Orientierungstest für angehende Industriemeister Chemie. Vorbereitungskurs Verfahrenstechnik

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1 Orientierungstest für angehende Industriemeister Chemie Vorbereitungskurs Verfahrenstechnik Production Technologies Erlaubte Hilfsmittel: keine Maximale Bearbeitungszeit: 1 Stunde Provadis Partner für Bildung und Beratung GmbH Industriepark Höchst D Frankfurt am Main Tel.: 069 / Fax.: 069 / info.provadis@provadis.de Provadis

2 Allgemeine Informationen zu den Orientierungstests Die Weiterbildung zum Industriemeister soll zukünftig auf das Wissen eines Chemikanten aufbauen. Um diesen Veränderungen gerecht zu werden, haben wir unsere Vorbereitungskurse für Industriemeister in den Bereichen Mathematik, Physik, Chemie, Verfahrenstechnik und EDV neu überarbeitet. Die Inhalte der Vorbereitungskurse orientieren sich an der Chemikantenausbildung. Sollten Sie sich nicht sicher sein, ob Sie einen Vorbereitungskurs besuchen sollen, so bieten wir Ihnen zu jedem Fach einen Orientierungstest an. Bei jedem Orientierungstest werden die erlaubten Hilfsmittel und die maximale Bearbeitungszeit angegeben. Um ein objektives Bild zu erhalten, bitten wir Sie, sich an diese Angaben zu halten. Nach Ablauf der Bearbeitungszeit vergleichen Sie Ihre Ergebnisse mit der beiliegenden Lösung und ermitteln die jeweilige Punktzahl. Über die Gesamtpunktzahl können Sie mit Hilfe der Tabelle zur Orientierungshilfe abschätzen, ob eine Teilnahme an dem Vorbereitungskurs empfohlen wird. Sollten Sie weitere Hilfe benötigen oder haben Sie noch Fragen, so stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung. Bernhard Behle; Tel Helmut Kathol Tel Andreas Böcher Tel Joachim Sommer Tel Provadis Seite 2

3 1. Nennen Sie die drei unterschiedlichen grafischen Darstellungsarten verfahrenstechnischer Prozesse/ Anlagen und ordnen Sie diese nach steigendem Informationsgehalt. Fließbild mit: Name des Fließbildes geringem Informationsgehalt mittlerem Informationsgehalt hohem Informationsgehalt 2. Welche der nachfolgenden Vorgänge sind dem Thema Korrosion zuzuordnen, welche nicht (bitte ankreuzen!)? Vorgang Korrosion keine Korrosion Bildung eines Wandbelags durch Produktanhaftungen. Oxidation metallischer Oberflächen. Erosion (Verschleiß durch Festkörperteilchen enthaltende strömende Gase oder Flüssigkeiten.) Rosten von Eisenmetallen. Kavitation (Hohlraumbildung durch das Entstehen und anschließende Kollabieren von Dampfblasen in strömenden Flüssigkeiten infolge Druckabsenkung. 3. Eine in einer Anlage der chemischen Produktion eingebaute Pumpe ist in der Lage einen Überdruck von 15 bar aufzubauen. Auf welche Höhe kann mit diesem Überdruck theoretisch das Medium Wasser gefördert werden? Weshalb wird dieser theoretische Wert in der Praxis nicht erreicht? Provadis Seite 3

4 4. Dem Thema Korrosionsschutz wird in der chemisch- pharmazeutischen Produktion eine besondere Bedeutung zugemessen. Hierbei werden Maßnahmen des Aktiven Korrosionsschutzes von Maßnahmen des Passiven Korrosionsschutzes unterschieden. Ordnen Sie durch Ankreuzen die aufgeführten Korrosionsschutzmaßnahmen zu. Korrosionsschutzmaßnahme Aktiver Korrosionsschutz Passiver Korrosionsschutz Einsatz korrosionsbeständiger Legierungen Temperaturabsenkung Einölen/ Einfetten Passivierung Schutzanstriche Feuerverzinken Gummieren Zusatz von Inhibitoren (Reaktionsverzögerer) lieren 5. Auf einem Rohrstück eines Betriebes der chemischen Produktion sind die folgenden Angaben zu finden: DN 40 sowie PN 16. Welche Informationen sind diesen Angaben zu entnehmen? 6. Welche grundsätzlichen Anforderungen werden an Dichtungsmaterialien gestellt? Provadis Seite 4

