Die kosteneffiziente Lösung zur Erhaltung des Flüssigkeitsdurchflusses

Belzona Polymer-ReparaturlösungenZur Steigerung des Pumpenwirkungsgrads

ENERGIEVERLUSTE IN DURCHFLUSSSYSTEMEN

Die Instandhaltung von Pumpensystemen stellt für Ingenieure, Planer, Subunternehmer und Betriebspersonal regelmäßig eine Herausforderung dar:

• Erosionskorrosionsschäden in den Durchläufen

• Ansammlung von Korrosionsablagerungen in den Pumpengehäusen

• Spaltmaßvergrößerungen

Diese Probleme führen zu verringerten Durchflussraten und Wirkungsgraden sowie Druckverlusten und letztendlich erhöhten Betriebskosten.

AUSWIRKUNGEN DEROBERFLÄCHENRAUIGKEIT

Mit dem Anstieg der Oberflächenrauigkeit im Durchlauf verdickt sich die „Grenzschicht“. Ab einer bestimmten Geschwindigkeit (der Grenzgeschwindigkeit) wird diese Schicht jedoch instabil und eine turbulente Strömung entsteht. Bei dieser Anordnung agieren einzelne Flüssigkeitsmoleküle als eigenständige Einheiten, die Wirbel und Gegenströmungen erzeugen und zu Energieverlusten führen. Weitere Verluste entstehen darüber hinaus auch durch die „Oberflächenreibung“ und den „Strömungswiderstand an der hydrodynamischen Grenzschicht“.

Bei relativ glatten Oberflächen reicht die Dicke der „Grenzschicht” aus, um Unebenheiten in der Oberfläche abzudecken. In diesem Fall wird die Oberfläche als „hydraulisch glatt” bezeichnet.

DURCHFLUSSSYSTEME: EINE EINFÜHRUNG

Eine Flüssigkeit, die durch hydraulische Durchläufe fließt, ist Widerständen ausgesetzt, die durch Reibung und Viskosität entstehen. Ist die Fließgeschwindigkeit langsam, fließt die Flüssigkeit in parallelen, der Hauptströmung gleichgerichteten Schichten durch den Durchlauf, ohne dass die Schichten beeinträchtigt werden. Dieses Phänomen ist auch als „laminare Strömung” bekannt. Beschleunigt sich die Flüssigkeit, wird der Durchfluss unruhig und es entstehen Wirbel. Diese Anordnung steht im Gegensatz zur laminaren Strömung und wird als „turbulente Strömung” bezeichnet.

Der klassischen Theorie der Strömungslehre zufolge sind Flüssigkeitsmoleküle an der Oberfläche des Durchlaufs stationär. Die Flüssigkeitsschichten grenzen an diese statischen Moleküle an und verlangsamen sich, sodass ein Geschwindigkeitsgefälle im Durchlauf entsteht. Dieser Effekt schwächt sich jedoch bei zunehmendem Abstand zwischen den Durchlaufwänden ab. Diese viskose Scherung bezeichnet man als „Oberflächenreibung” oder auch als „Strömungswiderstand an der hydrodynamischen Grenzschicht“ und bewirkt in Durchläufen mit laminarer Strömung einen Druckabfall. Die „hydrodynamische Grenzschicht” bezeichnet die Flüssigkeitsschicht, die in unmittelbarer Nähe einer Grenzfläche liegt und durch die Grenzscherung verlangsamt wird.

STRÖMUNG

LAMINARE STRÖMUNG UMSCHLAG TURBULENTE STRÖMUNG

LAMINARE GRENZSCHICHT LAMINARE UNTERSCHICHT

LAMINARE STRÖMUNG

TURBULENTE STRÖMUNG

OBERFLÄCHENRAUIGKEIT UND DIE AUSWIRKUNGEN VON EROSIONSKORROSION

Bei gusseiserner Ausrüstung ist die Oberflächenrauigkeit bereits mit bloßem Auge erkennbar, wobei sie mit Hilfe eines Rasterelektronenmikroskops noch deutlicher erkennbar ist.

