4 Möglichkeiten zur Reduzierung von Trockenlaufschäden an Gleitringdichtungen
Trockenlauf ist eine der schnellsten Möglichkeiten, eine Gleitringdichtung zu beschädigen.
Wenn der Schmierfilm zwischen den rotierenden und stationären Dichtflächen instabil wird oder verschwindet, tragen die Flächen durch direkten Kontakt mehr Last. Die Reibung steigt. Es entsteht Wärme. Die Dichtflächen können sich verformen, Riefen bilden, reißen, verglasen oder ungleichmäßig verschleißen. O-Ringe und andere Sekundärdichtungen können durch die Hitze ebenfalls beschädigt werden.
Für Käufer vonWolframkarbid-DichtungsringeMan könnte leicht annehmen, dass ein härteres Oberflächenmaterial das Problem lösen wird.
Das stimmt nur teilweise.
Wolframcarbid Siliziumkarbid kann zwar die Verschleißfestigkeit verbessern, doch keines der beiden Materialien macht Schmierung und Wärmeregulierung überflüssig. Bei einer herkömmlichen flüssigkeitsgeschmierten Gleitringdichtung benötigen die Dichtflächen weiterhin einen stabilen Schmierfilm an der Grenzfläche.
Bei Langsun Carbide betrachten wir die Vermeidung von Trockenlauf als ein systemisches Problem:
Die beste Methode, Schäden durch Trockenlauf zu reduzieren, besteht nicht nur in der Wahl einer härteren Lauffläche. Vielmehr geht es darum, die Flüssigkeit auf den Laufflächen zu halten, Wärme abzuführen, eine nachgiebige Materialkombination zu wählen und wiederholte Trockenstarts zu verhindern, bevor sie zum Normalbetrieb werden.
Dieser Artikel erklärt vier praktische Möglichkeiten zur Reduzierung von Trockenlaufschäden an Gleitringdichtungen.
Warum Gleitringdichtungen trocken laufen
Eine Gleitringdichtung kann trockenlaufen, selbst wenn die Pumpe nicht vollständig leer ist. Trockenlaufen kann durch jede Bedingung verursacht werden, die verhindert, dass ausreichend Flüssigkeit die Dichtflächen erreicht und schmiert.
Häufige Ursachen sind:
● Pumpe startete vor vollständiger Ansaugung
● Dichtungskammer nicht ordnungsgemäß belüftet
● An den Dichtungsflächen eingeschlossene Luft
● Niedriger Tankfüllstand oder unzureichende Saugleistung
● Verstopfte Spülleitung
● Gaseintrag oder hoher Gasgehalt im Fluid
● Produktverdampfung oder -verdampfung an den Gesichts
● Kavitation in der Nähe der Dichtungskammer
● Verlust der Barriere- oder Pufferflüssigkeit
● Falsche Start- oder Abschaltsequenz
● Kristallisation, Polymerisation oder Ablagerungen blockieren die Zirkulation
● Häufiger automatischer Start-Stopp-Betrieb ohne ausreichende Nachfüllzeit
Deshalb sollte Trockenlauf nicht allein durch die Inspektion der beschädigten Dichtflächen diagnostiziert werden. Auch der Prozesszustand, die Rohrleitungen, das Dichtungssystem, das Anfahrverfahren und die Steuerung müssen überprüft werden.
Wie Trockenlauf Dichtflächen beschädigt
Schäden durch Trockenlauf folgen normalerweise einer vorhersehbaren Kette:
1. Der Flüssigkeitsfilm wird zu dünn, instabil, mit Dampf gefüllt oder fehlt ganz.
2. Die Flächen treten in Mischreibung oder direkten Kontakt.
3. Die Reibungswärme steigt schnell an.
4. Die rotierenden und stationären Flächen erwärmen sich ungleichmäßig.
5. Die Planheit ändert sich aufgrund von thermischer Verformung.
6. An den höchsten Stellen kommt es zu einer höheren Belastung und damit zu noch mehr Hitzeentwicklung.
7. Es treten Riefen, Risse, Glasuren, Kohlenstoffabnutzung oder Oberflächenrisse auf.
8. Nach dem Trockenlaufereignis tritt Leckage auf oder verstärkt sich.
Ein kurzer Trockenlauf zerstört möglicherweise nicht sofort alle Dichtungen. Er kann jedoch versteckte Schäden hinterlassen, die sich später als Leckage, Vibrationen, Kohlenstaub, Verhärtung der O-Ringe oder wiederholtes Dichtflächenversagen bemerkbar machen.
1. Einen stabilen Flüssigkeitsfilm an den Dichtflächen aufrechterhalten
Der direkteste Weg, Schäden durch Trockenlauf zu reduzieren, besteht darin, Trockenlauf von vornherein zu verhindern.
Gleitringdichtungen benötigen üblicherweise einen dünnen Flüssigkeitsfilm zwischen den rotierenden und stationären Oberflächen. Dieser Film schmiert die Dichtflächen, führt Wärme ab und ermöglicht den Betrieb der Dichtung mit kontrollierter Leckage.
Wenn der Film verschwindet, selbst ein hartes Gesicht wieWolframcarbidoder Siliziumkarbid kann überhitzen oder sich verformen.
2. Wärmeerzeugung und Wärmeabfuhr steuern
Trockenlauf schädigt Dichtungen hauptsächlich deshalb, weil die Reibungswärme schneller ansteigt, als die Dichtung sie abführen kann.
Um Schäden durch Trockenlauf zu reduzieren, sind daher zwei Maßnahmen erforderlich:
● Weniger Wärme an den Oberflächen erzeugen
● Wärme effektiver aus dem Dichtungsbereich abführen
3. Wählen Sie Materialpaarungen, die kurzzeitige Schmierstoffunterbrechungen tolerieren.
Die Materialwahl kann eine Standard-Flüssigkeitsdichtung nicht dauerhaft trockenlaufend machen. Sie kann die Dichtung jedoch unempfindlicher gegenüber kurzzeitigen, versehentlichen Schmierstoffstörungen machen.
Der wichtigste Punkt ist, dass der Trockenlaufwiderstand von Folgendem abhängt:Paarungnicht nur an einem Ring.
4. Überwachung, Verriegelungen und Betriebsabläufe nutzen
Das zuverlässigste Programm zur Verhinderung von Trockenlauf beruht nicht darauf, dass die Bediener ein Problem erst bemerken, nachdem die Dichtung bereits überhitzt ist.
Es verwendet Steuerungen, die das Risiko des Trockenlaufens erkennen, bevor die Dichtflächen beschädigt werden.
Welche Methode sollten Sie priorisieren?
| Beobachtetes Problem | Wichtigste erste Maßnahme | Unterstützende Maßnahmen |
| Die Dichtung versagt unmittelbar nach dem Start. | Überprüfung der Vorfüllung, Entlüftung und Anlaufverriegelungen | Oberflächenmaterial und Hitzeschäden prüfen |
| Die Leckage beginnt, nachdem der Tankpegel gesunken ist. | Trockenlaufschutz installieren oder verbessern | Überprüfen Sie die Alarme bei niedrigen Ausfällen und die automatische Abschaltlogik. |
| Oberflächen sind rissig oder hitzegeprüft | Überprüfung von Wärmeerzeugung, Kühlung, Abflammen und Stirnflächenbelastung | Ebenheit und Materialpaarung prüfen |
| Die Carbon-Oberfläche verschleißt schnell | Prüfen Sie Trockenlauf, Feststoffgehalt, Anpressdruck und Kohlenstoffqualität. | Überprüfung des Hartoberflächenmaterials und der Bündigkeitsqualität |
| Harte auf harte Oberflächen reiben oder überhitzen | Verbesserung der Flüssigkeitsfilm-, Spül- oder Barriereunterstützung | Erwägen Sie die Verwendung von Carbon-/Hartmetall- oder Spezialoberflächentechnologie. |
| Trockenlaufereignisse wiederholen sich während des automatischen Zyklus. | Überprüfen Sie den Ablauf und stellen Sie die Flüssigkeitsversorgung vor dem Neustart sicher. | Erwägen Sie ein Stützsystem oder eine trockenlauftolerante Dichtungskonstruktion |
| Die Dichtungskammer enthält Gas oder Dampf. | Verbesserung der Entlüftung, der Saugbedingungen und der Dampfgrenzkontrolle | Dichtungskammergeometrie und Spülplan prüfen |
Wie man eine Dichtung nach vermutetem Trockenlauf prüft
Beseitigen Sie die Spuren nicht zu schnell. Gesichtsspuren, Verfärbungen, Ablagerungen und Kohlenstaub können helfen, die Ursache zu ermitteln.
1. Fotografieren Sie die Dichtung vor der Reinigung.Zustand der Dichtflächen, O-Ringe, Ablagerungen und Leckagepfade dokumentieren.
2. Untersuchen Sie beide Seiten.Eine beschädigte Hartmetalloberfläche kann eine neue Kohlenstoffoberfläche zerstören, und eine abgenutzte Kohlenstoffoberfläche kann einen beschädigten Gegenring verdecken.
