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Verfahrenstechnik 11/2017

Verfahrenstechnik 11/2017

KOMPONENTEN UND SYSTEME

KOMPONENTEN UND SYSTEME Folgekosten sparen Grafitdichtungen in Elektro-Dampferzeugern Elektro-Dampferzeuger werden in vielen Industriebereichen eingesetzt, eine wichtige Komponente im Dampferzeuger ist der Flansch, der die Einheit der Heizelemente mit dem Druckbehälter verbindet. Die bisher eingesetzte Faserweichstoffdichtung mit Grafit als Füllstoff bereitete immer wieder Probleme und sollte ausgetauscht werden. Autoren: Gerald Klein, Produktmanager Dichtungen, Klinger GmbH, Idstein; Jörn Jacobs, Fachjournalist(bdfj), IHW Marketing GmbH, Bad Camberg Die Dino Anlagen- und Maschinenbau e. K. aus Bremen ist ein Hersteller von Elektro- Dampferzeugern, der kundenspezifische Systeme fertigt. Beim Elektro-Dampferzeuger erhitzen und verdampfen elektrisch betriebene Heizelemente enthärtetes Wasser, das eine Speisewasserpumpe vom Tank oder direkt aus der Leitung in den Druckbehälter fördert. Die komplette Einheit der Heizelemente wird durch einen Flansch mit dem Druckbehälter verbunden. Die Innenflächen von Flansch und seiner Abdichtung stehen in Kontakt mit überhitztem Wasserdampf in 100%iger Sättigung, bei 160 °C und 5 bar Druck. Bisher hat Dino an der Flanschplatte eine Faserweichstoffdichtung mit Grafit als Füllstoff eingesetzt. Mit einer Dicke von 2 mm in der Ausführung Fullface wies sie eine Dichtungsfläche von 28 888 mm² auf und erreichte bei 80 % Schraubenausnutzung eine Flächenpressung von 15 MPa. Probleme durch Aushärten Je nach Einsatzumgebung und tendenziell bei Lastwechseln an den Dampferzeugern trat an dieser Stelle bei einigen Systemen jedoch ein Problem auf. Da die einge- 18 VERFAHRENSTECHNIK 11/2017

KOMPONENTEN UND SYSTEME setzten Dichtungen über die Zeit aushärten, es durch Temperaturwechsel zu Materialausdehnungen und in der Folge zu Relativ bewegungen zwischen Behälter und Heizelementträger kommt, kann die Dichtung diese Verformungen irgendwann nicht mehr mitleisten – es treten an der Flanschplatte Undichtigkeiten auf, die bei 160 °C und 5 bar Dampfdruck sehr gefährlich werden können – unabhängig vom verlorenen Dampfvolumen. Folge war, dass ein Monteur vor Ort beim Kunden die fehlerhaften Dichtungen austauschen musste, was logischerweise zu hohen Montage- und Reisekosten führte. Dino suchte daher einen Weg, um diese Problematik dauerhaft und zukunftsfähig zu lösen. Denn Undichtigkeit und Wartungseinsatz sind für Kunde wie für Hersteller nicht zufriedenstellend. Aufbau des Heizflansches Flanschdichtung Flansch Dichtung Heizelement Heizelement mit Fühlrohr Halteblech Klemmen Heizelement Alternativer Werkstoff Verschraubung Durch den Tipp eines Kunden aus Österreich wurde Dino auf die Firma Klinger aufmerksam. Vorschlag war, einen alternativen Flachdichtungswerkstoff zu verwenden, der nicht aushärtet und zusätzlich mit Innenbördel ausgerüstet wird. Parallel soll durch eine Berechnung die Geometrie der Dichtung verändert werden, resultierend in einer Verringerung der Dichtfläche, um eine höhere Flächenpressung bei gleicher Schraubenkraft zu erzielen. Da Grafitdichtungen im Gegensatz zu Faserdichtungen keine organischen Bindemittel enthalten, verändern sie ihre Eigenschaften im gesamten Temperatureinsatzbereich nicht, sie weisen kein Verhärten und Verspröden auf. Mit Klingergrafit PSM steht ein in der Praxis erprobtes Grafitlaminat mit einer 0,1 mm dicken Spießblech-Edelstahleinlage für den Temperaturbereich von – 200 bis + 450 °C zur Verfügung. Es wird bevorzugt bei Heißwasser und Wasserdampf eingesetzt und ist in den Standarddicken 0,8, 1,0, 1,5, 2,0 und 3,0 mm verfügbar. Die neue Auslegung der Dichtung zeigt die Ausführung „Raised Face“. Die nominelle Dicke verbleibt bei 2 mm, während die Dichtungsfläche um mehr als 45 % auf 15 700 mm² reduziert ist. Damit wird bei 80 % Schraubenausnutzung eine effektive Flächenpressung von 29 MPa erreicht – fast die Verdopplung des ursprünglichen Wertes. Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit ist die Dichtung mit einer metallischen Innenrandeinfassung, einem sogenannten Innenbördel, kombiniert. Dieser wird nach dem Ausstanzen des Dichtungsringes mit einem separaten Werkzeug eingebracht. Er besteht aus einem ca. 0,10 bis 0,15 mm dünnen Blech und ist im Normalfall aus Edelstahl. So schützt man den Dichtungswerkstoff vor aggressiven Medien und Herausdrücken sowie das Medium vor Verunreinigungen durch herausgelöste Dichtungsbestandteile. Außerdem verbessert der Innenbördel die Gasdichtheit bei porösen Dichtungswerkstoffen. Fotos: Dino und Klinger www.klinger.de your competent partner for solids handling! Mechanisch und pneumatisch fördern Prozess-Schnecken Füllen / entleeren Big Bag Handling Chargieren / dosieren Mischen / zerkleinern Staubsauganlagen Wiegen / steuern / regeln EMDE Industrie-Technik GmbH ▪ D-04808 Wurzen +49 (0) 34 25 - 81 98 - 0 ▪ www.emde.de ▪ info@emde.de Emde.indd 1 11.10.2017 09:01:27 VERFAHRENSTECHNIK 11/2017 19

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