Magnetgekuppelte, kunststoffausgekleidete Pumpen: Ökologie und Ökonomie stimmen gleichermaßen

Die Auswahl bzw. Bewertung von funktional und wirtschaftlich geeigneten 'Pumpen in der Verfahrenstechnik' (so das Leitthema) beschäftigte die Teilnehmer eines im April von Prof. Dr. Helmut Jaberg an der TU Graz durchgeführten Praktiker-Seminars. Eines der Ergebnisse war, daß die meisten Anwender in der Chemie sich bei der Auswahl einer geeigneten Pumpe noch immer an althergebrachte, überholte Auswahlkriterien halten: Sie prüfen die technischen Merkmale in Abhängigkeit der Fördermedien-Eigenschaften sowie der geltenden Sicherheits- bzw. Umweltanforderungen. Anschließend suchen sie das Aggregat mit den geringsten Investitionskosten aus. Das ist jedoch ausgesprochen kurzsichtig, wenn man bedenkt, daß die übliche Lebensdauer einer Chemieprozeßpumpe 10-20 Jahre betragen kann.

Life-cycle- versus Investitionskosten

Ein Pumpenspezialist aus der Großchemie wies denn auch eindringlich darauf hin, daß bei der Auswahl von Pumpen in der Tat die Investitionskosten selten allein entscheidend sind. Die langjährigen Erfahrungen in diesem Unternehmen zeigen, daß die Investitionskosten einer typischen Chemiepumpe nur 10 bis 20 % der

gesamten Lebenszykluskosten ausmachen. Deshalb sei nicht die einmalige Investitionshöhe von Bedeutung, vielmehr müsse das Kostenminimum für die Gesamtanlage über die gesamte Betriebszeit gefunden werden. Zuverlässigkeit, Wartungsfähigkeit und einfache Installation sind dabei wichtige Parameter.

...Energie- versus Reparaturkosten

Auch beim Thema 'Wirkungsgrad' müsse der Betreiber etwas genauer hinschauen, war auf dem Seminar zu hören. Insgesamt sind in verfahrenstechnischen Anlagen noch immer die Reparaturkosten einer Pumpe von größerer Bedeutung als die Energiekosten – der Grund ist einfach: Weil es viel mehr kleine als große Pumpen gibt und die Pumpen (auch aufgrund von 'Angstzuschlägen') nicht immer im optimalen Leistungsbereich betrieben werden.

Soweit auszugsweise die auf dem Praktiker-Seminar in Graz vorgetragenen Themen. Einigkeit bestand ansonsten in der Einschätzung, daß der Trend in Richtung wellendichtungsloser Pumpen in der Chemie ungebrochen sei. Für viele Anwendungsfälle sind emissionsfreie Pumpen mittlerweile sogar zwingend vorgeschrieben.

Gleitringdichtung versus Magnetkupplung

Da man in diesen Fällen - abgesehen von oszillierenden Verdrängerpumpen - also nur zwischen aufwendigen Doppel-Gleitringdichtungs-Systemen (Back-to-back-Anordnung, Labyrinth-Konzepte), Spaltrohrmotorpumpen und Magnetkupplungspumpen wählen kann, verschafften sich die Betreiber in den zurückliegenden Jahren relativ rasch einen Eindruck über das Leistungsvermögen dieser Varianten. Das Ergebnis lautete vielfach: Komplexe Gleitringdichtungs-Systeme sind im Handling recht aufwendig, erfordern kostspielige und wartungsaufwendige Sperrdruck-Systeme und resultieren so in relativ hohem Wartungsaufwand. Die Spaltrohrmotorpumpe ist nur für Spezialfälle zwingend. Magnetkupplungspumpen decken das breiteste Anforderungsprofil ab.

Denn nachdem die Betreiber mit magnetgekuppelten Pumpen zunächst notgedrungen ihre Erfahrungen sammelten, setzte sich die Erkenntnis durch, daß dieses wellendichtungslose Aggregat nicht nur unter Emissionsgesichtspunkten das System der Wahl ist. Für viele Betreiber haben Magnetpumpen mittlerweile auch unter wirtschaftlichen Erwägungen Priorität: Wer den Aspekt der Total-Cost-of-Ownership (Gesamtkosten oder Lebenszykluskosten) berücksichtigt, ist mit diesem Pumpenkonzept gesamthaft gut bedient.

