Wir wissen, dass eine Gleitringdichtung so lange halten sollte, bis die Kohlenstoffablagerungen verschleißen. Unsere Erfahrung zeigt jedoch, dass dies bei der originalen, in der Pumpe verbauten Dichtung nie der Fall ist. Wir kaufen eine teure neue Gleitringdichtung, und auch diese verschleißt nicht. War die neue Dichtung also eine Fehlinvestition?
Nicht wirklich. Sie tun hier etwas, das logisch erscheint – Sie versuchen, das Dichtungsproblem durch den Kauf einer anderen Dichtung zu lösen –, aber das ist so, als ob man versuchen würde, eine gute Lackierung an einem Auto zu erzielen, indem man eine gute Markenfarbe kauft.
Für eine gute Lackierung Ihres Autos müssen Sie vier Dinge beachten: 1. Die Karosserie vorbereiten (Metallreparatur, Rostentfernung, Schleifen, Abkleben usw.); 2. Eine gute Lackmarke kaufen (Lack ist nicht gleich Lack); 3. Den Lack korrekt auftragen (mit genau dem richtigen Luftdruck, ohne Tropfen oder Läufer und mit häufigem Schleifen zwischen Grundierung und Decklack); 4. Den Lack nach dem Auftragen pflegen (waschen, wachsen und in der Garage unterstellen).
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Wenn man diese vier Punkte beachtet, wie lange hält dann eine Autolackierung? Natürlich jahrelang. Geht man vor die Tür und beobachtet die vorbeifahrenden Autos, sieht man überall Leute, die diese vier Punkte nicht beachten. Tatsächlich ist es so selten, dass wir ein älteres Auto in gutem Zustand bewundern, wenn wir es sehen.
Eine gute Dichtungslebensdauer erfordert ebenfalls vier Schritte. Sie sollten eigentlich selbsterklärend sein, aber sehen wir sie uns trotzdem einmal an.
Bereiten Sie die Pumpe für die Dichtung vor – das ist die Gehäusearbeit.
Kaufen Sie eine gute Versiegelung – die gute Farbe
Dichtmasse korrekt montieren – Farbe korrekt auftragen
Wenden Sie gegebenenfalls die korrekten Klimatisierungsmaßnahmen an (was wahrscheinlich der Fall ist) – waschen und wachsen Sie außerdem.
Wir werden jedes dieser Themen detailliert betrachten und hoffentlich die Lebensdauer unserer Gleitringdichtungen so weit verlängern, dass die meisten von ihnen verschleißen. Diese Informationen beziehen sich auf Kreiselpumpen, sind aber auch auf nahezu alle Arten von rotierenden Maschinen anwendbar, einschließlich Mischer und Rührwerke.
Bereiten Sie die Pumpe für die Abdichtung vor.
Zur Vorbereitung sollten Sie Pumpe und Treiber mithilfe eines Laser-Ausrichtgeräts ausrichten. Ein Adapter für Rahmen der Größen C oder D ist noch besser geeignet.
Anschließend wird die rotierende Baugruppe dynamisch ausgewuchtet. Dies kann mit den meisten Schwingungsanalysegeräten erfolgen. Sollten Sie das entsprechende Programm nicht besitzen, wenden Sie sich bitte an Ihren Lieferanten. Achten Sie darauf, dass die Welle nicht verbogen ist und dass sie zwischen den Spitzen gedreht wird.
Es empfiehlt sich, Wellenhülsen zu vermeiden, da eine massive Welle weniger anfällig für Verformungen ist und sich viel besser für eine Gleitringdichtung eignet. Außerdem sollte man versuchen, die Belastung der Rohrleitung nach Möglichkeit zu reduzieren.
Verwenden Sie eine Pumpe mit Mittellinienbauweise, wenn die Produkttemperatur über 100 °C liegt, da dies Rohrleitungsspannungen an der Pumpe reduziert. Setzen Sie außerdem Pumpen mit einem geringen Verhältnis von Wellenlänge zu Durchmesser ein. Dies ist besonders wichtig bei Pumpen mit intermittierendem Betrieb.
Verwenden Sie eine überdimensionierte Stopfbuchse, vermeiden Sie konische Ausführungen und sorgen Sie für ausreichend Platz an der Dichtung. Versuchen Sie, die Stopfbuchsenfläche so rechtwinklig wie möglich zur Welle zu gestalten. Dies kann mithilfe von Plandrehwerkzeugen erreicht werden. Reduzieren Sie Vibrationen durch alle Ihnen bekannten Techniken.
