nicht am falschen ende sparen

Lebensmittel- und Getränkeleitungsrohre

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10.03.2008 Um die Produktqualität von Lebensmitteln und Getränken sicherzustellen, kommt den Rohrleitungen höchste Bedeutung zu. Entscheidend sind Werkstoff, Oberflächenrauigkeit wie auch die Verbindungsstellen. Hier sollten keinesfalls qualitätsmindernde Einsparungen gemacht werden. Was muss der Anwender beachten?

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Entscheider-Facts


  • Bei Lebensmittelrohren wird vorrangig die Laserschweißung eingesetzt; um die Gefahrenquelle Schweißnahtfehler auszuschließen, sollten zusätzliche Prüfungen durchgeführt werden.
  • Nach DIN EN 10088 darf ausschließlich Vormaterial mit den Oberflächenausführungen 2B oder 2R verwendet werden.
  • Eine Wärmebehandlung vor der Weiterverarbeitung verbessert die Umformbarkeit und optimiert die Korrosionsbeständigkeit.
  • Normkonforme Abmessungsreihen gewährleisten eine innere Systemglätte.
  • Werkvorfertigung mit anschließender Vollbadheizung hat sich als klarer Qualitätsvorteil erwiesen.

Vorwiegend kommt für die Herstellung der Lebensmittelrohre eine Laserschweißung zum Einsatz, die auch für die Produktion von Pharmarohren Anwendung findet. Niemals sollten qualitätsmindernde Einsparungen bezüglich Vormaterial, Produktion oder Qualitätsüberwachung in Betracht kommen. Defekte Schweißnähte beispielsweise oder mangelhafte Oberflächenqualität können folgenschwere Reklamationen nach sich ziehen. Entsprechende Prüfungen und Dokumentationen gewährleisten dem Anwender einen hohen Qualitätsstandard.

Schweißprozess: Gefahr durch Lasertechnik

Der zur Herstellung nicht rostender Rohre mittlerweile häufig eingesetzte technisch anspruchsvolle Laserschweißprozess birgt bei unsachgemäßer Anwendung bzw. unzureichenden Zwischenkontrollen während der Fertigung eine nicht zu unterschätzende Gefahrenquelle. Schweißnahtfehler, wie zum Beispiel Bindefehler, Poren oder Gaskanäle, sind aufgrund des im Vergleich zur WIG-Schweißung sehr schmalen Nahtquerschnittes möglicherweise nur schwer zu identifizieren. Darüber hinaus können am inneren Naht- und Nebennahtbereich Unregelmäßigkeiten, so genannte Kerbbildungen auftreten. Nur permanente, über die Wirbelstromprüfung hinausgehende Zwischenkontrollen sichern die Qualität dieses anspruchsvollen Schweißverfahrens. Zusätzliche, in den Herstellungsablauf integrierte Zwischenprüfungen, wie z. B. Röntgen- und Röntgensichtprüfungen, vermindern das Risiko von möglichen kontinuierlichen Fehlern über ganze Fertigungseinheiten.

Die in der DIN 11850 vorgeschriebenen Prüfungen nach DIN EN 10217–7 und eine zusätzliche Wirbelstromprüfung, die in der Empfindlichkeit deutlich über die Anforderungen der EN 10246–3 (SEP 1914) hinausgeht, werden während der Fertigung kontinuierlich durchgeführt und dokumentiert. Da jedes Rohr neben der üblichen Werkkennzeichnung zusätzlich eine hartgeprägte Rohrnummer erhält, ist eine Zuordnung und Rückverfolgbarkeit des einzelnen Produkts im QM-System jederzeit gegeben. So besteht auch die Möglichkeit, Rohre nachträglich gemäß AD 2000 W2 und/oder DIN EN 10217 TC 2 aufzuwerten.

Vollbadbeizung:Korrosionsschutz und Hygiene

Leider gibt es am Markt den Trend, auf das Beizen der Rohrinnenflächen nach dem Einformen und Schweißen zu verzichten. Verbliebene Ferritablagerungen und Anlauffarben an der Innenfläche müssen vollständig entfernt werden. Die Vollbadbeizung im Tauchbad ist zweifelsohne ein kostenintensiver, aber notwendiger Prozess. Jedoch nur die vollständige Reinigung und Benetzung der Rohraußen- und -innenoberflächen tragen im Wesentlichen zur Sicherung der späteren Korrosionsbeständigkeit bei. Der Verweis auf den Einsatz werkseitig gebeizter Coils reicht aus den genannten Gründen nicht aus. Die Vollbadbeizung oder zumindest eine Schutzgasglühung ist daher in der aktuellen Überarbeitung der DIN 11850 als besonderes Qualitätsmerkmal herausgestellt worden.

