Erhöhung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Pumpen in EO-Anwendungen

Dies ist der zweite Artikel in einer Serie über die Herausforderungen im Zusammenhang mit Ethylenoxid. Lesen Sie Teil 1

Unternehmen, die Ethylenoxid (EO) herstellen oder damit arbeiten, wissen, dass mit diesem wichtigen chemischen Element mehrere Herausforderungen verbunden sind – seine Entflammbarkeit, Reaktivität, explosive Zersetzbarkeit der Dämpfe und Toxizität. Daher ist es unerlässlich, Maschinen und Geräte zu verwenden, die mit EO kompatibel sind, und dies schließt alle ihre Komponenten und Materialien ein.

Ein solches wichtiges Teil ist die Pumpe. Die Auswahl der richtigen Materialien für Komponenten von Pumpen wie Lager und Dichtungen ist bei der Arbeit mit hochaggressiven Chemikalien wie EO von entscheidender Bedeutung. Die Auswahl von Materialien, die nicht mit EO kompatibel sind, kann zu einem unzuverlässigen und unsicheren Betrieb führen. Dies könnte zu Produktionsausfällen und, noch schlimmer, zu Todesfällen führen.

 

Beseitigung von Lagerschwellungsproblemen und Verbesserung des Pumpenwirkungsgrads

Aufgrund der explosiven Natur und der kritischen Sicherheitsaspekte von EO verwenden mehrere Chemikalienhersteller speziell entwickelte dichtungslose Spaltrohrmotorpumpen. Chemisch aggressive Medien, wie EO, können herkömmliche Lager- und Dichtungsmaterialien angreifen.

Dies war der Fall in einem großen chemischen Verarbeitungsbetrieb in Deutschland, der EO hergestellt hat. Das Spezialchemieunternehmen setzt Spaltrohrmotorpumpen der HERMETIC-Pumpen GmbH ein, die für ihre sicheren und langlebigen Pumpen unter extremsten Einsatzbedingungen und mit den gefährlichsten Fördermedien bekannt sind. These pumps contained carbon-fiber filled PEEK wear rings that were swelling in EO media. The excessive swelling of the wear rings resulted in unreliable pump operation, reducing Mean Time Between Failures (MTBF) to a month and sometimes a week.

They reached out to Greene Tweed in search of a new wear rings material to handle the harsh processing conditions of the EO service. We recommended replacing the carbon-filled PEEK wear rings with WR®600 bearings, a carbon-fiber-reinforced, PFA-based composite with a maximum continuous service temperature of 500°F (260°C). Seine erstklassige chemische Beständigkeit basiert auf seinen Bestandteilen, die praktisch allen Umgebungen widerstehen können, einschließlich der stärksten Säuren, Basen, Halogene und Lösungsmittel.  WR®600 is a non-galling/non-seizing composite material, which allows the wear rings to be designed with tight clearances, leading to improved efficiency and longer life.  As a result of changing the pump wear rings to WR600, the chemical plant extended their MTBF from a few weeks to over two years and counting. Aufgrund der ermutigenden Ergebnisse hat das Chemiewerk WR®600 für alle hermetischen Pumpen im EO-Betrieb spezifiziert.

 

Längere Lebensdauer der Dichtungen

In Chemieanlagen, die Pumpen mit Gleitringdichtungen verwenden, ist EO eine der aggressivsten Chemikalien. Sie kann die meisten Dichtungsmaterialien aufquellen lassen, so dass die Dichtung innerhalb kürzester Zeit versagt. Die Entscheidung für ein Perfluorelastomer (auch bekannt als FFKM), das für EO-Anwendungen optimiert ist, könnte die Möglichkeit eines Versagens von Maschinen und Geräten verringern.

Ein führendes Chemieunternehmen in Ostdeutschland hatte aufgrund von EO-Exposition wiederholt Probleme mit Ausfällen mehrerer FFKMs. Infolgedessen mussten die Schraubenspindelpumpen alle paar Wochen ungeplant gewartet werden. Das Unternehmen wandte sich an Greene Tweed, um die MTBF seiner Pumpen von einigen Wochen auf mehrere Jahre zu erhöhen und gleichzeitig die Sicherheit bei allen Pumpeninstallationen zu verbessern.

Nach einer sorgfältigen Prüfung der Anwendung und ihrer Betriebsparameter haben wir Chemraz® 505 vorgeschlagen, ein FFKM, das eine breite Palette an chemischer Beständigkeit bietet. Nach erfolgreichen Probeläufen mit Chemraz® 505 in einer EO-Pilotanlage spezifizierte das Chemieunternehmen Chemraz® 505 für alle Schraubenspindelpumpen im gesamten Werk.

Zweifellos ist es für Chemieunternehmen, die mit EO arbeiten, von entscheidender Bedeutung, geeignete Materialien für ihre Anwendungen auszuwählen. Durch die Wahl von WR®600-Lagern für ihre Spaltrohrpumpen und Chemraz®505-Dichtungen für Drehkolbenpumpen können Chemieanlagen in EO-Anwendungen:

  • Lebenszykluskosten erheblich reduzieren
  • Deutliche Verbesserung der MTBF
  • Steigerung der Effizienz von Maschinen und Geräten

 

Quellen:

1https://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_Industries_of_Ethylene_Oxide_explosion

2https://www.osha.gov/pls/imis/accidentsearch.accident_detail?id=201146065