Pumpen in der chemischen Industrie sind häufig aus rostfreien, säurebeständigen Edelstählen hergestellt. Bei kritischen Einsatzbedingungen ist bei diesen Materialien ein erhöhter Verschleiß möglich. Statt aufwendiger Problemlösungen bietet in solchen Fällen das Hochleistungpolymer PeekTM eine kostengünstige Alternative.
Hans Hof, Reinhard Veljovic
Peek-Polymere sind teilkristalline, aromatische Thermoplaste, die rationelle Verarbeitungsverfahren wie Spritzgießen, Extrudieren, Formpressen und Beschichten erlauben und somit aufwendig zu verarbeitende Materialien wie Keramik und Siliziumcarbide kostengünstig ersetzen. So kommen die Peek-Polymere als Kohlefaser-Compound seit einigen Jahren bei den Flügelrädern der Seitenkanalpumpen der Sterling-SIHI-Gruppe zum Einsatz.
Hier hat das Material die Betriebssicherheit erhöht und die Standzeit entscheidend verlängert.
Thermischer Koeffizient niedrigerals Stahl
Der schlagfeste und korrosionsbeständige, kohlefaserverstärkte Kunststoff verfügt über eine Biegefestigkeit bis 350 N/mm2 bei einer hohen Ermüdungsfestigkeit. Die Dauergebrauchstemperaturen reichen bis 260 °C, kurzzeitig sogar bis 315 °C. Der Verbundwerkstoff zeichnet sich durch gute Gleiteigenschaften – auch mit Gegenlaufpartnern aus Edelstahl – aus, ist formstabil und zeigt eine geringe Tendenz zur Kriechneigung. Das spezifische Gewicht liegt je nach Type zwischen 1,32 und 1,49 g/cm3. Das Material ist sehr hart (Rockwell Rc 90) bei einem Reibungskoeffizient von 0,10 bis 0,13. Daraus ergeben sich für Pumpenbetreiber Vorteile wie
• hohe Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit,
• geringere Schwingungsneigung,
• problemloser Einbau,
• hohe Genauigkeit, die Fehlern und Schäden vorbeugt, und
• Senkung der Energiekosten.
Dementsprechend gibt es weltweit zahlreiche Anwendungsbeispiele in der chemischen und pharmazeutischen Industrie. Darüber hinaus hat der Kunststoff die FDA-Freigabe für den Einsatz im Lebensmittelbereich und die USP-Class-VI-Freigabe für medizinische Applikationen. Typische Anwendungen in der Pumpenindustrie sind z. B. Laufräder, Gehäuse, Verschleißringe, Einsatzbuchsen, Gleitlager oder Spaltringe.
Mehrere Anwender setzen die Peek-Polymere auch als Wickelverbundwerkstoff für Spaltringe, Stopfbuchsringe und Lagerbuchsen ein. Für diese Bereiche enthält der Kunststoff einen Kohlefaseranteil von über 60%.
Vorteile für die Pumpenindustrie
Keramikmaterialien und Hartmetalle sind spröde und neigen sehr leicht zur Entstehung von Spannungsrissen und Bruch. Das kohlefaserverstärkte Peek-Polymer hat trotz seiner großen Härte eine gewisse Eigenflexibilität, die dies verhindert und das Handling bei Transport und Montage wesentlich erleichtert.
Bedingt durch die geringe Wasseraufnahme und dank seines niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten in radialer Ausdehnung, lassen sich Lager und Spaltringe mit engen Toleranzen wirtschaftlich fertigen. Die Folge sind geringe Leckageraten und eine niedrige Umweltbelastung. Als Folge des guten Verschleißverhaltens und des niedrigen Reibungskoeffizienten bietet das Peek-Polymer, auch über einen längeren Zeitraum, ein sehr gutes Trockenlaufverhalten. Wird das Material thermisch überstrapaziert, kommt es lediglich zum Aufschmelzen des Verbundwerkstoffes. Ein meßbarer Leistungsabfall der Pumpe ist die Folge. Schädigungen am Gegenlaufpartner treten hierbei nicht auf. Bei einer Reparatur der Pumpe müssen daher lediglich die Komponenten aus Peek ausgetauscht werden. Teuere Reparaturmaßnahmen am Gegenlaufpartner wie Ausbau, eventuelles Aufchromen, Schleifen etc., entfallen. Dies spart Zeit und Geld während der Instandsetzung.
Weitere Informationen cav-273
Unsere Webinar-Empfehlung
Die Websession „Wasserstoff in der Chemie – Anlagen, Komponenten, Dienstleistungen“ (hier als Webcast abrufbar) zeigt technische Lösungen auf, die die Herstellung und Handhabung von Wasserstoff in der chemischen Industrie sicher machen und wirtschaftlich gestalten.
Ob effizienter…
Teilen:
