Die hohen Kosten einer ineffektiven Lagerabdichtung in Schlammpumpen

Schlammpumpen werden in der Bergbauindustrie häufig zum Transport abrasiver und korrosiver Schlämme während des gesamten Bergbauprozesses eingesetzt. Aufgrund der rauen Natur dieser Prozesse sind Schlammpumpen anfällig für Leckagen und Ausfälle, was zu hohen Wartungskosten führen kann. Pumpenbetreiber neigen dazu, ihre vorbeugenden Wartungsbemühungen auf das nasse Ende einer Pumpe (Gehäuse, Laufräder usw.) zu konzentrieren, da sich dort die meisten Verschleißteile befinden.

Häufige Leckagen in Schlammpumpen und die durch Spülwasser verursachte feuchte Umgebung stellen jedoch Probleme für die Lagerbaugruppe dar, was zu erheblichen, vermeidbaren Wartungskosten führen kann. In diesem Artikel geht es um einen proaktiven Ansatz zur effektiven Abdichtung von Lagerbaugruppen für Schlammpumpen und um die Vor- und Nachteile der gängigsten Arten von Lagerdichtungen.

Zunächst ist es wichtig zu verstehen, warum eine wirksame Abdichtung und Schmierung von Lagern so wichtig ist. Lagerhersteller beziehen sich häufig auf die Ermüdungslebensdauer eines Lagers. Die Nennlebensdauer L10 ist die Ermüdungslebensdauer, die bei 90 % einer ausreichend großen Gruppe identischer Lager, die unter identischen Bedingungen betrieben werden, voraussichtlich erreicht oder überschritten wird.1 Nach Angaben eines Lagerherstellers erreichen jedoch nur 10 % der Wälzlager jemals ihre Lebensdauer L10-Lebensdauer, wobei diese Zahl bei Schlammpumpen aufgrund der anspruchsvollen Natur der Anwendung viel niedriger ist. Untersuchungen zur Schadensanalyse von Lagern zeigen, dass Verunreinigungen und schlechte Schmierung für bis zu 60 % bis 70 % aller Lagerausfälle verantwortlich sind. Bereits ein Wassereinbruch von nur 0,002 % in das Lagergehäuse kann die Lebensdauer des Lagers um etwa 50 % verkürzen. Wenn man diese Fakten mit den Eigenschaften der Schlammpumpenanwendung in Einklang bringt, erklärt sich, warum ein vorzeitiger Lagerausfall häufig vorkommt.

Die Lagerbaugruppe befindet sich nur wenige Zentimeter von der Wellendichtung entfernt. Wenn diese Dichtung undicht ist oder mit Wasser gespült wird, wandert das nasse, abrasive Material entlang der Welle, bis es die Lagerdichtung erreicht. Was als nächstes passiert, hängt von der Art der Dichtung ab, die zum Schutz dieser Lager verwendet wird.

Die am häufigsten verwendete Lagerdichtung ist eine Lippendichtung, da sie kostengünstig und leicht zu kaufen ist. Es kann kurzfristig eine wirksame Lösung sein, neigt jedoch im Laufe der Zeit zum Verschleiß, insbesondere wenn es abrasiven Schlämmen ausgesetzt ist. Der körnige Schlamm bleibt unter der Lippe der Dichtung hängen und erodiert das Material, wodurch ein Spalt entsteht, durch den Verunreinigungen leicht in den Lagerrahmen eindringen können. Dadurch verschlechtert sich schnell die Qualität der Schmierung und es entstehen Rillen in der Welle oder Wellenhülse, die schließlich ersetzt werden müssen.

Eine weitere häufig anzutreffende Dichtungslösung ist eine vom OEM bereitgestellte Labyrinthdichtung. Diese Dichtungen basieren auf einer engen Toleranz zur Welle, die einen direkten Leckweg für das Eindringen von Verunreinigungen in das Gehäuse bietet. Es ist ausreichend, um die Fettschmierung aufrechtzuerhalten, bietet jedoch wenig Widerstand gegen das Eindringen von Verunreinigungen von außen.