3. Ebenheit und Läppqualität prüfen.Trockenlauf kann eine Oberfläche verformen, die ursprünglich innerhalb der Toleranz lag.
4. Achten Sie auf Anzeichen von Hitze.Verfärbungen, Risse, Glasur, Kohlenstaub und verhärtete Elastomere sind wichtige Hinweise.
5. Sekundärdichtungen prüfen.O-Ringe, Faltenbälge, Keile und Dichtungen können beschädigt werden, selbst wenn die Hartmetalloberfläche wiederverwendbar erscheint.
6. Überprüfen Sie die Funktionsfähigkeit des Unterstützungssystems.Überprüfen Sie die Spül-, Abschreck-, Sperrflüssigkeits-, Kühl- und Entlüftungswege.
7. Betriebshistorie prüfen.Achten Sie auf Trockenstarts, niedrigen Tankfüllstand, Sauginstabilität, Stromausfälle, verstopfte Leitungen und wiederholtes Ein- und Ausschalten.
Sieben häufige Fehler, die zu Trockenlaufschäden führen
1. Austausch der Dichtflächen ohne Behebung der Ursache für den Trockenlauf.Die neuen Gesichter könnten auf die gleiche Weise scheitern.
2. Unter der Annahme, dass Wolframcarbid die Notwendigkeit einer Schmierung beseitigt.Hartmetall ist verschleißfest, benötigt aber dennoch eine Wärmeregulierung und eine stabile Grenzfläche.
3. Verwendung von Hart-auf-Hart-Oberflächen ohne zuverlässiges Spül- oder Barriere-System.Die Abriebfestigkeit kann sich verbessern, aber das Risiko von Trockenlaufhitze kann steigen.
4. Gase und Dämpfe an den Oberflächen werden vernachlässigt.Die Dichtung kann auch dann trockenlaufen, wenn sich Flüssigkeit im Pumpengehäuse befindet.
5. Fehlende Installation eines Trockenlaufschutzes bei automatischen Systemen.Wiederholte unbeaufsichtigte Starts können Dichtungen zerstören, bevor die Bediener ein Problem bemerken.
6. Wiederverwendung von durch Hitze beschädigten O-Ringen oder Halterungen.Auch nach dem Austausch der Frontplatten kann es weiterhin zu Undichtigkeiten kommen.
7. Genehmigung einer „Trockenlaufzeit“ ohne Testbedingungen.Die Dauer hat ohne Berücksichtigung von Druck, Geschwindigkeit, Stirnflächendurchmesser, Materialpaarung und Dichtungsdesign wenig Aussagekraft.
Ich verstehe, warum Käufer nach einem Trockenlauffehler eine härtere Dichtfläche fordern. Eine beschädigte Dichtfläche sieht nach einem Materialproblem aus.
Trockenlauf ist jedoch in erster Linie ein Schmier- und Wärmeproblem.
Ist die Dichtungskammer mit Luft gefüllt, kann ein härteres Hartmetall keinen Schmierfilm bilden. Ist die Spülleitung verstopft, kann eine härtere Dichtfläche die Wärme nicht abführen. Startet die Pumpe automatisch ohne Flüssigkeit, kann eine härtere Dichtfläche lediglich zu einem teureren Ausfall führen.
Aus diesem Grund behandelt Langsun Carbide die Trockenlaufverhinderung in dieser Reihenfolge:
1. Sicherstellen, dass die Flüssigkeit die Gesichter erreicht.
2. Sicherstellen, dass die Hitze von den Gesichtern abfließen kann.
3. Wählen Sie eine Gesichtspaarung, die auch bei wahrscheinlichen Störungen stabil bleibt.
4. Fügen Sie Überwachungs- oder Verriegelungsmechanismen hinzu, um wiederholte Trockenlaufereignisse zu verhindern.
Die Materialwahl ist weiterhin wichtig. Wolframcarbid, Siliciumcarbid und Kohlenstoffgraphit haben alle ihre Berechtigung. Sie funktionieren jedoch am besten, wenn das Dichtungssystem so ausgelegt ist, dass sie innerhalb ihres vorgesehenen Betriebsbereichs bleiben.
Ein Ausfall aufgrund von Trockenlauf sollte nicht nur den Austausch des Dichtrings erfordern, sondern vielmehr zu einer besseren Kontrolle der Dichtungsumgebung führen.
Häufig gestellte Fragen
Was Ist Trockenlauf bei einer Gleitringdichtung?
