Wie sich die Rohrbelastung auf die Leistung, Ausrichtung und Lebensdauer der Dichtungen von Kreiselpumpen auswirkt

Die ordnungsgemäße Installation der Rohrleitungen ist ein wesentlicher Bestandteil des zuverlässigen Betriebs einer Kreiselpumpe. In vielen Industriesystemen werden übermäßige Pumpenvibrationen, Kupplungsschäden, Lagerverschleiß und Ausfälle von Gleitringdichtungen nicht durch die Pumpe selbst verursacht, sondern durch Kräfte, die von falsch installierten oder unterstützten Rohrleitungen übertragen werden.

Dieser Zustand ist allgemein bekannt alsRohrbelastungoderLeitungsspannung.

Eine Rohrbelastung entsteht, wenn angeschlossene Rohrleitungen übermäßige Kräfte oder Momente auf die Pumpendüsen oder das Gehäuse ausüben. Dadurch kann sich das Pumpengehäuse verziehen, die Wellenausrichtung verändert, die Vibration erhöht und die Lebensdauer der Gleitringdichtung erheblich verkürzt werden.

Bei der Installation und Wartung industrieller Kreiselpumpen ist es daher wichtig, den Zusammenhang zwischen Rohrleitungen und Pumpenleistung zu verstehen.

 

 

1. Was ist eine Rohrdehnung?

Unter Rohrspannung versteht man die Kraft oder Spannung, die vom Rohrleitungssystem auf die Pumpe übertragen wird, weil das Rohr falsch ausgerichtet, abgestützt oder beweglich ist.

Normalerweise sollte das Rohrleitungssystem sein Eigengewicht tragen und Wärmebewegungen unabhängig von der Pumpe aufnehmen.

Probleme treten auf, wenn das Rohr:

• Wird bei der Montage zwangsweise in Position gebracht
• Wird unzureichend unterstützt
• Dehnt sich aufgrund von Temperaturänderungen aus
• Durchhängt unter seinem eigenen Gewicht
• Ist falsch verankert oder geführt
• Verwendet Flanschschrauben, um falsch ausgerichtete Rohre zusammenzuziehen

Die Pumpe sollte nicht zum Ausgleich falsch positionierter Rohrleitungen verwendet werden.

Eine einfache Regel lautet:

Die Rohrleitungen sollten zur Pumpe passen -nicht, dass die Pumpe gezwungen werden muss, zur Rohrleitung zu passen.

Durch unsachgemäße Rohrleitungsinstallation können ständige äußere Belastungen auf das Pumpengehäuse und die Düsen einwirken.

 

2. Was verursacht Rohrdehnungen?

Verschiedene allgemeine Installations- und Betriebsbedingungen können zu übermäßiger Rohrbeanspruchung führen.

Unsachgemäße Installation

Während der Installation können Arbeiter Flanschschrauben verwenden, um zwei falsch ausgerichtete Flansche zusammenzudrücken. Auch wenn die Verbindung akzeptabel erscheint, können erhebliche Restspannungen in den Rohrleitungen und der Pumpe verbleiben.

Unzureichende Rohrunterstützung

Lange Rohrstrecken erfordern geeignete Aufhängungen, Stützen, Führungen oder Anker. Ohne ausreichende Unterstützung kann das Gewicht des Rohrs und der Flüssigkeit auf die Pumpe übertragen werden.

Wärmeausdehnung

Rohrleitungen, die heißes Wasser, Kesselspeisewasser, Kohlenwasserstoffe oder andere heiße Prozessflüssigkeiten transportieren, dehnen sich bei Temperaturänderungen aus und ziehen sich zusammen.

Wenn diese Bewegung nicht richtig aufgenommen wird, können thermische Kräfte auf die Pumpe übertragen werden.

Falsche Rohrleitungsausrichtung

Ein Rohr, das nicht auf natürliche Weise mit dem Pumpenflansch übereinstimmt, kann nach dem Anschließen kontinuierliche Zug-, Druck- oder Verdrehkräfte ausüben.

 

3. Wie sich die Rohrspannung auf die Pumpenausrichtung auswirkt

Eine der schwerwiegendsten Folgen einer Rohrbelastung ist der Verlust der Pumpen- und Motorausrichtung.

Eine Pumpe und ein Motor können präzise ausgerichtet werden, bevor die Rohrleitungen angeschlossen werden. Durch das Anziehen der Rohrflansche kann es jedoch zu einer Verschiebung des Pumpengehäuses oder der Grundplatte und einer Veränderung der Wellenmittellinie kommen.