Es ist unbedingt darauf zu achten, dass die Pumpe nicht kavitiert, da sich die Dichtflächen sonst aufspringen und möglicherweise beschädigt werden. Auch ein Wasserschlag kann auftreten, wenn die Pumpe während des Betriebs die Stromversorgung unterbricht. Treffen Sie daher vorbeugende Maßnahmen, um diese Probleme zu vermeiden.
Bei der Vorbereitung der Pumpe für die Abdichtung müssen einige Punkte überprüft werden, unter anderem: dass die Masse des Pumpen-/Motorgestells mindestens das Fünffache der Masse der darauf befindlichen Hardware beträgt; dass zwischen dem Pumpeneinlass und dem ersten Krümmer ein Rohrdurchmesser von zehn Durchmessern vorhanden ist; und dass die Grundplatte waagerecht und fest verfugt ist.
Halten Sie das offene Laufrad so eingestellt, dass Vibrationen und interne Zirkulationsprobleme minimiert werden. Achten Sie auf die korrekte Schmierung der Lager und verhindern Sie das Eindringen von Wasser und Feststoffen in den Lagerraum. Ersetzen Sie außerdem die Fett- oder Lippendichtungen durch Labyrinth- oder Gleitringdichtungen.
Vermeiden Sie unbedingt den Anschluss von Druckumlaufleitungen an die Stopfbuchse; in den meisten Fällen ist eine Saugumlaufleitung besser geeignet. Falls die Pumpe Verschleißringe besitzt, überprüfen Sie unbedingt deren Spiel.
Bei der Vorbereitung der Pumpe ist abschließend darauf zu achten, dass die medienberührten Teile der Pumpe aus korrosionsbeständigen Materialien gefertigt sind, da Reinigungs- und Lösungsmittel in den Leitungen manchmal Probleme verursachen, die der Konstrukteur nicht vorhergesehen hat.
Anschließend muss jegliche Luft, die möglicherweise auf der Saugseite der Pumpe eindringt, abgedichtet und jegliche Luft, die sich im Spiralgehäuse befindet, entfernt werden.
Besorgen Sie sich eine gute Dichtung.
Verwenden Sie hydraulisch ausbalancierte Konstruktionen, die sowohl Druck als auch Vakuum abdichten. Wenn Sie ein Elastomer in der Dichtung verwenden möchten, setzen Sie nach Möglichkeit einen O-Ring ein. O-Ringe sind aus vielen Gründen die beste Wahl. Achten Sie jedoch darauf, dass der O-Ring nicht federbelastet wird, da er sich sonst nicht wie vorgesehen biegen oder abrollen kann.
Sie sollten außerdem reibungsfreie Dichtungskonstruktionen verwenden, da Wellenreibung eine Hauptursache für vorzeitigen Dichtungsausfall ist.
Stationäre Dichtungen (bei denen sich die Federn nicht mit der Welle drehen) eignen sich besser als rotierende Dichtungen (bei denen sich die Federn drehen) zum Abdichten von flüchtigen Emissionen und anderen Flüssigkeiten. Dichtungen mit kleinen Federn sollten diese nicht mit der Flüssigkeit in Berührung kommen, da sie sonst leicht verstopfen. Es gibt zahlreiche Dichtungskonstruktionen, die diese Verstopfungsvermeidung gewährleisten.
Eine breite, harte Dichtfläche eignet sich hervorragend für die radialen Bewegungen, die in Mischeranwendungen auftreten, sowie für Dichtungen, die physisch weit von den Lagern entfernt positioniert sind.
Sie benötigen außerdem eine Art Schwingungsdämpfung für Hochtemperatur-Metallbalgdichtungen, da ihnen das Elastomer fehlt, das normalerweise diese Funktion erfüllt.
Verwenden Sie Konstruktionen, die die Dichtflüssigkeit am Außendurchmesser der Dichtung halten. Andernfalls schleudert die Zentrifugalkraft Feststoffe in die Läppflächen und behindert deren Bewegung bei Verschleiß des Kohlenstoffs. Verwenden Sie außerdem ungefüllte Kohlenstoffe für die Dichtflächen, da diese die beste Wahl sind und die Kosten überschaubar sind.
Außerdem sollten Sie sicherstellen, dass Sie alle Dichtungsmaterialien identifizieren können, da es unmöglich ist, bei einem „unbekannten Material“ Fehler zu beheben.
Lassen Sie sich vom Lieferanten nicht einreden, dass sein Material firmeneigen sei. Wenn das seine Haltung ist, suchen Sie sich einen anderen Lieferanten oder Hersteller, sonst haben Sie alle Probleme, die Sie haben werden, selbst verdient.
