Kleine Komponenten machen einen großen Unterschied: Die Dichtungssysteme von Zellstoff- und Papierfabriken

In der Zellstoff- und Papierindustrie gibt es zahlreiche Komponenten, die dafür sorgen, dass der Betrieb funktioniert. Verständlicherweise erhalten die größeren und teureren Geräte die meiste Aufmerksamkeit. Bei der Betrachtung potenzieller Herausforderungen und Probleme können Benutzer jedoch erfolgreich sein, wenn sie auf kleinere, aber dennoch entscheidende Komponenten wie Dichtungen und Dichtungen achten.

Wenn man die Systeme und Funktionen eines Zellstoff- und Papierbetriebs betrachtet, übersieht man leicht die kostengünstigen, wirkungsvollen Dichtungsprodukte. Der Ausfall einer Dichtung, die nur ein paar Dollar kostet, kann schwerwiegende Probleme auslösen, wie etwa den Verlust der Prozesseffizienz, Produktverluste, Verletzungen von Arbeitern oder ungeplante Ausfälle und Ausfallzeiten. In diesem Artikel wird genauer untersucht, wie sich die Auswahl der Dichtung für jede Flanschverbindung – sei es ein kleiner Rohrflansch, ein Wärmetauscher oder sogar der kritische Kocher – positiv oder negativ auf die Leistung der verschiedenen Systeme und der Mühle als zusammenhängende Einheit auswirken kann .

Oft wird der Dichtung eine geringere Priorität beigemessen. Die Funktion einer Dichtung besteht darin, zwei Oberflächen abzudichten und die Freisetzung von Prozessflüssigkeiten oder das Eindringen von atmosphärischen Verunreinigungen zu verhindern. In gewisser Weise ist es der weichste und schwächste Teil der Baugruppe oder des Systems, aber nicht weniger kritisch als die Flansche oder Schrauben selbst.

Der erste Schritt, um sicherzustellen, dass die ausgewählte Dichtung die richtige Wahl für einen Service ist, besteht darin, sich ein Akronym zu merken: STAMP (Größe, Temperatur, Anwendung, Medium und Druck).

Wasser ist ein entscheidender Bestandteil jeder Zellstoff- und Papierfabrik, und in den letzten Jahren ist die Wassereinsparung zu einem Schlüsselfaktor für den Erfolg der Fabrik geworden. Alltägliche Tropfen, die früher akzeptabel waren, werden heute als Möglichkeit zur Kosteneinsparung angesehen. Angesichts der Menge an Wasser, die durch diese Mühlen fließt und in Wasserquellen wie Flüsse und Seen zurückgeführt wird, müssen Benutzer außerdem sicherstellen, dass das Wasser nicht durch Prozesschemikalien, Anlagenschmiermittel oder andere nicht umweltfreundliche Nebenprodukte der Herstellung verunreinigt wird.

Undichtigkeiten werden häufig auf Flansche zurückgeführt, die durch jahrelangen Gebrauch beschädigt oder abgenutzt sind. Der beste Weg, dieses Problem anzugehen, besteht darin, eine Dichtung in Betracht zu ziehen, die eine verbesserte Kompressibilität oder Anpassungsfähigkeit bietet. Dies kann durch die Verwendung weicherer Materialien wie Elastomere oder, wenn Chemikalien im Spiel sind, durch hochkomprimierbare Produkte aus Polytetrafluorethylen (PTFE) erreicht werden. Eine weitere Möglichkeit, unebenen oder abgenutzten Oberflächen entgegenzuwirken, besteht in der Verwendung von Produkten, die durch technische Oberflächenmerkmale, die die Kontaktfläche auf den Dichtungen reduzieren und die von den Schrauben in der Baugruppe ausgeübte Kraft optimieren, eine bessere Anpassungsfähigkeit bieten.

Dichtungsprodukte mit geringerer Belastung können aus Installationssicht nachsichtiger sein und dazu beitragen, geringere Schraubenlasten auszugleichen.

