Ultraschall-
Durchflussmesser zum thermischen Spritzen

Ultraschall-Durchflussmesser zum thermischen Spritzen
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Plasma spraying (copyright: Flame Spray Technologies)
17.07.2025 | Es gibt die unterschiedlichsten Prozesse, bei denen Ultraschall-Durchflussmesser sehr nützlich sind. Dazu zählen Sprühvorgänge wie das Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF) oder das Plasmaspritzen.

Ein niederländischer Kunde verwendet die Bronkhorst ES-FLOW-Serie in seinen kundenspezifischen Sprühlösungen. Die entwickelten Sprühlösungen tragen Beschichtungen auf, die die Verschleiß-, Korrosions- und Temperaturbeständigkeit verbessern, beispielsweise bei Anwendungen für die Luft- und Raumfahrt. Die Ultraschall-Durchflussmesser ermöglichen eine bessere Kontrolle über die Qualität der Beschichtung und passen problemlos in den Steuerschrank des Kunden.

Was ist thermisches Spritzen?
HVOF (High Velocity Oxygen Fuel – Hochgeschwindigkeitsflammspritzen) und das Plasmaspritzen zählen zu den Hauptprozessen des Kunden zum Auftragen von Beschichtungen.

Beim HVOF-Verfahren wird ein flüssiger Brennstoff wie Kerosin oder Ethanol mit Sauerstoff vermischt und bis zur Entzündungstemperatur erhitzt. Metall- oder Kalziumkarbidpulver wird dem heißen Brenngasstrahl zugeführt und mit hoher Geschwindigkeit auf ein zu beschichtendes Substrat aufgespritzt.

Beim Plasmaspritzen wird einem Argongasstrahl durch einen Lichtbogen Energie zugeführt, wodurch das Gas ionisiert wird. In der Folge kann geschmolzenes Metall oder Keramikpulver auf ein Substrat aufgetragen werden. Bei diesen Prozessen spielt die Durchflussmessung eine wichtige Rolle für die präzise Steuerung der Zufuhr flüssiger oder gasförmiger Stoffe.

Anwendungsanforderungen

Die Zufuhr eines konstanten Gas- oder Flüssigkeitsstroms bei einem thermischen Spritzverfahren ist entscheidend für die Qualität und Dicke der Beschichtung. Deshalb ist eine hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit des Durchflussinstruments erforderlich. Da die Kalibrierung durch den Kunden als Bestandteil seines Servicepakets für die Endanwender durchgeführt wird, sind auch die Regelstabilität und die Kalibrierungsgenauigkeit wichtige Faktoren.

Wichtige Aspekte
  • Passgenaue Integration des Durchflussmessers in den Steuerschrank
  • Hohe Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit bei Flüssigkeits- und Gaszufuhr
  • Kalibrierung zur Sicherung der Qualität
  • Schulung und Beratung zur Kalibrierung

Die Lösung

Der Kunde nutzt die „OEM“-Version des ES-FLOW-Ultraschall-Durchflussmessers in seinen thermischen HVOF-Spritzgeräten, um dem Prozess flüssiges Kerosin oder Ethanol zuzuführen. Die hohe Genauigkeit des ES-FLOW passt optimal zur Anwendung. Dieses Ultraschall-Durchflussmessgerät kann Flüssigkeiten unabhängig von Dichte, Temperatur und Viskosität zu erschwinglichen Kosten messen und steuern. Es steuert eine Pumpe zur Erzielung des gewünschten Prozessdrucks. Zusätzlich wird ein EL-FLOW Select-Massendurchflussregler zur Versorgung mit Sauerstoff eingesetzt.

In diesem Fall wurde ein „OEM“-Modell des ES-FLOW ohne Display gewählt, das dank seiner rechteckigen Form und des kompakten Designs problemlos in den Steuerschrank passt. Der Durchflussmesser ist über Profinet mit dem Bediensystem des Kunden verbunden.

Durch die Kontrolle des Auftragverfahrens der Beschichtung, die mitunter weniger als einen Millimeter dick ist, wird die Qualität der Beschichtung sichergestellt. Dafür ist die Kalibrierung der Einrichtung zum thermischen Spritzen und ihrer Komponenten von großer Bedeutung. Der Kunde führt die Kalibrierung und Wartung seiner Anlagen vor Ort als Teil seines Services durch.

Zur Kalibrierung der Durchflussinstrumente vor Ort werden robuste mobile Kalibriereinheiten von Bronkhorst eingesetzt. Die Mitarbeiter des Kunden werden von der Schulungsabteilung am niederländischen Firmensitz von Bronkhorst im Umgang mit diesen mobilen Kalibriereinheiten geschult. Zur Messung der Dicke der Spritzschichten verfügt der Kunde über ein eigenes Labor.

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