Schläuche für Kraftstoffe

Die Mineralölindustrie ist ein gewaltiger Wirtschaftszweig. Ihre Produkte sind von größter energiewirtschaftlicher Bedeutsamkeit. Sie stellt sowohl Kraftstoffe zum Antrieb von Fahrzeugen, Flugzeugen oder Schiffen  bereit, wie auch Heizöle für den privaten, gewerblichen und industriellen Bedarf. Für alle diese Mineralölprodukte sind spezielle Schläuche entwickelt worden, um sie der jeweiligen Verbrauchsstelle sicher zuführen zu können.

Was ist ein Kraftstoff?

Mit dem Überbegriff „Kraftstoff“ wird ein Stoff bezeichnet, der unter Verbrennung Energie liefert, mit der Motoren angetrieben werden können. Da man sich mit dem Begriff zumeist auf Fortbewegungsmittel bezieht, werden Kraftstoffe zuweilen auch als „Treibstoffe“ bezeichnet. Kraftstoffe zeichnen sich durch eine hohe Energiedichte aus und werden als mobile Brennstoffe verwendet. Findet die Verbrennung in Vergasermotoren statt, spricht man auch von Vergaserkraftstoffen, wie im Fall von Benzin für Autos oder Flugzeuge.

Ein Kraftstoff lässt sich nach seinem Aggregatzustand in flüssig oder gasförmig kategorisieren. Die Liste an verschieden Arten von Kraftstoffen ist durchaus lang. Gängige, im Alltag bekannte und vielseitig gebräuchliche Flüssigkraftstoffe sind beispielsweise Kerosin, Ottokraftstoff (Benzin), Petroleum, Diesel, Ethanol-Kraftstoffe sowie Leicht- und Schweröle. Zu den gasförmigen Kraftstoffen zählen neben Bio- und Erdgas, Propan, Butan, LPG (Liquified Petroleum Gas) neuerdings auch Wasserstoff.

Was sind Kraftstoffschläuche?

Wie der Name sagt, handelt es sich hierbei um einen Schlauch, durch den Kraftstoffe geleitet oder transportiert werden. Gemäß der Breite des Spektrums an Kraftstoffen verfügt die Schlauchtechnik über zweckangepasste Schlauchvarianten. Da jeder Kraftstoff spezielle chemische und physikalische Eigenschaften aufweist, muss der Schlauch auf die Anforderungen und Bedingungen abgestimmt sein.

Zumeist handelt es sich um Elastomer-Schläuche, da sie höheren Anforderungen hinsichtlich Beständigkeit und Sicherheit genügen.

Der Ausdruck „Benzinschläuche“ wird oft als Sammelbegriff verwendet, unter den jeglicher Schlauch für Kraftstoffe fällt. Je nach Fördergut kategorisiert man Schläuche vertiefend nach ihrem Einsatzgebiet. Einige gängige Arten werden nachfolgend beschrieben.

Verschieden Arten und Einsatzgebiete der Kraftstoffschläuche

Kraftstoffschläuche finden in der Chemieindustrie, der Pharmaindustrie, im Motoren- und Maschinenbau, der Hydraulik und entsprechenden chemischen Industrieanlagen Verwendung. Kraftstoffschläuche sind meist Verbundschläuche, bei denen der Innenschlauch die chemische Beständigkeit bestimmt und der Außenschlauch die mechanischen Eigenschaften. Dadurch erreichen Kraftstoffschläuche eine sehr hohe chemische Beständigkeit gegen Aromaten, Kohlenwasserstoffe, Öle und Kraftstoffe, wie Benzin, Diesel und Kerosin. Des Weiteren sind derartige Schläuche temperaturbeständig und resistent gegenüber Einwirkungen von Sauerstoff, Ozon, Kälte oder Hitze. Eine schwere Entflammbarkeit ist ebenfalls ein wichtiges sicherheitsrelevantes Kriterium. Darüber hinaus sind die mechanischen Eigenschaften von Kraftstoffschläuchen, wie Knickfestigkeit und Elastizität, von hoher Bedeutung für ihren Einsatz.