Turbulenzen in der Flüssigkeit können zu Tropfenschlagerosion führen. Dabei schlagen die Turbulenzen in der Flüssigkeit regelrecht auf die Ausrüstungsoberfläche auf und greifen diese an, sodass die Erosion der Metalloberfläche beschleunigt wird.

Diese Turbulenzen verursachen darüber hinaus auch Kavitationsschäden, da sie für die Bildung kleiner Blasen in der Flüssigkeit verantwortlich sind, die noch im Medium implodieren. Durch die Implosion entstehen Stoßwellen, die extrem starke zerstörerische Kräfte darstellen, das Metall zerfressen und die Oberfläche zerlöchern.

Durch Korrosion und Abrieb werden obige Effekte zusätzlich verstärkt, sodass es zu einer weiteren Verringerung des Pumpenwirkungsgrads kommt.

Selbst scheinbar glatte Metalloberflächen stellen sich bei starker Vergrößerung als relativ uneben heraus.

Typische Erosionskorrosionsschäden im Spiralgehäuse einer Kreiselpumpe.

Erosionskorrosion kann die Oberfläche darüber hinaus zusätzlich aufrauen.

BELZONA 1341 (SUPERMETALGLIDE)-SYSTEM

Energieverluste, die durch den viskosen Strömungswiderstand und Oberflächenrauigkeit entstehen und durch Erosionskorrosion verstärkt werden, können durch den Auftrag einer Schutzbeschichtung auf die Oberflächen von Durchflusssystemen reduziert werden. Allerdings weisen herkömmliche Beschichtungen starke Nachteile auf:

• Viele Beschichtungen erzeugen keine glatte Oberfläche

• Schlechte Fließeigenschaften der Beschichtung führen zu einer übermäßigen Schichtdicke, die den Flüssigkeitsdurchfluss beeinträchtigen kann

• Herkömmliche Beschichtungen halten Erosionskorrosion nicht ausreichend stand.

Schritt stark abgenutzte und löchrige Bereiche mit Belzona 1111 (Super Metal) wiederaufgebaut. Belzona 1111 (Super Metal) ist ein maschinell bearbeitbarer, keramik- und stahlgefüllter Reparaturverbundstoff, der ausgezeichnete Adhäsionseigenschaften auf Metalloberflächen aufweist.

Anschließend erfolgt die Anwendung von Belzona 1341 (Supermetalglide). Um eine ausreichende Schichtdicke sicherzustellen, werden zwei verschiedenfarbige Schichten per Pinsel-, Applikator- oder durch Spritzauftrag aufgebracht, wobei eine Schicht typischerweise eine Dicke von 254 μm besitzt. Das Produkt wurde speziell dafür formuliert, eine vollkommen glatte Oberfläche zu erzeugen. Die Schichtdicke, aber auch der Oberflächenabschluss, sind für die außerordentliche Leistungsfähigkeit des Produkts von äußerster Bedeutung, da sie den Reibungswiderstand verringern, ohne dabei die Durchflusseigenschaften der Ausrüstung zu beeinträchtigen.

Weiterhin ist die einzigartige chemische Zusammensetzung der Belzona 1341 (Supermetalglide)-Beschichtung von großer Bedeutung. Dank hydrophober Eigenschaften perlt Wasser von der Beschichtung einfach ab, wohingegen Abrieb durch ein eingearbeitetes Gemisch aus abriebfesten Füll- und Schmierstoffen minimiert wird.

Diese Eigenschaften, sowie eine Beständigkeit gegen Tropfenschlagerosion, Kavitation und Korrosion, machen Belzona 1341 (Supermetalglide) – auch bei aggressiven Bedingungen – zur ersten Wahl, wenn der Energieverbrauch von Durchflusssystemen vermindert werden soll.

Belzona bietet Lösungen, um die Auswirkungen von Abrieb, Erosionskorrosion und Kavitation an Durchflusssystemen zu verringern und die Leistung der Ausrüstung zu erhöhen. Das Belzona-Produkt kann darüber hinaus auch auf neuer Ausrüstung angewendet werden und so nicht nur den Wirkungsgrad steigern, sondern auch den Stromverbrauch verringern. Belzonas einzigartiges System kann den Wirkungsgrad neuer Pumpen um bis zu 6 %, den von Pumpen im Betrieb um bis zu 20 % steigern.

