| Gleitringdichtungen
für höchste Anforderungen Abdichten von Reaktorumwälzpumpen in Hydrieranlagen Dipl -Ing (FH) Hans J. Rabl |
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| Höchste Anforderungen an eine Gleitringdichtung finden sich bei der Abdichtung von Reaktorumwälzpumpen in katalytischen Hydrierprozessen. Problematische Medien wie Nitrile und Fettsäuren und die bei Hydrierungen zugesetzten metallischen Katalysatoren sorgen für schwierigste Bedingungen. |  |
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Für die Gleitringdichtung (GLRD) ergeben sich in Hydrierprozessen
aus der Art des Mediums und des Prozesses dichtungstechnisch anspruchsvolle
Anforderungen. So ist das abzudichtende Medium durch den mitgeförderten
Wasserstoff als explosiv und durch die Nitrile als gesundheitsgefährdend
eingestuft. Die dichtungstechnisch schwierigste Aufgabe liegt aber darin,
dass der eingesetzte Katalysator die Tendenz hat, sich auf allen Flächen
— und hierzu gehören auch die Gleitflächen der GLRD —
aufzuplattieren. Gleichzeitig lagert sich der Katalysator in jeglichem
Totraum an und ist hoch abrasiv. Darüber hinaus erfordert der Prozess
im Druck- und Temperaturbereich laufend wechselnde Betriebsbedingungen.
Auswahlkriterien Eine GLRD wird im Hinblick auf sicheren Betrieb, Langlebigkeit (= günstige MTBF-Rate) und Wirtschaftlichkeit ausgelegt. Hierzu werden das Medium und die für die GLRD relevante Mediencharakteristik, die technischen Einsatzparameter wie Druck, Temperatur und Geschwindigkeit, die Betriebsbedingungen und die Fahrweise der Anlage oder Pumpe sowie das abzudichtende Aggregat mit GLRD-Einbauraum und Abmessung als Kriterien herangezogen. Die Tabelle listet die speziellen Kriterien im vorliegenden Anwendungsfall auf. Die Grundkonzeption der anwendungsspezifisch ausgelegten Dichtung ist eine komplett vormontierte, doppeltwirkende GLRD 881 in stationärer Bauart (Abb.). Sie zeichnet sich durch eine sehr robuste Konstruktion bei Verwendung von ausschließlich massiven, flexibel gelagerten Gleit- und Gegenringen aus. Die wichtigsten Bauteile sind überdimensioniert, um Sicherheitsreserven zur Verfügung zu haben. So ist die außenliegende GLRD für einen max. Druck von 150 bar ausgelegt. Zusätzlich ist atmosphärenseitig eine Hilfsstopfbüchse mit Packung angeordnet. Alle sensiblen Komponenten sind gekapselt. Zur optimalen Wärmeabfuhr ist eine gelenkte Zirkulationsführung vorgesehen. Zu den Vorteilen des Stationärkonzepts gehört, dass die Gleitflächen auch dann planparallel bleiben, wenn ein Winkelversatz auszugleichen ist. Weitere Merkmale sind ein reduzierter Verschleiß der dynamischen Nebendichtungen (O-Ringe), weniger Radial- und Axialbewegungen der Nebendichtungen, kein Einlaufen oder Riefeln am 0-Ring-Sitz sowie außerhalb des abzudichtenden Mediums liegende Federn. Material der GLRD Als Material werden massive Gleit- und Gegenringe aus Hartmetall eingesetzt, deren Flächen einen speziellen Läpp-Finish erhalten. Bei der Materialauswahl der Gleit- und Gegenringe wurde neben den üblichen Gesichtspunkten auch der spezifische Widerstand der Ringe im Hinblick auf Leitfähigkeit und statische Aufladung in Verbindung mit dem metallischen Katalysator berücksichtigt. Als Nebendichtungen (O-Ringe) kommen Kalrez und spezielle PTFE-Komponenten zum Einsatz. Die Mehrfachfedern sind aus Hastelloy, die sonstigen Bauteile aus 1.4571. Das Packungsmaterial der Hilfsstopfbüchse ist PTFE-Grafitgarn (Typ 1799). Um den speziellen Anforderungen der Anwendung gerecht zu werden, wird die Gleitringdichtung mit höherem Sperrdruck gefahren, wobei die Sperrdrucküberlagerung min. 15 bar beträgt. Als Sperrmedium wird ein Kälteöl oder medienverträgliches Nebenprodukt verwendet. Die Umwälzung des Sperrmediums erfolgt durch eine Zahnradpumpe, die durch ein Doppelfördergewinde in der Gleitringdichtung unterstützt wird. Außerdem erfolgt eine Fremdspülung vor der Dichtung unter Verwendung eines gasförmigen Mediums. |
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