Vermeiden Sie es, Elastomere mit der Dichtfläche in Berührung zu bringen. Das Elastomer ist der hitzeempfindlichste Teil der Dichtung, und die Temperatur ist an den Dichtflächen am höchsten.
Gefährliche oder teure Produkte sollten stets mit doppelten Dichtungen versehen sein. Achten Sie unbedingt auf einen ausgeglichenen Hydraulikdruck in beide Richtungen, da sonst die Gefahr besteht, dass sich eine der Dichtungsflächen bei einem Druckumschwung oder einer Druckwelle öffnet.
Abschließend ist darauf zu achten, dass bei Konstruktionen mit in eine Metallhalterung gepresstem Carbon sichergestellt wird, dass das Carbon gepresst und nicht etwa „eingeschrumpft“ wurde. Gepresstes Carbon passt sich Unebenheiten in der Metallhalterung an und sorgt so für plan geschliffene Flächen.
Die Dichtung korrekt montieren
Kartuschendichtungen sind die einzige sinnvolle Konstruktion, wenn man Laufradeinstellungen vornehmen möchte, und sie sind viel einfacher zu installieren, da man weder eine Zeichnung benötigt noch irgendwelche Messungen vornehmen muss, um die richtige Flächenlast zu erhalten.
Kartuschen mit doppelter Dichtung sollten über einen eingebauten Pumpring verfügen. Um Produktverdünnungsprobleme zu vermeiden, sollte nach Möglichkeit eine Pufferflüssigkeit (niedrigerer Druck) zwischen den Dichtungen verwendet werden.
Öl jeglicher Art sollte aufgrund seiner geringen spezifischen Wärmekapazität und schlechten Leitfähigkeit nicht als Pufferflüssigkeit verwendet werden.
Beim Einbau sollte die Dichtung so nah wie möglich an den Lagern positioniert werden. In der Regel ist genügend Platz vorhanden, um die Dichtung aus der Stopfbuchse herauszubewegen und den Stopfbuchsenbereich anschließend für eine Stützbuchse zu nutzen, um die rotierende Welle zu stabilisieren.
Je nach Anwendung muss entschieden werden, ob diese Stützbuchse axial fixiert werden muss.
Geteilte Dichtungen sind auch in so gut wie jeder Anwendung sinnvoll, die keine doppelten Dichtungen oder eine Abdichtung gegen flüchtige Emissionen (Leckagen werden in Teilen pro Million gemessen) erfordert.
Bei doppelseitigen Pumpen sollten Sie ausschließlich geteilte Dichtungen verwenden, da Sie andernfalls beide Dichtungen austauschen müssen, wenn nur eine Dichtung defekt ist.
Sie ermöglichen es Ihnen außerdem, Dichtungen zu wechseln, ohne dass eine Neuausrichtung des Pumpenantriebs erforderlich ist.
Dichtflächen bei der Montage nicht einfetten und die geläppten Flächen vor Verunreinigungen schützen. Falls eine Schutzbeschichtung auf den Dichtflächen vorhanden ist, diese vor der Montage entfernen.
Bei Gummibalgdichtungen ist ein spezielles Schmiermittel erforderlich, damit der Balg an der Welle haftet. Normalerweise handelt es sich um eine Flüssigkeit auf Erdölbasis; zur Sicherheit sollten Sie jedoch Ihren Lieferanten kontaktieren. Gummibalgdichtungen benötigen außerdem eine Wellenoberfläche mit einer Oberflächenrauheit von mindestens 40 RMS, da die Dichtung sonst nicht gut haftet.
Abschließend ist bei der Montage in vertikaler Position unbedingt darauf zu achten, die Stopfbuchse an den Dichtflächen zu entlüften. Gegebenenfalls muss diese Entlüftung nachgerüstet werden, falls der Pumpenhersteller sie nicht vorgesehen hat.
Viele Kartuschendichtungen verfügen über eine eingebaute Entlüftung, die Sie an den Pumpenansaugpunkt oder einen anderen Niederdruckpunkt im System anschließen können.
Kümmere dich um die Robbe
Der letzte Schritt für eine lange Lebensdauer der Dichtung ist deren kontinuierliche Pflege. Dichtungen benötigen eine kühle, saubere Schmierflüssigkeit. Auch wenn wir selten eine solche Flüssigkeit zum Abdichten haben, könnten Sie durch den Einsatz einer Klimatisierung im Stopfbuchsenbereich Ihr Produkt in ein solches Medium verwandeln.
Bei Verwendung einer doppelwandigen Stopfbuchse muss der Mantel sauber sein. Kondensat oder Dampf eignen sich am besten zur Zirkulation durch den Mantel.
