (polytetrafluoreten), FEP (fluorerad etylenpropylen) och PFA (perfluoralkoxi) är de kemiskt mest beständiga materialen och tål både aggressiva medier och stora temperaturintervall. PTFE klarar de högsta temperaturerna, FEP är mer flexibelt och vanligtvis transparent, och PFA kombinerar PTFE:s kemiska och termiska styrka med en flexibilitet som ligger närmare FEP. De praktiska skillnaderna mellan FEP, PTFE och silikon är värda att känna till för den som ska välja mellan dem.
• UPE (ultrahögmolekylärt polyeten) har god slitstyrka och är resistent mot många syror och baser. Det används därför ofta som invändigt foder i kemiska slangar.
• EPDM (etylen-propylen-dien-gummi) är beständigt mot syror, baser och alkoholer. Används ofta i industriell slang som används för CIP-rengöring samt transport av öl och drycker. Till skillnad från NBR är materialet inte lämpligt för olja och fett.
• NBR (nitrilgummi) utmärker sig genom sin olje- och fettbeständighet, inte genom sin syrabeständighet. Används främst för transport av olje- och fetthaltiga medier samt torra pulver med hög friktion.
• Silikon har god flexibilitet, bred temperaturtolerans och är förstahandsvalet i många hygieniska miljöer, särskilt inom läkemedelsindustrin. Tål mildare kemikalier utan problem, men inte starka lösningsmedel eller olje- och fetinnehållande medier.

En sammanfattande översikt över materialen och medierna ser ut så här:

Markeringarna i tabellen är en utgångspunkt, inte en facitlista. Koncentrationen, temperaturen och driftscykeln kan mycket väl påverka materialets kompatibilitet. Om ni har en konkret fråga om kompatibilitet tittar vi på den tillsammans med er.

Ett klassiskt problem inom processindustrin är industriell slang, som klarar transporten av det dagliga mediet utmärkt, men går sönder alldeles för tidigt på grund av den regelbundna rengöringscykeln. Inom livsmedels- och läkemedelsproduktionen finns det framför allt två metoder som sliter på slangen på varsitt sätt.

CIP (Clean-in-Place) utsätter slangen för aggressiva kemikalier. Ta ett mejeri eller ett bryggeri som exempel. Det dagliga mediet – mjölk eller öl – är milt, men under CIP cirkulerar varm lut (natriumhydroxid) och syra, vanligtvis salpetersyra eller fosforsyra, genom systemet för att bryta ner fett, protein och mineralavlagringar, ofta vid 80 °C eller mer. Den sammanlagda belastningen är ofta större än själva processmediet, och material som klarar det dagliga flödet utan problem kan med tiden mjukna eller förlora sin tryckhållfasthet.

SIP (Sterilize-in-Place) utsätter systemet för en annan typ av påfrestning. Här är det inte kemikalierna, utan ångan och värmen som belastar slangarna, vanligtvis mättad ånga vid långt över 100 °C. Det ställer särskilda krav på temperatur- och tryckklass – men det är en värmerelaterad utmaning, inte en kemisk. På vissa håll ersätter många idag SIP med varmvattenrengöring via plattvärmeväxlare, medan ångbaserad SIP fortfarande är utbredd på många europeiska marknader. Oavsett metod är poängen densamma: Slangen måste tåla den värme som rengöringen tillför.

Det viktiga är att ta hänsyn till rengöringsrutinen redan från början när slangen ska specificeras. Både det dagliga mediet och rengöringskemikalierna måste anpassas till varandra om slangen ska hålla cykel efter cykel.

