Was ist der Unterschied zwischen Pufferflüssigkeit und Sperrflüssigkeit?

Pufferflüssigkeit und Sperrflüssigkeit sind zwei wichtige Komponenten, die in Gleitringdichtungen verwendet werden. Viele Menschen kennen jedoch die wesentlichen Unterschiede zwischen ihnen nicht.

Die Verwendung der falschen Flüssigkeit kann zu Dichtungsfehler, Leistungseinbußen und kostspielige Ausfallzeiten.

In diesem Beitrag erklären wir genau, was Pufferflüssigkeiten und Sperrflüssigkeiten sind, heben die wichtigsten Unterschiede in Bereichen wie Druck und Anwendung hervor, behandeln die verschiedenen Arten der verwendeten Flüssigkeiten und erklären die wesentlichen Eigenschaften, auf die Sie bei der Auswahl achten sollten.

Was ist Pufferflüssigkeit?

Pufferflüssigkeit ist eine Flüssigkeit, die in doppelten Gleitringdichtungen zur Schmierung und Kühlung der Dichtungsflächen verwendet wird. Bei einer doppelten Dichtungsanordnung wird die Pufferflüssigkeit unter einem niedrigeren Druck als die Prozessflüssigkeit, aber über dem atmosphärischen Druck gehalten. Diese Flüssigkeit fungiert als Barriere zwischen der Prozessflüssigkeit und der Atmosphäre und verhindert so das Austreten von Prozessflüssigkeit in die Umgebung.

Was ist eine Sperrflüssigkeit?

Sperrflüssigkeiten werden in Einzel- oder doppelte Gleitringdichtungen um eine vollständige Trennung zwischen dem Prozessfluid und der Atmosphäre zu gewährleisten. Das Sperrfluid wird auf einem höheren Druck als das Prozessfluid gehalten, wodurch ein positiver Fluss in die DichtungskammerDieser Überdruck stellt sicher, dass auftretende Leckagen von der Sperrflüssigkeit in den Prozess gelangen und nicht in die Umgebung entweichen.

Hauptunterschiede zwischen Pufferflüssigkeiten und Sperrflüssigkeiten

Druckscheiben

Der Pufferflüssigkeitsdruck wird typischerweise auf einem Niveau gehalten, das etwas höher ist als der Dichtungskammerdruck. Diese positive Druckdifferenz verhindert, dass Prozessflüssigkeit in das Pufferflüssigkeitssystem gelangt.

Der Druck der Sperrflüssigkeit liegt deutlich über dem Druck in der Dichtungskammer, oft 1.4 bis 2.8 bar (20 bis 40 psi) darüber. Der hohe Druck der Sperrflüssigkeit bildet eine physikalische Barriere, die die Prozessflüssigkeit vollständig von der Atmosphäre isoliert.

Zweck

Pufferflüssigkeiten dienen der Schmierung und Kühlung der Gleitringdichtung Gesichter, die sich erstrecken Leben versiegeln and reliability. They also prevent crystallization or coking of the process fluid at the seal faces.

Sperrflüssigkeiten gehen noch einen Schritt weiter, indem sie die Prozessflüssigkeit vollständig von der Umgebung isolieren. Die Sperrflüssigkeit bildet eine Flüssigkeitsdichtung und verhindert so jeglichen Kontakt zwischen der Prozessflüssigkeit und der Atmosphäre.

Antragsprozess

Sperrflüssigkeitssysteme werden häufig dort eingesetzt, wo ein mäßiger Flüssigkeitsaustritt über die Dichtungsflächen toleriert werden kann. Sie eignen sich für ungefährliche Prozessflüssigkeiten und in Situationen, in denen gewisse Dichtungsemissionen zulässig sind.

Sperrflüssigkeitssysteme werden in Branchen wie der Öl- und Gasindustrie, der Petrochemie, der Pharmaindustrie und anderen Branchen eingesetzt, in denen mit aggressiven Chemikalien gearbeitet wird. Um maximale Sicherheit und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zu gewährleisten, ist häufig der Einsatz von Sperrflüssigkeiten erforderlich.

