1. Problembeschreibung und Umfang

Dieser Leitfaden befasst sich mit den Symptomen eines geringen Durchflusses oder fehlenden Ausstoßes bei Kreiselpumpen, die häufig in industriellen Anwendungen im verarbeitenden Gewerbe in den USA und im Vereinigten Königreich auftreten. Zu den betroffenen Geräten gehören Prozesspumpen, Kesselspeisepumpen und Abwasserbehandlungssysteme. Die Klassifizierung des Schweregrads ist von entscheidender Bedeutung, da eine geringe oder keine Entladung zu Prozessstillständen, Geräteschäden und Sicherheitsrisiken führen kann. Zu den häufigsten Ursachen gehören Kavitation, Laufradverschleiß, Lufteinschlüsse, Ansaugprobleme und eine Fehlausrichtung der Systemkurve.

2. Sicherheitsvorkehrungen

Lockout/Tagout (LOTO): Trennen Sie die Pumpe immer von allen Energiequellen, bevor Sie Diagnose- oder Reparaturarbeiten durchführen. Stellen Sie sicher, dass die Pumpe stromlos und physisch gesichert ist.
PSA-Anforderungen: Tragen Sie geeignete persönliche Schutzausrüstung, einschließlich Schutzbrille, Handschuhe und rutschfestes Schuhwerk. In Umgebungen mit gefährlichen Chemikalien oder Hochdrucksystemen kann zusätzliche PSA erforderlich sein.
Gespeicherte Energie: Stellen Sie sicher, dass kein Restdruck in der Pumpe oder den Systemleitungen vorhanden ist, bevor Sie Ventile öffnen. Bei Bedarf Überdruckventile verwenden.
Gefährliche Bedingungen: Vermeiden Sie Arbeiten in Bereichen mit brennbaren oder explosiven Substanzen, es sei denn, das System ist vollständig drucklos und isoliert.

3. Erforderliche Diagnosetools

4. Checkliste für die Erstbewertung

5. Flussdiagramm zur systematischen Diagnose

1. Symptom: Keine Entladung
   1. Prüfen Sie die Saugseite auf Verstopfung oder Lufteinschlüsse.
   2. Saugdruck messen. Bei weniger als 0,5 bar ist eine Lufteinschlüsse wahrscheinlich.
   3. Stellen Sie sicher, dass die Pumpe läuft und der Motor mit Strom versorgt wird.
   4. Wenn der Saugdruck normal ist, prüfen Sie, ob Kavitation vorliegt.
2. Symptom: Niedriger Durchfluss
   1. Überprüfen Sie den Systemwiderstand oder Einschränkungen.
   2. Messen Sie den Förderdruck und vergleichen Sie ihn mit den erwarteten Werten.
   3. Wenn der Druck niedrig ist, prüfen Sie, ob das Laufrad abgenutzt ist oder nicht richtig ausgerichtet ist.
   4. Überprüfen Sie die Pumpendrehzahl und die Motorlast.
3. Symptom: Instabiler Durchfluss
   1. Prüfen Sie, ob Kavitation vorliegt, indem Sie Vibration und Temperatur messen.
   2. Verwenden Sie Wärmebilder, um Hotspots zu lokalisieren.
   3. Messen Sie die Durchflussrate und vergleichen Sie sie mit der Systemkurve.
   4. Prüfen Sie, ob Luft eindringt oder ob die Systemkurve falsch ausgerichtet ist.
4. Symptom: Übermäßige Vibration
   1. Verwenden Sie einen Vibrationsanalysator, um Lager- und Wellenvibrationen zu messen.
   2. Auf Fehlausrichtung oder Lagerverschleiß prüfen.
   3. Überprüfen Sie das Laufrad auf Beschädigung oder Verschleiß.
   4. Überprüfen Sie die Ausrichtung und Kopplung des Motors.

6. Fehler-Ursachen-Matrix

7. Ursachenanalyse für jeden Fehler

1. Luftschleuse

Warum es passiert: Eine Luftblockierung entsteht, wenn Luft in die Saugleitung eindringt, wodurch eine Verstopfung entsteht, die verhindert, dass Flüssigkeit in die Pumpe gelangt. Dies ist häufig bei Systemen mit langen Saugleitungen, schlechter Rohrleitungskonstruktion oder unsachgemäßen Ansaugverfahren der Fall.

So bestätigen Sie: Messen Sie den Saugdruck. Liegt er unter 0,5 bar, ist mit Lufteinschlüssen zu rechnen. Untersuchen Sie die Saugleitung auf Lufteinschlüsse oder Undichtigkeiten.

