Wartungshandbuch für Kreiselpumpen: Austausch der Dichtung, Inspektion des Laufrads und Prüfung der Leistungskurve

1. Geltungsbereich und Zweck

Dieses Wartungshandbuch richtet sich an Ingenieure und Techniker, die geplante und außerplanmäßige Wartungsarbeiten an Standard-Industriekreiselpumpen durchführen. Es umfasst kritische Verfahren wie den Austausch der Gleitringdichtung, die detaillierte Inspektion des Laufrads und des Gehäuses sowie die Funktionsprüfung der Pumpe durch Messung ihrer Leistungskurve. Ziel ist es, maximale Zuverlässigkeit, Effizienz und Lebensdauerverlängerung der in Produktionsunternehmen der Ukraine betriebenen Pumpausrüstung zu gewährleisten. Die Anwendung dieses Leitfadens ermöglicht Ihnen eine schnelle Reaktion auf Störungen und die Umsetzung proaktiver Maßnahmen zur Vermeidung von Ausfällen gemäß den Anforderungen der DSTU EN ISO 9905:2018.

Die Wartung sollte in folgenden Fällen durchgeführt werden: geplante Wartung gemäß Zeitplan, Erkennung von Undichtigkeiten an der Enddichtung, Verringerung der Pumpenleistung, erhöhte Vibrationen oder Geräusche sowie bei größeren Gerätereparaturen.

2. Sicherheitsmaßnahmen

MÜSSEN EINHALTEN!

Bevor Sie mit Wartungsarbeiten an der Pumpe beginnen, stellen Sie sicher, dass alle Geräte gemäß dem LOTO (Lockout/Tagout)-Verfahren stromlos und von Stromquellen isoliert sind. Dazu gehören die Stromversorgung des Motors, die Druckflüssigkeitsversorgung (Abschaltung der Einlass- und Auslassventile) und jegliche Hilfsenergie (pneumatisch, hydraulisch).

• Trennung von Energiequellen: Schalten Sie die Pumpe und deren Antrieb aus. Verriegeln und kennzeichnen Sie alle Schalter und Ventile.
• Druckentlastung: Lassen Sie das Arbeitsmedium aus dem Pumpengehäuse und den Rohrleitungen ab. Stellen Sie sicher, dass der Innendruck dem Atmosphärendruck entspricht.
• Hohe Temperatur: Lassen Sie die Pumpe auf eine sichere Temperatur abkühlen, wenn sie mit heißen Flüssigkeiten gearbeitet hat. Oberflächen können längere Zeit heiß bleiben.
• Chemische Gefahr: Bei der Arbeit mit aggressiven, giftigen oder brennbaren Flüssigkeiten geeignete persönliche Schutzausrüstung (PSA) verwenden und für ausreichende Belüftung sorgen. Flüssigkeiten in speziell dafür vorgesehene Behälter ablassen.
• Rotierende Teile: Arbeiten Sie niemals an der Pumpe, wenn diese unter Spannung steht, da sonst die Gefahr eines unbefugten Startens besteht.
• Schwere Komponenten: Verwenden Sie Hebemechanismen, um schwere Teile der Pumpe (Motor, Gehäuse) sicher zu bewegen.

Persönliche Schutzausrüstung (PSA):

• Schutzbrille oder Gesichtsschutz: Bei allen Arbeiten obligatorisch.
• Schutzhandschuhe: Beständig gegen Chemikalien beim Arbeiten mit Flüssigkeiten oder langlebig bei mechanischen Arbeiten.
• Sicherheitsschuhe: Mit Metallkappe.
• Schutzkleidung: Arbeitsoverall.
• Gehörschutz: Bei Arbeiten in der Nähe von lauten Geräten.

3. Notwendige Werkzeuge und Materialien

4. Checkliste vor der Wartung

5. Schritt-für-Schritt-Anleitung

5.1. Vorbereitung und Demontage der Pumpe

1. Führen Sie das LOTO-Verfahren (Lockout/Tagout) durch:

   Stellen Sie sicher, dass die Pumpe vollständig stromlos und von allen Stromquellen isoliert ist.

   • Schalten Sie die Stromversorgung zum Pumpenmotor aus und installieren Sie Verriegelungen und Warnschilder.
   • Schließen Sie die Einlass- und Auslassventile an den Rohrleitungen, die der Pumpe Flüssigkeit zu- und abführen. Blockiere sie.
   • Öffnen Sie die Ablassventile und lassen Sie das Arbeitsmedium vollständig aus dem Pumpengehäuse und den Rohrleitungen ab. Stellen Sie sicher, dass kein Restdruck vorhanden ist.
   • Wenn die Pumpe mit heißen Flüssigkeiten betrieben wurde, lassen Sie sie auf unter 40 °C abkühlen.