Versuchen Sie, eine Carbonbuchse am Ende der Stopfbuchse einzubauen, die als Wärmebarriere dient und zur Stabilisierung der Stopfbuchsentemperatur beiträgt.
Das Spülen ist die effektivste Methode zur Umweltkontrolle, da es zu einer Produktverdünnung führt. Bei Verwendung der richtigen Dichtung ist jedoch nur wenig Spülflüssigkeit erforderlich. Vier bis fünf Gallonen pro Stunde (beachten Sie, dass ich Stunde und nicht Minute gesagt habe) sollten für diese Art von Dichtung ausreichend sein.
Um eine Wärmeentwicklung zu vermeiden, sollte die Flüssigkeit in der Stopfbuchse in Bewegung gehalten werden. Durch die Saugumwälzung werden Feststoffe entfernt, die schwerer sind als das zu versiegelnde Produkt.
Da dies der häufigste Schlammzustand ist, sollten Sie die Saugumwälzung als Standardverfahren anwenden. Informieren Sie sich außerdem, wann Sie sie nicht einsetzen sollten.
Die Rückführung des Kühlwassers ermöglicht es, den Druck in der Stopfbuchse zu erhöhen und so das Verdampfen von Flüssigkeit zwischen den Dichtflächen zu verhindern. Richten Sie die Rückführungsleitung nicht direkt auf die Dichtflächen, da diese dadurch beschädigt werden könnten. Bei Verwendung eines Metallbalgs kann die Rückführungsleitung wie ein Sandstrahlgerät wirken und die dünnen Balgplatten beschädigen.
Ist das Produkt zu heiß, muss der Stopfbuchsenbereich gekühlt werden. Es ist wichtig zu beachten, dass diese Umgebungsbedingungen besonders wichtig sind, wenn die Pumpe stillsteht, da die Haltezeiten und die Abkühlvorgänge die Temperatur in der Stopfbuchse drastisch verändern und dadurch den Aggregatzustand des Produkts beeinflussen können.
Gefährliche Produkte benötigen eine Stopfbuchse nach API-Norm, wenn keine Doppeldichtung verwendet wird. Die zur API-Konfiguration gehörende Notfallbuchse schützt die Dichtung vor Beschädigungen, falls es bei laufender Pumpe zu einem Lagerausfall kommt.
Stellen Sie sicher, dass die API-Anschlüsse korrekt hergestellt sind. Es kann leicht passieren, dass die vier Anschlüsse verwechselt werden und die Spül- oder Rezirkulationsleitung an den Quenchanschluss angeschlossen wird.
Achten Sie darauf, nicht zu viel Dampf oder Wasser durch den Kühlanschluss zu leiten, da dieses sonst in das Lagergehäuse gelangen kann. Austretendes Wasser am Ablassanschluss wird von den Bedienern oft fälschlicherweise als Dichtungsdefekt interpretiert. Stellen Sie sicher, dass sie den Unterschied kennen.
Umsetzung dieser Dichtungstipps
Führt irgendjemand jemals alle vier Schritte durch? Leider nein. Würden wir das tun, wären 85 bis 90 Prozent unserer Dichtungen verschlissen, statt der tatsächlich auftretenden zehn bis 15 Prozent. Vorzeitig defekte Dichtungen mit noch reichlich vorhandener Kohlenstoffschicht sind weiterhin die Regel.
Die häufigste Ausrede für die geringe Lebensdauer unserer Dichtungen ist, dass man nie Zeit hat, es richtig zu machen, gefolgt von dem Klischee: „Aber man kann es ja immer noch reparieren.“ Die meisten von uns führen ein oder zwei der notwendigen Schritte durch und stellen dadurch eine längere Lebensdauer der Dichtungen fest. Eine längere Lebensdauer ist zwar gut, aber noch lange kein Zeichen für verschlissene Dichtungen.
Denken Sie mal kurz darüber nach. Wenn die Dichtung ein Jahr hält, wie groß kann das Problem dann schon sein? Die Temperatur kann nicht zu hoch und der Druck nicht zu stark sein. Wäre das der Fall, würde die Dichtung nicht erst nach einem Jahr versagen. Aus demselben Grund kann das Produkt auch nicht zu stark verschmutzt sein.
Oftmals liegt das Problem in einer fehlerhaften Dichtung, die die Welle beschädigt und so einen Leckagepfad durch die beschädigte Hülse oder Welle verursacht. Manchmal ist aber auch die jährliche Spülung der Leitungen die Ursache, und niemand passt die Dichtungsmaterialien an diese Gefährdung der Dichtungskomponenten an.
Veröffentlichungsdatum: 25. August 2023