Die überarbeitete Norm DIN 11850 schreibt in Tabelle 4 zusätzlich vor, dass ausschließlich Vormaterial nach DIN EN 10088 mit den Oberflächenausführungen 2B oder 2R zur Herstellung von Lebensmittelrohren verwendet werden darf. Es handelt sich hierbei um kalt gewalzte Bänder, die aufgrund ihres Produktionsprozesses und den niedrigen Oberflächenrauheiten die Basis zur Einhaltung der normkonformen Rohrinnenoberflächen bieten. Bei der überwiegend verwendeten Ausführung 2B werden die Coils durch einen zusätzlichen Nachwalz- bzw. Streckrichtprozess im Sendzimirgerüst auf die Endwanddicke gewalzt. Die Bänder der Ausführung 2R werden noch einem Blankglühprozess unterzogen und sind in der Oberfläche entsprechend reflektierender.
In der Regel werden die Coils mit Ausgangsrauheiten von rund 0,5 µm von den Edelstahlwerken hergestellt. Durch diese Vorgabe werden die Rauheitsanforderungen von Ra < 0,8 µm für die Rohrinnenoberfläche auch bei Weiterverarbeitungsprozessen an der Rohroberfläche eingehalten.
Niedrige Oberflächenrauheiten tragen maßgeblich zur Anlagenhygiene bei und verbessern dadurch zwangsläufig die Produkt- und Produktionssicherheit. Kontinuierliche Rauheitsprüfungen der einzelnen Fertigungslose und Chargen sind nun auch Vorschrift in der überarbeiteten Norm. Mindestens an jeder 20. Rohrlänge müssen die axialen Rauheitsmessungen an der Innenoberfläche und im Nahtbereich durchgeführt und mit den dazugehörigen Rohrnummern im Zeugnis dokumentiert werden – die Vorgabe einer kontinuierlichen Qualitätsüberwachung bei der elementaren Anforderung an die Oberflächengüte.

Schutz der Innenoberfläche beiTransport und Lagerung

Um die Innenoberfläche der Rohre auch beim Transport und bei der Zwischenlagerung im Werk oder auf Baustellen vor Verschmutzung zu schützen, werden die Rohrenden der Lebensmittelrohre einem Hersteller zukünftig stets mit Hilfe von Kunststoffkappen verschlossen. Dies ist sicherlich ein Novum, doch für den Anwender ein Gewinn. Gerade bei der Zwischenlagerung vor bzw. während der Installation am Montageort dürfte diese Maßnahme zu einer qualitativen Verbesserung beitragen, und zwar nicht nur im Hinblick auf Hygiene, sondern auch bezüglich der Weiterverarbeitung. Durch eine farbliche Unterscheidung der Kappen (Gelb = V2A und Schwarz = V4A) wird zusätzlich auch das Risiko einer Werkstoffverwechslung minimiert.

Qualitativ hochwertige Lebensmittelrohre werden standardmäßig in den Güten 1.4301/AISI 304, 1.4307/304L und 1.4404/316L hergestellt und gelagert. Ein besonderer Hinweis gilt in diesem Zusammenhang dem noch relativ „jungen“ Werkstoff 1.4307, bei dessen Auswahl und Verwendung auch die Analysen der Güten 1.4301, AISI 304 und natürlich 304L mit abgedeckt werden. Ermöglicht wird dies durch den begrenzten Kohlenstoffgehalt von 0,03 %. In naher Zukunft wird dieser Werkstoff vermutlich den über Jahrzehnte als Standard eingesetzten 1.4301 in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie ablösen. Lebensmittelrohre aus Sonderstählen, wie beispielsweise 1.4539, sind grundsätzlich herstellbar. Eine Produktion gemäß Kundenanforderung hängt jedoch von der Verfügbarkeit des Vormaterials (Bänder) und den Mindestfertigungslosgrößen für eine kontinuierliche Rohrproduktion ab

Wärmebehandlung vor derWeiterverarbeitung

Gefertigt werden Lebensmittelrohre in den Ausführungen CC (nicht wärmebehandelt) und BC (wärmebehandelt). Rohre, die nachgeschalteten Verformungsprozessen, wie Biegen, Aushalsungen etc., unterzogen werden, erfahren eine fachgerechte Wärmebehandlung. Zusätzlich zur Verbesserung der Umformbarkeit wird auch die Korrosionsbeständigkeit erheblich optimiert und speziell das Risiko einer Spannungsrisskorrosion minimiert.

