Diamantbeschichtung für Dichtungen

12. März 2014

 

Seit Hydrazin als Korrosionsinhibitor wegen seiner Gesundheitsgefährdung verboten wurde, treten bei den Gleitringdichtungen von Kesselspeisepumpen vorher nicht gekannte Elektrokorrosionen auf. Die Relativbewegung zwischen Gleit- und Gegenring führt zu statischen Aufladungen, die durch die sehr niedrige Leitfähigkeit des Kesselwassers von unter einem Mikro-Siemens pro cm [μS/cm] im Unterschied zu früher nicht mehr abgeleitet werden. Innerhalb kurzer […]


 

Seit Hydrazin als Korrosionsinhibitor wegen seiner Gesundheitsgefährdung verboten wurde, treten bei den Gleitringdichtungen von Kesselspeisepumpen vorher nicht gekannte Elektrokorrosionen auf. Die Relativbewegung zwischen Gleit- und Gegenring führt zu statischen Aufladungen, die durch die sehr niedrige Leitfähigkeit des Kesselwassers von unter einem Mikro-Siemens pro cm [μS/cm] im Unterschied zu früher nicht mehr abgeleitet werden.

Innerhalb kurzer Betriebszeiten, teilweise weniger hundert Betriebsstunden, brechen fingerkuppengroße Stücke aus dem Gleit- und/oder dem Gegenring heraus und führen zu einem rapiden Anstieg des Leckstroms. Diamantbeschichtete Gleitringdichtungen schaffen hier Abhilfe.

Ein Prüfstand für Dauerversuche wurde inkl. Steuerungsschränken entwickelt, konstruiert, in der institutseigenen Werkstatt gefertigt und mit einer exakten Nachbildung des Gleitringdichtungsraums und der Betriebsverhältnissen betrieben. Vollentsalztes Wasser mit einer Leitfähigkeit von maximal 0,1 μS/cm wird permanent automatisch mit einem Ionenaustauscher aufbereitet. Der Versuchsstand wird durchgehend ohne Unterbrechung betrieben. Es gibt drei Kreisläufe: Der druckbeaufschlagte Kreislauf der Medienseite, der Ionisierkreislauf sowie der Leckagekreislauf.

Mit der bereits genannten Leitfähigkeit von 0.1 µS/cm liegt man gegenüber der Spezifikation und den Bedingungen im Kraftwerk etwa um den Faktor 10 niedriger und hat somit in dieser Hinsicht sogar noch strengere Bedingungen geschaffen als sie in der Realität anzutreffen sind.

Zunächst wurde an zwei konventionellen Siliziumkarbid-Dichtungen erreicht, was man normalerweise vermeiden möchte: Die konventionellen Gleitringdichtungen wiesen nach kurzer Zeit (600 h) das zu erwartende Schadensbild auf, womit der praktische Beweis für die exakte Nachbildung der Wirklichkeit erbracht war.

Beispielhaft sind die Versuchsdaten der Gleitringdichtung der Antriebsseite (DE: driving end) als Langzeitmitschrieb in der Abbildung unten dargestellt. Die unterste Linie stellt die Leitfähigkeit dar, bei der zu erkennen ist, dass sie über jeweils lange Zeiträume von mehreren Tausend Betriebsstunden unter der gewählten Schwelle von 0,1 μS/cm liegt, bei Erreichen der Leitfähigkeit von 1 μS/cm wird das Ionentauscher-Aggregat regeneriert. Die Druckbelastung (Pressure IN, OUT) wird während der gesamten Versuchsdauer konstant gehalten.

Anfangs wurden die Versuchsträger ca. alle 3 Monate geöffnet, wenn die Wälzlager am Versuchsträger getauscht wurden. Später wurden diese Zeiträume verlängert. In der Abbildung der Gegenringe nach 16000 Betriebsstunden ist der nach wie vor ausgezeichnete Zustand der Gleitringdichtung nach so langer Betriebszeit erkennbar. Dieser Zustand kann als nahezu neuwertig bezeichnet werden, es besteht nicht der geringste Anlass, die Dichtung zu tauschen. Die wurde zwar einer sehr eingehenden, langwierigen Untersuchung unterzogen, danach aber unverändert wieder eingebaut und der Dauerversuch wurde fortgesetzt (27.000 Betriebsstunden, mehr als 3 Jahre Dauerbetrieb).

Nähere Informationen sowie Fotos finden Sie hier.
Quelle: TU Graz

 

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