Dezember 2011
  • Der Aspekt der Sicherheit trifft prinzipiell auf Gleitringdichtungen und Magnetantriebe zu.
  • Für eine technisch fundierte und ökonomische Entscheidung zwischen beiden Varianten müssen zunächst die Rahmenbedingungen für den Pumpeneinsatz spezifiziert werden.
  • Feststoffe im Fördermedium müssen nicht kategorisch einen Magnetantrieb ausschließen.
  • Die Betriebsweise der Pumpe und ihre Überwachung haben großen Einfluss auf ihre Lebensdauer. Demgegenüber steht, dass die meisten Schadensfälle bei Magnetkupplungs- und Gleitringdichtungspumpen ihre Ursache in der Über- oder Unterschreitung des zulässigen Betriebsbereiches haben.
  • Aus Investitionskostenperspektive ist es ratsam, zwischen beiden Ausführungen sorgfältig abzuwägen und die Gesamtkosten zu betrachten. Die Anschaffung von begrenzten Varianten aufgrund eines niedrigen Kaufpreises ist nur auf den ersten Blick ein gutes Geschäft.

Allein die Auswahl des Abdichtungssystems einer Pumpe führt mitunter zu einer Grundsatzdiskussion. Lokale Standards und Vorgaben mit langer Betriebshistorie erschweren nicht selten die freie Auseinandersetzung mit dem Thema und lenken dabei die Entscheidung zu früh in eine Richtung.
Die Division Rheinhütte-Pumpen der Firma Friatec hat sich daher mit den Argumenten und Fakten beschäftigt, die hinter den Entscheidungen für oder gegen eine Dichtungstechnologie stehen können. Dabei stehen sich Chemienormpumpen mit doppelt wirkender Gleitringdichtung und solche mit Magnetkupplung gegenüber. Beide Pumpenarten repräsentieren einen Großteil der heute eingesetzten Kreiselpumpen in der chemischen Industrie.

Sicherheit – eine Frage der Planung

Der technische Vergleich von doppelten Gleitringdichtungen und Magnetantrieben zeigt, dass der Aspekt der Sicherheit prinzipiell auf beide Dichtungssysteme zutrifft, auch wenn er häufiger mit dem Konzept der Magnetkupplungspumpe assoziiert wird. Wer am Ende eine technisch fundierte und ökonomische Entscheidung anstrebt, ist gut beraten, zunächst einmal die Rahmenbedingungen für den Einsatz der Pumpe genau zu spezifizieren. Dabei interessieren zum einen die Art und die Eigenschaften des Fördermediums, zum anderen aber auch die Einbau- und Betriebssituation der Pumpen. Die auf diese Weise gesammelten Fakten bilden bereits eine gute Basis, um die Stärken und Schwächen eines in Frage kommenden Dichtungssystems zu bewerten.

Feststoffe – was geht noch?

Feststoffe im Fördermedium müssen nicht kategorisch einen Magnetantrieb ausschließen, obgleich sie in der Rangfolge der Schadensursachen bei diesem Pumpentyp sehr weit oben zu finden sind. Vielmehr kommt es darauf an, über die Mengenangabe hinaus Größe, Größenverteilung und Art der Feststoffe zu hinterfragen. Auch ein Blick zurück in den Prozessablauf, gerichtet auf Spülvorgänge, Reaktionspartner, Temperaturverlauf und Rohstoffqualitäten, kann helfen, das Risiko unerwarteter Feststoffeinflüsse (zum Beispiel durch Kristallisation) zu minimieren. Zu häufig – das zeigt die Erfahrung der Pumpenhersteller – erfolgt diese Betrachtung jedoch erst in der Analyse eines Schadens. Pauschale Angaben, wie sie in Herstellerbroschüren häufig zu finden sind, müssen also immer konkretisiert werden.

