Pumpe Dichtungsfehler ist eines der häufigsten Probleme in industriellen Pumpensystemen und verursacht kostspielige Ausfallzeiten und Reparaturen. Wenn Sie verstehen, warum Dichtungen versagen, können Sie diese Probleme vermeiden und den reibungslosen Betrieb Ihrer Anlagen gewährleisten.
Mechanische Ursachen
Fast 40 % aller Dichtungsfehler sind auf mechanische Probleme zurückzuführen. Diese Probleme sind in der Regel auf unsachgemäße Installation oder Geräteverschleiß zurückzuführen.
Fehlausrichtung und Installationsfehler
Eine Fehlausrichtung der Welle verursacht 15-20 % der Gleitringdichtung Pumpenausfälle. Wenn die Pumpenwelle nicht korrekt mit der Motorwelle fluchtet, entsteht ein ungleichmäßiger Druck auf die Dichtflächen.
Durch diese Fehlausrichtung wird die Dichtung bei jeder Drehung verformt. Mit der Zeit zersetzt sich das Dichtungsmaterial durch diese ständige Verformung und verursacht Lecks.
Montagefehler sind ebenso schädlich. Häufige Fehler sind die Verwendung ungeeigneter Werkzeuge, ungleichmäßiger Druck bei der Montage oder die Verunreinigung der Dichtflächen mit Schmutz oder Öl von den Fingern.
Abgenutzte Lager/Wellen und Vibrationen
Abgenutzte Lager verursachen übermäßige Wellenbewegungen, die die Dichtungen innerhalb von 500–1000 Betriebsstunden beschädigen. Wenn Lager verschleißen, taumelt die Welle, anstatt sich gleichmäßig zu drehen.
Durch dieses Wackeln entstehen Lücken zwischen den Dichtungsflächen. Durch diese Lücken kann Flüssigkeit austreten und Verunreinigungen in den Dichtungsbereich gelangen.
Vibrationen über 0.3 Zoll pro Sekunde deuten typischerweise auf Lagerprobleme hin. Eine regelmäßige Vibrationsüberwachung kann diese Probleme erkennen, bevor sie Ihre Dichtungen zerstören.
Thermisch-mechanische Belastung (Wärmeprüfung)
Wärmerisse treten in Form kleiner Risse auf der Dichtungsfläche auf, die einem Spinnennetzmuster ähneln. Dies geschieht, wenn die Dichtungsflächen schnellen Temperaturschwankungen von 50 °C oder mehr ausgesetzt sind.
Durch die ständige Ausdehnung und Kontraktion aufgrund von Temperaturschwankungen entstehen Spannungsrisse. Diese Risse werden mit jedem Wärmezyklus größer, bis die Dichtung vollständig versagt.
Betriebsbedingte Ursachen
Der Betrieb Ihrer Pumpe hat direkte Auswirkungen Leben versiegelnBedienungsfehler können eine neue Dichtung innerhalb von Minuten zerstören oder sie über Monate hinweg langsam schädigen.
Trockenlauf / Schmierverlust
Der Trockenlauf einer Pumpe zerstört Gleitringdichtungen in weniger als 30 Sekunden. Um direkten Kontakt zu vermeiden, benötigen die Dichtungsflächen einen dünnen Flüssigkeitsfilm zwischen sich.
Ohne diesen Flüssigkeitsfilm reiben die Flächen aneinander und erzeugen extreme Hitze. Die Temperaturen können innerhalb von Sekunden 1000 °F erreichen, wodurch die Dichtungsmaterialien.
Schmiermittelverlust tritt häufig auf, wenn Tanks leerlaufen oder sich Dampfblasen in der Saugleitung bilden. Der Einbau von Füllstandsschaltern und eine ordnungsgemäße Entlüftung verhindern die meisten Trockenlaufvorfälle.
Kavitation und Verdampfung
Kavitation tritt auf, wenn der Saugdruck einer Pumpe unter den Dampfdruck der Flüssigkeit fällt. Dadurch entstehen winzige Blasen, die in der Nähe der Dichtungsflächen heftig platzen.
Jeder Blasenplatzer erzeugt einen mikroskopisch kleinen Hammerschlag. Tausende dieser Stöße pro Sekunde erodieren das Dichtungsflächenmaterial wie beim Sandstrahlen.
