Herausforderungen der Anwendungsfelder

Chemische Industrie

Der Bereich Basischemie wird allgemein von Pumpen dominiert, Rührwerksanwendungen finden sich nur in bestimmten Prozessen, z.B. in der HDPE (High Density Polyethylen)-Herstellung. Die hier eingesetzten Polymerisationsreaktoren sind mit Gleitringdichtungen ausgestattet, oft auch die Zentrifugen, in denen das HDPE nach der Reaktion abgetrennt wird. Auch die Wellen der Reaktoren und Kristallisatoren in der PTA (Purified Terephthalic Acid)-Herstellung sind mit Gleitringdichtungen ausgerüstet.

Der Bereich Feinchemie mit seinen meist diskontinuierlichen Prozessen und den vielen unterschiedlichen Maschinen und Apparaten bietet ein großes Einsatzgebiet für Gleitringdichtungen. Kennzeichnend sind aufeinanderfolgende Produktionsschritte wie Mischen, Reagieren, Trennen. Die jeweils verarbeiteten Chargen sind dabei oft relativ klein, die Prozesse anspruchsvoll und die Produkte häufig sehr wertvoll. Es dominieren flexibel einsetzbare Multi-Purpose-Anlagen, die in der Regel mit Rührwerken, Reaktoren, Filtern und Trocknern sowie anderen Sonderapparaten ausgestattet sind.

Die besondere Herausforderung an die Dichtungstechnik liegt in den unterschiedlichen Herstellungsverfahren und den kristallisierenden, pastosen, hochviskosen oder hochkorrosiven Medien bei wechselnden Druck- und  Temperaturverhältnissen.

Die Rührwerksdichtungen von EagleBurgmann haben sich hier als Standard in der chemischen Industrie etabliert. Durch ihre Robustheit und Langlebigkeit tragen sie wesentlich zur Verfügbarkeit der Anlage bei.

Pharmazeutische Industrie, Lebensmittelindustrie

Ein spezieller Bereich der Feinchemie ist die pharmazeutische Industrie. Hier kommen noch die Anforderungen an die gute Reinigbarkeit sowohl der Maschinen als auch der Dichtungen und des Versorgungssystems hinzu. Gleiches gilt auch für die Lebensmittelindustrie und für biotechnologische Prozesse.

Die konstruktive Gestaltung des Dichtsystems erfolgt hier nach Hygienic-Design-Regeln. Um ein hygienisches Design zu erreichen, müssen sowohl die konstruktive Gestaltung von Dichtung und Einbauraum als auch wichtige Kriterien bei der Werkstoffauswahl berücksichtigt werden. Produktberührte Teile der Dichtung müssen geeignet sein für CIP (Cleaning In Place) und SIP (Sterilization In Place). Frei von Toträumen, offen gestaltete Spalte, produktgeschützte Befederung und glatte, polierte Oberflachen sind Dichtungsmerkmale in dieser Kategorie.

Die Werkstoffe des Dichtsystems müssen in jedem Fall die für den Einsatz rechtlichen Anforderungen erfüllen. Physiologische Unbedenklichkeit sowie chemische und mechanische Beständigkeit spielen hier eine zentrale Rolle. Und selbstverständlich dürfen die eingesetzten Werkstoffe Nahrungsmittel oder pharmazeutische Produkte weder geruchlich, farblich noch geschmacklich beeinflussen.

EagleBurgmann setzt hochwertige Standardwerkstoffe ein, z.B. Siliziumkarbid (Q1) und lebensmittelzugelassenes Kohlegrafit (B) als Gleitwerkstoffe, EPDM (E1), PTFE (T, T2), FFKM (KL) und Silikonkautschuk (S1, S2) für die  Nebendichtungen und als Bauwerkstoffe 1.4571 (316 Ti) (G), 1.4404 (316 L) (G), 1.4435 (316 L) (G) und 2.4610 (Hastelloy^(R) C4) (M).

EagleBurgmann hat Hygieneklassen fur Gleitringdichtungen und Versorgungssysteme definiert, um Herstellern und Betreibern die Auswahl der richtigen Komponenten zu vereinfachen. Hygienische Anforderungen an die Dichtung werden mit konstruktiven Merkmalen der Dichtung und des Versorgungssystems verknüpft. Je höher die Klasse, desto höher auch die Anforderungen an die Werkstoffe, die Oberflächengüte und die Nebendichtungen, mit entsprechenden preislichen Konsequenzen.