Leckage

In einem Sperrflüssigkeitssystem ist mit einer geringen Leckage an den Dichtungsflächen zu rechnen und wird entsprechend bewältigt. Die in den Prozess austretende Sperrflüssigkeit wird durch Nachspeisung aus einem externen Reservoir ausgeglichen.

Das Sperrflüssigkeitssystem verhindert das Austreten von Prozessflüssigkeit in die Atmosphäre. Der hohe Druck der Sperrflüssigkeit führt dazu, dass Leckagen von der Sperrflüssigkeit in den Prozess gelangen und nicht umgekehrt. Dies gewährleistet die Eindämmung gefährlicher Flüssigkeiten.

Arten von Puffer- und Sperrflüssigkeiten

Wasser

Wasser ist die einfachste und wirtschaftlichste Lösung für nicht korrosive Anwendungen mit moderaten Temperaturanforderungen. Es bietet gute Wärmeübertragungseigenschaften, kann aber in manchen Fällen zu Korrosion der Dichtungsflächen führen.

Glykollösungen

Flüssigkeiten auf Glykolbasis, wie etwa Ethylenglykol oder Propylenglykol gemischt mit Wasser, bieten im Vergleich zu reinem Wasser einen verbesserten Korrosionsschutz und einen erweiterten Betriebstemperaturbereich.

Kerosin und Dieselkraftstoffe

In der Kohlenwasserstoffverarbeitungsindustrie können leichte Kohlenwasserstoffe wie Kerosin oder Diesel zum Einsatz kommen. Diese bieten eine gute Kompatibilität mit der Prozessflüssigkeit, können jedoch Probleme hinsichtlich der Entflammbarkeit aufwerfen.

Alkohole

Niedermolekulare Alkohole wie Ethanol oder Methanol können bei niedrigen Temperaturen eingesetzt werden. Diese bieten eine gute Entflammbarkeit und Wärmeübertragung, können aber mit bestimmten Dichtungsmaterialien.

Öle auf Erdölbasis

Mineralöle werden häufig aufgrund ihrer hervorragenden Schmierfähigkeit und Kompatibilität mit vielen Elastomerdichtungsmaterialien verwendet. Sie eignen sich für einen breiten Betriebstemperaturbereich.

Synthetische Öle

Für Hochtemperaturanwendungen oder eine verbesserte Oxidationsstabilität werden synthetische Schmiermittel wie Polyalphaolefine (PAO), Polyglykole oder Perfluorpolyether (PFPE) verwendet.

Wärmeübertragungsflüssigkeiten

Bei Hochtemperaturanwendungen können Wärmeübertragungsflüssigkeiten wie aromatische Verbindungen oder Flüssigkeiten auf Silikonbasis erforderlich sein, um eine effiziente Kühlung und Wärmeableitung von den Dichtungsflächen zu gewährleisten.