 

Als Werkstoffe für die Innenseele kommen üblicherweise Nitrilkautschuke (NBR) zum Einsatz, aber auch Fluorkautschuk (FPM oder FKM) und Fluorethylenpropylen (FEP), die sich hervorragend für den Transport von aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen eignen, sowie Polyurethan (PUR) und Polyvinylchlorid (PVC). Zur Verstärkung der mechanischen Eigenschaften dienen Einlagen aus Stahldraht- oder Glasfasergeflecht. Als Material für den Außenschlauch werden ausnahmslos Elastomere, meist Chloroprenkautschuk (CR), eingesetzt.

Nachfolgend werden einige Beispiele angeführt, die zeigen, in welchem breiten Umfang Kraftstoffschläuche Verwendung finden. Es handelt sich zum Teil um sehr spezielle Nischenprodukte, aber auch um Schläuche, die so gut wie jeder im Alltag schon in der Hand hatte.

 

Pipelineschläuche transportieren vornehmlich Öle und sind über und unter Wasser mit besonders robusten Materialien ausgerüstet, um Leckagen sicher auszuschließen. Der Betriebsdruck muss bis 100 bar abgesichert sein. Auf der Basis NBR (innen) und CR (außen) und zusätzlichen Stahlverstärkungen werden Schläuche produziert, die den Anforderungen gerecht werden.

Bunkerschläuche stellen eine Verbindung zwischen Rohöltankern und der Raffinerie-Pipeline dar. An diese Schläuche werden extreme Bedingungen gestellt, die in den Normen BS1435 bzw. DIN/EN 1765, DN 100-350 beschrieben sind. Der Betriebsdruck ist auf 10 bis 35 bar ausgelegt. Der Berstdruck solcher Schläuche liegt je nach Anforderung zwischen mindestens 40 und 150 bar. Der Innendurchmesser reicht von 100 mm bis zu 350 mm. Üblicherweise sind die Schläuche 10 bis 30 m lang.

 

Erdöl-Spülbohrschläuche müssen hohen Drücken (> 200 bar) inklusiver plötzlich auftretender Druckstöße standhalten. Für das nötige Maß an Sicherheit ist eine sehr robuste Materialbeschaffenheit nötig. Die Ölschläuche haben zumeist einen Durchmesser zwischen 50 bis 100 mm und sind 15 bis 20 m lang.

Im Bereich der Luftfahrt werden besondere Flugzeugtankschläuche verwendet. Verkehrsflugzeuge werden mit Kerosin betankt, einem zwischen 175 °C und 290 °C siedenden Petroleumgemisch, dem spezifische Additive zugesetzt werden. Als wesentlicher Sicherheitsaspekt muss sichergestellt werden, dass die Düsen des Flugzeugs nicht durch Verunreinigungen im Treibstoff verstopft werden. Der Extraktionswert des Schlauches als Maß für ausgewaschene Anteile muss daher entsprechend niedrig sein. Der Betriebsdruck wird aus Sicherheitsgründen mit 80 bar hoch angesetzt. Ein anderer wichtiger Sicherheitsaspekt betrifft die elektrische Leitfähigkeit des Schlauchmaterials, um elektrostatische Aufladungen und Funkenbildung auszuschließen. Sie beträgt zwingend < 1.000.000 Ω/m (10⁶ Ω/m). Die DIN EN 1361 regelt im Euroraum die Anforderungen. Mittels spezieller Schlauchvarianten werden Flugzeuge damit auch in der Luft betankt, was hauptsächlich im militärischen Bereich Anwendung findet. An diese Schläuche werden weitere strenge Anforderungen gestellt, ihr Aufbau unterliegt der militärischen Geheimhaltung.

Zu den etwas alltäglicheren Schläuchen zählen die Zapfschläuche oder Tankstellenschläuche, die jeder Autofahrer regelmäßig in den Händen hält. Insbesondere bei ungenauem Parken an der Zapfsäule wird der Schlauch Belastungen ausgesetzt, wobei die Anforderungen wie Flexibilität, Elastizität und Bruchfestigkeit ins Auge stechen.