Unabhängig vom Dichtungstyp hat die Betriebsweise der Pumpe und damit auch deren Überwachung großen Einfluss auf ihre Lebensdauer. Während doppelt wirkende Gleitringdichtungen meist mit einem lokalen Sperrdrucksystem (Thermosiphon) ausgestattet sind, und eine Überwachung dieses Systems oftmals schon aus Sicherheitsgründen (zum Beispiel wegen der Toxizität des Fördermediums) geboten ist, wird bei vielen Magnetkupplungspumpen auf eine Überwachung verzichtet. Dies hat, mit Blick auf die Höhe der Investitionen, durchaus seinen Reiz – entfallen auf die Installation eines Thermosiphonsystems samt Messeinrichtung und die Einbindung der Signale in die Leittechnik nicht selten bis zu 10.000 Euro. Demgegenüber steht jedoch die Tatsache, dass die weitaus meisten Schadensfälle bei Magnetkupplungs- und Gleitringdichtungspumpen ihre Ursache in der Über- oder Unterschreitung des zulässigen Betriebsbereiches haben. Dabei ist festzustellen, dass Schadensbilder bei Magnetkupplungspumpen konstruktionsbedingt oftmals ausgeprägter und kostspieliger sind als bei Gleitringdichtungspumpen.

Auch hier kann der Blick in Richtung Prozessführung bestehende Risiken identifizieren und den Vergleich der Dichtungssysteme in das richtige Licht rücken. Beispielsweise kann es beim Entleeren einer Vakuumdestillation nahe des Dampfdruckes immer wieder zum Unterschreiten der Mindestzulaufhöhe kommen. Mangelschmierung bzw. Dampfbildung in den Gleitlagerbereichen können hier den Einsatz einer Magnetkupplungspumpe zumindest riskant machen.

In einem (Kosten-)Vergleich mit einem Gleitringdichtungssystem muss in solchen Fällen die Überwachung sowie eine mögliche externe Spülung der Magnetkupplungspumpe berücksichtigt werden.

Was kostet die Dichtung  im Endeffekt tatsächlich?

Bei der Betrachtung der Kostenseite spielt die Höhe der Investitionen vor allem im Anlagenbau immer noch eine bedeutende Rolle, selbst wenn sie letztlich vor den Betriebs- und Energieaufwendungen in den Hintergrund treten. Wie bei der Festlegung eines Pumpenwerkstoffes, so ist auch bei der Entscheidung für ein Dichtungssystem zu beachten, dass die Kosten für die eine oder andere Variante unterschiedlich stark mit der Baugröße steigen. So ist es – aus der Investitionskostenperspektive – ratsam, ab einer Antriebsleistung von 30 kW auch doppelt wirkende Gleitringdichtungen sorgfältig abzuwägen; ab dieser Antriebsleistung spielt die Magnetkraft deutlich stärker in die Kosten hinein.
Weitaus interessanter sind für den Betreiber der Pumpen jedoch letztlich die Gesamtkosten: Zuverlässigkeit und geringe Ausfallzeiten sind hierbei maßgebliche Anforderungen. Gefragt sind also Pumpenkonzepte, die einerseits flexibel genug sind, um die Anforderung der anspruchsvollen Prozessindustrie zu erfüllen – was einen umfangreichen Variantenbaukasten notwendig macht -, andererseits jedoch auch Standardisierungsmöglichkeiten bieten, um Lagerhaltungs- und Instandsetzungsaufwand zu reduzieren. Den Kaufpreis zu reduzieren hingegen, ist oft eng mit dem Begrenzen von Varianten und somit von Optimierungsmöglichkeiten verbunden. Dies ist nur auf den ersten Blick ein gutes Geschäft.

Flexibel standardisierbare Baureihe

Wie sich Flexibilität für Planer, Betreiber und Instandhalter in ein Pumpenkonzept integrieren lässt, zeigt die kunststoffausgekleidete Magnetkupplungsbaureihe FNPM. 15 unterschiedliche Normbaugrößen, eine große Anzahl verschiedener Magnetstärken und vier verschiedene Materialsorten ermöglichen, dass jeweils angemessene Größen und Materialien zum Einsatz kommen können. Die Tatsache, dass alle 15 Pumpengrößen nur drei unterschiedlichen Lagerträgern zugeordnet sind, reduziert die Anzahl von Hauptersatzteilen (zum Beispiel Gleitlager) erheblich. Die Idee einer komplett vormontierten Magnetcartridge vereinfacht die Reparatur, reduziert die Anzahl zu bevorratender Teile und verhindert Fehler bei der Montage, etwa beim Einstellen des Axialspiels. Selbstansaugende- sowie Gleitringdichtungsvarianten erweitern den Baukasten zusätzlich.

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