Welche Art von Schmiermittel wird für Gleitringdichtungen verwendet?

Gleitringdichtungen verwenden Schmierstoffe wie synthetische Öle, Fette, Trockenschmierstoffe und Sperr- oder Pufferflüssigkeiten, um Reibung und Verschleiß zu minimieren. Die Auswahl des richtigen Schmierstoffs hängt von Faktoren wie Temperatur, Druck, Geschwindigkeit, Flüssigkeitsverträglichkeit und Viskosität ab.

Wenn die Gleitringdichtung richtig eingebaut ist und die Pumpe läuft, erzeugt die rotierende Dichtungsfläche eine Zentrifugalkraft, die einen dünnen Flüssigkeitsfilm zwischen die Dichtungsflächen zieht. Dieser Flüssigkeitsfilm schmiert die Kontaktflächen und minimiert Reibung und Verschleiß. Die Flüssigkeit trägt auch dazu bei, die von den rotierenden Oberflächen erzeugte Wärme abzuleiten und verhindert so eine Überhitzung und thermische Schäden an den Dichtungskomponenten.

Schmierstoffarten für Gleitringdichtungen

Synthetische Öle

Synthetische Öle werden aufgrund ihrer ausgezeichneten thermischen und oxidativen Stabilität, geringen Flüchtigkeit und Kompatibilität mit verschiedenen Elastomeren und Dichtungsflächenmaterialien häufig als Schmiermittel in Gleitringdichtungen verwendet. Sie behalten ihre Viskosität über einen weiten Temperaturbereich bei und gewährleisten so auch in anspruchsvollen Umgebungen eine ordnungsgemäße Schmierung. Zu den üblichen synthetischen Ölen gehören Polyalphaolefine (PAOs), Polyalkylenglykole (PAGs) und Perfluorpolyether (PFPEs).

Synthetische Öle werden bevorzugt für Hochtemperaturanwendungen verwendet, wie etwa in Kesselspeisepumpen oder Reaktoren, wo Mineralöle sich zersetzen oder Ablagerungen auf den Dichtungsflächen bilden können. Sie eignen sich auch hervorragend für Anwendungen mit aggressiven Chemikalien oder korrosiven Flüssigkeiten, die herkömmliche Schmiermittel beschädigen können.

Fett

Fett ist ein halbfester Schmierstoff, der aus einem Grundöl, einem Verdickungsmittel und Additiven besteht. Es bietet hervorragende Dichtungs- und Schmiereigenschaften in Gleitringdichtungen, insbesondere bei Anwendungen mit niedrigen Geschwindigkeiten, hohen Belastungen oder intermittierendem Betrieb. Das Verdickungsmittel bildet einen Schutzfilm auf den Dichtungsflächen, verhindert direkten Kontakt und reduziert den Verschleiß.

Fette werden nach ihrem Grundöltyp (mineralisch, synthetisch oder pflanzlich) und ihrem Verdickungsmittel (seifehaltig oder seifenfrei) klassifiziert. Lithiumbasierte Fette werden häufig für allgemeine Anwendungen verwendet, während Silikon-, Fluor- oder Polyharnstofffette in Umgebungen mit hohen Temperaturen oder aggressiven Chemikalien verwendet werden.

Trockenschmierstoffe

Trockenschmierstoffe, auch Festschmierstoffe genannt, werden in Gleitringdichtungen verwendet, wo herkömmliche flüssige oder fetthaltige Schmierstoffe nicht geeignet sind. Sie werden als dünne Beschichtungen auf die Dichtungsflächen aufgetragen und sorgen durch ihre geringe Scherfestigkeit und hohe Tragfähigkeit für Schmierung. Gängige Trockenschmierstoffe sind Graphit, Molybdändisulfid (MoS2), Polytetrafluorethylen (PTFE) und hexagonales Bornitrid (hBN).

Trockenschmierstoffe sind ideal für Umgebungen mit hohen Temperaturen, Vakuum oder Strahlung, in denen flüssige Schmierstoffe verdunsten, sich zersetzen oder ausgasen würden. Sie eignen sich auch hervorragend für Anwendungen mit abrasiven Partikeln oder Verunreinigungen, die herkömmliche geschmierte Dichtungen verstopfen oder beschädigen könnten.

Barriere- und Pufferflüssigkeiten

In einigen Gleitringdichtung Bei diesen Konstruktionen werden Sperr- oder Pufferflüssigkeiten verwendet, um die Dichtungsflächen zu schmieren und zu kühlen und sie gleichzeitig von der Prozessflüssigkeit zu isolieren. Sperrflüssigkeiten werden in Doppel- oder Tandemdichtungen verwendet, wo sie den Raum zwischen der Primär- und Sekundärdichtung füllen und so eine saubere und kompatible Umgebung für die Dichtungsflächen schaffen. Pufferflüssigkeiten werden in Doppeldichtungen verwendet, wo sie unter einem höheren Druck als die Prozessflüssigkeit gehalten werden, um Leckagen zu verhindern.

Sperr- und Pufferflüssigkeiten werden auf Grundlage ihrer Kompatibilität mit der Prozessflüssigkeit, den Dichtungsflächenmaterialien und den Elastomeren ausgewählt. Dabei kann es sich um Wasser, synthetische Öle oder speziell formulierte Flüssigkeiten mit Additiven zur Verbesserung der Schmierung, zur Verhinderung von Korrosion oder zur Verhinderung von Zersetzung handeln. In der Pharma- oder Lebensmittelindustrie werden Schmierstoffe in Lebensmittelqualität oder von der FDA zugelassene Flüssigkeiten verwendet, um die Reinheit und Sicherheit der Produkte zu gewährleisten.

