Technische Emails sind Emails jenseits des Schmuck- und Haushaltbereiches, die beispielsweise zum Korrosionsschutz von hoch säurebeständigen Druckbehältern in der chemischen und pharmazeutischen Verfahrenstechnik eingesetzt werden. Typische Apparate sind auch Rührbehälter, Lagertanks und Vorlagen (z. B. Behälter zum Auffangen eines Destillats oder Behälter zum Lagern von Medien, die für ein Verarbeitungsverfahren vorgehalten werden), Kolonnen, Rohrleitungen und Rohrleitungsteile sowie eine Vielzahl von emaillierten Komponenten, die zur Komplettierung dieser Apparate erforderlich sind.

Bei solchen Apparaten wird die gesamte produktberührte Innenoberfläche in mehreren Bränden mit einer Emailleschichtdicke von 1,4 bis 2 Millimeter beschichtet. Qualitätsmerkmale technischer Emails sind in ISO 28721-1 (ehemals DIN EN 15159-01:2006, vorher DIN 28063) genormt. Üblicherweise müssen die Schichten porenfrei sein, das heißt, dass Behälterinnenflächen völlig frei von Defekten in der Emailleschicht sind.

Technische Emails sind vom Prinzip her Gläser, die im Hinblick auf Temperaturwechselbeständigkeit, Schlagfestigkeit und vor allem Korrosionsbeständigkeit für einen breiten pH-Bereich geeignet sind.

Wie alle mineralischen Gläser sind technische Emails gegenüber Säuren extrem widerstandsfähig, jedoch nicht gegen Flusssäure. Die Beständigkeit im alkalischen Bereich bzw. gegenüber Laugen ist auf Grund der chemischen Eigenschaften der Silikate geringer.

Emaillierte Druckbehälter und verfahrenstechnische Apparate

mini|Blick in einen emaillierten Rührbehälter mit Turborührer Technische Emails werden in technischen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise beim Bau von hoch säurebeständigen Druckbehältern, die in der chemischen und pharmazeutischen Verfahrenstechnik eingesetzt werden. Typische Apparate sind Rührbehälter, Lagertanks und Vorlagen (Behälter zum Auffangen eines Destillats), Kolonnen, Rohrleitungen und Rohrleitungsteile sowie eine Vielzahl von emaillierten Komponenten, die zur Komplettierung dieser Apparate erforderlich sind.

Bei diesen Apparaten wird die gesamte produktberührte Innenoberfläche in mehreren Bränden mit einer Emailleschichtdicke von 1,4 bis 2 Millimeter beschichtet. Qualitätsmerkmale technischer Emails sind in ISO 28721-1 (ehemals DIN EN 15159-01:2006, vorher DIN 28063) genormt. Üblicherweise werden die Apparate „porenfrei“ ausgeführt, das heißt, dass die mehrere Quadratmeter großen Behälterinnenflächen völlig frei von Defekten in der Emailleschicht sein sollten. „Technische Emails“ sind hochqualitative Gläser, die im Hinblick auf Thermoschockfestigkeit, Schlagfestigkeit und vor allem Korrosionsbeständigkeit für ein breites pH-Spektrum optimiert sind. Wie alle Gläser sind technische Emails im sauren Bereich extrem widerstandsfähig. Weniger beständig sind sie auf Grund der chemischen Eigenschaften der Silikate im alkalischen Bereich.

Eine technische Emaillierung besteht immer aus einer bis zwei Schichten Grundemail und bis zu fünf Schichten Deckemails. Letztere geben dem Email die chemische Beständigkeit und die geforderten Betriebseigenschaften. Als Grundwerkstoff kommt Feinkornbaustahl (wie P275 NH, P265 GH) zum Einsatz, der im Kohlenstoffgehalt und im Mangangehalt eingeschränkt ist. Die geforderte Qualität, Schichtdicke und Fehlerfreiheit der Emailleschicht soll aus wirtschaftlichen Gründen mit einer geringen Anzahl von Deckemailschichten erreicht werden. In Deutschland gibt es zwei namhafte Hersteller technisch emaillierter Apparate. Die Firma Pfaudler-Werke GmbH in Schwetzingen baut in Deutschland seit 1907 emaillierte Apparate. Über 180 Jahre Tradition der Emaillierung hat die Firma THALETEC GmbH in Thale am Harz, die aus dem ehemaligen Eisenhüttenwerk Thale (EHW Thale) hervorgegangen ist.