Bei Durchflusssystemen, die bereits im Einsatz sind, werden in einem ersten

Belzona 1111 (Super Metal)

1. Schicht Belzona 1341 (Supermetalglide)

2. Schicht Belzona 1341 (Supermetalglide)

DIE LÖSUNG: DAS BELZONA 1111 (SUPER METAL)- / 1341 (SUPERMETALGLIDE)-SYSTEM(mit Trinkwasserzulassung gemäß WRAS und NSF/ANSI 61)

WIRKUNGSGRADSTEIGERUNG DURCH UNABHÄNGIGE TESTS BESTÄTIGT

Zum Test von Belzona 1341 (Supermetalglide) wurde eine einstufige Kreiselpumpe mit axialem Eintritt mit 25,40 cm Saug- und Druckstutzen ausgewählt.

Die mit 1300 Umdrehungen pro Minute laufende unbeschichtete Pumpe förderte 875 m3/Std. bei einer Pumpenförderhöhe von 26,5 m und einem G e s a m t h ö c h s t w i r k u n g s g ra d von 83,5 % (wobei der Gesamtwirkungsgrad dem Verhältnis von Wasserkraft-Ausgangsleistung und mechanischer Eingangsleistung an der Welle entspricht).

VERSUCHSAUFBAUDie Pumpentests wurden in einem geschlossenen Kreislauf durchgeführt, wobei die Werte für Durchfluss, Pumpenförderhöhe und Leistung über den gesamten Betriebsbereich von 10 % bis 125 % abgelesen wurden, um eine akkurate Leistungskurve zu erstellen. Es wurden gemäß nationalen Normen geeichte Testinstrumente eingesetzt.

ERGEBNISSEBeim Testen der mit Belzona 1341 (Supermetalglide) beschichteten Pumpe wurde eine maximale Steigerung des Höchstwirkungsgrads von 6 % gemessen. Bezeichnenderweise hatte die Beschichtung kaum Einfluss auf die Pumpenförderhöhe und Durchflusseigenschaften der Pumpe. So entsprach der Höchstwirkungsgrad der der unbeschichteten Pumpe.

Ausschließlich für Belzona 1341 (Supermetalglide) konnten unabhängige Tests eine Steigerung des Pumpenwirkungsgrads über den gesamten Betriebsbereich hinweg bestätigten, und das bei einer gleichzeitigen Aufrechterhaltung der ursprünglichen Durchfluss-eigenschaften sowie Pumpen-förderhöhe.

ENERGIEEINSPARUNGEN IN DER PRAXIS

Da Durchflusssysteme sehr viel Energie verbrauchen, ist für die Optimierung von Betriebskosten ein effizienter Betrieb dieser Ausrüstung von äußerster Bedeutung. Schon eine Steigerung der Durchflussrate bewirkt eine direkte Einsparung im Energieverbrauch. Gerade bei einem Pumpenbetrieb von mehr als 5000 Stunden pro Jahr sind diese Einsparungen beträchtlich.

Betrachten wir beispielsweise eine relativ kleine Pumpe, die durch die National Engineering Laboratories (N.E.L.) getestet wurde und am Betriebspunkt nur 75,7 kW verbraucht. Durch den Auftrag des Belzona Supermetalglide-Systems konnte die Spitzenleistung um 6 % gesteigert und damit der Energieverbauch am Betriebspunkt um 5,1 kWh reduziert werden.

Geht man von einem 5000-stündigen Betriebszyklus pro Jahr aus, würden die Energieeinsparungen 25.500 kWh betragen.

Die Reparatur abgenutzter und beschädigter Ausrüstung oder das Beschichten neuer Ausrüstung mit Belzona 1341 (Supermetalglide) hat direkte Auswirkungen auf deren Leistung sowie Betriebskosten und bietet durch hochwertigen Erosions- und Korrosionsschutz über Jahre hinweg Energieeinsparungen.

