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Flammstrahlen

Das Flammstrahlen ist ein universales Verfahren, um Stahl, Stein und Beton zu reinigen.

In diesem Artikel findest Du Informationen zu folgende Themen:

Beschreibung des Verfahrens

Um Stahl, Stein und Beton von Schmutz wie Öl, Rost, Farbe, Walzzunder zu Reinigen, kann dies nicht nur mit Verfahren wie Sandstrahlen, Hochdruckreinigen oder Schleifen erreicht werden. Ein sehr gutes Alternativverfahren ist hier das Flammstrahlen. Es kommt überall dort infrage, wo es auf eine gute Vorbereitung der Oberflächen zur Aufnahme von Beschichtungen ankommt, z. B. im Schiffbau, Stahlhochbau, Brückenbau.

Bei Sanierungsmaßnahmen von Stahlbetonbauten, Brücken, Fahrbahnen wird eine Acetylen- Sauerstoff- Flamme verwendet. Das kurzzeitige hohe Erwärmen der Betonoberfläche führt zu einem Abplatzen gelockerter Schichten und legt den Betonkern frei. Gleichzeitig werden alte Schichten und Oberflächenschmutz verbrannt. Auf flammbestrahlte Betonoberflächen aufgetragene Beschichtungen haften sehr gut.

Verfahrensablauf

Das Flammenstrahlen umfasst zwei verschiedene Arbeitsgänge:

  1. Das thermische Behandeln der Beton- bzw. Stahloberfläche mithilfe von Flammstrahlbrennern
  2. Das mechanische Behandeln zum Entfernen der durch die Flamme verursachten Reaktionsprodukte und gelockerten Teile

Im Betrieb muss die zu einer fachgerechten und sicheren Ausführung von Flammstrahlarbeiten benötigte technische Ausrüstung vorhanden sein. Flammstrahlarbeiten an Beton- bzw. Stahlbauten dürfen von ausgebildetem Fachpersonal geführt werden.

Acetylen-Bündelbatterieanlage

Material und Geräte

Zum Flammstrahlen werden Acetylen und Sauerstoff benötigt. Eine ausreichende Gasversorgung ist Voraussetzung für ein erfolgreiches Arbeiten.
Die Bereitstellung der Gase erfolgt durch Druckgasflaschen oder Tanks. Im Falle einer Flaschenversorgung ist es sowohl für Acetylen als auch für Sauerstoff notwendig, mehrere Flaschen durch Kupplungen zu verbinden oder auf eine Versorgung über Flaschenbündel auszuweichen.

Bei Flammstahlen werden in der Regel Acetylenflaschen oder -flaschenbündel verwendet, die je nach Größe 10 bis 160 kg Acetylen enthalten.
Die üblicher Weise eingesetzten Sauerstoffflaschen bzw. Sauerstoffflaschenbündel enthalten 10 bis 120 m³ Sauerstoff. Für das Flammstrahlen wird Sauerstoff technischer Reinheit verwendet.

Gasversorgung

Brennerbreite (mm) Acetylenbedarf (l/h) Sauerstoffbedarf (l/h) Anzahl der zu kuppelnden Acetylenflaschen
50 1000 1250 2
100 2000 2500 4
150 3000 3750 6
200 4000 5000 8
250 5000 6250 10
500 6000 6250 10
700 7600 10.000 16

Bei der Bereitstellung der Gase ist dafür zu sorgen, dass ca. 10-20% mehr Sauerstoff (m³) als Acetylen (kg) zu Verfügung stehen.

Anhaltswerte für Kalkulation

1 kg Acetylen bzw. 1,2 m³ Sauerstoff reicht für ca. 3 m³ Beton bzw. 4 m² zu bearbeitende Stahloberfläche.
Es werden Druckminderer für Acetylen und Sauerstoff nach DIN EN 2503 verwendet. Schläuche müssen der DIN EN 559, Schlauchkupplungen der DIN EN 561 und verwendete Schlauchverbindungen der DIN EN 560 entsprechen.
Aus Sicherheitsgründen muss die Mindestlänge der Schläuche 5m betragen.
Die Auswahl der Schläuche erfolgt in Abhängigkeit von der verwendeten Brennerbreite.

Auswahl der Schlauchinnendurchmesser

Für eine Brennerbreite von 50,100 und 150 Millimetern beträgt der Schlauchinnendurchmesser 6,3 mm und der Schlauchinnendurchmesser für Acetylen oder MPS 8 mm.
Für eine Brennerbreite von 200,250,300,500 und 750 Millimetern beträgt der Schlauchinnendurchmesser 10 mm und der Schlauchinnendurchmesser für Acetylen oder MPS 12,5 mm.

Flammstrahlbrenner werden allgemein in zwei Gruppen unterteilt. Hierbei werden Hand- und Maschinenbrenner unterschieden.
Flammstrahlbrenner arbeiten nach einen sogenannten „Saugprinzip“.
Der Flammstrahlbrenner besteht dabei aus einen Griffstück und den jeweiligen Brenneinsätzen.
Bei Maschinenbrennern wird das Ganze noch durch ein Fahrwerk ergänzt.

a) Handbrenner
Handbrenner eignen sich für Arbeiten an Stahl- und Betonflächen, während Maschinenbrenner lediglich für Beton- und Natursteinflächen genutzt werden.

Darstellung eines Handbrenners

b) Maschinenbrenner
Maschinenbrenner werden ausschließlich für große Beton- und Natursteinflächen verwendet.
Sie sind in Standardbreiten von 500 bis 750mm verfügbar.

Darstellung eines Maschinenbrenners

Bedienung der Geräte und Brenner

Bei der Bedienung des Flammstrahlers oder des Brenners gibt es Hinweise und Arbeitsschutzvorschriften, die auf keinen Fall missachtet werden dürfen. Im folgenden Text haben erklären wir Dir, wie die Bedienung der Geräte und Brenner funktioniert.

