Warum verschleißen gute Dichtungen nicht?

Wir wissen, dass eine Gleitringdichtung so lange laufen soll, bis der Kohlenstoff abgenutzt ist, aber unsere Erfahrung zeigt, dass dies mit der Originaldichtung, die in der Pumpe eingebaut war, nie passiert. Wir kaufen eine teure neue Gleitringdichtung und auch diese nutzt sich nicht ab. War das neue Siegel also Geldverschwendung?

Nicht wirklich. Hier tun Sie etwas, das logisch erscheint: Sie versuchen, das Dichtungsproblem durch den Kauf einer anderen Dichtung zu lösen, aber das ist, als würde man versuchen, einen guten Lack für ein Auto zu bekommen, indem man eine gute Lackmarke kauft.

Wenn Sie ein Auto gut lackieren lassen möchten, müssen Sie vier Dinge tun: Die Karosserie vorbereiten (Metallreparatur, Rostentfernung, Schleifen, Abdecken usw.); Kaufen Sie eine gute Farbmarke (Farbe ist nicht gleich Farbe); Tragen Sie die Farbe richtig auf (mit genau dem richtigen Luftdruck, ohne Tropfen oder Ausläufe und häufiges Schleifen zwischen Grund- und Deckanstrich); und pflegen Sie die Farbe nach dem Auftragen (waschen, gewachst und in der Garage aufbewahren).

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Wie lange hält die Lackierung eines Autos, wenn Sie diese vier Dinge richtig gemacht haben? Offensichtlich seit Jahren. Wenn Sie nach draußen gehen und die vorbeifahrenden Autos beobachten, werden Sie Hinweise auf Menschen sehen, die diese vier Dinge nicht tun. Tatsächlich kommt es so selten vor, dass wir, wenn wir ein älteres Auto sehen, das gut aussieht, es anstarren.

Um eine gute Dichtungslebensdauer zu erreichen, sind außerdem vier Schritte erforderlich. Sie sollten offensichtlich sein, aber schauen wir sie uns trotzdem an.

Bereiten Sie die Pumpe für die Dichtung vor – das ist die Karosseriearbeit
Kaufen Sie eine gute Versiegelung – die gute Farbe
Dichtung richtig einbauen – Farbe richtig auftragen
Wenden Sie bei Bedarf (und das ist wahrscheinlich auch der Fall) die richtigen Umweltkontrollen an – auch Waschen und Wachsen
Wir werden uns mit jedem dieser Themen im Detail befassen und hoffentlich damit beginnen, die Lebensdauer unserer Gleitringdichtungen so weit zu verlängern, dass die meisten von ihnen verschleißen. Diese Informationen beziehen sich auf Kreiselpumpen, können aber auch auf praktisch jede Art rotierender Ausrüstung, einschließlich Mischer und Rührwerke, zutreffen.

Bereiten Sie die Pumpe für die Dichtung vor

Zur Vorbereitung sollten Sie mit einem Laserausrichter eine Ausrichtung zwischen Pumpe und Antrieb durchführen. Ein „C“- oder „D“-Rahmenadapter ist eine noch bessere Wahl.

Als nächstes balancieren Sie die rotierende Baugruppe dynamisch aus, was mit den meisten Schwingungsanalysegeräten möglich ist. Wenden Sie sich jedoch an Ihren Lieferanten, wenn Sie nicht über das Programm verfügen. Sie müssen darauf achten, dass die Welle nicht verbogen ist und dass Sie sie zwischen den Mittelpunkten drehen.

Es ist eine gute Idee, Wellenhülsen zu vermeiden, da sich eine Vollwelle weniger leicht durchbiegt und sich viel besser für eine mechanische Dichtung eignet. Versuchen Sie außerdem, die Rohrspannung nach Möglichkeit zu reduzieren.

Wenn die Produkttemperatur mehr als 100 °C beträgt, verwenden Sie eine „Mittellinien“-Pumpe, da dadurch einige Probleme mit der Rohrbelastung an der Pumpe verringert werden. Verwenden Sie außerdem Pumpen mit einem geringen Verhältnis von Schaftlänge zu Durchmesser. Dies ist bei Pumpen mit intermittierendem Betrieb äußerst wichtig.

Verwenden Sie eine übergroße Stopfbuchse, vermeiden Sie konische Designs und lassen Sie der Dichtung viel Platz. Versuchen Sie, die Fläche der Stopfbuchse so rechtwinklig wie möglich zur Welle zu bringen, was mit Planwerkzeugen möglich ist, und reduzieren Sie die Vibrationen, indem Sie alle Ihnen bekannten Techniken anwenden.