Zapf- oder Tankstellenschläuche sind Doppelmantelschläuche, die bereits nach dem Zweiten Weltkrieg von den Amerikanern entwickelt worden sind. Damals wie heute besteht der Verbundschlauch innen aus NBR. Als Material für den Außenschlauch wird Chloropren-Kautschuk (CR, Neopren®) oder chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM, Hypalon®) verwendet. Im Vergleich zur Nachkriegszeit sind die Anforderungen an heutige Schläuche aber stark gestiegen. Das liegt unter anderem daran, dass bleifreie Kraftstoffsorten verwendet werden, die erhebliche Anteile von aromatischen Kohlenwasserstoffen und Additiven enthalten, die Kunststoffschläuche zum Quellen bringen können. Ebenso müssen die Schläuche auch in den kalten Wintermonaten hinsichtlich ihrer Knickeigenschaften elastisch bleiben. Eine sehr spezielle Anforderung an Tankstellenschläuche betrifft die Dehnbarkeit und den Schutz gegen Abriss – mag es doch schon manchen losfahrenden Autofahrer gegeben haben, der vergessen hat, die Zapfpistole in die Ablage der Tanksäule zurück zu legen. Der übliche Betriebsdruck von Tankstellenschläuchen liegt bei 25 bar, wobei aus Sicherheitsgründen die meisten Schläuche für Drücke bis 100 bar ausgelegt sind.

Wenn Diesel gefördert wird, spricht man mitunter auch vom Dieselschlauch, bei der Förderung von Biodiesel trifft man auf die Bezeichnung „Biodieselschläuche„.

KFZ-Schläuche, die unter der Motorhaube ihren Dienst leisten, werden zum Teil ebenfalls unter dem Sammelbegriff „Benzinschläuche“ geführt, auch wenn es nicht unbedingt ein transportierender Schlauch für Kraftstoffe ist. Die Schläuche sind besonders elastisch, damit sie auf engem Raum installiert werden und Vibrationen widerstehen können.

Hierzu zählen unter anderem auch Hydraulikschläuche, die als Bremsschläuche in Kraftfahrzeugen benutzt werden.

Eine weitere Schlauchart sind Heizölschläuche, zuweilen auch als „Tankwagenschläuche“ bezeichnet, die je nach Branche sehr unterschiedlich gestaltet sind. Diese Ölschläuche fördern leichtes Heizöl vom Tankwagen zum Abnehmer. Der Betriebsdruck liegt maximal bei 40 bar. Die weiteren Anforderungen sind in der DIN 4798 geregelt.

Wirtschaftliche Bedeutung

In Deutschland sind ungefähr 15.000 Tankstellen angesiedelt, zuzüglich 6500 Autogas- und 1000 Erdgastankstellen, über deren Schläuche Kraftfahrzeuge betankt werden. Über 20 Milliarden Euro Umsatz werden in diesem Zweig erwirtschaftet. An all diesen Orten werden Kraftstoffschläuche eingesetzt.

Ähnliches gilt für die Heizölindustrie. Der Umsatz an leichtem und schwerem Heizöl betrug im deutschen Inland über 15 Millionen Tonnen Öl. Hinzu kommen Exporte von ungefähr einer Million Tonnen. Der Energieverbrauch in Deutschland betrug 2016 ca. 120,5 Milliarden kWh. Zum Vergleich: Ein einzelnes Atomkraftwerk produziert jährlich nur 10 Milliarden kWh Strom. Dafür wurden über 16 Millionen Tonnen Öl allein in Deutschland durch Ölschläuche gepumpt – und der Energieverbrauch steigt weiter.

Im wirtschaftlichen und politischen Diskurs sind Maßnahmen des vermehrten Umweltschutzes aktuell. Industrieschläuche gelten als Bestandteil auch zukünftiger Entwicklungen. Sie noch sicherer zu machen steht im Fokus des effektiven Umweltschutzes.