Prozesspumpen: Die richtige Lösung für die chemische Industrie finden

Zusammenfassung

Dieser Artikel analysiert, wie die Auswahl von Prozesspumpen die Stabilität und Sicherheit von Chemieanlagen direkt beeinflusst. Oftmals entstehen Ineffizienzen und Produktionsausfälle nicht durch makroskopische Fehler, sondern durch eine ungeeignete Pumpenauswahl im Verhältnis zu den tatsächlichen Betriebsbedingungen.

Der Artikel untersucht die wichtigsten kritischen Punkte bei der Handhabung von korrosiven, viskosen oder unter hohem Druck stehenden Flüssigkeiten und hebt hervor, wie ein oberflächlicher Ansatz Phänomene wie Kavitation, vorzeitigen Verschleiß von Komponenten und Produktkontamination auslösen kann. Anschließend werden die wesentlichen technischen Parameter für eine genaue Auswahl definiert, darunter die detaillierte Analyse der Flüssigkeit, die präzise Berechnung von Durchfluss und Förderhöhe sowie die entscheidende Bedeutung der Materialverträglichkeit.

Besonderes Augenmerk wird auf Magnetkupplungspumpen gelegt, eine Technologie, die durch den Verzicht auf Gleitringdichtungen das Risiko von Leckverlusten reduziert und einen größeren Schutz für Bediener und Umwelt gewährleistet. Letztendlich bietet der Artikel eine methodische Anleitung, um die hydraulische Leistung mit der Notwendigkeit, Wartungsarbeiten zu reduzieren und die Produktionskontinuität in rauen Betriebsszenarien zu gewährleisten, in Einklang zu bringen.

Prozesspumpen: Die richtige Lösung für die chemische Industrie finden

Viele Probleme im Zusammenhang mit dem Durchfluss von Flüssigkeiten im chemie-Bereich entstehen an Stellen der Anlage, die auf den ersten Blick nebensächlich erscheinen mögen. Eine Temperaturschwankung, die die Viskosität der Flüssigkeit verändert, eine Dichtung, die schneller als erwartet verschleißt, oder auch die geringste chemische Unverträglichkeit zwischen den Materialien sind allesamt Aspekte, die zur Korrosion der Innenflächen führen und die Stabilität der Produktionslinie beeinträchtigen können. Die in der chemischen Industrie eingesetzten Prozesspumpen arbeiten unter sehr aggressiven Bedingungen und müssen daher auf Sicherheit, Produktionskontinuität und Prozesskontrolle ausgelegt sein.

Flüssigkeiten wie konzentrierte Säuren, Lösungsmittel, toxische Lösungen, hochtemperierte Substanzen oder Flüssigkeiten, die feste Partikel enthalten, erfordern Geräte, die auch unter kontinuierlicher Belastung konstant Leistung bringen. Besonders in der chemischen Verarbeitung ist zudem die Fehlermarge extrem gering: Ein Leck, ein Strömungsabfall oder eine Anomalie im Flüssigkeitskreislauf können ausreichen, um Produktionsausfälle, Umweltverschmutzung und Gefahren für die Arbeitssicherheit zu verursachen.

Aus diesem Grund ist es unerlässlich, die Prozesspumpen korrigiert für den spezifischen Gebrauch. Es reicht nicht aus, die erforderliche Kapazität oder die Abmessungen der Anlage zu bewerten, sondern es muss das Verhalten des Fluids, die thermischen Bedingungen, die Materialverträglichkeit und die für die spezifische Anwendung am besten geeigneten Technologien im Detail analysiert werden.

Die richtige Wahl ist die Installation von magnetgekuppelten Kreiselpumpen, die im Katalog von CDR Pompe. Dank des Fehlens von mechanischen Dichtungen und der Verwendung von Fluorpolymeren bieten sie eine sehr hohe Sicherheit und eine starke Korrosionsbeständigkeit.

