Die Herausforderungen der Prozessindustrie haben sich verändert, obwohl weiterhin Flüssigkeiten, darunter auch gefährliche oder giftige, gepumpt werden. Sicherheit und Zuverlässigkeit haben nach wie vor höchste Priorität. Allerdings erhöhen die Betreiber bei der Verarbeitung vieler Batch-Prozesse Geschwindigkeiten, Drücke, Durchflussmengen und sogar die Anforderungen an die Flüssigkeitseigenschaften (Temperatur, Konzentration, Viskosität usw.). Für die Betreiber von Erdölraffinerien, Gasanlagen sowie petrochemischen und chemischen Anlagen bedeutet Sicherheit die Kontrolle und Verhinderung von Verlusten oder Expositionen gegenüber den gepumpten Flüssigkeiten. Zuverlässigkeit bedeutet, dass die Pumpen effizient und wirtschaftlich arbeiten und einen geringeren Wartungsaufwand erfordern.
Eine fachgerecht konstruierte Gleitringdichtung gewährleistet dem Pumpenbetreiber einen dauerhaft sicheren und zuverlässigen Pumpenbetrieb dank bewährter Technologie. Inmitten zahlreicher rotierender Maschinenteile und einer Vielzahl von Komponenten haben sich Gleitringdichtungen unter den meisten Betriebsbedingungen als zuverlässig erwiesen.
PUMPEN & DICHTUNGEN – PASST GUT
Es ist kaum zu glauben, dass fast 30 Jahre vergangen sind, seit die dichtungslose Pumpentechnologie in der Prozessindustrie massenhaft eingeführt wurde. Die neue Technologie wurde als Lösung für alle Probleme und vermeintlichen Einschränkungen von Gleitringdichtungen angepriesen. Manche behaupteten sogar, diese Alternative würde den Einsatz von Gleitringdichtungen vollständig überflüssig machen.
Doch schon bald nach dieser Einführung erkannten die Endanwender, dass Gleitringdichtungen die gesetzlichen Anforderungen an Leckage und Dichtheit erfüllen oder sogar übertreffen konnten. Darüber hinaus unterstützten Pumpenhersteller die Technologie, indem sie modernisierte Dichtungskammern als Ersatz für die alten Stopfbuchsen mit Kompressionspackung anboten.
Die heutigen Dichtungskammern sind speziell für Gleitringdichtungen konzipiert und ermöglichen eine robustere Technologie auf Kartuschenbasis, eine einfachere Installation und die Schaffung einer Umgebung, in der die Dichtungen ihr volles Potenzial entfalten können.
DESIGNFORTSCHRITTE
Mitte der 1980er-Jahre zwangen neue Umweltauflagen die Industrie, neben der Schadstoffbegrenzung und Emissionsminderung auch die Zuverlässigkeit der Anlagen zu überprüfen. Die durchschnittliche mittlere Betriebsdauer zwischen Reparaturen (MTBR) von Gleitringdichtungen in Chemieanlagen betrug damals etwa 12 Monate. Heute liegt die durchschnittliche MTBR bei 30 Monaten. Die Erdölindustrie, die einigen der strengsten Emissionsgrenzwerte unterliegt, weist aktuell eine durchschnittliche MTBR von über 60 Monaten auf.
Gleitringdichtungen haben ihren guten Ruf bewahrt, indem sie die Anforderungen der besten verfügbaren Regelungstechnik (BACT) nicht nur erfüllten, sondern sogar übertrafen. Darüber hinaus blieben sie eine wirtschaftliche und energieeffiziente Technologie, die zur Einhaltung von Emissions- und Umweltauflagen geeignet ist.
Computerprogramme ermöglichen die Modellierung und Prototypenerstellung von Dichtungen vor der Fertigung, um deren Verhalten unter spezifischen Betriebsbedingungen vor dem Einsatz im Feld zu überprüfen. Die Möglichkeiten der Dichtungskonstruktion und die Technologie der Dichtflächenmaterialien sind so weit fortgeschritten, dass Dichtungen passgenau für eine Prozessanwendung entwickelt werden können.
Moderne Computermodellierungsprogramme und -technologien ermöglichen die Anwendung von 3D-Konstruktionsprüfungen, Finite-Elemente-Analysen (FEA), numerischer Strömungsmechanik (CFD), Starrkörperanalysen und Thermografie-Diagnostikprogrammen, die früher nicht ohne Weiteres verfügbar oder für den häufigen Einsatz mit den herkömmlichen 2D-Konstruktionsverfahren zu kostspielig waren. Diese Fortschritte in den Modellierungstechniken haben die Zuverlässigkeit von Gleitringdichtungen im Konstruktionsprozess erhöht.
Diese Programme und Technologien ebneten den Weg für die Entwicklung von Standard-Patronendichtungen mit deutlich robusteren Komponenten. Dazu gehörte der Verzicht auf Federn und dynamische O-Ringe im Prozessmedium, wodurch die flexible Statortechnologie zur bevorzugten Konstruktionsmethode wurde.
