Wie man Wolframkarbid-Dichtungsringe für Schlammpumpen auswählt
AuswahlWolframkarbid-DichtungsringeBei Schlammpumpen geht es nicht einfach darum, das härteste verfügbare Material auszuwählen. Schlammpumpen setzen die Gleitringdichtungen abrasiven Feststoffen, schwankenden Konzentrationen, Druckänderungen, Vibrationen, Temperaturschwankungen und mitunter korrosiven Prozesschemikalien aus.
Diese Kombination macht die Auswahl der Dichtfläche deutlich anspruchsvoller als bei Anwendungen mit sauberem Wasser. Ein Dichtflächenmaterial, das in einer relativ sauberen Flüssigkeit einwandfrei funktioniert, kann sich schnell abnutzen, sobald harte Partikel in die Grenzfläche gelangen.
Wolframcarbid Das Material ist attraktiv, da es eine hohe Härte, gute Beständigkeit gegen Abrieb und eine hohe Dimensionsstabilität aufweist. Es erzielt jedoch nur dann optimale Ergebnisse, wenn das gesamte Dichtungssystem auf die Suspension abgestimmt ist.
Das Recht Wolframkarbid-Dichtung Der Ring selbst ist nicht der härteste Ring. Es ist die Kombination aus Ring und Gegenfläche, die den tatsächlichen Schlammbedingungen standhält und gleichzeitig Schmierung, Kühlung, Dichtungskraft und Ausrichtung aufrechterhält.
Warum Wolfram verwenden? Hartmetall-Dichtungsringe in Schlammpumpen?
Eine Gleitringdichtung bildet eine kontrollierte Schnittstelle zwischen einer rotierenden Welle und einem stationären Gehäuse. Die Dichtflächen müssen ausreichend nahe beieinander liegen, um Leckagen zu verhindern, gleichzeitig aber einen mikroskopisch dünnen Schmierfilm ermöglichen, der Wärme abführt und den direkten Kontakt reduziert.
Schlamm erschwert dieses Verhältnis, da Partikel in die Dichtungsfläche eindringen können. Harte Partikel können die Dichtflächen zerkratzen, aufreißen oder erodieren. Verschleißt die weichere Dichtfläche zu schnell, kann die Dichtung ihre Planheit verlieren und die Leckage zunehmen.
Wolframcarbid ist deshalb nützlich, weil seine hohe Härte dazu beiträgt, dass die Arbeitsgeometrie der Stirnfläche auch unter abrasiven Bedingungen erhalten bleibt.
Aus diesem GrundGleitringdichtungen aus Hartmetallwerden oft dann in Betracht gezogen, wenn herkömmliche Weichoberflächenkombinationen keine ausreichende Verschleißfestigkeit bieten können.
Beginnen Sie mit der Feststoffkonzentration.
Die Feststoffkonzentration ist eine der ersten Kennzahlen, nach denen ein Dichtungskonstrukteur fragen sollte.
Eine Suspension mit einem geringen Anteil feiner Feststoffe stellt nicht dasselbe mechanische Umfeld dar wie eine dichte Mineralsuspension. Mit zunehmender Konzentration ändert sich auch die Wahrscheinlichkeit, dass Partikel die Dichtungsfläche erreichen und die Gleitschmierung beeinträchtigen.
Die Konzentration ist anhand der vom Werk verwendeten Methode zu erfassen – Massenkonzentration, Volumenkonzentration oder eine andere definierte Grundlage – und es ist sicherzustellen, dass der Lieferant versteht, ob der angegebene Wert einen Normalzustand oder einen maximalen Störfall darstellt.
Partikelgröße und Härte sind wichtiger als das Wort „abrasiv“.
Die Partikelhärte bestimmt, wie aggressiv Feststoffe eine Dichtfläche angreifen können, während die Partikelgröße Einfluss darauf hat, wie leicht sie in die Grenzfläche eindringen, sie durchdringen oder darin eingeschlossen werden können.
Große, kantige Partikel können Stoß- oder Kantenschäden verursachen. Feine, harte Partikel können in schmale Grenzflächen eindringen und einen kontinuierlichen Dreikörperabrieb hervorrufen.
Die ideale Dichtungskonstruktion hängt daher nicht nur von der Menge des vorhandenen Feststoffs ab, sondern auch davon, wie dieser Feststoff tatsächlich aussieht.