Dadurch kann Folgendes entstehen:

Parallele Fehlausrichtung

Winkelfehler

Kupplungsüberlastung

Lagerbelastung

Erhöhte Vibration

In schweren Fällen kann die Rohrbelastung sogar zu einer Verformung der Grundplatte führen, was die Aufrechterhaltung einer stabilen Ausrichtung erschwert.

Aus diesem Grund sollte die endgültige Wellenausrichtung überprüft werdennachdem die angeschlossenen Rohrleitungen installiert und ordnungsgemäß abgestützt wurden.

 

4. Rohrbelastung und Pumpenvibration

Eine durch Leitungsspannung verursachte Fehlausrichtung führt häufig zu erhöhten Vibrationen.

Die typische Fehlerkette ist:

Rohrbelastung → Gehäuseverformung → Wellenfehlausrichtung → Vibration → Lager- und Dichtungsschaden

Vibrationen werden jedoch nicht immer nur durch mechanische Ausrichtungsprobleme verursacht. Kavitation, hydraulische Instabilität, Unwucht des Rotors, Lagerdefekte und Betrieb außerhalb des empfohlenen Bereichs sollten ebenfalls berücksichtigt werden.

Daher sollten übermäßige Vibrationen systematisch diagnostiziert werden, anstatt immer davon auszugehen, dass die Rohrbelastung die einzige Ursache ist.

 

5. Wie Rohrbelastungen die Lebensdauer mechanischer Dichtungen verkürzen

Gleitringdichtungen sind auf den kontrollierten Kontakt zwischen hochbearbeiteten Dichtflächen und einem sehr dünnen Flüssigkeitsfilm angewiesen.

Wenn die Pumpenwelle übermäßige Bewegungen, Durchbiegungen oder Vibrationen erfährt, funktionieren die Dichtungsflächen möglicherweise nicht mehr unter stabilen Bedingungen.

Mögliche Ergebnisse sind:

Ungleichmäßige Abnutzung der Dichtfläche-

Erhöhte Reibung und Hitze

O-Bewegung oder Verschleiß des O-Rings

Dichtungsleckage

Beschädigung der Welle oder Hülse

Vorzeitiger Austausch der Dichtung

Rohrbelastungen können daher zu einer Fehlerkette führen, in der schließlich ein Rohrproblem auftrittProblem mit der Gleitringdichtung.

Es ist wichtig zu bedenken, dass der wiederholte Austausch einer Gleitringdichtung ohne Behebung der zugrunde liegenden Vibrations-, Ausrichtungs- oder Rohrleitungsprobleme möglicherweise nur eine vorübergehende Lösung darstellt.

 

6. So identifizieren Sie mögliche Rohrdehnungen

Mehrere Feldsymptome können auf eine übermäßige Leitungsbeanspruchung hinweisen.

Schwierige Flanschverbindung

Wenn die Rohrflansche nicht auf natürliche Weise ausgerichtet sind und zum Anbringen der Schrauben erheblicher Kraftaufwand erforderlich ist, sollten die Rohrleitungen vor der Endmontage überprüft werden.

Ausrichtungsänderungen nach der Verrohrung

Wenn sich die Ausrichtung des Pumpen-{0}}Motors nach dem Festziehen der Rohrverbindungen erheblich ändert, können externe Rohrleitungskräfte vorhanden sein.

Hohe Vibration nach dem Start

Unerwartete Vibrationen unmittelbar nach der Inbetriebnahme können auf Ausrichtungsprobleme, Rohrspannungen, Kavitation oder andere Installationsprobleme hinweisen.

Wiederholter Dichtungs- oder Lagerschaden

Wenn bei derselben Pumpe wiederholt mechanische Dichtungs- oder Lagerausfälle auftreten, sollte die gesamte Anlage überprüft werden, anstatt Komponenten wiederholt auszutauschen.

Sichtbare Rohrbewegung oder Durchhängen

Rohrverformungen, zu große Stützabstände oder thermische Bewegungen können ebenfalls auf Probleme im Rohrleitungssystem hinweisen.

 

7. Best Practices zur Vermeidung von Rohrdehnungen

Die Vermeidung von Rohrspannungen während der Installation ist viel effektiver als die Korrektur nach einem Pumpenausfall.

7.1 Pumpe und Rohrleitung getrennt ausrichten

Stellen Sie zunächst die richtige Pumpen- und Motorposition her. Installieren Sie dann die Rohrleitungen so, dass sie natürlich mit den Pumpendüsen ausgerichtet sind.

Bewegen Sie die Pumpe nicht, indem Sie die Rohrleitungen mit Gewalt in Position bringen.

7.2 Stellen Sie eine unabhängige Rohrunterstützung bereit

Die Saug- und Druckleitungen sollten über eine ausreichende unabhängige Unterstützung verfügen.