   Häufige Fehler: Ein unzureichender Flüssigkeitsfluss kann zu gefährlichen Verschüttungen und Verbrennungen führen.

2. Kupplung trennen:
   • Entfernen Sie die Schutzabdeckung der Kupplung.
   • Markieren Sie die relative Position der Kupplungshälften (z. B. mit einer Ecke oder einem Marker), um den Zusammenbau zu erleichtern und das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten.
   • Lösen Sie die Schrauben, die die Halbkupplungen verbinden. Trennen Sie sie vorsichtig und stellen Sie sicher, dass sich die Motorwelle und die Pumpenwelle frei drehen können.
3. Demontage des Motors (falls erforderlich):
   • Trennen Sie die elektrischen Kabel des Motors (machen Sie vorher ein Foto des Anschlussplans).
   • Lösen Sie die Motorbefestigungsschrauben am Pumpenrahmen.
   • Nehmen Sie den Motor mithilfe des Hebemechanismus vorsichtig heraus und bewahren Sie ihn an einem sicheren Ort auf.

   Häufige Fehler: Eine falsche Kennzeichnung von Drähten kann zu Anschlussfehlern und Schäden am Motor führen.

4. Entfernen des Lagergehäuses und der Enddichtung:
   • Lösen Sie die Schrauben, mit denen das Lagergehäuse an der Pumpenleuchte oder der hinteren Abdeckung befestigt ist.
   • Entfernen Sie vorsichtig das Lagergehäuse zusammen mit der Pumpenwelle und der alten Enddichtung. Vermeiden Sie eine Beschädigung der Welle.
   • Reinigen Sie alle Oberflächen von Dichtungs- und Dichtmittelresten.
5. Demontage des Laufrads:
   • Befestigen Sie die Pumpenwelle in einem Schraubstock mit weichen Unterlagen.
   • Schrauben Sie die Kontermutter des Laufrads ab (es hat normalerweise ein Linksgewinde, prüfen Sie anhand der Herstellerdokumentation).
   • Entfernen Sie das Laufrad vorsichtig mit einem Abzieher von der Welle. Schlagen Sie niemals mit einem Hammer auf das Laufrad, dies kann es beschädigen oder aus dem Gleichgewicht bringen.
   • Ziehen Sie den Schlüssel ab.

5.2. Inspektion von Komponenten

6. Laufradinspektion:
   • Führen Sie eine gründliche Sichtprüfung auf Anzeichen von Kavitation (schwammartige Oberfläche), Erosion (Metallverschleiß), Korrosion, Risse oder mechanische Schäden durch.
   • Überprüfen Sie die Kanten der Klingen auf Schärfe und darauf, dass keine Verzahnungen vorhanden sind.
   • Messen Sie den Außendurchmesser des Laufrads und vergleichen Sie ihn mit dem Nennwert oder dem minimal zulässigen Wert.
   • Messen Sie das Axial- und Radialspiel des Laufrads relativ zum Gehäuse oder zu den Verschleißringen (falls zutreffend). Der zulässige Radialspalt zwischen Arbeitsrad und Verschleißring beträgt 0,25 – 0,50 mm.
   • Überprüfen Sie die Ausgleichslöcher (falls vorhanden) auf Verstopfungen.

   Häufige Fehler: Das Ignorieren kleinerer Schäden kann zu einer verringerten Effizienz und erhöhten Vibrationen führen.

7. Inspektion des Pumpengehäuses und der Verschleißringe:
   • Inspizieren Sie die Innenfläche des Gehäuses auf Erosion, Korrosion oder Kavitation, insbesondere im Bereich der Absperrung und des Spiralkanals.
   • Wenn die Pumpe über Verschleißringe verfügt, prüfen Sie diese auf Verschleiß und Beschädigung. Ein zu großes Spiel zwischen Laufrad und Verschleißringen führt zu einem erheblichen Effizienzverlust.
   • Überprüfen Sie die Dichtflächen der Flansche auf Verformung und Beschädigung.
8. Inspektion der Pumpenwelle:
   • Untersuchen Sie die Welle auf Korrosion, Risse, Lochfraß oder Verschleiß, insbesondere in dem Bereich, in dem die Enddichtung und die Lager installiert sind.
   • Messen Sie den Schlag der Welle mit einem Uhrzeiger. Der maximal zulässige Rundlauffehler der Welle im Dichtbereich sollte 0,05 mm nicht überschreiten.
   • Überprüfen Sie die Keilnut auf Verschleiß.
9. Lagerinspektion:
   • Untersuchen Sie die Lager visuell auf Anzeichen von Überhitzung, Ausbleichen des Fetts, Risse oder andere Schäden.
   • Drehen Sie die Lager vorsichtig und achten Sie auf ungewöhnliche Geräusche oder Unebenheiten.
   • Überprüfen Sie die Sauberkeit der Lagereinheit.
   • Wenn die Lager Verschleißerscheinungen aufweisen, sollten sie ausgetauscht werden. Verwenden Sie die vom Hersteller empfohlenen Lager (z. B. Klasse C3 für die meisten Pumpen).