Die kritischen Aspekte der Fluidhandhabung in der chemischen Industrie

Die chemische Industrie verwendet Flüssigkeiten mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften. Einige Produkte enthalten stark ätzende Substanzen (starke Säuren und Basen), andere arbeiten bei Temperatur erhöhen, oder weisen eine besondere Dichte und Viskosität auf leicht variabel. In zahlreichen Produktionslinien sind auch feste Partikel oder abrasive Rückstände in der Flüssigkeit vorhanden, die den inneren Verschleiß von Pumpen beschleunigen, wenn diese nicht richtig ausgelegt sind.

Zu diesen Schwierigkeiten gesellen sich weitere Faktoren:

• Kontinuierlicher und starker Betrieb der Anlagen 24-Stunden-Betriebszyklen, die die Zeitfenster für vorbeugende Wartung minimieren;

• Hohe Druckbelastungen: Notwendigkeit, hohe Prozessgegendrücke zu bewältigen oder in Systemen mit hohem statischem Druck zu arbeiten;

• Klassifizierung von Bereichen (ATEX-Zonen): Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen aufgrund der Anwesenheit von Gasen, brennbaren Dämpfen oder brennbaren Stäuben;

• Absolute Notwendigkeit, Leckagen und diffuse Emissionen zu vermeiden: zwingende Bindung zur Verhinderung des Austretens von ökotoxischen, krebserregenden oder tödlichen Flüssigkeiten;

• Hoch sensible Produktionsprozesse für Durchflussänderungen: Chemische Reaktionen, deren Ausbeute streng von der millimetergenauen Konstanz des injizierten Flusses abhängt.

In diesem Szenario müssen die Prozesspumpen gewährleisten hydraulische Stabilität, Aufrechterhaltung des Arbeitspunktes und hohe betriebliche Genauigkeit auch nach langen und anstrengenden Arbeitszyklen.

Probleme, die durch ungeeignete Prozesspumpen verursacht werden

Die Installation einer Prozesspumpe, deren Dimensionierung oder Materialauswahl die tatsächlichen und vollständigen Betriebsbedingungen nicht berücksichtigt, kann im Laufe der Zeit zu Folgendem führen gravierende Probleme und Ausfälle an der gesamten Anlage.

Unverträgliche Materialien mit dem zu behandelnden Fluid tendieren dazu, schnell zu zerfallen und Abnutzung, Rückstände und Brüche zu verursachen, Gleitringdichtungen können beschädigt werden wenn starken chemischen Belastungen ausgesetzt, während Korrosion und Abrieb Sie tragen Material von Laufrädern und Pumpengehäusen ab, was zu einem schnellen Rückgang der hydraulischen Leistung führt.

Zu den häufigsten Problemen gehören:

• Kavitation: Lokale Verdampfung der Flüssigkeit (aufgrund einer falschen Berechnung des NPSH (verfügbar), was zu einem heftigen Kollaps der Mikroblasen und zur mechanischen Zerstörung der metallischen Oberflächen führt;

• Flüssigkeitsverlust und Emissionen Versagen von Rückhaltebarrieren mit Freisetzung gefährlicher Stoffe in die Arbeitsumgebung;

• Produktkontamination Flüssigkeitsinfiltration oder Freisetzung von Partikeln durch innere Degradation, die die Reinheit der Chargen verändern;

• Beschädigung von Innenteilen: Bruch von Wellen, Laufrädern, Buchsen und Lagern, verursacht durch anormale Vibrationen oder mechanische Überlastungen.;

• Exponentielle Zunahme von Wartungseinsätzen: Kostensteigerung im operativen Bereich und Verkürzung der Lebensdauer von Ersatzteilen;

• Plötzliche Stillstände der Produktionslinie: Ungeplante Unterbrechung der Wertschöpfungskette mit erheblichen wirtschaftlichen Verlusten und komplexen Sanierungsmaßnahmen.

Im chemie-Bereich kann selbst ein minimaler Verlust erhebliche Probleme in Bezug auf Sicherheit und Umweltmanagement verursachen. Aus diesem Grund sind die Prozesspumpen müssen entsprechend den realen Bedingungen der Anlage konzipiert sein.