Verdampfung tritt auf, wenn Flüssigkeit an der Dichtungsschnittstelle blitzartig zu Dampf wird. Dieser Dampf verhindert eine ordnungsgemäße Schmierung und verursacht die gleichen Trockenlaufschäden, die bereits erwähnt wurden.
Druckspitzen und hydraulischer Schock
Druckspitzen, die 150 % des normalen Betriebsdrucks übersteigen, können Dichtungen sofort beschädigen. Diese Spitzen treten häufig auf, wenn Ventile zu schnell schließen oder wenn Pumpen gegen geschlossene Auslassventile anlaufen.
Hydraulische Stöße (Wasserschläge) erzeugen Druckwellen, die auf die Dichtungsflächen treffen. Schon ein einziger starker Stoß kann zu Rissen in den Dichtungsflächen oder zum Platzen von Elastomeren führen.
Durch den Einbau von Überdruckventilen und den Einsatz von Sanftanlaufmotoren lassen sich diese schädlichen Druckereignisse reduzieren. Eine ordnungsgemäße Ventilbedienung verhindert zudem die meisten hydraulischen Schocks.
Betrieb außerhalb der Konstruktionsgrenzen
Jede Gleitringdichtung unterliegt bestimmten Druck-, Temperatur- und Drehzahlgrenzen. Ein Betrieb außerhalb dieser Grenzen verkürzt die Lebensdauer der Dichtung erheblich.
Der Betrieb einer Dichtung mit einer Nennleistung von 150 psi bei 200 psi verkürzt ihre Lebensdauer um 75 %. Ebenso kann eine Überschreitung der Temperaturgrenzen um nur 25 °F die Lebensdauer der Dichtung halbieren.
Stellen Sie stets sicher, dass Ihre Betriebsbedingungen den Konstruktionsspezifikationen der Dichtung entsprechen. Ändern sich die Prozessbedingungen, benötigen Sie möglicherweise andere Dichtungsmaterialien oder -konstruktionen.
Umweltbedingte Ursachen
Die Umgebung Ihrer Pumpe beeinflusst die Dichtungsleistung ebenso stark wie die Art und Weise, wie Sie sie bedienen. Externe Faktoren können Dichtungsmaterialien angreifen oder den ordnungsgemäßen Betrieb beeinträchtigen.
Feststoffverunreinigung
Feste Partikel mit einer Größe von nur 10 Mikrometern können Dichtungsflächen beschädigen. Diese Partikel gelangen zwischen die Dichtungsflächen und wirken wie Schleifmittel.
Sandige oder kiesige Flüssigkeiten stellen offensichtlich ein Problem dar. Doch selbst sauber aussehende Flüssigkeiten können schädliche Partikel enthalten, die durch Rohrablagerungen, Rost oder Prozessverunreinigungen entstehen.
Durch die Installation einer geeigneten Filterung werden die meisten schädlichen Partikel entfernt. Spülsysteme dass kontinuierlich Reinigen Sie die Dichtung Bereich verlängern auch die Lebensdauer der Dichtung in kontaminierten Bereichen.
Ätzender/chemischer Angriff
Chemische Angriffe zerstören Dichtungsmaterialien auf molekularer Ebene. Das falsche Material in der falschen Chemikalie kann innerhalb von Stunden statt Jahren versagen.
Elastomere quellen auf, verhärten oder lösen sich auf, wenn sie mit unverträglichen Chemikalien in Berührung kommen. Bei Korrosion bilden sich Löcher, Risse oder Erosionen an Metallkomponenten.
Überprüfen Sie vor der Auswahl von Dichtungsmaterialien stets die chemische Verträglichkeit. Im Zweifelsfall konsultieren Sie Kompatibilitätstabellen oder führen Sie Tauchtests durch.
Extreme Temperaturen
Temperaturen unter -20 °F machen Elastomere spröde und rissanfällig. Am anderen Extrem führen Temperaturen über 400 °F zum Zerfall der meisten Dichtungsmaterialien.
Schnelle Temperaturschwankungen verursachen noch größere Schäden als dauerhaft extreme Temperaturen. Eine Temperaturschwankung von 100 °C kann harte Dichtungsflächen durch einen Thermoschock brechen lassen.
Die Verwendung temperaturgerechter Materialien und die Vermeidung schneller Temperaturwechsel verhindern die meisten thermischen Ausfälle. Wärmetauscher oder Kühlspülsysteme helfen bei Anwendungen mit extremen Temperaturen.