Es ist wichtig, dass die Pumpe nicht kavitiert, da sonst die Dichtungsflächen aufspringen und möglicherweise beschädigt werden. Wasserschläge können auch auftreten, wenn die Pumpe während des Betriebs keinen Strom mehr erhält. Ergreifen Sie daher vorbeugende Maßnahmen, um diese Probleme zu vermeiden.

Bei der Vorbereitung der Pumpe für die Dichtung müssen einige Dinge überprüft werden, darunter: dass die Masse des Pumpen-/Motorsockels mindestens das Fünffache der Masse der darauf sitzenden Hardware beträgt; dass sich zwischen der Pumpenansaugung und dem ersten Krümmer Rohre mit zehn Durchmessern befinden; und dass die Grundplatte eben und fest verfugt ist.

Halten Sie das offene Laufrad eingestellt, um Vibrationen und interne Rezirkulationsprobleme zu verringern. Stellen Sie sicher, dass die Lager ausreichend geschmiert sind und dass kein Wasser und keine Feststoffe in den Lagerhohlraum eindringen. Sie sollten auch die Fett- oder Lippendichtungen durch Labyrinth- oder Gleitringdichtungen ersetzen.

Stellen Sie sicher, dass Sie keine an die Stopfbuchse angeschlossenen Druck-Rezirkulationsleitungen verwenden. In den meisten Fällen ist eine Saug-Rezirkulation besser. Wenn die Pumpe über Verschleißringe verfügt, prüfen Sie unbedingt auch deren Spiel.

Der letzte Schritt bei der Vorbereitung der Pumpe besteht darin, sicherzustellen, dass die benetzten Teile der Pumpe aus korrosionsbeständigen Materialien hergestellt sind, da Reiniger und Lösungsmittel in den Leitungen manchmal Probleme verursachen, mit denen der Konstrukteur nie gerechnet hätte.

Dichten Sie dann jegliche Luft ab, die möglicherweise in die Saugseite der Pumpe eindringt, und entfernen Sie alle Luft, die möglicherweise im Spiralgehäuse eingeschlossen ist.

Kaufen Sie ein gutes Siegel

Verwenden Sie hydraulisch ausgeglichene Konstruktionen, die sowohl Druck als auch Vakuum abdichten. Wenn Sie ein Elastomer in der Dichtung verwenden möchten, versuchen Sie, einen O-Ring zu verwenden. Diese haben aus vielen Gründen die beste Form, aber lassen Sie niemanden zu, dass der O-Ring federt, da er sich sonst nicht so verbiegt oder rollt, wie er sollte.

Sie sollten auch reibungsfreie Dichtungskonstruktionen verwenden, da Wellenfressen eine Hauptursache für vorzeitigen Dichtungsausfall ist.

Stationäre Dichtungen (bei denen sich die Federn nicht mit der Welle drehen) sind besser als rotierende Dichtungen (bei denen sich die Federn drehen) zum Abdichten diffuser Emissionen und anderer Flüssigkeiten. Wenn die Dichtung über kleine Federn verfügt, halten Sie diese von der Flüssigkeit fern, da sie sonst leicht verstopfen. Es gibt viele Dichtungskonstruktionen, die über diese verstopfungsfreie Funktion verfügen.

Eine breite harte Fläche eignet sich hervorragend für die radiale Bewegung, die wir bei Mischeranwendungen und bei Dichtungen sehen, die physisch weit von den Lagern entfernt sind.

Sie benötigen außerdem eine Art Vibrationsdämpfung für Hochtemperatur-Metallbalgdichtungen, da ihnen das Elastomer fehlt, das diese Funktion normalerweise erfüllt.

Verwenden Sie Konstruktionen, die die Dichtungsflüssigkeit am Außendurchmesser der Dichtung halten, da sonst die Zentrifugalkraft Feststoffe in die geläppten Flächen schleudert und deren Bewegung einschränkt, wenn sich die Kohle abnutzt. Sie sollten auch ungefüllte Kohlenstoffe für die Dichtflächen verwenden, da diese die beste Art sind und die Kosten nicht übermäßig hoch sind.

Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie alle Dichtungsmaterialien identifizieren können, da es unmöglich ist, ein „geheimnisvolles Material“ zu beheben.

Lassen Sie sich vom Lieferanten nicht erzählen, dass sein Material urheberrechtlich geschützt ist, und wenn das seine Einstellung ist, suchen Sie sich einen anderen Lieferanten oder Hersteller, sonst haben Sie alle Probleme verdient, die Sie haben werden.

Versuchen Sie, Elastomere von der Dichtfläche fernzuhalten. Das Elastomer ist der Teil der Dichtung, der am empfindlichsten gegenüber Hitze ist, und an den Flächen ist die Temperatur am höchsten.