Wie wählt man die richtigen Prozesspumpen aus

Die Wahl des Prozesspumpen geht durch die Analyse all dieser potenziellen Probleme und aller strengen Parameter, die von der chemischen Industrie gefordert werden. Jede Anwendung erfordert spezifische Bewertungen im Zusammenhang mit dem Fluid, den geforderten Leistungen und den Arbeitsbedingungen.

Erforderlicher Durchfluss und Druckhub

Zu den ersten zu berücksichtigenden Elementen gehören Förderstrom und Förderhöhe.

Die Fördermenge definiert das Flüssigkeitsvolumen, das die Maschine pro Zeiteinheit fördern muss, während die Förderhöhe die Nettenergie, ausgedrückt in Metern Flüssigkeitssäule, angibt, die die Pumpe der Flüssigkeit aufprägen muss, um den Höhenunterschied zwischen den Behältern, die innerhalb der Pumpe entstehenden Widerstände und die Druckverluste (verteilt und lokal) zu überwinden, die durch die Reibung der Flüssigkeit in Rohrleitungen und Geräten entstehen.

Eine falsche Dimensionierung kann zum Beispiel zu hohem Verbrauch, vorzeitigem Verschleiß und instabilem Betrieb von Anfang an verursachen. Eine überdimensionierte Pumpe arbeitet weit entfernt von ihrem optimalen Wirkungsgradpunkt, während eine unterdimensionierte Lösung Gefahr läuft, die Produktion nicht kontinuierlich aufrechtzuerhalten, indem sie das Medium überhitzt und das Risiko eines Betriebs unter Kavitationsbedingungen birgt.

Analyse der gepumpten Flüssigkeit

Die Eigenschaften der Flüssigkeit sind der erste Faktor, der bei der Auswahl der Pumpe für Ihre chemie-Anlage zu berücksichtigen ist.

Um zu identifizieren Prozesspumpen am besten geeigneten beurteilt werden müssen:

• Detaillierte chemische Zusammensetzung: Identifizierung der chemischen Spezifikationen des zu pumpenden Fluids;

• Korrosivitätsgrad pH-Wert-Bewertung und die Anwesenheit von Oxidationsmitteln oder Chloriden;

• Flüssigkeitsviskosität kritischer Parameter, der die inneren Reibungsverluste in der Pumpe verändert und Korrekturfaktoren oder eine Ausrichtung auf Verdrängerpumpen anstelle von Kreiselpumpen erfordert;

• Dichte und spezifisches Gewicht Determinanten für die Berechnung der benötigten hydraulischen Leistung an der Welle und für die korrekte Dimensionierung des Motors;

• Feststoffgehalt im Wasser Analyse der Härte und der prozentualen Konzentration stabiler oder kolloidaler Partikel;

• Betriebstemperatur: Schlüsselelement für die Überprüfung der NPSH verfügbar in Bezug auf das Fluid;

• Verhalten beim Pumpen: fundamental, um Viskositätsänderungen innerhalb der Maschine vorherzusagen.

Viskose Flüssigkeiten, z.B. erfordern andere Lösungen als leichte, dünnflüssige. Ebenso kann die Anwesenheit fester Partikel den internen Verschleiß erhöhen und die Lebensdauer von Komponenten verkürzen, was speziell entwickelte Pumpenlösungen erfordert, um diese Situationen zu bewältigen.

Auch die chemische Kompatibilität spielt eine zentrale Rolle: Einige Substanzen greifen nämlich Metalle, Dichtungen und Innenflächen schnell an, wenn die Materialien nicht richtig gewählt wurden.

Betriebstemperatur und -druck

Hohe Temperaturen und Drücke setzen Pumpen starken mechanischen und thermischen Belastungen aus, die bei der Auswahl einer Prozesspumpe berücksichtigt werden müssen.

Wenn das Fluid bei hohen Temperaturen arbeitet, müssen Materialien und Komponenten auch bei kontinuierlicher Wärmeausdehnung strukturell stabil bleiben. Dichtungen und Versiegelungen müssen insbesondere ihre elastischen und Rückhalteeigenschaften beibehalten, ohne sich zu verformen oder zu lecken.