5 7. Ordnen Sie den nachfolgend genannten Stoffen die normgerechte farbliche Kennzeichnung nach DIN 2403 zu. Durchflussstoff farbliche Kennzeichnung Druckluft Erdgas Heizöl Trinkwasser Salzsäure 8. In einem Betrieb der chemischen Produktion wird eine 250 m lange Rohrleitung aus Stahl durch Temperaturen im Bereich von 10 C bis 120 C thermisch beansprucht. Wie viele Kompensatoren sind einzusetzen um die resultierenden Spannungen aufzunehmen, wenn der ausgewählte Kompensatortyp eine Längenänderung von 42 mm aufnehmen kann? (α Stahl = 1, /K) L = L 0. α. T L = L 0. (1 + α. T) L 0 α T = ursprünglichen Länge der Rohrleitung = Längenausdehnungskoeffizienten des Rohrleitungsmaterials = Temperaturdifferenz 9. Ordnen Sie den nachfolgend genannten regelbaren Absperrorganen die jeweils zutreffende Eigenschaft durch Ankreuzen zu (Mehrfachnennungen sind möglich!). geeignet zur Feindosierung schnelles Öffnen/Schließen Durchflussrichtung beliebig hoher Strömungswiderstand Hahn Ventil Schieber Klappe Provadis Seite 5

6 10. Die nachfolgenden Skizzen zeigen drei unterschiedliche Dichtungssysteme für drehende Wellen. Vervollständigen Sie die Tabelle. Prinzipskizze Name des Dichtungssystems Drehgeschwindigkeiten (Haupteinsatz!) Bitte ankreuzen! Druckdifferenzen (Haupteinsatz!) Bitte ankreuzen! Auftretende Reibungskräfte Bitte ankreuzen! hoch mittel niedrig hoch mittel gering hoch mittel gering : 11. Zur Förderung von Flüssigkeiten sind Druckdifferenzen erforderlich. Wodurch können diese erzeugt werden? Provadis Seite 6

7 12. Nachfolgende Tabelle zeigt vier verschiedene Bauarten von Kondensatableitern. Benennen Sie diese und ordnen Sie die aufgeführten Aussagen durch Ankreuzen zu. (Mehrfachnennungen sind möglich!) A B C D E F G H I J Mechanische Steuerung. Thermische Steuerung. Steuerung durch Flüssigkeitsstand. Gerät muss in Betrieb genommen werden. Steuerung durch unterschiedliche Längenausdehnung verschiedener Metalle. Steuerung durch unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten (Dampf - Kondensat). Einfriergefahr im Winter. Haupteinsatz für kleine Nennweiten. Verschmutzungsempfindlich. Festgelegte Einbaulage. Kondensatableiter (Prinzipskizze) Name A B C D E F G H I J : Provadis Seite 7

8 13. In der gezeigten Kesselanlage soll ein Feststoff durch Erwärmen in Trinkwasser gelöst werden. Benennen Sie zwei in der Skizze enthaltenen Fehler. 14. Stellen Sie im nachfolgenden Koordinatensystem grafisch die Abhängigkeit des Druckverlustes in einer durchströmten Rohrleitung vom Volumenstrom dar (Rohrleitungskennlinie). Druckverlust : Volumenstrom Provadis Seite 8

