Popcorning und Separation der inneren Schicht – Eindringen von Kondensat. Das Phänomen, bekannt als Popcorning, besteht darin, dass Kondensat (Wasser) in die Wand der inneren Schicht des Schlauchs eindringt. Dieses Phänomen tritt immer auf, wenn die Schläuche bei niedriger Temperatur mit einem hohen Anteil an Kondensatfraktion im Dampf (nasser Dampf) arbeiten, oder wenn der Dampf gekühlt wird, ohne den Schlauch zu entleeren. Da das Auftreten des Popcorning-Effekts hauptsächlich von der Art der Schlauchnutzung abhängt. Der Schlauch sollte nach Gebrauch von Dampf entleert werden, um die Ansammlung von Kondensat zu vermeiden. Das Kondensat dringt in das elastomere Material ein und füllt seine Mikroporen. Wenn der Dampffluss wieder eingeschaltet wird, wird das die Poren füllende Kondensat erhitzt und in Dampf umgewandelt. Die Umwandlung in Dampf führt zu einer plötzlichen Volumenzunahme (aus einem Volumen Kondensat entsteht ein Vielfaches mehr an Dampf) und einem “explosiven” Ausstoßen des Kondensats aus dem Material, was die innere Schicht zerreißt und Schäden verursacht, die ähnlich wie die Oberfläche von Popcorn oder Blumenkohl aussehen. Ein ähnlicher Mechanismus wirkt im Falle der Separation (Trennung) der inneren Schicht, was zu einer Blockierung des Durchflusses durch den Schlauch führen kann. Es sollte vermieden werden, abgekühltes Dampfkondensat im Gummischlauch zu belassen; es sollte nach Gebrauch entleert werden (“DRAIN AFTER USE” – eine Empfehlung, die oft von Dampfschlauchherstellern gegeben wird).

Korrosion der Stahlverstärkung – Eindringen von Kondensat und Gasen

Die Korrosion der Stahlverstärkung kann sowohl durch das Freilegen des Geflechts durch Risse in der äußeren Schicht als auch durch das Eindringen von Kondensat in die Mikroporen der inneren Schicht erfolgen. Zusätzlich dringen die im Dampf enthaltenen Gase aus der in Wasser gelösten Luft (Sauerstoff und Kohlendioxid) ebenfalls in das Schlauchmaterial ein und sind ein starker Korrosionsfaktor, der bei hohen Temperaturen sehr schnell fortschreiten kann. Daher sollten die Verstärkungsdrähte geschützt werden, z.B. durch eine Messingbeschichtung. Andererseits ist die angemessene chemische Aufbereitung des Kesselwassers, aus dem der Dampf erzeugt wird, und dessen Entgasung (Entfernung von Luft) sehr wichtig.

Thermoplastischer Effekt – heißes Wasser und gesättigter Dampf

Der thermoplastische Effekt ist die Verweichung und der Verlust der mechanischen Eigenschaften des Schlauchwandmaterials aufgrund der Erwärmung durch den Wärmedurchfluss von Dampf oder heißem Wasser zur Schlauchwand. Gummischläuche für Dampf sind für den Betrieb mit gesättigtem Dampf vorgesehen. Gesättigter Dampf ist ein spezifisches Medium, in dem bei derselben Temperatur und demselben Druck beide Phasen existieren können: gasförmig (Dampf) und flüssig (Kondensat). Gesättigter Dampf, der durch einen Schlauch oder ein Rohr strömt, gibt Wärme an die kältere innere Oberfläche der Schlauchwand ab und kondensiert in Form von Tropfen oder einer dünnen Kondensatschicht, die den heißen Dampf von der Schlauchwand trennt. Zusätzlich ist in dem Wasser, das zur Dampferzeugung verwendet wird, üblicherweise Luft gelöst, die sich beim Erhitzen freisetzt und eine sehr dünne Schicht zwischen Dampf und Kondensat bildet. Diese beiden Schichten (Luft und Kondensat) mit niedriger Wärmeleitfähigkeit isolieren den heißen Dampf von der inneren Gummioberfläche des Schlauchs (Abbildung A).

Bei heißem Wasser fehlen diese isolierenden Schichten, und die Temperatur des Gummis an der inneren Oberfläche der Schlauchwand sowie im gesamten Querschnitt der Wand und an der äußeren Oberfläche des Schlauches kann erheblich höher sein, selbst wenn der Schlauch mit heißem Wasser bei einer niedrigeren Temperatur als bei gesättigtem Dampf arbeitet (Abbildung B). Das Ergebnis ist eine erhebliche Schwächung der Druckfestigkeit des Schlauches sowie eine schnelle, große und dauerhafte Verformung des Gummis unter den Klemmen der Schlauchbeschläge. Gummischläuche für Dampf können für heißes Wasser mit einer maximalen Temperatur von etwa 90 bis 100°C verwendet werden – es sei denn, der Hersteller bestätigt etwas anderes. Überhitzung, Oxidation und Rissbildung der inneren Schicht – trockener Dampf, überhitzter Dampf, Schlauch für überhitzten Dampf. Oxidation ist die Alterung des Schlauchmaterials, die durch den in dem Dampf enthaltenen Sauerstoff verursacht wird. Bei hohen Temperaturen tritt sie schnell auf und verursacht ein Hartwerden des Gummis der inneren Schicht und dessen Rissbildung. Insbesondere bei Bedingungen von trockenem, überhitztem Dampf fehlt eine dünne Schicht flüssigen Kondensats direkt an der Schlauchwand, die deren Temperatur senkt (Abbildung C), und der Gummi der inneren Schicht ist direkt dem trockenen, gasförmigen, heißen Dampf ausgesetzt, was zu dessen “Backen”, Verhärtung und Rissbildung führt. Einige Schlauchtypen sind für den zeitweiligen Einsatz unter Bedingungen von überhitztem Dampf (bis zu 18 bar, bis zu 232°C) zugelassen, jedoch verkürzt eine längere Verwendung unter diesen Bedingungen die Lebensdauer des Schlauches erheblich. Überhitzter, trockener Dampf zerstört den Schlauch auch bei Temperaturen unterhalb der maximalen Betriebstemperaturen des Schlauches schnell. Daher:

1. Standard-Gummischläuche für gesättigten Dampf sollten nicht für Bedingungen von überhitztem Dampf, trockenem Dampf verwendet werden. Solche Bedingungen dürfen nur vorübergehend zugelassen werden, wenn die Beschreibung des Schlauches diese Möglichkeit vorsieht.
2. Ein spontaner Übergang in der Installation von gesättigtem Dampf zu überhitztem Dampf sollte vermieden werden, indem plötzliche Änderungen, wie z.B. die Erhöhung des Querschnitts (Durchmesser) der Installation oder das Öffnen eines Ventils, die zu einem Druckabfall führen, vermieden werden.

Für überhitzten Dampf können Metallschläuche oder Teflonschläuche verwendet werden – im Rahmen ihrer Betriebsparameter.