Ebenso werden bei hohem Druck robuste Pumpen benötigt, die nach extrem strengen Normen konstruiert sind, wie sie im CDR-Katalog zu finden sind. Es ist notwendig, solide Strukturen zu verwenden, die im Laufe der Zeit widerstandsfähig sind, ohne sich zu verformen, um zu verhindern, dass sich innere Bauteile während der Bewegung berühren oder beschädigt werden. Aus diesem Grund werden Pumpen für die chemische Industrie mit großen Sicherheitsmargen ausgewählt, wobei die sehr rauen Arbeitsbedingungen, denen sie ausgesetzt sein werden, berücksichtigt werden.

Materialverträglichkeit: Ein entscheidendes Element für Prozesspumpen

Im Bereich chemie ist die Materialauswahl Frostbeständigkeit, Lebensdauer, Sicherheit und Zuverlässigkeit der Pumpen. Das Material muss in der Entwurfsphase ausgewählt werden und sollte je nach den Eigenschaften und dem Korrosionsgrad der zu fördernden Flüssigkeit gewählt werden.

Je nach Anwendung werden verwendet:

• Edelstähle (z. B. AISI 316L) für ausgezeichnete mechanische Festigkeit und Schutz vor allgemeiner Korrosion;

• Fortschrittliche Fluorpolymere: (z. B. PTFE, PFA, PVDF), die sowohl als Innenbeschichtung (Auskleidung) sowohl als vollwertige Strukturkomponenten für chemisch aggressive Flüssigkeiten, bei denen Metalle keine ausreichende Trägheit aufweisen;

• Korrosions- und verschleißfeste Beschichtungen Keramik- oder Hartmetallschichten durch thermische Prozesse zur Erhöhung der Oberflächenhärte;

• Strukturwerkstoffe aus Technopolymeren (z. B. PP, PE-HD) für Hilfs- oder leichte chemische Dienste bei moderaten Temperaturen verwendet.

Jede Flüssigkeit reagiert anders auf die Materialien, mit denen sie in Kontakt kommt, und infolgedessen beschleunigt eine unzureichende Verträglichkeit Korrosion, Verschleiß und die Verschlechterung der Innenflächen.

Le Prozesspumpen Sie müssen daher aus Materialien gefertigt sein, die den behandelten Substanzen und den Anlagenbedingungen standhalten. Eine richtige Auswahl ermöglicht es, vorzeitigen Austausch, Produktionsstillstände und außerordentliche Eingriffe zu begrenzen.

In vielen chemischen Anwendungen außerdem erfordert die Einhaltung von Sicherheitsvorschriften Komponenten, die nach sehr strengen Standards ausgelegt sind.

Magnetkupplungspumpen: Leckagekontrolle und erhöhte Sicherheit

Im Bereich chemie sind die Magnetkupplungspumpe (Magnetkupplung) werden vor allem in Anwendungen mit giftigen, ätzenden oder gefährlichen Flüssigkeiten eingesetzt. Diese Technologie eliminiert die traditionelle Gleitringdichtung dank eines Permanentmagnetsystems, das die Drehbewegung magnetisch überträgt, ohne direkten mechanischen Kontakt zwischen der Motorwelle und dem Pumpenteil.

Das Fehlen einer Dichtung reduziert das Risiko von Leckagen drastisch und erzeugt ein Vakuum, das ein höchstes Maß an Sicherheit gewährleistet. Dies ist ein grundlegender Aspekt, wenn das Risiko von Verschüttungen besteht, die die Umwelt kontaminieren und Gefahren für die Arbeiter verursachen könnten.

Aus diesem Grund viele Prozesspumpen Die Magnetkupplungspumpen der chemischen Industrie verwenden diese Magnetkupplungssysteme, die sich besonders für Fälle eignen, in denen die Flüssigkeitsrückhaltung ein hohes Maß an Sicherheit erfordert.