9 Lösungen Provadis Seite 9

10 1. Nennen Sie die drei unterschiedlichen grafischen Darstellungsarten verfahrenstechnischer Prozesse/ Anlagen und ordnen Sie diese nach steigendem Informationsgehalt. Fließbild mit: Name des Fließbildes geringem Informationsgehalt Schematisches Fließbild, Grundfließbild 5 mittlerem Informationsgehalt Verfahrensfließbild 5 hohem Informationsgehalt RI- Fließbild 5 2. Welche der nachfolgenden Vorgänge sind dem Thema Korrosion zuzuordnen, welche nicht (bitte ankreuzen!)? Vorgang Korrosion keine Korrosion Bildung eines Wandbelags durch Produktanhaftungen. x 3 Oxidation metallischer Oberflächen. x 3 Erosion (Verschleiß durch Festkörperteilchen enthaltende strömende Gase oder Flüssigkeiten.) x 3 Rosten von Eisenmetallen. x 3 Kavitation (Hohlraumbildung durch das Entstehen und anschließende Kollabieren von Dampfblasen in strömenden Flüssigkeiten infolge Druckabsenkung. x 3 3. Eine in einer Anlage der chemischen Produktion eingebaute Pumpe ist in der Lage einen Überdruck von 15 bar aufzubauen. Auf welche Höhe kann mit diesem Überdruck theoretisch das Medium Wasser gefördert werden? Weshalb wird dieser theoretische Wert in der Praxis nicht erreicht? Theoretisch mögliche Förderhöhe: 150 m. 7 Zu berücksichtigen sind Strömungswiderstände im Rohrleitungssystem. 7 Provadis Seite 10

11 4. Dem Thema Korrosionsschutz wird in der chemisch- pharmazeutischen Produktion eine besondere Bedeutung zugemessen. Hierbei werden Maßnahmen des Aktiven Korrosionsschutzes von Maßnahmen des Passiven Korrosionsschutzes unterschieden. Ordnen Sie durch Ankreuzen die aufgeführten Korrosionsschutzmaßnahmen zu. Korrosionsschutzmaßnahme Aktiver Korrosionsschutz Passiver Korrosionsschutz Einsatz korrosionsbeständiger Legierungen x 2 Temperaturabsenkung x 2 Einölen/ Einfetten x 2 Passivierung x 2 Schutzanstriche x 2 Feuerverzinken x 2 Gummieren x 2 Zusatz von Inhibitoren (Reaktionsverzögerer) x 2 lieren x 2 5. Auf einem Rohrstück eines Betriebes der chemischen Produktion sind die folgenden Angaben zu finden: DN 40 sowie PN 16. Welche Informationen sind diesen Angaben zu entnehmen? DN 40: Nennweite Innendurchmesser = ca. 40 mm jeweils 2 8 PN 16: Nenndruck max. zul. Betriebsüberdruck (bei 20 C)= 16 bar jeweils Welche grundsätzlichen Anforderungen werden an Dichtungsmaterialien gestellt? Ausgleichen der Unebenheiten an der Verbindungsstelle 4 Beständigkeit gegen Medium 4 Temperaturbeständigkeit 4 Druckbeständigkeit 4 Provadis Seite 11

12 7. Ordnen Sie den nachfolgend genannten Stoffen die normgerechte farbliche Kennzeichnung nach DIN 2403 zu. Durchflussstoff farbliche Kennzeichnung Druckluft grau 3 Erdgas gelb oder gelb mit Zusatzfarbe rot 3 Heizöl braun oder braun mit Zusatzfarbe rot 3 Trinkwasser grün 3 Salzsäure orange 3 8. In einem Betrieb der chemischen Produktion wird eine 250 m lange Rohrleitung aus Stahl durch Temperaturen im Bereich von 10 C bis 120 C thermisch beansprucht. Wie viele Kompensatoren sind einzusetzen um die resultierenden Spannungen aufzunehmen, wenn der ausgewählte Kompensatortyp eine Längenänderung von 42 mm aufnehmen kann? (α Stahl = 1, /K) L = L 0. α. T L = L 0. (1 + α. T) L 0 = ursprünglichen Länge der Rohrleitung α = Längenausdehnungskoeffizienten des Rohrleitungsmaterials T = Temperaturdifferenz 11 Kompensatoren werden benötigt Ordnen Sie den nachfolgend genannten regelbaren Absperrorganen die jeweils zutreffende Eigenschaft durch Ankreuzen zu (Mehrfachnennungen sind möglich!). geeignet zur Feindosierung schnelles Öffnen/Schließen Durchflussrichtung beliebig hoher Strömungswiderstand Hahn x x je 2 4 Ventil x x je 2 4 Schieber x 2 Klappe x x je 2 4 Provadis Seite 12