5.3. Austausch der Enddichtung

10. Vorbereitung für den Einbau einer neuen Dichtung:
    • Reinigen Sie die Pumpenwelle und die Sitze gründlich von Schmutz, Rost oder Resten der alten Dichtung. Verwenden Sie Bremsenreiniger oder einen anderen speziellen Entfetter.
    • Überprüfen Sie die Welle auf scharfe Kanten oder Grate, die die Dichtelemente der neuen Enddichtung beschädigen könnten. Bei Bedarf vorsichtig mit einem feinen Schleifmittel reinigen.
    • Tragen Sie eine dünne Schicht Gleitbeschichtung oder sauberes Schmiermittel (kompatibel mit der Betriebsflüssigkeit) auf die Welle auf, wo sie die Enddichtungselemente aus Gummi berührt, um die Installation zu erleichtern und Schäden zu vermeiden.

    Häufige Fehler: Schmutz oder Schäden an der Welle sind die Hauptursache für den schnellen Ausfall einer neuen Dichtung.

11. Installieren des stationären Teils der Gleitringdichtung:
    • Setzen Sie den stationären Ring (normalerweise aus Keramik oder Siliziumkarbid) vorsichtig in das Pumpengehäuse oder die Abdeckung ein. Berühren Sie die Arbeitsfläche nicht mit den Händen, sondern verwenden Sie saubere Handschuhe.
    • Stellen Sie sicher, dass der stationäre Ring fest und ohne Verformung in seinem Sitz sitzt.
12. Installieren des rotierenden Teils der Enddichtung:
    • Umwickeln Sie das Ende der Welle mit sauberem Isolierband (oder verwenden Sie einen speziellen Montagekegel), um zu verhindern, dass die Gummidichtungselemente durch die Keilnut oder scharfe Kanten beschädigt werden.
    • Schieben Sie den rotierenden Teil der Enddichtung vorsichtig bis zum Anschlag auf die Welle.
    • Isolierband/Montagekonus entfernen.
13. Einstellung der Enddichtung (falls erforderlich):
    • Einige Arten von Enddichtungen erfordern eine präzise axiale Positionierung oder Vorkompressionseinstellung. Befolgen Sie die Anweisungen des Herstellers.
    • Typischerweise erfolgt die Abstandseinstellung bei Kartuschen-Enddichtungen automatisch mithilfe temporärer Halterungen, die nach der Pumpeninstallation entfernt werden.

5.4. Zusammenbau der Pumpe

14. Einbau des Laufrads:
    • Setzen Sie die Passfeder in die Passfedernut der Welle ein.
    • Schieben Sie das Laufrad bis zum Anschlag auf die Welle.
    • Ziehen Sie die Kontermutter des Laufrads fest. Ziehen Sie es mit einem Drehmomentschlüssel mit einem Drehmoment von 80-100 Nm (oder gemäß den Empfehlungen des Herstellers) fest. Stellen Sie sicher, dass sich das Laufrad frei dreht, ohne das Gehäuse zu berühren.

    Häufige Fehler: Ein unzureichendes Anzugsdrehmoment kann zur Schwächung des Laufrads führen und ein zu hohes Drehmoment kann zu Verformungen führen.

15. Baugruppe aus Lagergehäuse und hinterer Abdeckung:
    • Neue Dichtungen oder O-Ringe einbauen.
    • Setzen Sie das Lagergehäuse zusammen mit der Welle und dem Laufrad vorsichtig ein und richten Sie sie am Pumpengehäuse aus.
    • Ziehen Sie die Befestigungsschrauben gleichmäßig und über Kreuz mit einem Drehmoment von 40-50 Nm an (abhängig von der Schraubengröße).
    • Stellen Sie sicher, dass sich die Welle frei drehen lässt, ohne zu blockieren.
16. Einbau des Motors und der Kupplung:
    • Bauen Sie den Motor ein, befestigen Sie ihn mit den Schrauben und ziehen Sie sie mit einem Drehmoment von 50-70 Nm an.
    • Verbinden Sie die Kupplungshälften anhand der bei der Demontage angebrachten Markierungen. Ziehen Sie die Kupplungsschrauben mit einem Drehmoment von 25-30 Nm an.
    • Obligatorische Wellenausrichtung: Richten Sie Motor- und Pumpenwellen mithilfe eines Laserausrichtungssystems oder einer Uhr genau aus. Zulässige Fehlausrichtung: radial – nicht mehr als 0,05 mm, eckig – nicht mehr als 0,05 mm/100 mm Kupplungslänge.
    • Bringen Sie die Schutzabdeckung der Kupplung an.