Jedes gefährliche oder teure Produkt sollte ebenfalls mit Doppelsiegeln versiegelt werden. Stellen Sie sicher, dass der hydraulische Ausgleich in beide Richtungen erfolgt, sonst gehen Sie davon aus, dass sich eine der Flächen bei einer Druckumkehr oder einem Druckanstieg öffnen könnte.

Wenn bei dem Design ein Kohlenstoff in einen Metallhalter eingepresst ist, achten Sie darauf, dass der Kohlenstoff eingepresst und nicht „eingeschrumpft“ wurde. Gepresster Kohlenstoff passt sich durch Scherung an Unregelmäßigkeiten im Metallhalter an und trägt so dazu bei, dass die geläppten Flächen flach bleiben.

Installieren Sie die Dichtung korrekt

Patronendichtungen sind die einzige Konstruktion, die sinnvoll ist, wenn Sie Laufradeinstellungen vornehmen möchten, und sie sind viel einfacher zu installieren, da kein Ausdruck oder Messungen erforderlich sind, um die richtige Flächenlast zu ermitteln.

Kartuschen-Doppeldichtungen sollten über einen eingebauten Pumpring verfügen und Sie sollten nach Möglichkeit Pufferflüssigkeit (geringerer Druck) zwischen den Dichtungen verwenden, um Probleme mit der Produktverdünnung zu vermeiden.

Vermeiden Sie jegliche Art von Öl als Pufferflüssigkeit, da Öl eine geringe spezifische Wärme und eine schlechte Leitfähigkeit aufweist.

Halten Sie die Dichtung beim Einbau so nah wie möglich an den Lagern. Normalerweise gibt es Platz, um die Dichtung aus der Stopfbuchse zu bewegen und dann den Stopfbuchsenbereich als Stützbuchse zu nutzen, um die rotierende Welle zu stabilisieren.

Je nach Anwendungsfall müssen Sie entscheiden, ob diese Stützbuchse axial gehalten werden muss.

Geteilte Dichtungen sind auch in fast allen Anwendungen sinnvoll, die keine Doppeldichtungen oder eine Abdichtung gegen diffuse Emissionen erfordern (Leckage wird in Teilen pro Million gemessen).

Geteilte Dichtungen sind die einzige Ausführung, die Sie bei doppelseitigen Pumpen verwenden sollten. Andernfalls müssen Sie beide Dichtungen ersetzen, wenn nur eine Dichtung ausgefallen ist.

Sie ermöglichen Ihnen auch den Austausch von Dichtungen, ohne eine Neuausrichtung mit dem Pumpentreiber durchführen zu müssen.

Schmieren Sie die Dichtflächen beim Einbau nicht und halten Sie Feststoffe von den geläppten Flächen fern. Wenn sich auf den Dichtungsflächen eine Schutzschicht befindet, entfernen Sie diese unbedingt vor der Installation.

Wenn es sich um eine Gummibalgdichtung handelt, benötigen sie ein spezielles Schmiermittel, das dazu führt, dass der Balg an der Welle festklebt. Normalerweise handelt es sich um eine Flüssigkeit auf Erdölbasis, aber Sie können sich zur Sicherheit bei Ihrem Lieferanten erkundigen. Gummibalgdichtungen erfordern außerdem eine Wellenoberfläche von nicht mehr als 40 RMS, da der Gummi sonst Schwierigkeiten hat, an der Welle zu haften.

Achten Sie bei der vertikalen Installation unbedingt darauf, die Stopfbuchse an den Dichtungsflächen zu entlüften. Möglicherweise müssen Sie diese Entlüftung installieren, wenn der Pumpenhersteller sie nie bereitgestellt hat.

Viele Kartuschendichtungen verfügen über eine integrierte Entlüftung, die Sie an den Pumpensaugstutzen oder einen anderen Niederdruckpunkt im System anschließen können.

Achten Sie auf die Dichtung

Der letzte Schritt zu einer guten Lebensdauer der Dichtung besteht darin, sie kontinuierlich zu pflegen. Dichtungen dichten am liebsten eine kühle, saubere Schmierflüssigkeit ab, und obwohl wir selten eine davon zum Abdichten haben, können Sie vielleicht eine Umgebungskontrolle im Bereich der Stopfbuchse anwenden, um Ihr Produkt in eine solche umzuwandeln.

Wenn Sie eine ummantelte Stopfbuchse verwenden, stellen Sie sicher, dass die Ummantelung sauber ist. Kondensat oder Dampf sind die besten Flüssigkeiten, um durch den Mantel zu zirkulieren.