Schaden, wenn er nicht behoben wird: Ein Lufteinschluss kann dazu führen, dass die Pumpe trocken läuft, was zu Überhitzung, Lagerschäden und einem möglichen Motorausfall führen kann.

2. Kavitation

Warum es passiert: Kavitation entsteht, wenn der Saugdruck unter den Dampfdruck der Flüssigkeit fällt, wodurch sich Dampfblasen bilden und in der Pumpe kollabieren. Dies ist häufig auf eine übermäßige Saughöhe, eine hohe Flüssigkeitstemperatur oder eine unzureichende positive Nettosaughöhe (NPSH) zurückzuführen.

So bestätigen Sie: Messen Sie die Temperatur und Vibration am Pumpeneinlass. Wenn die Temperatur 55 °C übersteigt oder die Vibration 4,5 mm/s überschreitet, ist Kavitation wahrscheinlich.

Schaden, wenn er nicht behoben wird: Kavitation kann zu Laufraderosion, Vibration und verringerter Pumpeneffizienz führen, was möglicherweise zu einem mechanischen Ausfall führt.

3. Laufradverschleiß

Warum es passiert: Laufradverschleiß entsteht durch abrasive oder erosive Flüssigkeiten, unsachgemäße Installation oder mangelnde Wartung. Dies führt zu einer verringerten Pumpenkapazität und Ineffizienz.

So bestätigen Sie: Messen Sie das Laufradspiel mit einer Fühlerlehre. Wenn das Spiel mehr als 0,5 mm beträgt oder das Laufrad sichtbare Erosion aufweist, liegt ein Verschleiß vor.

Schaden, wenn er nicht behoben wird: Der Verschleiß des Laufrads verringert den Pumpendurchfluss und die Effizienz, was zu einem erhöhten Energieverbrauch und einem möglichen Pumpenausfall führt.

4. Fehlausrichtung der Systemkurve

Warum es passiert: Eine Fehlausrichtung der Systemkurve tritt auf, wenn der Betriebspunkt der Pumpe vom besten Effizienzpunkt (BEP) abweicht. Dies kann auf Änderungen des Systemwiderstands, der Pumpengeschwindigkeit oder einer falschen Pumpenauswahl zurückzuführen sein.

So bestätigen Sie: Vergleichen Sie den tatsächlichen Betriebspunkt mit der Systemkurve. Wenn der Betriebspunkt unter dem BEP oder über der maximalen Förderhöhe liegt, wird eine Fehlausrichtung bestätigt.

Schaden, wenn er nicht behoben wird: Eine Fehlausrichtung erhöht den Energieverbrauch, verursacht übermäßige Vibrationen und verkürzt die Lebensdauer der Pumpe.

5. Fehlausrichtung der Pumpe

Warum es passiert: Eine Fehlausrichtung der Pumpe ist auf unsachgemäße Installation, Wärmeausdehnung oder Verschleiß der Kupplung zurückzuführen. Dies führt zu übermäßigen Vibrationen und mechanischer Belastung der Pumpe und des Motors.

So bestätigen Sie: Messen Sie die Wellenausrichtung mit einer Messuhr. Wenn die radiale Fehlausrichtung mehr als 0,1 mm beträgt, wird die Fehlausrichtung bestätigt.

Schaden, wenn er nicht behoben wird: Eine Fehlausrichtung führt zu Lagerverschleiß, Motorüberlastung und einem möglichen Wellenausfall.

8. Schrittweise Lösungsverfahren

1. Luftschleuse

1. Isolieren Sie die Pumpe und machen Sie das System drucklos.
2. Entleeren Sie die Saugleitung und prüfen Sie sie auf Lufteinschlüsse oder Undichtigkeiten.
3. Füllen Sie die Pumpe mit einer Ansaugpumpe oder durch manuelles Befüllen der Saugleitung erneut an.
4. Schließen Sie das System wieder an und starten Sie die Pumpe neu. Überwachen Sie den Saugdruck, um sicherzustellen, dass er über 0,5 bar liegt.
5. Überprüfen Sie die Durchflussrate und prüfen Sie, ob sich noch Luft im System befindet.

2. Kavitation

1. Saugdruck und Temperatur messen und protokollieren.
2. Installieren Sie ein Rückschlagventil oder eine Rezirkulationsleitung, um NPSH zu erhöhen.
3. Reduzieren Sie die Saughöhe, indem Sie die Pumpe absenken oder den Flüssigkeitsstand erhöhen.
4. Installieren Sie einen Dampfabscheider oder Luftabscheider, um eingeschlossene Luft zu entfernen.
5. Überwachen Sie Temperatur und Vibration, um sicherzustellen, dass Kavitation behoben wird.