Zu den offensichtlichen Kosten, die mit diesen Reparaturen verbunden sind, gehören Ersatzteile (Lager, Wellen, Abdeckungen usw.), aber es gibt zahlreiche andere Kosten, die oft nicht berücksichtigt werden. Dazu gehören die Stunden, die in der Wartungswerkstatt mit dem Aus- und Wiederzusammenbau von Pumpen verbracht werden, die Stunden, die mit dem Schmieren von Lagern verbracht werden, die aufgrund schlechter Dichtungen ständig undicht sind, Vibrationsanalysen, Produktionsausfälle und ungeplante Ausfallzeiten. Selbst ein paar Stunden Ausfallzeit in einer Anlage können Hunderttausende Dollar kosten.

Darüber hinaus legen Lieferkettenprobleme, die OEMs und Teilelieferanten betreffen, noch mehr Wert auf die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Ausrüstung. Einfache, alltägliche Reparaturen an relativ kostengünstigen Teilen können zu großen Verzögerungen bei der Wiederinbetriebnahme von Geräten führen.

Um kostspielige Reparaturen und den Austausch von Teilen aufgrund schlechter Lagerabdichtung zu vermeiden, können Unternehmen proaktiv einen Lagerisolator installieren. Lagerisolatoren sind berührungslose Konstruktionen, die aus einem einheitlichen Stator und Rotor bestehen, um eine zusammengesetzte Labyrinthdichtung zu bilden, die einen dauerhaften Schutz des Lagers vor Schmierverlust und dem Eindringen von Verunreinigungen gewährleistet. Da es sich um berührungslose Konstruktionen ohne Verschleißteile handelt, halten diese Dichtungen über die gesamte Lebensdauer des Geräts und können problemlos von Lippendichtungsanordnungen nachgerüstet werden.

Einige Lagerisolatoren sind speziell für die rauen Umgebungen und Herausforderungen der Schlammwelt konzipiert. Große Innenkammern und Rotoren verhindern das Eindringen von Verunreinigungen in die Dichtungen. Da die Dichtungen nicht auf Kontakt mit der Welle angewiesen sind, um die Dichtschnittstelle zu bilden, kommt es zu keinem Verschleiß der Welle oder der Wellenhülse, sofern vorhanden. Einheitsringe sorgen dafür, dass Rotor und Stator auch unter extremen Bedingungen zusammenbleiben, und übergroße D-Nuten können in fett- oder ölgeschmierten Umgebungen hilfreich sein. Diese Konstruktionen tragen dazu bei, dass Verunreinigungen nicht in das Lagergehäuse eindringen – selbst bei starkem, direktem Sprühnebel.

Kürzlich kam es bei einem Wartungsteam in einem Kalibergwerk zu anhaltenden Leckagen und hohen Ausfallraten in den Lagerbaugruppen, sodass mindestens drei Austausche pro Jahr erforderlich waren. Dies führte jedes Mal zu einem Produktionsausfall von etwa acht Stunden. Nach der Nachrüstung von Lagerisolatoren an Rahmen, die zuvor OEM-Labyrinthdichtungen verwendeten, schätzte das Team eine jährliche Ersparnis von 160.000 US-Dollar und eine Kapitalrendite nach nur 11 Tagen.

Die Installation einer dauerhaften, effektiven Lagerdichtungslösung an Schlammpumpen kann die Zuverlässigkeit der Ausrüstung erhöhen und die Austauschkosten senken, sodass Bergbauunternehmen ihre finanziellen und betrieblichen Ziele erreichen können.

Verweise

SKF. Lebensdauer des Lagers. skf.com/us/products/rollenlager/prinzipien-der-wälzlagerauswahl/lagerauswahlprozess/lagergröße/größenauswahl-basierend-auf-rating-lebensdauer/lager-rating-lebensdauer

Chris Solfelt ist Produktmanager für Inpro/Seal. Er verfügt über neun Jahre Erfahrung in der Lager- und Dichtungsindustrie für rotierende Geräte, davon fünf Jahre bei Inpro/Seal. Weitere Informationen finden Sie unter inpro-seal.com.