mini|Emaillierter Apparat des ehemaligen Eisenhüttenwerks THALE, EHW Thale auf einer Messe in Leipzig, 1973

Mittlerweile ist es möglich, auch Bauteile zu emaillieren, die mit Hilfe des „Selective Laser Sinterings“ bzw. des „Selective Laser Meltings“ generativ gefertigt wurden.siehe

Normung und Austauschbarkeit Emaillierte Verfahrenstechnische Apparate sind in einer Vielzahl von DIN-, EN- und ISO-Normen definiert und standardisiert. Dies ermöglicht es dem Anwender, unabhängig vom ursprünglichen Hersteller des Apparates auf eine größere Anzahl von Anbietern für Ersatzteile, Reemaillierungen und für die Lieferung von Zubehör wie Dichtungen etc. zurückzugreifen. Dabei können einzelne Hersteller sicherstellen, dass eine Austauschbarkeit mit vorhandenen Komponenten uneingeschränkt möglich ist.

Zubehör für emaillierte Apparate Dazu zählen zum Beispiel: Stromstörer Wärmeübertrager Tauchrohre Rührer Mannlochdeckel Mannlochschutzringe Bodenauslaufventile mit dynamischer Abdichtung des Ventilstößels durch Well- oder Faltenbalg Emaillierte Pumpen

Emaillierte Lagertanks Aus Einzelpaneelen (emaillierte Bleche mit Abmessungen bis zu 2 × 2 m) werden großvolumige Tanks für das Lagern von Gülle, Wasser und anderen festen und flüssigen Stoffen gebaut. Diese Behälter sind keine Druckbehälter.

Emaillierte Rohrleitungen Emaillierte Rohre und Rohrleitungen werden in der chemischen und pharmazeutischen Industrie und in der Trinkwasserversorgung eingesetzt. In der chemischen und pharmazeutischen Industrie werden Rohrleitungen bis zu einem Nenndurchmesser von 200 mm im Innern mehrschichtig mit Email beschichtet, um eine ausreichende und chemisch beständige Korrosionsschutzschicht zu erhalten. Der Werkstoff der Rohrleitungen ist üblicherweise ein Kohlenstoffstahl wie P 235 G1 TH (ehemals St35.8). Für die Trinkwasserversorgung werden Rohrleitungen aus Gusseisen verwendet, die im Innern mit nur einer Schicht Emaille überzogen sind.

Reemaillierungen

Re-Emaillierung ist die Erneuerung eines Emailauftrags.

Spezielle technische Emails

Emails für Prozesse in der Pharmaindustrie

Emails für Prozesse in der Pharmaindustrie haben zumeist eine weiße oder hellblaue Farbe, da hiermit das Beobachten der Vorgänge während der Reaktion vereinfacht und das Inspizieren der gereinigten Apparate erleichtert wird (Beispiele siehe Abbildung im Artikel).

Antibakteriell wirkende Emails

Eine spezielle Entwicklung sind antibakteriell wirksame Emails, die geringe Mengen von Silberpartikeln enthalten. Die Wirkung von Silber als bakterienabtötender Stoff steht als hochwertige Oberflächen-Emailbeschichtung für spezielle Anwendungen in der Biotechnologie und anderen Bereichen zur Verfügung, bei denen Kontaminationsrisiken durch Viren und Mikroorganismen verringert werden sollen.

Abrasionsfeste Emails

Insbesondere in Rührbehältern, in denen Feststoffsuspensionen gerührt werden, kann es zu abrasivem Verschleiß (Hydroabrasion) kommen. Dabei verschleißt das Email auf Grund von Gleit- oder Prallverschleiß-Vorgängen, bei denen es fortschreitend abgetragen wird. Spezielle Emailrezepturen können die Verschleißfestigkeit gegenüber üblichen Emails zum Teil deutlich verbessern:

Bei „teilkristallinen Emails“ verbessern kristallisierende Ausscheidungen in der Glasmatrix die Verschleißfestigkeit gegenüber konventionellen Emails. Emails, die mit nanoskaligen karbidartigen Hartstoffen unter sauerstofffreier Atmosphäre gebrannt werden, erzielen eine drastische Verbesserung des Verschleißverhaltens, weil die eingebetteten Hartstoffe (zum Beispiel Karbide) dem Verschleiß einen deutlich höheren Widerstand entgegensetzen als die amorphe Glasmatrix. Die Glasmatrix dient dabei nur noch als Träger für die eingebetteten Stoffe. Der Abrasionswiderstand einer solchen Emaillierung ist dann besonders hoch, wenn die Größe der abrasiv wirkenden Partikel größer ist als die Schichtdicke der (weicheren) amorphen Glasmatrix.

