Auf innovativem Weg zum Ziel mit Dry Gas Seals

EagleBurgmann, Gleitringdichtungen, GLRD, Gleitringdichtungen für Pumpen, DiamondFace, NGL, Natural Gas LiquidAnlagenkomponenten von NGL-(Natural Gas Liquid) Pipelines im optimalen Betriebszustand zu halten, stellt für die öl- und gasverarbeitende Industrie eine ständige Herausforderung dar - steigende Temperaturen in den eingesetzten Flüssigkeitspumpen und daraus resultierende Probleme für die Dichtungen sind eine solche Herausforderung.

Ein Beispiel einer solchen Anlage befindet sich in Houston/Texas. Sie trennt Förderströme von NGL-Gemischen in reine NGL-Produkte wie Ethan, Propan, Butan, Isobuten und Benzin. Zentrale Anlagenkomponenten sind Ethan-Injektions pumpen, die in einem Druckbereich von 28 bar (410 PSI) bis 76 bar (1.100 PSI) arbeiten. Die Temperatur des Ethans am Saugstutzen darf 16 °C (60 °F) nicht übersteigen, damit der notwendige spezifische Dampfdruck an den Wellendichtungen nicht unterschritten wird.

Durch klimatische Einflüsse kommt es hier aber immer wieder zu signifikanten Temperaturerhöhungen – das Ethan verdampft, Dichtungsausfall und Produktverlust sind die Folge. Die Lösung für eine immer wieder auffällige Flüssig-Ethanpumpe war der Einsatz einer DiamondFace-beschichteten  Gleitringdichtung, die eigentlich für reine gas förmige Medien konzipiert ist: eine EagleBurgmann DF-DGS6.

Unkonventioneller Ansatz: Dry Gas Seals

Dry Gas Seals (DGS) haben sich in Kompressorenanwendungen als äußerst zuverlässige Wellenabdichtungen etabliert. Sie besitzen breite Dichtflächen, in die strukturierte (uni- oder bi-direktionale) Gasnuten eingearbeitet sind. Diese Nuten machen das Abheben der Gleitflächen erst möglich, sie laufen im Betrieb berührungslos. So wie sich bei flüssigkeitsgeschmierten Dichtungen der Trockenlauf der Gleitflächen schädlich auswirkt, so ist es bei Dry Gas Seals das Berühren der Gleitflächen, das zu vorzeitigen Verschleiß und in letzter Konsequenz zum Ausfall der Dichtung führt.

Denn auch im Kompressorenbetrieb gibt es kritische Betriebszustände für die Dichtungen: Im Coast-Down (langsamer, geregelter Auslauf des Kompressors), Turning (laufen bei niedrigen Drehzahlen) und Ratcheting (weiterdrehen der Welle in bestimmten Zeitabständen um 90 °) kommen die unter normalen Bedingungen voneinander abgehobenen Gleitflächen in Kontakt und können durch den berührenden Lauf beschädigt werden.

Um nicht zuletzt diese Situationen zu meistern, wurden bei EagleBurgmann DGS mit einer innovativen Diamantbeschichtung der Gleitflächen entwickelt und erfolgreich eingesetzt.

Der Schlüssel: DiamondFace

EagleBurgmann DiamondFace ist eine mikrokristalline Diamantbeschichtung für Gleitringdichtungen. Sie zeichnet sich durch extreme Härte, hohen Verschleißschutz, exzellente Wärmeleitfähigkeit, höchste chemische Beständigkeit und geringe Reibwerte aus. Auch die Schichthaftung übertrifft alle bekannten Praxisanforderungen. Dadurch erhöht sich nachweislich die Lebensdauer von Gleitringdichtungen um ein Vielfaches, die Wartungsintervalle werden entsprechend verlängert und die Lebenszykluskosten deutlich reduziert.

DF-(P)DGS6 - die Lösung für leichtflüchtige Medien

Die Ethanpumpe in Houston wurde auf die DF-DGS6 umgerüstet und im Juli 2011 in Betrieb genommen. Die Dichtungslösung ermöglicht, das Medium sowohl im flüssigen als auch gasförmigen Zustand zuverlässig und sicher abzudichten. In den Phasenübergängen, wo es zu Trockenlauf und Berührung der Gleitflächen kommen kann, bewahrt die DiamondFace-Schicht auf den Gleitflächen die Dichtung vor Schäden.

Auch die Betriebsweise konnte vereinfacht werden: Die Dichtungen werden ohne jegliche Spülung (API Plan 02) betrieben. Vorher eingesetzte Filter, einschließlich deren Wartung konnten entfallen.

Nach einigen Monaten berichtete der Betreiber, dass sich die gasförmige Pumpenleckage zum Fackelsystem um 83 % reduziert hatte, dieser Wert verbesserte sich noch mal auf über 90 %.

Nach acht Monaten Betrieb wurde die Pumpe zur Nachbearbeitung des Laufrades gestoppt und geöffnet. Im Zuge dessen wollte der Betreiber, dass die Dichtung einem dynamischen Test unterzogen wird, um sie mit den ursprünglichen Daten vergleichen zu können. Die Dichtung wurde ausgebaut und bei EagleBurgmann USA/Houston untersucht. Die Gleitringe zeigten keinerlei Laufspuren und waren wie neu. Die Dichtungskomponenten wurden gereinigt und nach dem Zusammenbau kam die DF-DGS6 auf den dynamischen Prüfstand, wo sie eingehend getestet wurde. Da die Dichtung im einwandfreien Zustand und mit exzellenten Werten lief (u.a. befand sich die Leckagerate unterhalb des Wertes, der beim Abnahmetest ermittelt wurde), installierte sie der Betreiber ohne weitere Maßnahmen wieder in die Pumpe. Seither laufen die Dichtungen ohne Beanstandungen. Mit der DF-(P)DGS6-Lösung sind jetzt Laufzeiten von mehr als 5 Jahren machbar.

Inzwischen sind von der Bauart EagleBurgmann DF-(P)DGS6 („P“ steht für die Hochdruckvariante) mehr als 150 Exemplare erfolgreich und weltweit in verschiedenen NGL-Anwendungen eingesetzt - übrigens seit kurzem auch in CO2-Anwendungen.

DF-(P)DGS6
DF-(P)DGS6

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