Wählen Sie das Paar Stirnflächen, nicht nur den Hartmetallring.
Eine Gleitringdichtung arbeitet nicht mit einer einzigen Dichtfläche, sondern mit einem Dichtflächenpaar.
Gängige Kombinationen sind:
| Gesichtspaar | Potenzieller Vorteil | Hauptanliegen bei der Güllebehandlung |
| Kohlenstoff / Wolframcarbid | Eine sinnvolle Kombination, wenn eine gewisse Toleranz gegenüber unzureichender Schmierung wichtig ist. | Kohlenstoff kann bei starker Abrasivität und direkter Einwirkung von Suspensionen schnell verschleißen. |
| Wolframcarbid / Wolframcarbid | Hohe Beständigkeit gegen Abrieb | Erfordert zuverlässige Schmierung und Kühlung. |
| Siliciumcarbid / Siliciumcarbid | Hohe Härte und starke chemische Beständigkeit in vielen Anwendungsbereichen | Bei der Material- und Güteauswahl müssen Sprödigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit berücksichtigt werden. |
| Kohlenstoff / Siliciumcarbid | Gemeinsame Allzweck-Hartschalenanordnung | Möglicherweise ungeeignet, wenn die Kohlenstoffoberfläche starker direkter Abnutzung ausgesetzt ist. |
Branchenrichtlinien befürworten die Verwendung von Hart/Hart-Kombinationen für bestimmte abrasive Anwendungen, erkennen aber gleichzeitig an, dass Siliziumkarbid und Wolframkarbid unterschiedliche Vor- und Nachteile mit sich bringen.
Deshalb würde ich einen Wolframcarbidring niemals unabhängig von seiner Gegenfläche betrachten. Das Paar muss als ein tribologisches System bewertet werden.
Den Ring an Druck und Wellendrehzahl anpassen
Die Leistungsfähigkeit von Gleitringdichtungen wird durch Druck und Gleitgeschwindigkeit beeinflusst, da diese gemeinsam den Schweregrad der Betriebsbedingungen an der Dichtfläche bestimmen.
Höhere Geschwindigkeiten erhöhen die Gleitgeschwindigkeit und damit das Potenzial für Reibungswärme. Höherer Druck verändert die Flächenbelastung und kann die Dichtungsfolie beeinträchtigen.
Wichtig ist, dass der Druck an oder in der Nähe der Dichtungskammer gemessen wird und nicht allein aus dem Pumpenausgangsdruck abgeleitet wird.
Bei einer Schlammpumpe können auch während des Anfahrens, Abschaltens, der Ventilbewegung, bei Verstopfungen oder Prozessstörungen Druckschwankungen auftreten.
Wenn die Dichtung nahe ihrer thermischen oder PV-Grenze arbeitet, beseitigt die Verschleißfestigkeit von Wolframkarbid nicht die Notwendigkeit einer angemessenen Flächenbelastung und Schmierung.
Die Schlammchemie darf nicht ignoriert werden.
Wolframcarbid ist ein zementierter Verbundwerkstoff. Die WC-Körner werden durch ein metallisches Bindemittel, üblicherweise Kobalt oder Nickel, zusammengehalten.
Daher spielt die chemische Umgebung eine Rolle.
Relevante Bedingungen können Folgendes umfassen:
● pH
● Chloridkonzentration
● Saure oder alkalische Komponenten
● Oxidationsmittel
● Prozessadditive
● Betriebstemperatur
Eine Suspension kann sowohl abrasiv als auch chemisch aggressiv sein. Wird die Bindemittelphase angegriffen, kann die Hartmetalloberfläche an Stabilität verlieren und verschleißanfälliger werden.
Dies ist ein Grund, warum in bestimmten chemischen Umgebungen WC-Ni oder ein anderes korrosionsbeständiges Bindemittelsystem in Betracht gezogen werden kann. Es ist jedoch nicht automatisch WC-Co überlegen; die gesamten Verschleiß- und Korrosionsbedingungen müssen geprüft werden.
Lesen Sie unseren Artikel überwann WC-Ni WC-Co überlegen istfür einen detaillierteren Vergleich.
Wenn uns ein Kunde fragt: „Welcher Wolframkarbid-Dichtungsring ist der beste für meine Schlammpumpe?“, dann gibt es meiner Meinung nach keine allgemeingültige Antwort, ohne die Beschaffenheit des Schlamms zu kennen.