Stahl- und emaillierte Behälter

Die beiden Kategorien Stahlbehälter und emaillierte Behälter bestimmen die Ausführung der Gleitringdichtung ganz wesentlich. Die EagleBurgmann Gleitringdichtungsbaureihen SeccoMixR481 (trockenlaufend), AGSZ481 (gasgeschmiert) und M481 (flüssigkeitsgeschmiert), sind für den Einsatz in Stahlbehältern konzipiert. Bei den Baureihen SeccoMixR461, AGSZ461 und M461 sind die produktberührten Teile wie der Anschlussflansch emailliert.

Mit Emaille beschichtete Behälter sind katalytisch inert. Es findet also keine Beeinflussung des Produkts durch Reaktionen mit dem Behälterwerkstoff statt. Dazu kommen eine hohe chemische Beständigkeit und die gute Reinigbarkeit, weshalb emaillierte Apparate häufig für Anwendungen mit hohen hygienischen Anforderungen eingesetzt werden.

Große Wellendurchmesser, beheizte Wellen, große Axialbewegungen

Der Trend geht hin zu immer größeren Anlagen und damit zu größeren Maschinen und Wellendurchmessern. In Anlagen zur Herstellung von PTA (Purified Terephthalic Acid) sind die Standard-Wellendurchmesser für Reaktoren und Kristallisatoren mittlerweile bei 200 mm (7,87") und mehr. Der größte Wellendurchmesser für solche Anlagen lag bisher bei 480 mm (18,90").

Die Dimensionen und das Gewicht der entsprechenden Gleitringdichtungen von bis zu 1.500 kg stellt sowohl den Dichtungs- und den Maschinenhersteller als auch die Monteure vor Ort in der Anlage vor neue Herausforderungen.

Die Herausforderung bei solch großen Dichtungen ist, die Verwerfungen der Gleitteile und damit die Spaltgeometrie über die gesamte Gleitfläche in den Griff zu bekommen. Dies ist eine Voraussetzung für eine geringe und stabile Leckage und eine minimierte Gleitflächentemperatur, was sich entscheidend auf die Lebensdauer der Dichtung auswirkt. Um die optimale Spaltgeometrie zu ermitteln, werden umfangreiche Berechnungen von unseren internen Experten durchgeführt, die dann mit Hilfe von Testläufen verifiziert werden.

Beheizte Wellen, die z.B. bei Trocknern oder Filtertrocknern häufig zum Einsatz kommen, sind eine weitere  Herausforderung für die Dichtung, da die Temperatur an der Dichtung damit signifikant erhöht wird. Dabei ist die richtige Auswahl der Bau- und Gleitwerkstoffe, der Elastomere sowie der Lager bzw. des Lagerfettes besonders wichtig, um die Funktionsfähigkeit der Dichtung zu gewährleisten.

Nicht zuletzt müssen große axiale Auslenkungen der Welle beherrscht werden, wie sie z.B. durch Wärmeausdehnung bei beidseitig gelagerten Schaufeltrocknern oder aufgrund aktiver Hubbewegungen bei Filternutschen auftreten.

EagleBurgmann bringt große Erfahrung in der Abdichtung von technisch herausfordernden Parametern mit und realisiert in enger Zusammenarbeit mit Herstellern und Anwendern innovative und sichere Dichtungslösungen.

ATEX-Konformität

Da in vielen Prozessschritten Lösungsmittel oder andere explosionsgefährliche Stoffe eingesetzt werden, kann sich eine explosionsfähige Atmosphäre bilden. Die Dichtungen müssen in diesen Fällen den Anforderungen der ATEX-Richtlinie (2014/34/EU) entsprechen. Da die Rührwerksdichtung meist nicht als Maschinenbauteil, sondern als Gerät behandelt wird, muss dafür eine eigene ATEX-Konformitätsbescheinigung ausgestellt werden.

Für unsere Standardbaureihen im Rührwerks- und Sondermaschinenbereich haben wir deshalb Baumusterprüfungen durchgeführt. Es kann somit eine Konformitätserklärung ausgestellt werden. Bei Dichtungen im Engineered-Bereich gibt es die Möglichkeit, Einzelabnahmen durchzuführen. Die Dichtung wird dazu auf dem Prüfstand auf ihr  Temperaturverhalten getestet. EagleBurgmann ist vom TÜV qualifiziert, selbständig eigene Baumusterprüfungen und Einzelabnahmen durchzuführen.