Die Prüfung abrasionsbeständiger technischer Emails erfolgt gemäß den Vorgaben der DIN51165-1 und 2 (05/2023).

Elektrisch ableitfähige Emails

Email ist ein elektrischer Isolator, kann jedoch durch Zusatz von Metallen elektrisch leitfähig gemacht werden. Dazu werden chemisch beständige Metalle wie Platin, Silber oder Gold verwendet, die in der Glasmatrix verteilt sind.

Halbleitermaterialien sind eine weitere Möglichkeit, eine Ableitfähigkeit der ansonsten nicht elektrisch leitfähigen Emailleschicht zu gewährleisten. Dabei sind die Halbleitermaterialien in der Glasmatrix verteilt und werden mit Hilfe eines speziell darauf abgestimmten Brennprozesses in netzwerkartigen Strukturen in der Glasmatrix angeordnet. Infolgedessen haben solcherart hergestellte Emaillierungen in der Regel eine bessere chemische Beständigkeit gegenüber korrosivem Angriff als solche mit eingebetteten metallischen Partikeln.

Emails für Polymerisationsprozesse mini|Emaillierter Rohrbündelwärmeübertrager für die chemische Industrie Da technisches Email besonders gut zu reinigen ist und außerdem Antihafteigenschaften besitzt, kommt es schon seit Jahrzehnten bei der Herstellung von Polymeren, beispielsweise von Polyvinylchlorid (PVC), zum Einsatz. Entsprechende Rührbehälter sind dazu mit einer speziellen „Poly-Emaillierung“ beschichtet. Da Polymerisationen üblicherweise exotherm verlaufen, kommt es bei solchen Polymerisationsapparaten besonders darauf an, dass die exotherme Reaktionswärme effektiv abgeführt werden kann. Daher wird die Emaillierung solcher Apparate üblicherweise „dünn“, d. h. im Bereich von einer Dicke von max. 1,1 mm, ausgeführt. So wird der Wärmeleitwiderstand der Behälterwand aufgrund der Emaillierung minimiert. Da Polymerisationen selten korrosiv sind, hat die reduzierte Schichtdicke keinen Einfluss auf die Lebensdauer des Apparats.

Um die Wärmeübertragung speziell beim Abkühlen der Polymerisate (exotherme Reaktion) sicherzustellen, werden oft emaillierte Wärmeaustauscher eingesetzt, die als Stromstörer in den emaillierten Apparat eingebaut sind und die Wärmeübertragungsleistung bis zu einem Faktor von 3 und mehr gegenüber der konventionellen Mantelkühlung verbessern können.

Emails für biokorrosive Prozesse mini|Rührbehälter mit einem Spezial-Email für biokorrosive Verfahren Spezielle Emails sind besonders beständig gegen biokorrosive Angriffe, wie sie durch Pilze, Schwämme oder Bakterien auftreten können. Das als „Biofouling“ bekannte Phänomen ist bei Oberflächen, die mit speziellen biokorrosionsbeständigen Emails emailliert sind, gegenüber der Emaillierung unbedenklich. Entsprechende Emails für biokorrosive Prozesse können zudem so zusammengesetzt werden, dass diese zusätzlich antibakteriell und keimtötend wirken (siehe oben unter „antibakteriell wirkende Emails“).

Emails für Rauchgaswärmetauscher oder Luftvorwärmer In den Abgasströmen von konventionellen fossilen Kraftwerken (siehe Economiser), in Kohlekraftwerken, oder in Anlagen zur Müllverbrennung treten korrosive Abgase auf. Diese Abgase werden in emaillierten Wärmetauschern so weit abgekühlt (unter den Taupunkt), dass korrosive Flüssigkeiten wie Schwefelsäure entstehen. Spezielle Emails sind so modifiziert, dass sie gegen schwefelsaure Beanspruchung besonders beständig sind. Gegenüber üblichen Chemie-Emails sind solche speziell für schwefelsaure Anwendungen konzipierte Emails um bis zu 30–40 % beständiger, d. h. sie weisen eine entsprechend geringere Korrosionsrate auf. Gleichartige Emails sind auch für den Bau von emaillierten Apparaten verfügbar und werden für Anlagen für die Aufbereitung von Schwefelsäure eingesetzt.

Weitere technische Anwendungen Architektur-Emaillierung mini|Emailliertes Wandbild in der Nähe des Bahnhofs in Thale/Harz