Faktoren, die die Schmierstoffauswahl beeinflussen

Temperatur

Der Betriebstemperaturbereich beeinflusst die Schmierstoffauswahl für Gleitringdichtungen erheblich. Hohe Temperaturen können dazu führen, dass Schmierstoffe zerfallen und ihre Viskosität und Schutzeigenschaften verlieren. Diese Verschlechterung kann zu erhöhtem Verschleiß der Dichtungsflächen führen, die Lebensdauer der Dichtung verkürzen und möglicherweise Leckagen verursachen. Umgekehrt können niedrige Temperaturen dazu führen, dass Schmierstoffe eindicken, wodurch ihre Fließfähigkeit und die ordnungsgemäße Schmierung der Dichtungsflächen beeinträchtigt werden. Die Auswahl eines Schmierstoffs mit einem breiten Temperaturbereich und guter thermischer Stabilität gewährleistet optimale Leistung unter unterschiedlichen Bedingungen.

Synthetische Öle wie Polyalphaolefine (PAOs) und Perfluorpolyether (PFPEs) bieten im Vergleich zu Mineralölen eine ausgezeichnete Hochtemperaturstabilität. Diese synthetischen Schmierstoffe behalten ihre Viskosität und Schmiereigenschaften auch bei erhöhten Temperaturen.

Druck

Auch der Betriebsdruck des Systems spielt bei der Schmierstoffauswahl eine entscheidende Rolle. Hohe Drücke können Schmierstoffe verdünnen, wodurch ihre Tragfähigkeit abnimmt und die Dichtungsflächen stärker verschleißen. In Extremfällen können hohe Drücke sogar dazu führen, dass Schmierstoffe verdampfen, was zu einem vollständigen Verlust der Schmierung führt. Die Auswahl eines Schmierstoffs mit hohem Viskositätsindex und gutem Druck-Viskositätskoeffizienten stellt sicher, dass er seine Schmiereigenschaften auch unter Hochdruckbedingungen beibehält.

Bei Hochdruckanwendungen können Schmierstoffe mit Additiven wie EP-Wirkstoffen und Verschleißschutzadditiven zusätzlichen Schutz bieten. Diese Additive bilden Schutzfilme auf den Dichtungsflächen, verringern den Verschleiß und verhindern Oberflächenschäden bei extremen Belastungen.

Geschwindigkeit

Auch die Drehzahl der Welle beeinflusst die Schmierstoffauswahl. Bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen entsteht aufgrund der erhöhten Reibung mehr Wärme, was zu einem Abbau des Schmierstoffs und einer verringerten Viskosität führen kann. Dies kann zu unzureichender Schmierung, erhöhtem Verschleiß und vorzeitigem Dichtungsversagen führen.

Schmierstoffe mit niedriger Viskosität, wie Leichtöle oder Fette mit geringer Konsistenz, werden häufig für Hochgeschwindigkeitsanwendungen bevorzugt. Diese Schmierstoffe weisen eine geringere innere Reibung auf und können leichter fließen, wodurch die Wärmeentwicklung verringert wird und die Dichtungsflächen ausreichend geschmiert werden. Synthetische Öle, wie Polyglykole und Ester, bieten eine ausgezeichnete Scherstabilität und eignen sich gut für Hochgeschwindigkeitsanwendungen.

Flüssigkeitskompatibilität

Die Kompatibilität zwischen Schmierstoff und Prozessflüssigkeit ist ein weiterer wichtiger Faktor bei der Schmierstoffauswahl. Der Schmierstoff muss dem Kontakt mit der Prozessflüssigkeit standhalten können, ohne zu zerfallen oder seine Schmiereigenschaften zu verlieren. Inkompatible Schmierstoffe können sich zersetzen und Ablagerungen auf den Dichtungsflächen bilden oder zum Aufquellen von Elastomerkomponenten führen, was zu Undichtigkeiten und vorzeitigem Dichtungsversagen führt.

Berücksichtigen Sie bei der Auswahl eines Schmiermittels die chemische Zusammensetzung der Prozessflüssigkeit und ihre Reaktivität mit verschiedenen Schmiermittelarten. Bei Anwendungen mit aggressiven Chemikalien oder Lösungsmitteln können beispielsweise fluorierte Öle oder Perfluorpolyether-Fette (PFPE) aufgrund ihrer hervorragenden chemischen Beständigkeit erforderlich sein. In der Lebensmittel- und Pharmaindustrie müssen Schmiermittel lebensmittelecht sein und den entsprechenden Vorschriften wie NSF H1 oder FDA-Richtlinien entsprechen.

Viskosität

Die Viskosität ist eine entscheidende Eigenschaft, die die Fähigkeit eines Schmiermittels bestimmt, einen stabilen Film zwischen den Dichtungsflächen zu bilden und vor Verschleiß zu schützen. Die optimale Viskosität hängt von Faktoren wie Betriebstemperatur, Druck, Geschwindigkeit und Dichtungsdesign ab. Ein Schmiermittel mit zu niedriger Viskosität bietet möglicherweise keine ausreichende Filmdicke, was zu erhöhter Reibung und Verschleiß führt. Umgekehrt kann ein Schmiermittel mit zu hoher Viskosität übermäßigen Widerstand und Wärmeentwicklung verursachen und so die Dichtungsleistung beeinträchtigen.

Die Viskosität sollte hoch genug sein, um unter Betriebsbedingungen einen stabilen Schmierfilm aufrechtzuerhalten, aber niedrig genug, um eine effiziente Wärmeableitung zu ermöglichen und Reibungsverluste zu minimieren. Schmierstoffen können Viskositätsindexverbesserer zugesetzt werden, um ihre Viskosität über einen weiten Temperaturbereich aufrechtzuerhalten und so optimale Leistung unter variablen Bedingungen sicherzustellen.