Externe Vibrationen und Stöße
In der Nähe befindliche Geräte können Vibrationen über Rohrleitungen und Fundamente auf Ihre Pumpe übertragen. Diese externen Vibrationen verstärken die bereits vorhandenen Pumpenvibrationen.
Bauarbeiten, Gabelstaplerverkehr oder andere Pumpen können Stoßbelastungen verursachen. Diese plötzlichen Stöße führen dazu, dass die Dichtungsflächen des Behälters kurzzeitig auseinandergehen, was zu Leckagen und Verunreinigungen führen kann.
Eine geeignete Fundamentkonstruktion und Schwingungsisolierung reduzieren externe Vibrationseffekte. Flexible Verbindungsstücke in Rohrleitungen tragen ebenfalls dazu bei, Pumpen von externen Vibrationsquellen zu isolieren.
Materialbedingte Ursachen
Selbst die beste Dichtungskonstruktion versagt, wenn die falschen Materialien verwendet werden. Die Materialauswahl beeinflusst jeden Aspekt der Dichtungsleistung, von der chemischen Beständigkeit bis zur Lebensdauer.
Materialunverträglichkeit
Die Verwendung inkompatibler Materialien ist für 25 % der vorzeitigen Dichtungsausfälle verantwortlich. Jedes Dichtungsmaterial unterliegt spezifischen chemischen und temperaturbedingten Einschränkungen.
Beispielsweise quillt Buna-N-Kautschuk in Erdöl auf und wird weich. Viton zersetzt sich im Dampfbetrieb. Kohlenstoffgraphit verträgt keine starken Oxidationsmittel.
Passen Sie die Dichtungsmaterialien stets Ihren spezifischen Betriebsbedingungen an. Berücksichtigen Sie bei der Materialauswahl Temperatur, Druck, chemische Zusammensetzung und pH-Wert.
Abrasion und Erosion
Abrieb entsteht, wenn feste Partikel durch direkten Kontakt Dichtungsflächen abnutzen. Selbst weiche Partikel wie Mehl oder Zucker können mit der Zeit abrasiv wirken.
Erosion entsteht, wenn Dichtungsmaterial durch Hochgeschwindigkeitsströmungen weggespült wird. Dies ist besonders bei Schlämmen oder Hochgeschwindigkeitspumpen problematisch.
Harte Oberflächenmaterialien wie Siliziumkarbid sind abriebfester als weiche Materialien. Spezielle Oberflächendesigns können zudem den Durchfluss umleiten und so die Erosion minimieren.
Extrusion unter Druck
Hoher Druck zwingt weiche Dichtungskomponenten in Zwischenräume. Diese Extrusion beschädigt O-Ringe, Dichtungen und andere Elastomerteile.
Druckzyklen verschlimmern die Extrusion. Jede Druckspitze drückt das Material weiter in die Lücken, bis Stücke abbrechen.
Durch die Verwendung von Stützringen und die Auswahl geeigneter Härtematerialien lassen sich die meisten Extrusionsprobleme vermeiden. Durch die Minimierung der Abstände wird das Extrusionsrisiko ebenfalls verringert.
Druckverformungsrest und Aushärtung
Kompressionssatz tritt auf, wenn sich Elastomere unter ständiger Kompression dauerhaft verformen. Das Material verliert seine Fähigkeit, zurückzufedern und richtig abzudichten.
Hitze und chemische Einflüsse beschleunigen die Druckverformung. Ein O-Ring, der jahrelang halten sollte, kann unter rauen Bedingungen innerhalb von Monaten versagen.
Regelmäßiger Dichtungswechsel vor dem Auftreten von Druckverformungsresten verhindert unerwartete Ausfälle. Die Wahl hochwertiger Elastomere verlängert zudem die Lebensdauer.
Ermüdung und Materialverschleiß
Alle Dichtungsmaterialien unterliegen mit der Zeit einer Materialermüdung. Ständige Druckschwankungen, Temperaturschwankungen und mechanische Belastungen schwächen die Materialien allmählich.
Durch normalen Verschleiß wird Material langsam von den Dichtungsflächen abgetragen. Dieser Verschleiß beschleunigt sich, wenn die Bedingungen nicht optimal sind oder die Wartung vernachlässigt wird.