Viele störende Undichtigkeiten können auch auf Dichtungen aus Pflanzen- oder Korkfasern zurückgeführt werden, die häufig in Getrieben, Inspektionsdeckeln und Pumpengehäusen zu finden sind. Der Nachteil von Dichtungen aus Pflanzenfasern besteht darin, dass sie letztendlich undicht werden, ganz gleich, was der Benutzer tut. Da diese Produkte aus Pflanzenfasern hergestellt werden, sollten Sie bedenken, wie eine Pflanze durch winzige „Röhren“, die Xylem und Phloem genannt werden, Wasser vom Boden zur Pflanzenspitze transportiert. Wenn diese „Röhren“ zerkleinert werden, um das Plattenmaterial zu erzeugen, entstehen in den Dichtungen Millionen winziger Leckpfade, die schließlich den Durchtritt von Wasser, Öl oder anderen Medien ermöglichen.

Wie die meisten Dinge entwickeln sich auch Dichtungstechnologien ständig weiter. Neue Dichtungslösungen sollen diese lästigen und kostspieligen Lecks bei minimalen Zusatzkosten beseitigen. Diese Produkte sind oft so konstruiert, dass sie besser komprimierbar sind, was für Getriebe, Abdeckungen und Gehäuse erforderlich ist, bei denen es sich in der Regel um leichtere Gussteile und/oder Bleche handelt. Eine verbesserte Kompressibilität in Kombination mit gezielten kontrollierten Quelleigenschaften hat zu Dichtungsmaterialien geführt, die eine kleine Menge Wasser oder Öl aus den Prozessflüssigkeiten absorbieren, sich leicht ausdehnen und eine dichtere Abdichtung erzeugen. Auch wenn das herkömmliche Pflanzenfasermaterial möglicherweise kostengünstiger ist, ist es wichtig, darüber hinauszuschauen und die Kosten für den Flüssigkeitsverlust, die Rutsch- und Sturzsicherheit sowie die damit verbundenen Kosten für austretende Flüssigkeiten zu berücksichtigen Abflüsse, wo eine Sanierung notwendig wird.

Auch auf der Stoffaufbereitungsseite der Mühle ist die Kompatibilität von wesentlicher Bedeutung. Aufgrund der Vielfalt der Flüssigkeiten, die bei der Verarbeitung von Holzfasern zu Zellstoff für die Herstellung von Papierprodukten verwendet werden, ist es von entscheidender Bedeutung, über Produkte zu verfügen, die gegenüber Prozessflüssigkeiten, die potenziell ätzend oder säurehaltig sein können, chemisch beständig sind. Bei der Produktauswahl für Laugen und Laugen ist es wichtig, die Beständigkeit aller Komponenten im Dichtungsmaterial zu berücksichtigen.

In den späten 1980er und frühen 1990er Jahren versuchten viele Fabriken, komprimierte Faserdichtungsprodukte mit Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM)-Bindemitteln für den Einsatz in starken Laugen und Laugen zu verwenden. Leider berichteten viele von vorzeitigen Ausfällen wie Undichtigkeiten und Platzen, weil die Dichtung nicht so geeignet war wie ursprünglich angenommen. Während der EPDM-Anteil der Dichtung für Laugen und Laugen geeignet war, machte dieser nur etwa 10 bis 20 % der Produktzusammensetzung aus. Die übrigen Faser- und Tonfüllstoffe waren gegenüber der Lauge nicht beständig. Darüber hinaus wurden diese EPDM-gebundenen Platten auch in anderen Bereichen eingesetzt, beispielsweise in Terpentin-/Tallöl-Rückgewinnungsanlagen. In diesem Fall war das Gegenteil der Fall. Die Fasern und Füllstoffe waren in Ordnung, aber das EPDM-Bindemittel wurde durch die Kohlenwasserstoffe zersetzt.