So werden in der chemischen Industrie bei Neuinvestitionen und Ersatzinstallationen für die Förderung von Chemikalien in großem und weiter zunehmendem Umfang Magnetkupplungspumpen eingeplant. Wachsende Sicherheitsstandards und der Zwang zur Reduzierung von Unterhaltskosten tragen hierzu ebenso bei wie die hohe Betriebssicherheit dieser Pumpen. Dies gilt insbesondere für qualitativ hochwertige kunststoffausgekleidete Magnetkupplungspumpen. Die hohe Festigkeit durch den metallischen Grundkörper wird ergänzt durch die hohe Korrosions- und Temperaturbeständigkeit der Kunststoffauskleidung. Der wesentliche Einsatzbereich solcher Pumpen ist die Förderung von stärker korrosiven Chemikalien und anderen kritischen Medien in Feinchemie und Pharmazie, Aufbereitung von Chemie-Abwasser, Metallbeizanlagen usw.

Ein Indiz für die gewachsene Bedeutung dieser Bauart stellen z.B. die Werknormen der großen Chemie- und Pharma-Firmen dar: Diese gehen eigenständig und explizit auf ausgekleidete Magnetkupplungspumpen ein. Der Grund ist naheliegend: Durch

die Kombination der jeweiligen günstigen Werkststoffeigenschaften, die mit keinem der Werkstoffe allein erreichbar wäre, sind kunststoffausgekleidete Pumpen einerseits universeller nutzbar und belastbarer als 'reine' ungepanzerte Kunststoffpumpen, andererseits preisgünstiger als vergleichbar korrosionsbeständige Pumpen aus Sondermetallen.

ITT Richter Chemie-Technik, Kempen, stellt solche Aggregate bereits seit vielen Jahren her. Das Unternehmen ist fokussiert auf Pumpen, Armaturen sowie Meß- und Regelgeräte für korrosive und reine Medien. Charakteristisch für die Produkte des Unternehmens ist die dickwandige Auskleidung aller mediumberührten Teile mit korrosionsbeständigen Hochleistungskunststoffen. Typische Anwendungen für Pumpen mit Kunststoff-Auskleidung (PFA, PTFE, FEP, PP, PE-UHMW):

• korrosive Medien
• gefährliche und toxische Medien
• Medien, bei denen Edelstähle oder andere Metalle nicht ausreichend korrosionsbeständig sind
• Anwendungen, wo exotische Metalle zu hohe Investitionskosten verursachen würden und/oder die Lieferzeiten zu lang wären
• wo das Prozeßmedium generell nicht mit Metallen in Kontakt kommen darf

Klassische Anwendungen sind also:

• Produktion + Weiterverarbeitung von Schwefel-, Salpeter-, Salz-, Essig- und viele anderen Säuren, Laugen, Lösemitteln
• Mehrzweckanlagen in der Feinchemie
• Behandlung von Chemieabfällen und korrosiven Abwässern
• Produktion von Grundstoff- und Zwischenmaterialien (Faser- und Kunststoffproduktion, Düngemittel, pharmazeutische Wirkstoffe, Pigmente)
• Produktion von organischen Zwischenprodukten
• Chlor- und Chlordioxid-Produktion,
• Chlorierungsanlagen
• Produktion von Herbiziden, Insektiziden, Pestiziden
• Zellstoffbleiche
• Galvanisier- und Beizanlagen

Die 1999 vorgestellte ausgekleidete Magnetkupplungs-Pumpe MDK entstand aufgrund einer praktischen Erfahrung: Bei vielen Anlagenbetreibern liegen die Betriebsbedingungen für Prozeßpumpen bezüglich Korrosionsbeständigkeit und Betriebstemperatur eher im mittleren bis unteren Schwierigkeitsbereich. So wurde die Baureihe MDK im Vergleich zur Heavy-duty-Pumpe MNK technisch einfacher konstruiert und ist mit einer reduzierten Palette an Optionen verfügbar – und ist deshalb preisgünstiger. Gleichwohl sind die elementaren Sicherheitsmerkmale einer hochwertigen kunststoffausgekleideten Magnetkupplungspumpe auch bei der MDK verfügbar: hermetische Dichtheit, Wirbelstromfreiheit, Trockenlaufsicherheit durch SAFEGLIDE PLUS und eine robuste metallisch unterstützte Gesamt-Konstruktion. Aufgrund ihrer Konstruktion, der guten Hydraulik und des insgesamt günstigen Preis-Leistungs-Verhältnisses gehört die Baureihe MDK zu den wirtschaftlichsten Magnetkupplungspumpen ihrer Art.