Leider kommt es jedoch immer wieder vor, dass aus Kostengründen zum Beispiel Rohrbogen und T-Stücke aus ungeglühten Rohren gefertigt und selbst nach dem Umformprozess nicht mehr wärmebehandelt werden. Auch namhafte Hersteller von Fittings distanzieren sich mittlerweile aufgrund nicht unerheblicher Schadensfälle von diesen Vorgehensweisen. Bei der Überarbeitung der DIN 11850 wurde dieser Aspekt sehr ausführlich diskutiert und schließlich als qualitätssichernde Notwendigkeit im Anhang C der neuen Norm berücksichtigt. Aufgrund der genannten Gründe stellt ein wärmebehandeltes Rohr in vielen Anwendungsfällen einen erheblichen Qualitätsvorteil dar. Wesentliche ASTM- und Pharmanormen schreiben darüber hinaus das Glühen als unerlässlichen Fertigungsschritt in ihren Regelwerken vor.

Normkonforme Abmessungsreihen

Ein in der Vergangenheit im Normengremium immer wieder hochbrisantes Thema war die Diskussion über die Abmessungsreihen und die dazugehörigen Toleranzen.

Noch heute wird der größte Teil der Abmessungen < DN 65 nicht normkonform bestellt und produziert, aber dennoch gemäß DIN 11850 geliefert und attestiert. Ein Missstand, der leider bereits über viele Jahre vom Markt und von den Endverbrauchern akzeptiert wurde. Um die Vielfalt der Abmessungen und damit die Verfügbarkeit auch der Zubehörteile zu begrenzen, dürfte zum Beispiel die Abmessung 52 × 1,5 mm gar keine Anwendung finden; in der DIN 11850 ist eindeutig die Dimensionierung 53×1,5 mm in der Reihe 2 vorgegeben. Zudem besteht die große Gefahr von Verwechslungen, die dann zwangsläufig zu einer „Mischbauweise“ führen und so die innere Systemglätte gefährden könnte. Auf ausdrücklichen Wunsch des Bestellers kann man sich lediglich an die Normvorgaben halten, muss jedoch konsequenter Weise auf die Kennzeichnung der Rohre nach DIN 11850 verzichten. Geringe Rohrtoleranzen hinsichtlich Ovalität, Geradheit und Winkelabweichung der Rohrenden ist ein weiterer Aspekt, der bei allen Verlegearbeiten große Vorteile bietet. Er erspart dem Rohrleitungsbauer unnötige Kosten für aufwendige Nahtvorbereitungen für die anschließenden Verbindungsschweißungen.

Werkvorfertigung –ein Qualitätsfaktor

In der Lebensmittelindustrie ist es gängige Praxis, auf eine Werkvorfertigung zu verzichten und alle Bearbeitungs-, Schweiß- und Verlegearbeiten auf der Baustelle auszuführen. Die vor Ort geschweißten Rundnähte können dann innerhalb des Rohrleitungssystems nur mittels Endoskop überprüft werden. Aber ist eine solche Prüfung wirklich die Regel? Werden Schweißparameter reproduzierbar festgelegt und im Laufe der Installation konsequent überprüft? Qualitativ geringwertige Rundnähte sind absolut inakzeptabel. Um die beim Schweißen entstehenden Anlauffarben auch an der Innenoberfläche zu beseitigen, bieten sich werkseitig vorgefertigte Rohrleitungen mit anschließender Vollbadbeizung an. Dies ist wiederum ein klarer Qualitätsvorteil, der jedoch aus vermeintlichen Einsparungsgesichtspunkten oft vernachlässigt wird.

Unterschiedliche Qualitätsanforderungen zwischen Lebensmittel- und Pharmarohren dürfte es eigentlich nicht geben. Das Lebensmittelrohr ist aufgrund der großen Bedarfsmengen zu einem Massenartikel unter entsprechend großem Preisdruck geworden. Beim Pharmarohr hingegen stehen noch die hohen Qualitätsanforderungen im Hinblick auf fehlerfreie Oberflächen und Schweißnahtausführungen im Vordergrund.

Eine Wärmebehandlung verbessert die Umformbarkeit und optimiert die Korrosionsbeständigkeit

Heftausgabe: März 2008

Über den Autor

Rolf-Dieter Schulze , Verkaufsleiter Rohrtechnik, Butting
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