3. Laufradverschleiß

1. Schalten Sie die Pumpe ab und isolieren Sie sie von allen Energiequellen.
2. Entfernen Sie das Pumpengehäuse und prüfen Sie das Laufrad auf Erosion oder Beschädigung.
3. Messen Sie das Laufradspiel mit einer Fühlerlehre. Wenn das Spiel mehr als 0,5 mm beträgt, ersetzen.
4. Installieren Sie ein neues Laufrad und bauen Sie die Pumpe wieder zusammen.
5. Überprüfen Sie die Ausrichtung erneut und testen Sie die Pumpe auf ordnungsgemäßen Durchfluss und Effizienz.

4. Fehlausrichtung der Systemkurve

1. Messen Sie den tatsächlichen Betriebspunkt und vergleichen Sie ihn mit der Systemkurve.
2. Passen Sie die Pumpengeschwindigkeit oder den Systemwiderstand an, um den Betriebspunkt in den BEP-Bereich zu bringen.
3. Wenn die Pumpengröße nicht stimmt, ersetzen Sie sie durch ein geeignetes Modell.
4. Überprüfen Sie die Systemkurve und die Pumpenleistungsdaten.
5. Überwachen Sie die Betriebsbedingungen, um Stabilität und Effizienz sicherzustellen.

5. Fehlausrichtung der Pumpe

1. Sperren/kennzeichnen Sie die Pumpe und isolieren Sie sie von Energiequellen.
2. Verwenden Sie eine Messuhr, um die radiale und winklige Fehlausrichtung zu messen.
3. Passen Sie die Pumpen- oder Motorbasis an, um eine Fehlausrichtung innerhalb einer radialen Toleranz von 0,1 mm zu korrigieren.
4. Überprüfen Sie die Ausrichtung erneut und testen Sie die Pumpe auf Vibration und Durchfluss.
5. Tauschen Sie die Kupplung aus, wenn sie abgenutzt oder beschädigt ist. Achten Sie dabei auf das richtige Drehmoment und die richtige Ausrichtung.

9. Vorbeugende Maßnahmen

10. Ersatzteile und Komponenten

Ersatzteile und Komponenten finden Sie in unserem E-Katalog: https://www.unitecd.com/e-catalog/

11. Referenzen

• ANSI/ASME B73.1 – Pumpenleistung und -prüfung
• ISO 9906 – Kreiselpumpen – Hydraulische Leistung
• NFPA 70 – National Electrical Code (NEC)
• IEEE 1547 – Verbindung verteilter Energieressourcen
• OEM-Pumpenhandbücher – Sehen Sie sich die technische Dokumentation des Herstellers an
• UNITEC-D-Wartungshandbücher – Zusätzliche Ressourcen zur Fehlerbehebung

1. Problembeschreibung und Umfang

Dieser Leitfaden befasst sich mit Problemen mit Kreiselpumpen, die durch geringen Durchfluss oder fehlenden Abfluss gekennzeichnet sind. Diese Symptome können in verschiedenen industriellen Umgebungen auftreten, einschließlich der chemischen Verarbeitung, der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie der Wasseraufbereitung. Zu den betroffenen Geräten gehören Kreiselpumpen, die in geschlossenen und offenen Systemen eingesetzt werden. Die Schweregradklassifizierung lautet wie folgt: Kritisch – keine Entlassung; Major – erhebliche Reduzierung des Durchflusses; Geringfügig – leichte Durchflussreduzierung ohne unmittelbare Auswirkungen auf den Betrieb.

2. Sicherheitsvorkehrungen

Lockout/Tagout (LOTO): Stellen Sie sicher, dass alle Energiequellen getrennt und ausgeschaltet sind, bevor Sie Diagnose- oder Wartungsarbeiten am Pumpensystem durchführen.
PSA: Verwenden Sie bei der Arbeit mit gefährlichen Flüssigkeiten oder Hochdrucksystemen geeignete persönliche Schutzausrüstung, einschließlich Handschuhe, Schutzbrille und Gesichtsschutz.
Gespeicherte Energie: Stellen Sie immer sicher, dass das System vollständig drucklos ist und keine Restenergie in der Pumpe oder den zugehörigen Rohrleitungen verbleibt.
Gefährliche Bedingungen: Vermeiden Sie das Arbeiten in Umgebungen mit brennbaren oder giftigen Substanzen ohne angemessene Belüftung und Eindämmungsmaßnahmen.

