Gleitringdichtung für Schwefeltransferpumpe

Schwefel ist ein wichtiger Grundstoff, der zum Beispiel in Raffinerien und in der chemischen und pharmazeutischen Industrie für die Herstellung von Schwefelsäure, Farbstoffen, Kautschuk, synthetischen Fasern, Insektiziden und Kunstdüngern und weiteren Produkten eingesetzt wird. Der Gefahrstoff Schwefel ist für die Technik und die verschiedenen Verfahren ein herausforderndes Element. Unter anderem ist er entzündlich (Risiko von Staubexplosion) und er generiert im flüssigen Zustand bei Zutritt von Luft das sehr giftige Schwefeldioxid (SO2). Außerdem weist der Stoff kristallisierende Eigenschaften auf, die regelmäßig Probleme in der technischen Verarbeitung verursachen.

Im Temperaturbereich von +120 °C … +160 °C (+248 °F … 320 °F) ist Schwefel flüssig. Beim Pumpen von flüssigem Schwefel treten häufig Probleme durch kontinuierliche minimale Leckagen im Bereich der Wellenabdichtung auf. Sie setzen Drainageleitungen zu, der Dampfquench entweicht deshalb durch die Drosselbuchse in Richtung der Lager, wo es in Konsequenz zu erheblichen Schäden kommen kann. Ausgetretener Schwefel kristallisiert und kontaminiert Pumpe und Umgebung in hohem Maß.

In einer Chemieanlage in Japan ist eine Pumpe für die Förderung von flüssigem Schwefel eingesetzt. Als Wellendichtungen waren ursprünglich Wettbewerbsdichtungen (Pusher- und Metallbalg- Einzeldichtungen) eingebaut. Sie wiesen jedoch einen MTBR (Mean Time Between Repair) von nur 9 Monaten auf.

Sichtbare Zeichen des Dichtungsversagens und der damit verbundenen Leckage waren massive Ansammlungen von auskristallisiertem Schwefel in der Umgebung der Pumpe. Der Aufwand für Wartungs- und Reinigungsarbeiten war entsprechend hoch und nicht zuletzt mit Risiko für Mitarbeiter und Umwelt verbunden.

Als Ursache für die Dichtungsausfälle wurde das Zusetzen und Blockieren der Feder bzw. des Balgs durch auskristallisierten Schwefel festgestellt. Dadurch wurde die Federkraft herabgesetzt bzw. sie fiel gänzlich aus und die Dichtungen öffneten. Die Reinigungskraft des Dampfquenchs war dadurch ebenfalls stark vermindert, die für die Funktion erforderliche Temperatur wurde nicht mehr erreicht.

Mit der neuen, speziell für Einsätze in flüssigem Schwefel und anderen kristallisierenden Medien ausgelegten EagleBurgmann SulfurAce Gleitringdichtung gehören die Probleme der Vergangenheit an. Optimale Verfügbarkeit und Funktionalität der Pumpe, saubere Arbeitsumgebung in der Anlage und erheblich reduzierte Wartungskosten sind für den Betreiber möglich.

Die EagleBurgmann SulfurAce zeichnet sich durch produktgeschützte Einzelfeder und Mitnehmerstift aus. Im Fall von Leckage verhindert die mit großem Aktionsraum versehene Einzelfeder zusammen mit dem Reinigungseffekt des direkten Dampfquenchs das Zusetzen von Komponenten und angeschlossenen Leitungen. Die integrierte Quenchdichtung EagleBurgmann QS300 verhindert effektiv Quenchdampfleckagen in Richtung Lager.

Die Pumpe des Kunden wurde erfolgreich auf eine EagleBurgmann SulfurAce umgerüstet. Das Dichtungskonzept – produktabgewandte, stationäre Einzelfeder, integrierte Quenchdichtung EagleBurgmann QS300 – stellt eine dauerhaft sichere Lösung dar.

Aufgrund der Erfahrungen von EagleBurgmann konnte zudem der Dampfquench optimiert werden, ein dampfdurchströmter Dichtungsdeckel sorgt für zusätzliche Sicherheit.

Einsatzbereich

• Temperatur: t …180 °C (… 356 °F)
• Druck im Dichtungsraum: p …10 bar (… 145 PSI)
• Gleitgeschwindigkeit: v_g … 20 m/s (… 66 ft/s)
• Feststoffbeladung: … 30 wt %

Erforderlicher Dampfquench

(Für Schwefel und Urea)

• Druck: p = min. 3 bar (44 PSI)
• Temperatur: t = min. 150 °C (302 °F)
• Durchflussrate: v = min. 0,5 kg/h

Standardwerkstoffe

• Gleit- und Gegenring: Siliziumkarbid (SiC)
• Nebendichtungen: FKM (V), Perfluor-Kautschuk (FFKM)
• Feder und metallische Teile: SS316 (1.4401)