Zu den Hauptvorteilen dieser Lösung gehören:

• Reduzierung von Verlusten und Emissionen: hermetische und statische Einschließung des Prozessfluids;

• Geringerer Gesamtverschleiß und Eliminierung von Gleitringdichtungen Fehlen von stark verschleißanfälligen Teilen;

• Minimale Wartung;

• Größerer Schutz für die Gesundheit der Arbeitnehmer und für die Umwelt: Aktive Prävention des Risikos von Kontakt mit schädlichen oder tödlichen Substanzen;

• Bessere Handhabung aggressiver Flüssigkeiten: Abwesenheit äußerer Kontaminationen der Prozessflüssigkeit.

Magnetpumpen finden Anwendung beim Fördern von Säuren, Lösungsmitteln und stark gefährlichen Substanzen, wo Zuverlässigkeit und Flüssigkeitsrückhaltung von zentraler Bedeutung sind.

CDR Prozesspumpen für die chemische Industrie

Der chemie-Sektor ist einer der Hauptanwendungsbereiche der CDR-Prozesspumpen. Für den Transport von gefährlichen, korrosiven und toxischen Flüssigkeiten finden Sie in unserem Katalog eine umfangreiche Auswahl an “lined”-Pumpen, d. h. mit Thermoplasten oder Elastomeren ausgekleideten Pumpen, die mithilfe der “”stampaggio per trasferimento", oder Transferdruckguss. 

Diese Pumpen gewährleisten eine überaus hohe chemische Beständigkeit gegenüber Flüssigkeiten wie starken Säuren, Laugen und Lösungsmitteln, und verhindern sowohl Korrosion als auch Produktzerfall, wodurch ihre Lebensdauer verlängert, das Risiko von Problemen reduziert und die Notwendigkeit von Routineinspektionen verringert wird.

Speziell als Säurepumpen entwickelt und somit perfekt für die chemische Industrie geeignet sind zum Beispiel:

• ETV EVO: Magnetkupplungspumpe, ausgekleidet, mit einer Innenbeschichtung aus chemisch beständigen Hochleistungskunststoffen wie ETFE oder PP. Entsprechend dem Sub-ISO 2858 Standard ist sie ideal für die Handhabung von Lösungen wie Natriumhypochlorit.
• XTN-BL: PFA-ausgekleideter Magnetkupplungspumpe, mit Offene Lüfterklappe und Diamantbuchsen, gehört zur X-Serie von CDR und dient dem Transport von Substanzen wie z.B. Flusssäure.
• UTS EVO: Diese wird in chemischen Umgebungen wie Reaktoren, Destillationskolonnen und Wärmetauschern eingesetzt, ist ideal, um konstante (auch hohe) Temperaturen zu halten und kontrollierte Reaktionen sowie Produkte zu gewährleisten, die den Spezifikationen entsprechen. Ideal zum Beispiel für den Transport von’diathermisches Öl.
• DTN-L: ideal für die Förderung von Schwefelsäure und andere aggressive Flüssigkeiten, die kontinuierlich in anspruchsvollsten chemischen Prozessen eingesetzt werden können

Auswahl von Prozesspumpen je nach Anwendung

Im chemie-Bereich weist jede Anlage spezifische Merkmale auf, die eine genaue technische Bewertung erfordern. Behandeltes Medium, Temperatur, Druck, Materialkompatibilität e Pumpentechnik müssen gemeinsam analysiert werden, um die am besten geeignete Lösung zu identifizieren.

Le Prozesspumpen Die in diesen Umgebungen eingesetzten Geräte müssen Kontinuität, Sicherheit und Widerstandsfähigkeit auch unter besonders widrigen Bedingungen gewährleisten.

Eine korrekte Auswahl reduziert Ausfälle, senkt Wartungskosten und sorgt für einen stabilen Anlagenbetrieb über die Zeit. Aus diesem Grund führt die Wahl spezifisch für chemische Anwendungen konzipierter Lösungen zu größerer Zuverlässigkeit und besserer Kontrolle des gesamten Produktionsprozesses.

Kontaktieren Sie CDR Pompe für eine Beratung und um alle Dienstleistungen für Service, Installation und Wartung Widmet sich Prozesspumpen.