Die Standhaften

Der Autor: Claus Friedrich Produktmanager Pumpen SGL Group

Jeder Betreiber von Pumpen in der chemischen Industrie wird irgendwann mit den Einsatzgrenzen von Kunststoffpumpen konfrontiert (PP, HDPE, PVDF, PTFE, PFA). Denn die Lebensdauer von massiven, beschichteten oder ausgekleideten Kunststoffpumpen ist mit steigendem Druck und zunehmender Temperatur, Korrosivität, Diffusivität und Erosivität der geförderten Flüssigkeit begrenzt. Wegen der hohen Ausdehnungskoeffizienten, der Durchlässigkeit und des thermoplastischen Verhaltens von Kunststoffen ist es schwierig, bei der Auslegung der Pumpen das Spiel der rotierenden Teile zu berücksichtigen. Die Folge ist eine geringere Betriebssicherheit und kürzere Lebensdauer der Pumpen, wie häufige Betriebsausfälle in Chemieanlagen zeigen. Auch verschlechtern sich die mechanischen Eigenschaften und die Durchlässigkeit von Pumpen mit einer Auskleidung aus PTFE oder PFA, wenn die Temperatur der geförderten Flüssigkeit 140 °C übersteigt.

Als Antwort auf dieses Problem hat die Business Unit Process Technology der SGL Group einen Werkstoff entwickelt, der sich durch seine Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen auszeichnet. Der Verbundwerkstoff Diabon wird aus graphitiertem Kohlenstoff und Phenolharz hergestellt und ist extrem beständig gegen Korrosion, hohe Temperaturen und mechanische Belastungen. Diabon ist auch gegen die korrosivsten Medien sowie die meisten Säuren – einschließlich Salzsäure in beliebiger Konzentration, Chlorverbindungen, Schwefelsäure, Phosphorsäure und Beizbäder – voll beständig. Selbst in diesen extrem aggressiven Medien hält Diabon Temperaturen bis 200 °C problemlos stand. Es ist vollkommen gas- und flüssigkeitsdicht und quasi undurchlässig.

Dank seiner Kohlenstoffmatrix hat Diabon einen sehr niedrigen Ausdehnungskoeffizienten. Daraus ergeben sich ideale Werkstoffeigenschaften für die Herstellung von rotierenden Ausrüstungen, deren Spiel möglichst gering sein soll, um eine hohe und gleichmäßige hydraulische Leistung bei gleichzeitiger Begrenzung des internen Wiederumlaufs zwischen Laufrad und Schnecke zu gewährleisten. Für Hochdruckanwendungen von 16 bis 25 bar bietet die SGL Group auf Wunsch eine Verstärkung des Pumpenkörpers durch eine Carbonfaserumwicklung an. Dank dieser Optimierungsmaßnahme ist Diabon gegen besonders hohe mechanische Belastungen wie z. B. Druckstöße beständig.

Für korrosive Medien und Medien mit einem hohen Feststoffanteil hat die SGL Group auf Basis von amorphem Kohlenstoff den speziellen Verbundwerkstoff Durabon entwickelt. Im Labor durchgeführte Sandstrahltests haben gezeigt, dass Durabon eine ähnliche Härte wie Keramik aufweist, jedoch nicht deren Sprödigkeit. Pumpen aus Durabon verfügen über eine besonders hohe Abriebfestigkeit auch in korrosivsten Medien. Die SGL Group bietet speziell für diese Anwendungen eine Reihe von Freistrompumpen mit einem freien Durchgang bis 50 mm für Fördermengen bis 150 m3/h an.

Alle Pumpen entsprechen den Normen ISO 2858 und ISO 5199 und den Anforderungen von Atex. Die Fördermengen erreichen bis zu 450 m3/h und die Förderhöhen bis zu 130 m. Für höhere Fördermengen bis 2 000 m3/h bei Förderhöhen zwischen 15 und 35 m hat die SGL Group eine Reihe von Axial- und Zentrifugalpumpen entwickelt. Die Umwälz- bzw. Axialpumpen der SGL Group, die für den Wiederumlauf großer korrosiver Flüssigkeitsmengen wie bei Säureverdampfungs- oder Säurerückge-winnungsanlagen eingesetzt werden, erreichen Fördermengen zwischen 500 und 3000 m3/h und Förderhöhen bis 12 m. Für Sonderanwendungen verfügt die SGL Group über ein Team von Werkstoff- und Hydraulikingenieuren und -technikern, die Sonderkonstruktionen nach genauen Vorgaben zur Korrosions- und Temperaturbeständigkeit sowie zur Pumpenleistung entwickeln und realisieren können. Dank spezieller Design-Software können auch maßgeschneiderte Sonderkonstruktionen innerhalb kurzer Zeit entwickelt werden.

Die dynamische Abdichtung der SGL-Group-Pumpen wird mit stationären mechanischen Dichtungen in einfacher oder doppelter Ausführung gewährleistet. Alle prozessmedienberührten Teile sind aus korrosionsbeständigen Werkstoffen. Die bei schmalen Reibflächen und Doppelkompensation erzielten Fortschritte wurden in der gesamten Pumpenpalette berücksichtigt, um betriebssichere und leistungsstarke Dichtungen aus Kohlenstoff oder Siliziumkarbid anzubieten. Mit verkleinerten und weitgehend identischen Dichtungen für viele Baugruppen lassen sich die Wartungskosten durch verringerte Lagerbestände – wenige Typen, geringe Mengen – senken.

Bei der Entwicklung absolut leckagesicherer Pumpen mit Magnetantrieb war die Betriebssicherheit das entscheidende Kriterium. Durch technische Maßnahmen wurde das Risiko eines Austritts des Prozessmediums ausgeschaltet. Die Samarium-Kobalt-Magnete werden von einem Innenrotor aus Diabon Graphit vollständig umschlossen, um sie gegen Korrosion zu schützen. Ein vollkommen vakuumbeständiger Spalttopf aus Industriekeramik verhindert Wirbelströme, und ein Drehzapfen aus Siliziumkarbid nimmt die auf den Innenrotor wirkenden Axial- und Radialkräfte auf. Die Palette der Pumpen mit Magnetantrieb erlaubt Fördermengen bis 100 m3/h und Förderhöhen bis 60 m.

Online-Info: www.cav.de/c0811421