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HPLC

Die richtige Verschraubung an einer HPLC-Anlage

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Wie lang dieser Schlauch sein darf, hängt unter anderem auch von der gewünschten Fördermenge ab. Denn es entsteht ein Unterdruck, wenn die Pumpe versucht die Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter zu ziehen. Je schneller die Pumpenkolben arbeiten, desto höher ist die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit in Richtung Pumpe strömt. Ist der Durchmesser der Zuleitung klein, erhöht sich die Geschwindigkeit und damit sinkt der statische Druck in der Flüssigkeit. Auf den HPLC-Schlauch übertragen heißt das, dass sich nun die wassergelöste Luft zu kleinen Bläschen zusammenfindet und diese immer größer werden, je weiter es zur Pumpe geht. Daneben kann auch die Umgebungsluft durch die Schlauchwand in das Innere diffundieren.

Dies liegt am Herstellungsprozess des PTFE: Es wird unter Druck aus Tetraflourethen in einer stark exothermen Reaktion polymerisiert. Dabei entstehen, je nach Reaktionsbedingungen, unterschiedliche große räumliche Strukturen des Polymers. Bei der Schlauchproduktion bleiben also winzige Hohlräume, durch welche sich die Luft einen Weg sucht. Dieser Effekt wird sich beim Online-Entgaser zunutze gemacht, bei den Ansaugschläuchen ist er aber eher störend. Ist der Schlauch sehr lang (beispielsweise von der Vorratsflasche im Abzug über 3 m bis zur Pumpe) kann es schon zu deutlicher Blasenbildung kommen.

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Übliche Längen, vorgegeben durch die Anordnung der HPLC, sind erprobt und machen keine Probleme. Ein Ansaugschlauch sollte immer einen möglichst großen Innendurchmesser und eine dicke Wand haben, um das oben erwähnte Problem zu vermeiden. Eine gute Wahl ist daher die 1/8-Zoll-Zuleitung mit 1,6 mm Innendurchmesser.

Nachteil von PTFE – es ist zu glatt

Kommen wir zum zweiten Nachteil von PTFE: Es ist zu glatt. Für dichte Verbindungen kommt hier ein Keil zum Einsatz, d.h. eine wie auch immer konstruierte Schraube mit einer Quetschverbindung.

Der PTFE-Schlauch wird durch die Schraube gesteckt und „aufgebördelt“, d.h. unter Hitze- und Druckeinwirkung wird ein Flansch (flange) gefertig. Der metallene Unterlegring (washer) dient zur Kraftübertragung. Wird er weggelassen, würde die Schraube beim Drehen den Flansch sehr schnell zerstören. Wenn er sauber gefertigt wird, ist diese Verbindung schon bei leichtem Anziehen sehr dicht. Allerdings kann kaum ein Anwender diese Flansche so fabrikmäßig sauber fertigen. Besonders anfällig ist der Knick, also die Stelle, an der der Schlauch in die Bördelung übergeht. Hier entstehen sehr feine Risse, so genannte Mikroleckagen. Es tritt kein Laufmittel aus, aber durch den Unterdruck in der Ansaugleitung wird Luft hineingezogen und bringt den Anwender zur Verzweiflung.

Die Alternative zur Bördeldichtung ist die flanschlose Verbindung. Hierbei wird ein Schneidring (ferrule) beim Anziehen der Schraube gegen den Schlauch gedrückt und verbreitert sich nach unten. Dadurch erfolgt eine gute Dichtwirkung. Das Gewinde muss wie bei der Flanschdichtung über eine Sacklochbohrung verfügen, also ein Loch mit flachem Boden. Im Gegensatz dazu werden bei den Hochdruckverbindungen standardmäßig Konusbohrungen verwendet.

Die Vorteile dieses Verbindungssystems liegen klar auf der Hand: Die Handhabung ist einfach und es ist kein Spezialwerkzeug erforderlich. Ist der Schneidring kaputt, nimmt man einen neuen, der Schlauch wird nicht abgeknickt und kann auch nicht brechen. Somit ist dieses System in Verbindung mit 1/8-Zoll-PTFE-Leitungen die ideale Verbindung bis ca. 30 bar; sowohl saug- als auch druckseitig. Nur darf der Schlauch nicht zu dünnwandig sein, da er sonst durch den Schneidring zusammengedrückt wird.

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