Ju mer precist ni kan beskriva miljön, desto bättre kan vi hitta rätt slang redan från början. Sex uppgifter gör det mesta av arbetet:

1. Vilket medium – eller vilka medier – ska slangen transportera? Materialvalet börjar här, eftersom det är mediet som avgör om slangen ska tåla syra, bas, lösningsmedel eller en kombination. Tänk också på rengöringskemikalierna: en slang som endast är anpassad för det dagliga mediet kan gå sönder första gången CIP-anläggningen kör genom med lut och syra.
2. Hur hög är koncentrationen? Samma syra beter sig helt olika vid 10 % respektive 65 %. Ett material som utan problem klarar en utspädd lösning kan brytas ned snabbt vid hög koncentration. Utan kunskap om koncentrationen är en materialrekommendation i praktiken bara en gissning.
3. Vilken temperatur – under drift och vid rengöring? Temperaturen förskjuter gränsen för vad ett material tål. En slang som tål mediet vid 20 °C kan gå sönder vid 80 °C, och det är ofta under CIP och SIP som temperaturen når sin topp. Ange därför både den normala driften och de högsta toppvärdena som slangen utsätts för.
4. Vilket tryck gäller, och är det konstant eller varierande? Trycket avgör slangens konstruktion och armering, inte bara dess material. En konstant suguppgift belastar annorlunda än ett pulserande flöde, där slangen upprepade gånger expanderar och dras ihop. Den mekaniska belastningen samverkar med den kemiska och kan påskynda nedbrytningen.
5. Hur ofta körs rengöringscykeln, och med vilka kemikalier? En slang som rengörs dagligen med aggressiva kemikalier slits snabbare än en som körs en gång i veckan. Och det är stor skillnad på om slangen lämnas fylld med kemikalier mellan körningarna, eller om den spolas igenom med vatten efteråt. En slang som står med koncentrerat rengöringsmedel i timmar utsätts för betydligt större påfrestningar än en som töms och sköljs igenom. Berätta för oss hur ni hanterar slangen mellan körningarna – det påverkar ofta rekommendationen.
6. Hur ofta körs rengöringscykeln, och med vilka kemikalier? En slang som rengörs dagligen med aggressiva kemikalier slits snabbare än en som körs en gång i veckan. Frekvensen avgör hur stor den totala kemiska belastningen blir över tid. Tillsammans med rengöringskemikalierna ger detta en realistisk bild av slangens faktiska livslängd.

Med dessa sex svar på bordet är valet sällan tungt. Utan dem riskerar ni att få en slang som passar på papperet, men inte i verkligheten.

Materialgrupperna är relevanta för flera typer av industriell slang. Tre arketyper från vårt sortiment täcker hela spektrumet från lätta CIP-uppgifter till de tuffaste koncentrerade kemikalierna:

• ChemForce ATEX är en korrugerad PTFE-slang med rostfritt stålflät och god beständighet mot tryck, temperatur och kemikalier. Dessutom är den antistatisk och ATEX-godkänd. Ett självklart förstahandsval när kemikalierna är aggressiva och miljön samtidigt är explosionsfarlig.
• Prochim SPL/10-UPE är en slitstark kemisk slang med invändig UPE-liner och EPDM-ytlager. Den klarar både sug- och tryckuppgifter med varierande kemikalier och är antistatisk samt ATEX-godkänd.
• Alichem/SPL är en kemisk slang med EPDM-insida och inbyggd stålspiral. Lämplig för lätta kemiska vätskor och CIP-rengöring, men inte för starkt koncentrerade syror.

Valet mellan dem baseras på de sex frågorna från föregående avsnitt. Om standardutbudet inte räcker till kan vår monteringsverkstad skräddarsy en speciallösning så att den passar exakt.

Aggressiva medier verkar osynligt, men valet av industriell slang behöver inte vara en gissningslek. De tre mediefamiljerna, de fem materialgrupperna och de sex uppgifterna utgör tillsammans en solid grund för rätt beslut, utan att man behöver vara kemist för att komma fram till det.

Är ni osäkra på vad er kemiprodukter kräver? Vårt säljteam ger dagligen råd om just den typen av val. Ring oss på  +46 (0) 406 450 071 eller skicka ett mejl till forfragan@alfotech.se, så går vi igenom er produktlinje tillsammans.