Hohe Auflagen durch die Atex-Richtlinie hinsichtlich der Überwachung können den Einsatz von trockenlaufenden Gleitringdichtungen schnell unrentabel werden lassen. Chetra hat daher mit der 600MDA eine GLRD entwickelt, die unter bestimmten Betriebsbedingungen quasi außerhalb der Atex-Richtlinie rangiert.
Die Autoren: Hans J. Rabl Geschäftsführer, Chetra Heinz Untersehr Leiter Anwendungstechnik, Chetra
Trockenlaufende, einzelwirkende Gleitringdichtungen (GLRD) sind seit längerem als wirtschaftliche Alternative zu herkömmlichen flüssigkeitsgeschmierten oder gasgesperrten Doppel-GLRD für Rührwerke, Mischer und Reaktoren mit Obenantrieb im Einsatz. Seit Einführung der Richtlinie Atex 94/9/EG unterliegen trockenlaufende GLRD, einzel- wie doppeltwirkend, hohen Anforderungen hinsichtlich ihrer Überwachung während des Betriebs. In der Zone 0 (Kategorie 1) gelten beispielsweise folgende Auflagen:
- Einzel-GLRD, trockenlaufend mit zwei Zündschutzarten (Überwachungen) und Baumusterprüfung.
- Mehrfach-(Doppel-)GLRD, trockenlaufend mit entsprechenden Versorgungseinrichtungen und mit zwei Zündschutzarten (Überwachungen) sowie Baumusterprüfung.
- Mehrfach-(Doppel)-GLRD, flüssiggeschmiert – mit entsprechenden Versorgungseinrichtungen (Sperrdruckbehälter/Vorlagebehälter + Zubehör), sowie zwei Zündschutzarten (Überwachungen) und Baumusterprüfung.
Diese gesonderten Überwachungssysteme beobachten Parameter wie Temperatur, Druck und Niveau. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Sicherheitsabstand zur maximal zulässigen Oberflächentemperatur gewährleistet ist. Für die Überwachung entstehen zusätzliche Investitionskosten, die leicht im vier- bis fünfstelligen Bereich liegen können. Hinzu kommen Personalkosten für den Überwachungsprozess sowie die erforderliche Dokumentation. Hierzu gehören die Atex-Dokumentation mit EG-Baumusterprüfbescheinigung bzw. Hinterlegung bei der benannten Stelle sowie ggf. wiederkehrende Prüfungen.
Wirtschaftliche Nutzung unter Atex
In Chemiebetrieben sind Aggregate, die mit trockenlaufenden GLRD arbeiten, keine Seltenheit. Die beschriebenen Überwachungs-, Prüf- und Dokumentationsanforderungen bedeuten bei einer großen Anzahl ganz erhebliche Mehraufwendungen. Um die technischen und wirtschaftlichen Vorteile der trockenlaufenden GLRD – auch unter dem Sicherheitsaspekt der Atex-Richtlinien – weiterhin wirtschaftlich nutzen zu können, hat Chetra die trockenlaufende, einzelwirkende GLRD 600MDA entwickelt. Sie garantiert unter bestimmten Betriebsbedingungen eine maximale Erwärmung innerhalb der zulässigen Grenzwerte und liegt damit sozusagen „außerhalb der Atex“ bzw. es ist keine zusätzliche Überwachung (Zündschutzart) erforderlich.
Die 600MDA setzt u.a. an folgenden Stellen an:
- optimale Abstimmung der Druckentlastung der Gleitflächen
- optimierte Oberflächenkonstruktion der Gleitflächen
- konstruktive Sicherheit
- Werkstoffauswahl
Alle Gesichtspunkte wurden konsequent unter Berücksichtigung der grundsätzlichen technischen Erfordernisse einer Gleitringdichtung im Hinblick auf minimierte Temperaturentwicklung optimiert.
Die verschiedenen Konstruktions- und Materialansätze wurden in Prototypen umgesetzt, die ausführlichen Testreihen auf dem hauseigenen Prüfstand unterzogen wurden. Insbesondere wurden die Eigenschaften und Parameter Temperaturentwicklung, Wärmeleitfähigkeit und Wärmeübergang, Druckentlastung sowie Gleit-, Verschleiß-, Geräusch- und Leckageverhalten untersucht. Nach Vorliegen aussagekräftiger Ergebnisse wurde die Bureau Veritas Products Services / Abt. Atex mit der Bewertung gemäß Leitlinie zur Atex RL 94/9/EG, Unterkapitel 3.7.3, beauftragt. Die Zusammenfassung bezüglich Betrieb der GLRD 600MDA mit Blick auf die Richtlinie ist wie folgt:
Der Betrieb der GLRD 600MDA ist in festgelegten Einsatzgrenzen und unter festgelegten Einsatzbedingungen in allen Zonen und für alle brennbaren Gase und Flüssigkeiten mit Gaspolster möglich. Denn die Gleitringdichtung kann dann selbst im schlechtesten Fall keine Temperatur über +68 °C erreichen.
Bei weiter abgesteckten Einsatzgrenzen fällt die 600MDA unter die Atex und bekommt eine Temperaturklasse zugeordnet. Aber aufgrund ihrer ganz speziellen optimierten Eigenschaften genügt hier selbst für die Zone 0 die Zündschutzart „c“ (konstruktive Sicherheit). Eine weitere Zündschutzart ist nicht erforderlich. Details sind Tabelle 1 (Kategorie 1, Zone 0) und Tabelle 2 (Kategorie 2, Zone 1) zu entnehmen.
Die GLRD-Serie 600MDA umfasst die Abmessungen (DW): 40, 50, 60, 80, 100, 125, 140, 160 und 180 mm.
Parallel zur Entwicklung der einzelwirkenden GLRD 600MDA, wurde die Mehrfach-GLRD 597MDA als trockenlaufende Doppeldichtung in Cartridge-Ausführung entworfen. In Verbindung mit API-Plan 72 und 75 oder 76 erfüllt sie auch die Belange der TA-Luft.
Mit den beschriebenen Gleitringdichtungen hat der Betreiber in vielen Anwendungsbereichen die Möglichkeit, die wirtschaftlichen Vorteile der trockenlaufenden Dichtung ohne Mehrkosten durch zusätzliche teuere Überwachung(en) bzw. Zulassungen einzusetzen.
prozesstechnik-online.de/cav0212443
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