Eigenschaften von Puffer- und Sperrflüssigkeiten

• Schutz: Die Flüssigkeit sollte ungiftig und ungefährlich sein, um im Falle eines Lecks oder Verschüttens die Risiken für Personal und Umwelt zu minimieren. Sie sollte einen hohen Flammpunkt und eine hohe Selbstentzündungstemperatur aufweisen.
• Nicht brennbar: Bei Anwendungen mit brennbaren Prozessflüssigkeiten oder hohen Temperaturen muss die Sperrflüssigkeit nicht brennbar sein, um Brände oder Explosionen zu vermeiden. In diesen Fällen werden Flüssigkeiten mit hohem Flammpunkt, wie z. B. bestimmte synthetische Öle, bevorzugt.
• Schmierfähigkeit: Die Flüssigkeit sollte für eine ausreichende Schmierung der Gleitringdichtungsflächen sorgen, um übermäßigen Verschleiß, Reibung und Wärmeentwicklung zu verhindern.
• Wärmeübertragung: In manchen Anwendungen dient die Sperrflüssigkeit als Wärmeträgermedium, um die Wärme von den Dichtungsflächen abzuleiten. Die Flüssigkeit sollte eine hohe spezifische Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit aufweisen, um die Wärme effektiv abzuführen und thermische Schäden an den Dichtungen zu vermeiden.
• Kompatibilität: Die Flüssigkeit muss mit den Materialien der Gleitringdichtung, der Prozessflüssigkeit und anderen Systemkomponenten kompatibel sein, um Zersetzung, Korrosion oder schädliche chemische Reaktionen zu verhindern.
• Stabilität: Die Puffer-/Sperrflüssigkeit sollte ihre Eigenschaften über einen weiten Betriebstemperatur- und Druckbereich hinweg beibehalten. Sie sollte Zersetzung, Oxidation und Schlammbildung widerstehen, um eine langfristige Leistung zu gewährleisten und den Bedarf an häufigen Flüssigkeitswechseln zu minimieren.
• Geringe Gaslöslichkeit: In Systemen, die mit Gasen oder flüchtigen Flüssigkeiten arbeiten, sollte die Puffer-/Sperrflüssigkeit eine geringe Gaslöslichkeit aufweisen, um die Bildung von Blasen oder Schaum zu verhindern, die die Dichtungsschnittstelle zerstören und Leckagen verursachen können.
• Spezifisches Gewicht: Das spezifische Gewicht der Flüssigkeit muss mit der Konstruktion des Rohrleitungssystems und der erforderlichen Druckdifferenz über der Gleitringdichtung kompatibel sein. In manchen Fällen kann eine Flüssigkeit mit einem höheren spezifischen Gewicht erforderlich sein, um die erforderliche Druckhöhe zu erreichen.
• Kosteneffizienz: Die Puffer-/Sperrflüssigkeit muss die erforderlichen Leistungsanforderungen erfüllen und gleichzeitig hinsichtlich Anschaffungspreis, Verbrauch und Wartungskosten kostengünstig sein.

Rohrleitungspläne für Puffer- und Sperrflüssigkeitssysteme

• 52 Plan: Bei diesem Konzept wird ein externer Behälter verwendet, um den Dichtungsraum mit Pufferflüssigkeit zu versorgen. Der Behälter wird auf einem niedrigeren Druck als dem Prozessdruck gehalten, sodass Leckagen in den Behälter zurückfließen können. Zur Regelung der Flüssigkeitstemperatur kann eine Kühlschlange oder ein Wärmetauscher eingesetzt werden.
• Plan 53A: Bei diesem Konzept wird dem Dichtungsraum eine unter Druck stehende Sperrflüssigkeit aus einem externen Reservoir zugeführt. Der Sperrflüssigkeitsdruck wird über dem Prozessdruck gehalten, um das Eindringen von Prozessflüssigkeit in den Dichtungsraum zu verhindern. Ein Pumpring oder Umwälzvorrichtung wird zum Umwälzen der Sperrflüssigkeit verwendet.
• Plan 53B: Ähnlich wie Plan 53A verwendet dieser Plan eine unter Druck stehende Sperrflüssigkeit, jedoch mit einem Blasenspeicher anstelle eines externen Reservoirs. Der Speicher hält den Druck der Sperrflüssigkeit aufrecht und gleicht thermische Ausdehnung oder Kontraktion aus.
• Plan 53C: Dieser Plan ist eine Variante von Plan 53A, die anstelle eines Blasenspeichers einen Kolbenspeicher enthält. Der Kolbenspeicher sorgt für eine positive Druckdifferenz und trägt zur Aufrechterhaltung eines konstanten Sperrflüssigkeitsdrucks bei.
• 54 Plan: Bei diesem Konzept wird eine externe Quelle verwendet, um den Dichtungsraum mit einer unter Druck stehenden Sperrflüssigkeit zu versorgen. Die Sperrflüssigkeit wird auf einem höheren Druck als dem Prozessdruck gehalten und mithilfe eines Pumpenrings oder einer Umwälzvorrichtung kontinuierlich durch den Dichtungsraum zirkuliert. Zur Temperaturregelung kann ein Wärmetauscher integriert werden.