Die Tests mit Belzona 1341 (Supermetalglide) wurden unter strengen unabhängigen Laborbedingungen mit Hilfe modernster Durchfluss-Prüfeinrichtungen des N.E.L. durchgeführt, die als Teil des britischen Department of Trade and Industry (Ministerium für Handel und Industrie) weltweit die größten Pumpen-Prüfeinrichtungen ihrer Art besitzen.

DURCHFLUSS

UNBESCHICHTETE PUMPE

ENERGIEEINSPARUNGEN

PUMPE MIT BELZONA 1341 (SUPERMETALGLIDE) BESCHICHTUNG

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BESCHICHTET

UNBESCHICHTET

DURCHFLUSS

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LEISTUNGSERHALT

Aufgrund einer Berücksichtigung aller leistungsrelevanten Parameter von Durchflusssystemen bei der Entwicklung von Belzona 1341 (Supermetalglide) übertrifft Belzona 1341 (Supermetalglide) herkömmliche Beschichtungssysteme in folgenden Bereichen:

Kavitation kann in jedem Kreiselpumpen- bzw. Durchflusssystem auftreten, das außerhalb seiner normalen Betriebsbedingungen betrieben wird. Aus diesem Grund müssen Beschichtungssysteme diesen Bedingungen standhalten können.

Belzona 1341 (Supermetalglide) hat bei Tests mit Ultraschall- Kavitationssimulationsausrüstung im Vergleich zu herkömmlichen Beschichtungen wie metall-gefüllten Epoxiden und Polyester-Glasflockensystemen hervorragende Resultate erzielt.

Wirbelnde Feststoffteilchen können in einem Flüssigkeitssystem schnell zur Abnutzung der Schutzbeschichtung führen.

Belzona 1341 (Supermetalglide) wurde speziell dafür entwickelt, diesen aggressiven Bedingungen standzuhalten. Dank ausgezeichneter Abriebbeständigkeit (nass) ist das Produkt im Vergleich zu metallgefüllten Epoxid- und Glassflockenbeschichtungen auch bei Problemen mit mitgerissenen Feststoffteilchen eine ideale Wahl.

KAVITATION MITGERISSENE FESTSTOFFTEILCHEN

GLASFLOCKEN-SYSTEM

HERKÖMMLICHES METALLGEFÜLLTES

EPOXID

VERGLEICH VOLUMENVERLUST PRO ZEITEINHEIT BEI 20.000 SCHWINGUNGEN PRO SEKUNDE UND AMPLITUDE VON 50

BELZONA 1341 (SUPERMETALGLIDE)

GLASFLOCKEN-SYSTEM

HERKÖMMLICHES METALLGEFÜLLTES

EPOXID

VERGLEICH VOLUMENVERLUST PRO ZEITEINHEIT BEI 1000 UMDREHUNGEN TABER ABRASER TEST NASSPRÜFUNG

BELZONA 1341 (SUPERMETALGLIDE)

BELZONA SCHUTZBESCHICHTUNGEN

Mitgerissene Feststoffteilchen und Kavitation können schwere Schäden hervorrufen, wie man an den Löchern und Lochfraßschäden an dieser Laufradschaufel erkennen kann.

Der Austausch des Pumpenrads würde eine mehrere Millionen teure Investition bedeuten. Aus diesem Grund ist der Wiederaufbau und Schutz mit Belzona die kosteneffizienteste Lösung.

VERMEIDUNG ZUSÄTZLICHER KOSTEN

Belzona bietet Reparaturlösungen für Pumpen und verhindert damit deren Entsorgung, sodass Stillstandskosten reduziert und Austauschkosten vermieden werden.

RepairSTEIGERUNG DES PUMPENWIRKUNGSGRADS

Durch die Anwendung von Belzona erhalten Pumpensysteme eine glatte Oberfläche. Dies verbessert den Durchfluss und steigert den Wirkungsgrad der Pumpe.