13 10. Die nachfolgenden Skizzen zeigen drei unterschiedliche Dichtungssysteme für drehende Wellen. Vervollständigen Sie die Tabelle. Prinzipskizze Drehgeschwindigkeiten (Haupteinsatz!) Bitte ankreuzen! Druckdifferenzen (Haupteinsatz!) Bitte ankreuzen! Auftretende Reibungskräfte Bitte ankreuzen! hoch mittel niedrig hoch mittel gering hoch mittel gering Stopfbuchse x x x x x x Name des Dichtungssystems Radialwellendichtung Gleitringdichtung x x x : jeweils 2 für den Namen des Dichtungssystems, jeweils 1 für die Zuordnung. 11. Zur Förderung von Flüssigkeiten sind Druckdifferenzen erforderlich. Wodurch können diese erzeugt werden? Höhenunterschied von Ausgangs- und Zielbehälter 4 Anlegen von Überdruck (Ausgangsbehälter) 4 Anlegen von Vakuum (Zielbehälter) 4 Pumpen 4 Provadis Seite 13

14 12. Nachfolgende Tabelle zeigt vier verschiedene Bauarten von Kondensatableitern. Benennen Sie diese und ordnen Sie die aufgeführten Aussagen durch Ankreuzen zu. (Mehrfachnennungen sind möglich!) A B C D E F G H I J Mechanische Steuerung. Thermische Steuerung. Steuerung durch Flüssigkeitsstand. Gerät muss in Betrieb genommen werden. Steuerung durch unterschiedliche Längenausdehnung verschiedener Metalle. Steuerung durch unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten (Dampf - Kondensat). Einfriergefahr im Winter. Haupteinsatz für kleine Nennweiten. Verschmutzungsempfindlich. Festgelegte Einbaulage. Kondensatableiter (Prinzipskizze) Name A B C D E F G H I J x x x x x x x Schwimmerkondensatableiter Bimetallkondensatableiter Faltenbalgkondensatableiter x Thermodynamischer Kondensatableiter x x x : jeweils 2 für den Namen des Kondensatableiters, jeweils 1 für die Zuordnung. Provadis Seite 14

15 13. In der gezeigten Kesselanlage soll ein Feststoff durch Erwärmen in Trinkwasser gelöst werden. Benennen Sie zwei in der Skizze enthaltenen Fehler. Kondensatausgang oben am Kesselmantel 7 Sicherheitsventil ist absperrbar! Stellen Sie im nachfolgenden Koordinatensystem grafisch die Abhängigkeit des Druckverlustes in einer durchströmten Rohrleitung vom Volumenstrom dar (Rohrleitungskennlinie). Druckverlust : 15 Volumenstrom Provadis Seite 15

16 Auswertebogen Aufgabe erzielbare erzielte Gesamtpunktzahl: 219 Tabelle zur Orientierungshilfe : Anmerkung: Ihre Kenntnisse im Bereich der Verfahrenstechnischen Grundelemente sind gut! Die Teilnahme an dem Meisterkurs sollte auch ohne Besuch des Vorbereitungskurses Verfahrenstechnik möglich sein. Ihre Kenntnisse im Bereich der Verfahrenstechnischen Grundelemente sind ausreichend. Um eine erfolgreiche Teilnahme am Meisterkurs sicherzustellen, empfehlen wir Ihnen dennoch die Teilnahme an dem. Ihre Kenntnisse im Bereich Verfahrenstechnischen Grundelemente sind verbesserungswürdig! Um eine erfolgreiche Teilnahme am Meisterkurs sicherzustellen, ist die Teilnahme am dringend zu empfehlen. Ansprechpartner bei Rückfragen: A. Böcher, Provadis, Weiterbildung Production Technologies, Tel.: 069 / Provadis Seite 16