KUNDENSPEZIFISCHE TESTMÖGLICHKEIT
Die Einführung von Standard-Kartuschendichtungen hat durch ihre Robustheit und einfache Montage wesentlich zu einer höheren Zuverlässigkeit von Dichtungssystemen beigetragen. Diese Robustheit ermöglicht einen breiteren Anwendungsbereich mit zuverlässiger Leistung.
Darüber hinaus ermöglicht die schnellere Entwicklung und Fertigung kundenspezifischer Dichtungssysteme eine präzise Abstimmung auf unterschiedliche Pumpenbetriebsanforderungen. Die Anpassung kann entweder durch Änderungen an der Dichtung selbst oder, einfacher, durch Komponenten des Hilfssystems wie beispielsweise Rohrleitungspläne erfolgen. Die Kontrolle der Dichtungsumgebung unter verschiedenen Betriebsbedingungen mittels eines Unterstützungssystems oder Rohrleitungsplänen ist entscheidend für die Dichtungsleistung und -zuverlässigkeit.
Eine natürliche Weiterentwicklung ging hin zu kundenspezifisch gefertigten Pumpen mit entsprechend angepassten Gleitringdichtungen. Heutzutage lassen sich Gleitringdichtungen schnell für beliebige Prozessbedingungen und Pumpencharakteristika konstruieren und testen. Dichtflächen, Abmessungen der Dichtungskammer und der Sitz der Dichtung in der Dichtungskammer können für ein breites Anwendungsspektrum individuell konstruiert und gefertigt werden. Die Aktualisierung von Normen wie dem API-Standard 682 hat die Zuverlässigkeit von Dichtungen durch Anforderungen an Dichtungsdesign, Materialien und Funktionalität weiter erhöht.
Eine maßgeschneiderte Passform
Die Dichtungsindustrie kämpft täglich mit der Standardisierung von Dichtungstechnologie. Viele Käufer glauben, dass „eine Dichtung gleich eine Dichtung gleich eine Dichtung“ ist. Standardpumpen können oft dieselbe Basisdichtung verwenden. Bei der Installation und Anwendung unter spezifischen Prozessbedingungen wird jedoch häufig eine Anpassung des Dichtungssystems vorgenommen, um die erforderliche Zuverlässigkeit unter diesen spezifischen Betriebsbedingungen und chemischen Prozessen zu gewährleisten.
Selbst bei gleicher Standardkartuschenkonstruktion besteht ein breites Spektrum an Anpassungsmöglichkeiten – von der Auswahl der Materialkomponenten bis hin zur Rohrleitungsführung. Die Beratung durch den Dichtungshersteller bei der Auswahl der Komponenten des Dichtungssystems ist entscheidend für die Erreichung der erforderlichen Leistung und Zuverlässigkeit. Durch diese Anpassung kann die normale Nutzungsdauer von Gleitringdichtungen auf 30 bis 60 Monate (MTBR) anstatt 24 Monate verlängert werden.
Mit diesem Ansatz erhalten Endanwender ein Dichtungssystem, das exakt auf ihre spezifische Anwendung, Form und Funktion zugeschnitten ist. Die Technologie vermittelt dem Endanwender das notwendige Wissen über die Funktionsweise der Pumpe vor der Installation. So entfällt das Rätselraten hinsichtlich der Funktionsweise oder der Eignung für die jeweilige Anwendung.
Zuverlässiges Design
Obwohl die meisten Prozessbediener dieselben Aufgaben ausführen, sind die Anwendungen nicht identisch. Die Prozesse laufen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, Temperaturen und Viskositäten ab und erfordern unterschiedliche Betriebsabläufe und Pumpenkonfigurationen.
Die Gleitringdichtungsindustrie hat im Laufe der Jahre bedeutende Innovationen hervorgebracht, die die Empfindlichkeit der Dichtungen gegenüber wechselnden Betriebsbedingungen verringert und ihre Zuverlässigkeit erhöht haben. Das bedeutet, dass die heutigen Dichtungen in den meisten Fällen ihre Hauptfunktionen weiterhin erfüllen, selbst wenn dem Endanwender Überwachungsinstrumente zur Warnung vor Vibrationen, Temperatur, Lager- und Motorlasten fehlen.
ABSCHLUSS
Dank Zuverlässigkeitstechnik, Materialverbesserungen, computergestützter Konstruktion und fortschrittlicher Fertigungstechniken beweisen Gleitringdichtungen weiterhin ihren Wert und ihre Zuverlässigkeit. Trotz sich ändernder Emissions- und Sicherheits- sowie Expositionsgrenzwerte erfüllen sie nach wie vor die anspruchsvollen Anforderungen. Daher sind Gleitringdichtungen in der Prozessindustrie weiterhin die bevorzugte Wahl.
Veröffentlichungsdatum: 30. Juni 2022