Alte, abgenutzte Gehäuse, die von Lochfraß betroffen und mit Kesselstein oder anderen Ablagerungen überzogen sind, senken den Pumpenwirkungsgrad um bis zu 20 %.

Durch eine Behandlung von E r o s i o n s k o r r o s i o n s c h ä d e n mit Belzona erhalten Pumpen eine glatte Oberfläche, die den Pumpenwirkungsgrad über den der neuen Pumpe hinaus steigert.

Improve

Aufgrund von Korrosion und Kavitation wurde die Leistung dieser Pumpe drastisch verringert.

Nach Beschichtung der Pumpe mit Belzona konnte die Leistung drastisch gesteigert werden. Nach vier Jahren war die Pumpe immer noch 9 % effizienter als zuvor. Gleichzeitig wurde so auch die Pumpenlebensdauer verlängert.

VERLÄNGERUNG DER PUMPENLEBENSDAUER

Belzona bietet eine langlebige, korrosionsbeständige Schutzschicht, die die inneren und äußeren Bereiche der Pumpe vor Erosion und Korrosion schützt.

Protect

Gegründet im Jahr 1952 in Elland, West Yorkshire (Großbritannien), hat sich Belzona von seiner anfänglichen Spezialisierung des Flammspritzens von Stahl mit Zink zum Schutz vor Korrosion zu einem führenden Unternehmen im Bereich industrieller Schutzbeschichtungen und Polymer-Reparaturverbund-werkstoffe entwickelt. Belzona-Produkte werden für Wiederaufbau, Reparatur und Instandhaltung von Maschinen, Ausrüstung, Gebäuden und Bauten verwendet.

Dank seines intensiven Forschungs- und Entwicklungsprogramms evaluiert und verbessert Belzona unaufhörlich seine Produktpalette, um die stetig steigenden Anforderungen der Industrie zu übertreffen.

Belzonas zinkhaltige Epoxid-beschichtungen haben sich mittlerweile zu einer innovativen und hochwertigen Produktpalette von Polymersystemen und I n s t a n d h a l t u n g s l ö s u n g e n entwickelt, die heute zu den fortschrittlichsten und technisch ausgereiftesten auf dem Markt zählen.

Wir von Belzona haben es uns zur Aufgabe gemacht, für unsere Kunden unentbehrlich zu werden. Wir wissen, dass hochwertige Qualitätsprodukte nur dann effektiv sind, wenn zu ihrer richtigen Verwendung die entsprechende Infrastruktur bereitsteht. Aus diesem Grund bietet Belzona einen kompromisslosen und in der Industrie unübertroffenen Service.

Weltweit unterstützen Belzona-Vertragshändler mit ihren eigenen technischen Belzona- Kundenberatern die Industrie vor Ort.

Ein technischer Belzona-Kundenberater:

• Diagnostiziert Ihre Instandhaltungsprobleme

• Empfiehlt eine Lösung• Erstellt eine Spezifikation• Bietet vor Ort Beratung

und Training für Instandhaltungspersonal oder Personal des Subunternehmers.

Belzona bietet nicht nur ein Produkt, sondern eine Komplettlösung für die Industrie

Über Belzona Technologie und technischer Support

Kundenservice vor Ort, weltweite Reichweite

QUALITÄTSPRODUKTE – TECHNISCHER SUPPORTDas Belzona-Produktsortiment wird nach strengen Qualitäts- und Umweltkontrollrichtlinien hergestellt, die die international anerkannten Anforderungen von ISO 9001:2008 und ISO 14001:2004 erfüllen.Belzona hat ein globales Vertriebsnetz mit über 140 Vertragshändlern in 120 Ländern. Ihr Servicepartner vor Ort unterstützt Sie mit geschulten Beratern, die die Aufgabenstellung analysieren, eine Lösung empfehlen und die Anwendungen überwachen. Er bietet Service und Beratung rund um die Uhr!

Für weitere ausführliche Informationen setzen Sie sich bitte mit Ihrem lokalen Belzona®-Vertragshändler in Verbindung.

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Gemäß einem ISO 9000 Qualitätsmanagementsystem hergestellt

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