Ich möchte wissen:
1. Welche Feststoffe sind vorhanden?
2. Wie hart und groß sind die Teilchen?
3. Wie hoch ist der Feststoffanteil?
4. Wie hoch sind Druck und Wellendrehzahl?
5. Wie wird die Dichtung geschmiert und gekühlt?
6. Welche chemischen Stoffe sind vorhanden?
7. Aus welchem Material besteht die Gegenfläche?
8. Wie wird der Ring befestigt?
Sobald diese Fragen beantwortet sind, lassen sich Hartmetallsorte, Geometrie, Flächenpaarung und Fertigungsanforderungen wesentlich einfacher definieren.
Langsun Carbide liefertWolframkarbid-DichtungsringeFür OEM- und Ersatzteilanwendungen, mit kundenspezifischen Abmessungen, WC-Co- oder WC-Ni-Qualitäten, präzisionsgeschliffenen Dichtflächen und anwendungsspezifischer Geometrie gemäß Kundenzeichnungen.
Die beste Schlammpumpendichtung ist nicht einfach die härteste. Sie ist diejenige, die abrasive Feststoffe von der Dichtfläche fernhält, die Schmierung aufrechterhält und die vorgesehene Dichtungsgeometrie bewahrt.
Häufig gestellte Fragen
Sind Wolframkarbid-Dichtungsringe für Schlammpumpen geeignet?
Das kann der Fall sein, insbesondere wenn abrasive Feststoffe einen hohen Verschleiß verursachen und eine harte Oberfläche erforderlich ist. Die endgültige Eignung hängt von der Schmierstoffmischung, der Gegenfläche, der Schmierung, dem Druck, der Drehzahl, der chemischen Zusammensetzung und der Dichtungskonstruktion ab.
Ist Wolframcarbid für Schlammpumpendichtungen besser geeignet als Siliziumcarbid?
Nicht uneingeschränkt. Siliziumkarbid findet breite Anwendung in stark abrasiven und korrosiven Umgebungen, während Wolframkarbid dort von Interesse sein kann, wo mechanische Festigkeit und Verschleißfestigkeit wichtig sind. Der korrekte Vergleich hängt von den gesamten Einsatzbedingungen ab.
Sollten Gleitringdichtungen für Schlammpumpen zwei harte Dichtflächen aufweisen?
Bei einigen abrasiven Anwendungen sind Kombinationen aus Hart- und Hartmetalloberflächen von Vorteil. API 682 erkennt Hartmetalloberflächenkombinationen für abrasive Anwendungen an, weist aber auch darauf hin, dass eine ausreichende Flüssigkeitsschmierung für solche Kombinationen unerlässlich ist.
Author | Allen
Allen ist Internationaler Marketingdirektor bei NINGBO LANGSUN TUNGSTEN CARBIDE CO., LTD. Mit über 5 Jahren Erfahrung im Bereich industrieller Verschleißteile und Wolframcarbid-Anwendungen arbeitet er mit Kunden in den Bereichen Öl und Gas, Ventil- und Durchflussregelung, Metallbearbeitung, 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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Referenzen
1. API-Standard 682 / ISO 21049, Pumpen – Wellendichtungssysteme für Kreisel- und DrehkolbenpumpenDie Norm behandelt die Auswahl von Oberflächenmaterialien, einschließlich der Verwendung von Hartauftragskombinationen in abrasiven, viskosen und Hochdruckanwendungen, und erkennt Wolframcarbid als eines der akzeptierten Hartauftragsmaterialien an.
2. Flowserve, Auswahl von Gleitringdichtungen / Leitfaden zur Abdichtung von PumpenwellenFlowserve bietet auf Suspensionen spezialisierte Gleitringdichtungstechnologien an und legt Wert auf eine anwendungsspezifische Dichtungsauswahl.
3. Pumps & Systems / Fluid Sealing Association, „Sealing Sense: Mechanical Seals for Slurry Service“. Der Artikel behandelt Dichtflächenmaterialien, Dichtungsgeometrie, dynamische Bauteile und die Notwendigkeit spezieller Konstruktionen im Einsatz mit abrasiven Schlämmen.
4. Wurzeln, EnviroSet-Option für Pumpen mit vollem und niedrigem DurchflussDie Veröffentlichung erklärt, wie abrasive Partikel bei unzureichender Spülung in Richtung der Wellenhülse wandern können.