Einstellen der Gasdrücke

Das Sauerstoffventil wird am Brennergriffstück voll geöffnet. Den Sauerstoffdruck stellt man nun am Druckminderer auf 5-10 bar (je nach Schlauchlänge) ein und schließt anschließend das Sauerstoffventil wieder.Anschließend wird das Acetylenventil am Brennergriffstück voll geöffnet.
Auch hier stellt man den Acetylendruck wieder am Druckminderer ein (auf 0,8 – 1,2 bar) ein und schließt anschließend das Brennerventil wieder.
Nun werden Sauerstoffventil (etwa 0,25 Umdrehungen) und Acetylen (etwa 1 Umdrehung) am Acetylenventil geöffnet. Zum Abschluss wird das Gasgemisch nun gezündet.

Einstellen der Arbeitsflamme mit Sauerstoffüberschuss

Mithilfe der Brennerventile wird zunächst eine neutrale (normale) Flamme erzeugt. Kennzeichen dieser Flamme ist der scharf abgegrenzte, weiß leuchtende Flammkegel.
Das Sauerstoffventil am Brennstück wird nun vorsichtig weiter geöffnet bis sich die Flamme abhebt. Kennzeichen einer Flamme mit Sauerstoffüberschuss sind eine abreißende Flamme und ein scharf abgegrenzt, spitz, bläulich, verkürzt leuchtender Flammenkegel.

Darstellung von Flammenarten

Außerbetriebnahme des Brenners

Zuerst wird das Acetylenventil und anschließend das Sauerstoffventil am Brennergriffstück geschlossen.
Bei Arbeitsunterbrechungen musst Du außerdem darauf achten zusätzlich die Ventile am Brennergriffstück sowie die Flaschenventile zu schließen.

Hast Du deine Arbeit beendet, so solltest Du außerdem Schläuche entlasten, indem Du die Brennerventile öffnet, und die Druckminderer durch zurückdrehen der Stellschraube entspannen. Zum Abschluss wird das Brennerventil ebenfalls noch geschlossen.

Verhalten bei Störungen

Störungen wie ein knallen oder verlischen des Brenners mit nachfolgendem Pfeifen und Zischen sind mit höchster Vorsicht zu betrachten.
In diesem Fall ist ein schnelles Handeln erforderlich und das Sauerstoff- und das Acetylenventil müssen umgehend am Griffstück geschlossen werden.

Nach der Schließung der Ventile ist es notwendig den Brenner abkühlen zu lassen und Sauerstoff ausströmen zu lassen, um anschließend alle Bohrungen mit Düsenreiniger auf freien Durchgang zu überprüfen.
Die Brenneraußenfläche muss stets frei von Verschmutzungen und Ruß sein. Zudem solltest Du alle Schraubenverbindungen auf Dichtheit prüfen.

Arbeitstechnik

Nach dem Einstellen der Flamme wird der Flammstrahlhandbrenner leicht auf die zu bearbeitende Oberfläche aufgesetzt. Dabei gleitet der Brennerkopf auf dem Beton oder Stahl. Bei Maschinenbrennern haben die Düsen einen Abstand von etwa 1,2 bis 2cm von der zu bearbeitenden Oberfläche

Der Flammstrahlbrenner muss nun zur Oberfläche einen Neigungswinkel von ca 45° haben und die Flammenkegel müssen die Oberfläche berühren. Dabei darf der Flammenbrenner jedoch nicht verkantet angesetzt werden und die Flamme muss gleichmäßig über die ganze Breite des Flammstrahlbrenners wirken. Bei Stahl ist ein Schrägstellen des Brenners in Vorschubrichtung erforderlich. Der Brennervorschub beträgt auf Stahl 3 bis 5m/min, auf Beton 0,5 bis 1,5m/min

Darstellung von Arbeitstechniken

Nachbehandlung

Die Beseitigung der Verbrennungsrückstände auf Stahl bzw. des teilweise in der Festigkeit geminderten Gefüges der oberen/äußeren Betonzone erfolgt maschinell. Auf Stahl wird maschinell gebürstet, dabei wird die Topfbürste leicht verkantet aufgesetzt.
Auf Beton werden senkrecht Flächen mit gezopften Topfbürsten von Spitzteilchen befreit. Waagerechte Großflächen hingegen sind waagerecht maschinell zu klopfen.

Vor dem Beschichten ist die Betonoberfläche dabei mittels einer Saugkehrmaschine, eines Staubsaugers oder es Besens sorgfältig zu entstauben. Bei der Metallbehandlung ist darauf zu achten, dass unmittelbar nach dem Bürsten der erste Grundanstrich auf die noch handwarme (25-40°C), trockene und saubere Oberfläche aufgetragen wird, mittels eines Pinsels oder Airless.

Verschiedene Flammstrahlbrenner sind hier zu finden.

Topfbürste bei der Nachbehandlung

Vorteile des Flammstrahlens

  1. universelles Verfahren zum Reinigen von Oberflächen
  2. hoher Mechanisierungsgrad
  3. Einfache Gerätehandhabung
  4. Leichte Verfügbarkeit der notwendigen Energie
  5. Optimale Verfahrenstechnik für nachfolgende Beschichtung
  6. Hohe Wirtschaftlichkeit beim Entfernen von starken Verunreinigungen oder Rost oder Reinigen und Aufrauen von Beton und Naturstein
  7. geringe Anschaffungskosten für die Flammstrahlausrüstung
Darstellung Flammstrahlen
Schematische Darstellung vom Flammstrahlen

Benötigtes Equipment / Gase

 


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