    Häufige Fehler: Eine schlechte Wellenausrichtung ist die Hauptursache für erhöhte Vibrationen, Verschleiß von Lagern und Enddichtungen.

5.5. Leistungskurventest

Dieses Verfahren wird durchgeführt, um zu bestätigen, dass die Pumpe nach der Wartung gemäß den vom Hersteller angegebenen Spezifikationen funktioniert.

17. Vorbereitung für den Test:
    • Stellen Sie sicher, dass die Pumpe vollständig zusammengebaut, die Rohrleitungen angeschlossen und das System mit Arbeitsflüssigkeit gefüllt ist.
    • Installieren Sie kalibrierte Manometer an den Einlass- und Auslassleitungen der Pumpe.
    • Schließen Sie einen kalibrierten Durchflussmesser an die Auslassleitung an.
    • Schließen Sie ein Amperemeter und ein Voltmeter an den Motor an, um den Stromverbrauch zu messen.
18. Durchführung des Tests:
    • Starten Sie die Pumpe und stellen Sie sicher, dass sich keine Luft im System befindet (Entlüftung).
    • Beginnen Sie mit vollständig geöffnetem Auslassventil (maximaler Durchfluss).
    • Notieren Sie die Messwerte des Durchflussmessers, der Manometer (Druck am Einlass P_in und am Auslass P_out) sowie die Messwerte elektrischer Geräte (Strom I, Spannung U).
    • Schließen Sie das Auslassventil nach und nach und nehmen Sie dabei mindestens 5–7 Messungen an verschiedenen Durchflusspunkten vor, bis es vollständig geschlossen ist (Nulldurchfluss). Warten Sie an jedem Messpunkt, bis sich die Messwerte stabilisieren.
19. Datenverarbeitung:
    • Berechnen Sie den Pumpendruck H für jeden Punkt: H = (P_out - P_in) / (ρ * g) + ΔZ, wobei ρ die Dichte der Flüssigkeit, g die Beschleunigung des freien Falls und ΔZ der Höhenunterschied zwischen den Druckmesspunkten ist.
    • Berechnen Sie den Stromverbrauch des Motors (falls nicht direkt gemessen) und den Wirkungsgrad der Pumpe.
    • Zeichnen Sie die Abhängigkeitskurven von Förderhöhe (H), Leistung (P) und Wirkungsgrad (η) gegenüber der Durchflussrate (Q) auf.
    • Vergleichen Sie die erhaltenen Kurven mit den Passdaten der Pumpe (gemäß DSTU EN ISO 9906:2018). Abweichungen bis zu 5 % gelten als akzeptabel. Größere Abweichungen erfordern eine zusätzliche Diagnostik.

6. Checkliste nach der Wartung

7. Anleitung zur Fehlerbehebung

8. Empfohlener Wartungsplan

9. Ersatzteilverzeichnis

Um Originalersatzteile und hochwertige Analoga zu bestellen, lesen Sie den elektronischen Katalog UNITEC-D: https://www.unitecd.com/e-catalog/

10. Links

• DSTU EN ISO 9905:2018 Industrielle Kreiselpumpen. Technische Anforderungen.
• DSTU EN ISO 9906:2018 Betriebstests hydraulischer Eigenschaften. Akzeptanzklassen für Kreisel-, Halbkreis- und Axialpumpen.
• DSTU ISO 10816-3:2018 (EN ISO 10816-3:2009, IDT) Mechanische Vibration. Bewertung von Maschinenschwingungen anhand von Messergebnissen an nicht rotierenden Teilen. Teil 3. Industriemaschinen mit einer Nennleistung über 15 kW und einer Nenndrehzahl über 120 U/min (ISO 10816-3:2009, IDT).
• ISO 21049:2019 Pumpen. Enddichtungen für Kreisel- und Rotationspumpen.
• Anweisungen für den Betrieb und die Wartung von Pumpen des Geräteherstellers.