Hohe Druck- und Temperaturbeständigkeit dank Verzicht auf Elastomerdichtungen - erste Wahl in Öl und Gas sowie in Chemie und Pharma, wo Kohlenwasserstoffe, Säuren, Lösemittel, Dampf und Thermalöl jede Dichtung angreifen würden.
Wartungsarm, da keine Dichtungen altern. Nicht zerlegbar, Reinigung erfolgt chemisch (CIP).
Aufbau und Grenzen
Die Platten sind paarweise verschweißt, das Paket ist dichtungsfrei geschlossen. Damit entfällt die Elastomerdichtung als Grenze für Druck, Temperatur und Medium - das Paket lässt sich dafür nicht mehr öffnen und wird chemisch gereinigt.
| Max. Betriebsdruck | 35 bar |
|---|---|
| Temperaturbereich | -50 bis 300 °C |
| Werkstoffe Platten | 1.4301 (304), 1.4404 (316L) |
| Dichtungen | dichtungsfrei |
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Stärken
- hohe Druck- und Temperaturbeständigkeit
- kein Dichtungswechsel, keine Dichtungsalterung
- beständig gegen aggressive und kriechende Medien
Grenzen
- nicht mechanisch zu öffnen, Reinigung nur chemisch
- Plattenzahl nachträglich nicht änderbar
Druckstufen und Temperaturgrenzen
Vollverschweißte Plattenwärmetauscher erreichen deutlich höhere Betriebsdrücke und Temperaturen als gedichtete Geräte. Möglich macht das der Verzicht auf Elastomerdichtungen: Die Grenzen setzen allein Plattenwerkstoff, Schweißnaht und Rahmenkonstruktion.
Auch tiefe Temperaturen sind unkritisch, etwa in Kälteanlagen mit Verdampfungstemperaturen weit unter null Grad Celsius. Für die Einstufung nach Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU sind wie bei jedem Druckgerät maximal zulässiger Druck, Volumen und Fluidgruppe maßgeblich.
Grenzen setzt vor allem die Thermowechselbeanspruchung: Schnelle, häufige Temperatursprünge belasten die Schweißnähte. Bei zyklischen Prozessen gehören Lastprofil und Fahrweise deshalb mit in die Auslegung.
Wie gedichtete Geräte werden auch geschweißte Apparate mit Prüfdrücken oberhalb des Auslegungsdrucks geprüft. Für Anlagen mit Druckstößen - etwa durch schnell schaltende Ventile oder taktende Verdichter - gehört das reale Druckprofil in die Auslegung: Kurzzeitige Spitzen belasten Schweißnähte stärker als ein konstant hoher Betriebsdruck.
Werkstoffe und Fügetechnik
Die Platten bestehen aus Edelstahl 1.4301 (304) oder 1.4404 (316L) und werden per Laser- oder WIG-Schweißung zu einem dauerhaft dichten Paket gefügt. Anschlüsse werden als Flansch oder Schweißstutzen ausgeführt und direkt in den Rahmen integriert.
Da die Konstruktion vollständig kupferfrei ausgeführt werden kann, eignen sich geschweißte Geräte auch für Ammoniak (NH3) - anders als kupfergelötete Wärmeübertrager. Für Meerwasser und chloridreiche Prozessmedien steht die gedichtete Bauart mit Titanplatten zur Verfügung.
Ohne alternde Dichtungen entfällt der klassische Verschleißpunkt gedichteter Geräte. Dem steht gegenüber, dass das Paket nicht zerlegbar ist: Die Reinigung erfolgt chemisch im CIP-Verfahren, weshalb die Verschmutzungsneigung der Medien bei der Auswahl berücksichtigt werden sollte.
Typische Einsatzfälle
Hauptdomäne sind Öl und Gas: Wärmerückgewinnung aus Prozessströmen, Kühlung von Kompressoren und Hydraulikkreisen, Temperierung von Kondensaten. Kohlenwasserstoffe lassen Elastomerdichtungen quellen - ohne Dichtung entfällt dieses Verschleißteil.
Der zweite große Bereich ist Chemie und Pharma: Reaktortemperierung, Kondensation von Lösemitteldämpfen und Wärmerückgewinnung mit Dampf oder Thermalöl als Wärmeträger. Säuren, Laugen und Lösemittel verschieben die Beständigkeitsgrenze vom Elastomer auf den Plattenwerkstoff, und Dampf wie Thermalöl liegen ohnehin über der Temperaturgrenze jeder Dichtung.
Wo dagegen regelmäßige mechanische Reinigung oder eine nachträgliche Leistungsanpassung gefordert ist, bleibt der gedichtete Plattenwärmetauscher die flexiblere Wahl - die Entscheidung fällt über Medium, Druck, Temperatur und Wartungskonzept.
Auswahl und Auslegung in der Praxis
Für die Auswahl eines geschweißten Plattenwärmetauschers zählen neben Wärmeleistung und Temperaturen vor allem Betriebs- und Auslegungsdruck, das Temperaturprofil über die Fahrweise und das Medium mit Konzentrationen und Verschmutzungsneigung. Daraus folgen Plattenwerkstoff, Anschlussart und die konstruktive Ausführung des Pakets.
Da das Paket nicht zu öffnen ist, gehört die Verschmutzungsfrage an den Anfang: Bei partikelhaltigen oder verkrustenden Medien braucht es eine Filtration vor dem Gerät oder eine CIP-fähige Verrohrung mit Spülanschlüssen. Sauber geplant, bleibt der Wartungsaufwand über Jahre minimal.
Bei Kältemittel- und Dampfanwendungen zählt die Absicherung: Sicherheitsventile, Ausdehnungsräume und die Einbindung in die Anlagenregelung sind Teil der Planung. Eine Auslegung auf den realen Betriebsbereich - nicht nur auf den Extrempunkt - vermeidet unnötig schwere und teure Ausführungen.
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