3. Erforderliche Diagnosetools

4. Checkliste für die Erstbewertung

5. Flussdiagramm zur systematischen Diagnose

Beginnen Sie mit den folgenden Fragen:

1. Gibt es einen Durchfluss?
   • Ja: Überprüfen Sie, ob übermäßige Vibrationen, ungewöhnliche Geräusche oder Überhitzung vorliegen
   • Nein: Fahren Sie mit der Prüfung auf Lufteinschlüsse oder mechanische Blockaden fort
2. Rotiert die Pumpe frei?
   • Ja: Auf Kavitation oder Laufradverschleiß prüfen
   • Nein: Untersuchen Sie mechanische Blockierungen oder festsitzende Komponenten
3. Gibt es einen Druckabfall in der Saugleitung?
   • Ja: Überprüfen Sie, ob Filter verstopft, blockiert oder Lufteinschlüsse vorhanden sind
   • Nein: Fahren Sie mit der Analyse der Systemkurve und der Pumpenleistung fort
4. Läuft der Pumpenmotor?
   • Ja: Auf elektrische Fehler oder Motorüberlastung prüfen
   • Nein: Untersuchen Sie Probleme mit der Stromversorgung oder Ausfälle des Steuerungssystems

6. Fehler-Ursachen-Matrix

7. Ursachenanalyse für jeden Fehler

7.1 Kavitation

Ursache: Kavitation entsteht, wenn der Druck am Pumpeneinlass unter den Dampfdruck der Flüssigkeit fällt, wodurch sich Dampfblasen bilden und kollabieren. Dies führt zu Lärm, Vibrationen und möglicherweise zu Schäden am Laufrad.

So bestätigen Sie: Messen Sie den Saugdruck mit einem Manometer. Liegt der Druck unter dem Dampfdruck der Flüssigkeit, ist Kavitation wahrscheinlich. Achten Sie außerdem darauf, dass während des Betriebs ein hoher, metallischer Ton zu hören ist.

Schaden, wenn nicht behoben: Kavitation kann Lochfraß am Laufrad verursachen, die Pumpeneffizienz verringern und zu einem vorzeitigen Ausfall der Pumpe führen.

7.2 Laufradverschleiß

Ursache: Laufradverschleiß wird durch Erosion, Korrosion oder mechanischen Abrieb verursacht. Dies verringert die Fähigkeit des Laufrads, Flüssigkeit zu bewegen, was zu einem geringen Durchfluss oder keinem Ausstoß führt.

So bestätigen Sie: Verwenden Sie einen Durchflussmesser, um die Durchflussrate zu messen und mit den Designspezifikationen zu vergleichen. Untersuchen Sie das Laufrad visuell auf Anzeichen von Verschleiß oder Beschädigung.

Schaden, wenn nicht behoben: Anhaltender Verschleiß kann zum vollständigen Ausfall des Laufrads führen, was einen kostspieligen Austausch und Ausfallzeiten erfordert.

7.3 Luftschleuse

Grundursache: Eine Luftblockierung entsteht, wenn Luft in der Saugleitung eingeschlossen wird und verhindert, dass Flüssigkeit in die Pumpe gelangt. Dies führt zu keiner Entladung oder intermittierenden Strömung.

So bestätigen Sie: Überprüfen Sie die Saugleitung auf Lufteinschlüsse. Überprüfen Sie die Durchflussmenge mit einem Durchflussmesser und achten Sie auf Luftblasen in der Saugleitung.

Schaden, wenn nicht behoben: Ein Lufteinschluss kann übermäßige Pumpenvibrationen, Überhitzung und mögliche mechanische Ausfälle verursachen.

7.4 Saugblockade

Ursache: Verstopfungen in der Saugleitung, wie z. B. verstopfte Filter oder Schmutz, behindern den Flüssigkeitsfluss in die Pumpe, was zu einem geringen Durchfluss oder keinem Abfluss führt.

So bestätigen Sie: Überprüfen Sie den Druckabfall in der Saugleitung mit einem Manometer. Überprüfen Sie den Ansaugfilter und die Rohrleitungen auf Verstopfungen oder Ablagerungen.

Schaden, wenn nicht behoben: Eine längere Blockierung kann zu einer Überhitzung der Pumpe, mechanischen Schäden und einem möglichen Systemausfall führen.

7.5 Nichtübereinstimmung der Systemkurve

Grundursache: Eine Fehlanpassung der Systemkurve tritt auf, wenn die Leistungskurve der Pumpe nicht mit dem erforderlichen Durchfluss und Druck des Systems übereinstimmt. Dies kann zu einem ineffizienten Betrieb oder keiner Entladung führen.