Das Rohrstützsystem sollte das Gewicht tragen von:

Rohr

Ventile

Beschläge

Flüssigkeit

ohne übermäßige Belastung auf die Pumpe zu übertragen.

7.3 Wärmebewegung berücksichtigen

Bei Anwendungen mit heißen Flüssigkeiten sollte die Wärmeausdehnung bei der Rohrleitungskonstruktion berücksichtigt werden.

Je nach System können geeignete Dehnungsschlaufen, Führungen, Anker oder flexible Verbindungen erforderlich sein.

7.4 Flexible Verbindungen richtig nutzen

Flexible Steckverbinder können dazu beitragen, begrenzte Bewegungen auszugleichen und die Vibrationsübertragung zu reduzieren, sofern sie entsprechend spezifiziert sind.

Sie sollten jedoch nicht zum Ausgleich einer schlechten Rohrunterstützung oder einer erzwungenen Ausrichtung verwendet werden.

7.5 Überprüfen Sie die Ausrichtung nach der Rohrleitungsinstallation erneut

Die endgültige Ausrichtung sollte nach der Installation der Rohrleitungen und der Einstellung der Stützen überprüft werden.

Mit diesem einfachen Schritt können durch Rohrleitungen-verursachte Bewegungen erkannt werden, bevor die Pumpe langfristig-in Betrieb genommen wird.

 

8. Prüfung der Rohrspannung während der Inbetriebnahme

Eine praktische Installationsprüfung besteht darin, die Wellenausrichtung vor und nach dem Anschluss der Rohrleitungen zu vergleichen.

Das allgemeine Verfahren ist:

1. Pumpe und Motor ausrichten.

2. Notieren Sie die anfänglichen Ausrichtungswerte.

3. Schließen Sie die Saug- und Druckleitungen an, ohne die Flansche zu belasten.

4. Ziehen Sie die Rohrverbindungen gemäß dem geltenden Verfahren fest.

5. Stellen Sie sicher, dass alle Rohrhalterungen korrekt installiert sind.

6. Überprüfen Sie die Ausrichtung des Pumpen-motors erneut.

Wenn sich die Ausrichtung nach dem Anschließen der Rohrleitungen merklich ändert, untersuchen Sie das Rohrleitungssystem auf übermäßige äußere Belastungen.

Dieser Ansatz ist besonders nützlich bei der Inbetriebnahme großer industrieller Kreiselpumpen.

 

9. So reduzieren Sie Pumpenvibrationen und verlängern die Lebensdauer der Dichtungen

Eine zuverlässige Kreiselpumpeninstallation sollte mehrere Faktoren berücksichtigen:

Richtige Pumpenauswahl

Die Pumpe sollte entsprechend dem tatsächlichen Durchfluss, der Förderhöhe, den Flüssigkeitseigenschaften, der Temperatur und den Betriebsbedingungen ausgewählt werden.

Stabiles Fundament

Das Fundament und die Grundplatte sollten ausreichend Steifigkeit und Halt bieten.

Genaue Ausrichtung

Die Ausrichtung von Pumpe und Motor sollte den Anforderungen des Herstellers entsprechen.

Stress-Kostenlose Rohrleitungen

Angeschlossene Rohrleitungen sollten korrekt ausgerichtet, ausreichend gestützt und für thermische Bewegungen ausgelegt sein.

Geeignete Betriebsbedingungen

Vermeiden Sie einen längeren Betrieb außerhalb des empfohlenen Betriebsbereichs der Pumpe.

Regelmäßige Überwachung

Überwachen Sie Vibration, Lagertemperatur, Dichtungsleckage, Druck, Durchfluss und andere wichtige Parameter, um abnormale Trends frühzeitig zu erkennen.

 

Rohrbelastungen sind eine häufig-übersehene Ursache für Probleme mit Kreiselpumpen. Übermäßige Kräfte durch schlecht ausgerichtete, nicht unterstützte oder thermisch eingeschränkte Rohrleitungen können die Pumpenausrichtung beeinträchtigen, Vibrationen verstärken und die Lebensdauer mechanischer Dichtungen und Lager verkürzen.

Die wirksamste Präventionsstrategie ist einfach:

Richtiges Fundament + genaue Ausrichtung + unabhängige Rohrunterstützung + kontrollierte Wärmeausdehnung + spannungsfreie Rohrleitungen

Eine Pumpe darf niemals durch die angeschlossene Rohrleitung in Position gezwungen werden.

Eine korrekte Installation schützt die Pumpe, reduziert Vibrationen, verlängert die Lebensdauer der Gleitringdichtung und trägt dazu bei, einen zuverlässigen Langzeitbetrieb zu gewährleisten.

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