Trockenlauf tritt auf, wenn die Dichtflächen nicht ausreichend mit Schmierflüssigkeit benetzt sind, um Schmierung und Wärmeabfuhr zu gewährleisten. Dies kann passieren, wenn die Pumpe nicht vollständig gefüllt ist, Gas eingeschlossen ist, die Spülung verstopft ist, die Flüssigkeit verdampft oder das Dichtungssystem versagt.
Warum werden Gleitringdichtungen durch Trockenlauf so schnell beschädigt?
Ohne einen stabilen Flüssigkeitsfilm kommt es zu einem direkteren Kontakt der Oberflächen. Reibung und Temperaturanstieg verursachen Riefenbildung, Verformung, Rissbildung, Kohlenstoffabrieb, Beschädigung des Elastomers und Leckagen.
Kann Wolframkarbid-Dichtung Gesichter trocknen aus?
Wolframkarbid kann in einer korrekt ausgelegten Kombination, insbesondere mit einer geeigneten Kohlenstoff-Gleitfläche, kurzzeitigen Trockenlauf tolerieren. Eine standardmäßige flüssigkeitsgeschmierte Dichtung sollte ohne OEM-Freigabe nicht als sicher für den dauerhaften Trockenbetrieb angesehen werden.
Referenzen
1. AESSEAL, „Was ist eine Gleitringdichtung?“ Die Quelle erklärt, dass Gleitringdichtungsflächen einen dünnen Flüssigkeitsfilm zur Schmierung benötigen und dass vollständiger Kontakt oder Trockenlauf zu einem schnellen Dichtungsausfall führt.
2. KSB, „Wellendichtung“. Die Quelle erklärt, dass Trockenlauf auftreten kann, wenn eine Pumpe ohne Flüssigkeitsfüllung, mit Gaseintritt, hohem Gasgehalt oder Verdunstung des geförderten Fluids betrieben wird, und dass Luft im Dichtungsspalt die Wärmeableitung behindert und zu Spannungsrisskorrosion führen kann.
3. John Crane, „Seal Face Technology Solutions“. Die Quelle beschreibt Dichtflächentechnologien für begrenzte Schmierung, intermittierenden Trockenlauf, hohe Wärmeentwicklung, Abrieb und Verschmutzung.
4. John Crane, „Diamond Seal Face Technology“. Die Quelle beschreibt diamantbehandeltes Siliziumkarbid und ausgewählte Wolframkarbidsubstrate für abrasive Partikel, geringe Schmierfähigkeit, intermittierenden Trockenlauf und hohe Wärmeerzeugung.
5. Grundfos, „Trockenlaufschutz“. Die Quelle nennt den Trockenlaufschutz als wichtige Überwachungsfunktion, da Pumpenlager und Wellendichtungen beschädigt werden können, wenn Pumpen trocken laufen, und listet Methoden zur Druck- und Füllstandserkennung auf.
6. Flowserve, „VRA Mixer Seal“. Auf der Produktseite wird eine speziell für den Trockenlauf von Mischern entwickelte Dichtung beschrieben, die aus selbstschmierendem Kohlenstoff oder gefülltem PTFE besteht und über harte, stationäre Dichtflächenoptionen, einschließlich Wolframkarbid, verfügt.
7. Flowserve, „SLD Seal Support System“. Die Quelle beschreibt ein Schmierunterstützungssystem für Dichtungen, die Trockenlaufperioden oder Kavitation ausgesetzt sind, wenn die Produktflüssigkeit keinen ausreichenden Schmierfilm zwischen den Dichtflächen bildet.
8. EagleBurgmann, „SeccoMix R“. Die Quelle beschreibt eine trockenlaufende Dichtung für Mischer und Reaktoren mit einer Dichtfläche aus Kohlenstoff-Graphit und einem Sitz aus Siliziumkarbid innerhalb eines definierten Betriebsbereichs.
Author | Allen
Allen ist Internationaler Marketingdirektor bei NINGBO LANGSUN TUNGSTEN CARBIDE CO., LTD. Er verfügt über mehr als 5 Jahre Erfahrung im Bereich industrieller Verschleißteile und Anwendungen von WolframcarbidEr arbeitet mit Kunden in den Bereichen Öl und Gas, Ventil- und Durchflussregelung, Metallverarbeitung, chemische Verarbeitung, Pumpen, Oberflächenbehandlung, Bergbau und Mineralverarbeitung zusammen.
Sein Schwerpunkt liegt darauf, OEMs, Geräteherstellern, Ingenieurbüros und Beschaffungsteams bei der Auswahl zuverlässiger Wolframkarbid-Verschleißteile zu helfen, basierend auf realen Arbeitsbedingungen, Materialeigenschaften, Herstellbarkeit und Qualitätskontrollanforderungen.
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