So bestätigen Sie: Zeichnen Sie die Pumpenleistungskurve und die Systemkurve in einem Diagramm auf. Wenn sie sich nicht schneiden, liegt eine Nichtübereinstimmung vor.

Schaden, wenn nicht behoben: Ineffizienter Betrieb führt zu erhöhtem Energieverbrauch und möglichen Schäden an der Pumpe und den zugehörigen Komponenten.

8. Schrittweise Lösungsverfahren

8.1 Kavitation

1. Saugdruck mit einem Manometer messen. Wenn er unter dem Dampfdruck der Flüssigkeit liegt, passen Sie den Saugdruck an, indem Sie den Einlassfluss erhöhen oder die Saughöhe verringern.
2. Installieren Sie einen Kavitationshemmer oder verwenden Sie eine größere Saugleitung, um die Saughöhe zu verringern.
3. Tauschen Sie das Laufrad aus, wenn Sie starke Lochfraßbildung feststellen.
4. Überprüfen Sie die Pumpenleistung nach den Einstellungen mit einem Durchflussmesser und einem Manometer.

8.2 Laufradverschleiß

1. Untersuchen Sie das Laufrad auf Anzeichen von Verschleiß oder Beschädigung. Bei Bedarf austauschen.
2. Stellen Sie sicher, dass das Laufrad richtig auf der Welle ausgerichtet ist und keine mechanische Bindung aufweist.
3. Bauen Sie das Laufrad wieder ein und testen Sie die Pumpe mit einem Durchflussmesser, um die Leistung zu bestätigen.
4. Überwachen Sie regelmäßig die Pumpeneffizienz, um frühzeitig Anzeichen von Verschleiß zu erkennen.

8.3 Luftschleuse

1. Entleeren Sie die Saugleitung, um eingeschlossene Luft zu entfernen. Verwenden Sie, falls vorhanden, ein Entlüftungsventil oder ein Entlüftungsventil.
2. Überprüfen Sie den Ansaugfilter und die Rohrleitungen auf Lufteinschlüsse oder Undichtigkeiten.
3. Installieren Sie ein Rückschlagventil, um zu verhindern, dass Luft erneut in das System gelangt.
4. Überprüfen Sie den Pumpenbetrieb und die Durchflussrate, nachdem die Luft entfernt wurde.

8.4 Saugblockade

1. Überprüfen Sie den Ansaugfilter und die Rohrleitungen auf Verstopfungen. Reinigen oder ersetzen Sie den Filter bei Bedarf.
2. Messen Sie den Druckabfall in der Saugleitung mit einem Manometer. Wenn es erheblich ist, prüfen Sie es auf Ablagerungen oder Verstopfungen.
3. Installieren Sie ein Sieb oder einen Filter, um zukünftige Verstopfungen zu verhindern.
4. Überprüfen Sie die Pumpenleistung und die Durchflussrate, nachdem Sie die Verstopfung beseitigt haben.

8.5 Nichtübereinstimmung der Systemkurve

1. Zeichnen Sie die Pumpenleistungskurve und die Systemkurve in einem Diagramm auf. Passen Sie das System an den Betriebsbereich der Pumpe an.
2. Installieren Sie einen Frequenzumrichter (VFD), um die Pumpengeschwindigkeit zu steuern und an die Systemanforderungen anzupassen.
3. Passen Sie die Pumpeneinstellungen an oder ersetzen Sie sie bei Bedarf durch eine Pumpe mit höherer Kapazität.
4. Überprüfen Sie nach den Anpassungen die Systemleistung und die Pumpeneffizienz.

9. Vorbeugende Maßnahmen

10. Ersatzteile und Komponenten

Ersatzteile und Komponenten finden Sie in unserem E-Katalog: https://www.unitecd.com/e-catalog/

11. Referenzen

Standards:

• ANSI/ASME B73.1-2011 – Kreiselpumpen
• NFPA 70 – National Electrical Code (NEC)
• IEEE 1547 – Verteilte Energieressourcen-Verbindung
• ISO 9906 – Kreiselpumpen – Hydraulische Leistung

OEM-Handbücher:

• Atlas Copco Pumpenhandbuch
• Bedienungsanleitung für Grundfos-Pumpen
• Technische Daten der ITT Goulds-Pumpe

Verwandte UNITEC-Wartungshandbücher:

• Schwingungsanalyse von Kreiselpumpen
• Ausrichtung der Pumpenwelle und Wartung der Kupplung
• Abdichtung und Leckverhinderung von Kreiselpumpen