Versuchen Sie, am Ende der Stopfbuchse eine Kohlenstoffbuchse anzubringen, die als Wärmebarriere dient und zur Stabilisierung der Stopfbuchsentemperatur beiträgt.

Spülen ist die ultimative Umweltkontrolle, da es zu einer Produktverdünnung führt. Wenn Sie jedoch die richtige Dichtung verwenden, ist nicht viel Spülen erforderlich. Vier oder fünf Gallonen pro Stunde (beachten Sie, dass ich Stunde und nicht Minute gesagt habe) sollten für diese Art von Dichtung ausreichen.

Außerdem sollten Sie die Flüssigkeit in der Stopfbuchse in Bewegung halten, um einen Hitzestau zu verhindern. Durch die Saugrezirkulation werden Feststoffe entfernt, die schwerer sind als das zu versiegelnde Produkt.

Da dies der häufigste Schlammzustand ist, verwenden Sie standardmäßig die Saugumwälzung. Erfahren Sie auch, wo Sie es nicht verwenden sollten.

Durch die Entladungsrezirkulation können Sie den Druck in der Stopfbuchse erhöhen, um zu verhindern, dass Flüssigkeit zwischen den geläppten Flächen verdampft. Versuchen Sie, die Rezirkulationsleitung nicht auf die geläppten Flächen zu richten, da diese sonst verletzt werden könnten. Wenn Sie einen Metallbalg verwenden, kann die Rezirkulationsleitung als Sandstrahler fungieren und die dünnen Balgplatten zerschneiden.

Wenn das Produkt zu heiß ist, kühlen Sie den Stopfbuchsbereich ab. Es ist wichtig zu bedenken, dass diese Umgebungskontrollen oft wichtiger sind, wenn die Pumpe angehalten wird, da Haltetemperaturen und Abkühlen die Stopfbuchstemperatur drastisch verändern können, was zu einer Zustandsänderung des Produkts führen kann.

Gefährliche Produkte benötigen eine API. Wenn Sie keine Doppeldichtungen verwenden möchten, verwenden Sie eine Stopfbuchse. Das Katastrophen-Bushing, das Teil der API ist. Die Konfiguration schützt die Dichtung vor physischen Schäden, falls bei laufender Pumpe ein Lager verloren gehen sollte.

Stellen Sie sicher, dass die API-Verbindungen korrekt hergestellt werden. Es ist einfach, die vier Anschlüsse zu vertauschen und die Spül- oder Rezirkulationsleitung in den Quench-Anschluss zu verlegen.

Versuchen Sie, nicht zu viel Dampf oder Wasser durch den Abschreckanschluss zu leiten, da diese sonst in das Lagergehäuse gelangen. Leckagen aus dem Abflussanschluss werden von Betreibern oft als Dichtungsversagen wahrgenommen. Stellen Sie sicher, dass sie den Unterschied kennen.

Umsetzung dieser Siegeltipps

Macht irgendjemand jemals all diese vier Dinge? Leider nicht. Wenn wir das täten, würden sich 85 bis 90 Prozent unserer Dichtungen abnutzen, statt der zehn oder 15 Prozent, die das tun. Die vorzeitig ausgefallene Versiegelung mit noch viel Kohlenstoffrückstand bleibt weiterhin die Regel.

Die häufigste Ausrede, mit der wir unseren Mangel an gutem Robbenleben erklären, ist, dass wir nie Zeit haben, es richtig zu machen, gefolgt von dem Klischee: „Aber es gibt immer Zeit, es zu reparieren.“ Die meisten von uns führen einen oder zwei der notwendigen Schritte durch und erleben eine Verlängerung der Lebensdauer unserer Robben. Es ist zwar nichts Falsches daran, die Lebensdauer der Dichtungen zu verlängern, aber das ist noch lange kein Verschleiß der Dichtungen.

Denken Sie eine Minute darüber nach. Wie groß kann das Problem sein, wenn die Versiegelung ein Jahr hält? Die Temperatur darf nicht zu hoch und der Druck nicht zu stark sein. Wenn das wahr wäre, würde es nicht ein Jahr dauern, bis das Siegel versagt. Aus dem gleichen Grund darf das Produkt auch nicht zu stark verschmutzt sein.

Wir stellen oft fest, dass das Problem so einfach ist wie eine Dichtungskonstruktion, die die Welle beschädigt und einen Leckpfad durch die beschädigte Hülse oder Welle verursacht. In anderen Fällen stellen wir fest, dass die Spülung, mit der die Leitungen einmal im Jahr gereinigt werden, der Übeltäter ist und niemand die Dichtungsmaterialien ändert, um dieser Bedrohung für die Dichtungskomponenten Rechnung zu tragen.