Dichtungsmaterialien auf PTFE-Basis haben sich als gute Lösung für die chemischen und laugenhaltigen Prozesse in Zellstofffabriken erwiesen. Die inhärenten Kriecheigenschaften von PTFE mussten mit anorganischen Füllstoffen wie Bariumsulfat behoben werden. Darüber hinaus entstehen durch spezielle Verarbeitungstechniken PTFE-Produkte, die nicht nur chemisch beständig sind, sondern auch unter nicht idealen Installationsbedingungen und schwierigen Betriebsbedingungen langfristig funktionieren. Die Verwendung der zuvor erwähnten Oberflächenprofilierung optimiert die Dichtungsspannung durch eine reduzierte Kontaktfläche. Dies ist eine weitere Möglichkeit, eine zuverlässigere, chemisch beständigere Dichtungslösung mit verbesserter Lasthaltung (geringeres Kriechen) sowie Kompressibilität und Anpassungsfähigkeit für ältere, abgenutzte Flanschoberflächen zu schaffen.

Heutzutage werden ältere Rohrleitungssysteme und Tanks aus Metall häufiger durch nichtmetallische Komponenten aus Polyvinylchlorid (PVC), chloriertem Polyvinylchlorid (CPVC) und faserverstärkten Kunststoffen (FRP) ersetzt. Diese Produkte unterliegen im Gegensatz zu herkömmlichen Stahlkomponenten keiner Korrosion und bieten in der Regel eine längere Lebensdauer. Aufgrund ihres geringen Gewichts sind solche Produkte in der Regel einfacher zu handhaben und zu installieren und bieten gleichzeitig Kosteneinsparungen gegenüber exotischeren Legierungen. Es ist jedoch wichtig zu erkennen, dass eine Faser- oder herkömmliche PTFE-Dichtung, die in den früheren Stahl/Metall-Systemen verwendet wurde, wahrscheinlich nicht gut geeignet ist. Die meisten nichtmetallischen Flansche und Behälter sind für Elastomere ausgelegt (normalerweise 50 bis 70 Shore A Durometer). Dies kann eine Lernkurve sein, da die Auswahl eines Elastomers mehr umfasst als nur die Auswahl des richtigen Polymers. Der Satz „Sie bekommen, wofür Sie bezahlen“ trifft auf Elastomerplatten und Dichtungsprodukte zu. Viele der heute auf dem Markt erhältlichen Produkte bestehen aus minderwertigen Materialien, die mit günstigeren Polymeren und Füllstoffen gemischt werden, um die Kosten zu senken. Viele Elastomerprodukte können mit einem kostengünstigeren Verfahren hergestellt werden, was einen großen Einfluss auf die Materialeigenschaften hat, die für die Bewältigung der Betriebsbedingungen erforderlich sind.

In Fällen, in denen die Einsatzbedingungen und/oder Chemikalien die leichter verfügbaren Polymere (z. B. EPDM, Neopren, Fluorkautschuk-basiertes Fluorelastomer [FKM] usw.) ausschließen, sind technische PTFE-Lösungen mit reduzierter Kontaktfläche oft eine Option. Dies wandelt relativ niedrige zulässige Drehmomente in nichtmetallischen Flanschen in höhere Belastungen um, indem die Kontaktfläche verringert wird, die Flansche aber dennoch ordnungsgemäß gestützt werden und übermäßiges Biegen oder Drehen verhindert wird.

Unabhängig von der Branche ist jede Flanschverbindung, ob in Rohrleitungen, einem Tank, einem Wärmetauscher oder anderen Geräten, ein kleines System. Der Erfolg dieses Systems basiert auf dem korrekten Zusammenspiel aller Komponenten. Auch wenn eine Dichtung, eine Schraube oder ein ähnliches Bauteil wie ein kleines Detail erscheint, stellen Sie sich die Frage: „Welche Auswirkungen hätte das auf den gesamten Prozess, wenn eines dieser Elemente versagen würde?“ Dieser Denkprozess wird Benutzern helfen, einen umfassenden Ansatz bei der Auswahl der richtigen Produkte für jeden Betrieb zu verfolgen.

Matt Tones ist leitender Anwendungsingenieur bei Garlock, einem Enpro-Unternehmen. Weitere Informationen finden Sie unter www.garlock.com.