Goldene Regeln für Pumpen-Betreiber Wenn die Pumpe ausfällt – was kann man dagegen tun?

Pumpen, die vorzeitig ausfallen, sind nicht richtig ausgewählt, nicht richtig repariert bzw. montiert oder werden nicht bestimmungsgemäß betrieben. Es gibt einige wichtige Grundregeln, die man beachten sollte, damit die Pumpe möglichst lange läuft.

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Haus der Technik e.V.

NESS Wärmetechnik GmbH

CP Pumpen AG

Hildegard Hennecke Pumpenberatung

In Deutschland wurden 2010 nach Angaben des VDMA etwa fünf Millionen Pumpen gebaut. Da der Marktanteil Deutschlands 17 Prozent beträgt, kann man mit einer Weltpumpenproduktion von fast 30 Millionen Pumpen rechnen. Über den Pumpenbestand gibt es keine Angaben. Bei einer mittleren Lebensdauer von zehn Jahren kommt man auf eine Größenordnung von 300 Millionen Pumpen. Fast jede dieser Pumpen wird vor ihrer endgültigen Außerbetriebsetzung ein- oder mehrmals repariert – ein riesiges Auftragspotenzial für Dienstleister und ein großer Kostenfaktor für Betreiber.

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Aufgabe der Ingenieure und Techniker der Betreiber ist es, die Ursachen für die Ausfälle zu erkennen und für Abhilfe zu sorgen. Eine Pumpe, die richtig ausgewählt, richtig montiert und im vorgesehenen Bereich betrieben wird, erreicht eine hohe Laufzeit, bis sie durch den unvermeidlichen Verschleiß ausfällt. Mit der Auswahl der richtigen Pumpe für den jeweiligen Einsatzfall wird entschieden, ob die Pumpe die Chance auf einen langen störungsfreien Betrieb hat. Eine Pumpe arbeitet nie für sich allein, sondern ist Teil eines Pumpensystems. Ein Pumpensystem besteht aus der Einlaufstrecke einschließlich Entnahmebehälter, dem Pumpenaggregat (Pumpe, Motor, Regelungen), der Druckleitung und Verbrauchern (Behälter, Wärmetauscher, Filter etc.)

Die Aufgabe der Pumpe muss klar herausgearbeitet werden.

• Was ist zu fördern? (Alle Eigenschaften des Fördermediums)

• Wie viel und wie oft ist das Medium zu fördern? (Fördermengen, Betriebsweisen)

• Woher und wohin ist zu fördern? (Pumpensystem, Förderhöhen)

Dabei sind alle möglichen Betriebsweisen zu beachten. Oft kommt es zu Ausfällen, weil z.B. Reinigungsprozeduren vergessen werden.

Aufgrund dieser Angaben ist die Pumpenart zu wählen: Kreiselpumpen, rotierende oder oszillierende Verdrängerpumpen in ihrer ganzen Vielfalt. Nach diese Entscheidung ist die Pumpe hydraulisch auszulegen. Das ist für Kreiselpumpen besonders wichtig, da sie nur für einen Betriebspunkt optimal ausgelegt werden können.

Natürlich wird man sich bei den Abschätzungen auf die sichere Seite legen. Aber Angstzustände ergeben viel zu großen Pumpen, die dann abgeregelt werden müssen, meistens durch Drosselung. Das führt im besten Fall nur zur Energievernichtung. Wenn aber die zulässige Mindestfördermenge unterschritten wird, kommt es zu Schäden an der Pumpe durch Überhitzung des Fördermediums und damit zur Materialzerstörung. Gleichzeitig kommt es durch erhöhte Wellendurchbiegung zu Schäden an der Gleitringdichtung und an den Lagern.

Lesen Sie auf der nächsten Seite, was bei der Montage und Inbetriebnahme zu beachten ist.

Montage und Inbetriebnahme

Bei der Montage können die ersten Fehler gemacht werden, die bei der Inbetriebnahme zum Ausfall führen.

• Rohrleitungen werden verspannt an die Pumpe angeschlossen, sodass sich das Gehäuse verzieht und Lagerspiele nicht mehr stimmen.

• Pumpe und Motor werden schlecht ausgerichtet.

• Schweißperlen, Sand und Putzlappen wurden nicht aus den Rohrleitungen entfernt und Anfahrsiebe fehlen. Anfahrsiebe sind vorhanden, werden aber nicht gereinigt (Kavitation, Trockenlauf).

• Drehrichtungsprüfung bei trockener Pumpe.

• Ölfüllung wurde vergessen.

Sehr wichtig ist, die Pumpe vor dem Anfahren mit Flüssigkeit zu füllen und gut zu entlüften, was nicht immer einfach ist. Auch die meisten selbstansaugenden Pumpen müssen mit Flüssigkeit gefüllt oder zumindest benetzt sein.

Betrieb der Pumpe

Nicht nur die erste, auch jede spätere Inbetriebnahme einer Pumpe nach einer Reparatur, ja jedes Anfahren ist ein kritischer Zustand. Radialkreiselpumpen müssen gegen angedrosselten Druckschieber angefahren werden. Verdränger- und Seitenkanalpumpen müssen dagegen mit geöffnetem Druckschieber angefahren werden. Kreiselpumpen dürfen auf keinen Fall mit dem Saugschieber geregelt werden.

Jede Pumpe hat eine zulässige Mindest- und Höchstfördermenge. Es ist sicherzustellen, dass die Pumpe innerhalb dieser Grenzen betrieben wird. Dazu müssen Durchfluss- und Druckmesseinrichtungen beachtet und dürfen Überwachungseinrichtungen nicht überbrückt werden.

Die meisten Ausfälle während des Betriebes werden durch Veränderungen des Fördermediums verursacht. Es gibt Medien, bei denen es bekannt ist, dass Anbackungen und Verstopfungen auftreten und man kann Vorkehrungen dagegen treffen. Aber in verfahrenstechnischen Anlagen kann es immer wieder zu kleineren Veränderungen in der Zusammensetzung des Mediums kommen, und aus gewöhnlich reinen Flüssigkeiten fallen Feststoffe aus oder es tritt vermehrte Korrosion auf.

Auch wenn man alles richtig macht, fällt jede Pumpe durch natürliche Abnutzung irgendwann aus. Davon sind in erster Linie Gleitringdichtungen, Gleit- und Wälzlager betroffen. Keine Pumpe ist absolut beständig gegen Korrosion, Abrasion und Erosion. Davon sind besonders die Spalte betroffen, sodass es zu einer allmählichen Reduzierung des Wirkungsgrades kommt. Die Laufzeiten dieser Pumpen hängen stark von den Betriebsbedingungen ab, aber es gibt Pumpen, die zehn und mehr Jahre störungsfrei laufen.

Verschiedene Maßnahmen zur Ausfall-Reduzierung finden Sie auf der nächsten Seite.

Maßnahmen zur Ausfall-Reduzierung

Pumpenausfälle haben betriebliche und menschliche Gründe (siehe Tabelle), wobei nach der allgemeinen Erfahrung die menschlichen Gründe überwiegen. Was kann man dagegen tun?

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Die betrieblichen Gründe sind meist schwierig in den Griff zu bekommen, möglich ist es durch menschliche und technische Überwachung. Sehr wirkungsvoll ist nach wie vor der Kontrollgang durch erfahrenes Personal. Unruhiger Lauf und außergewöhnliche Erwärmung sind ein Indiz für eine sich anbahnende Störung.

Den Ursachen ist nachzugehen: Tritt Kavitation auf? Verursachen Anbackungen in der Pumpe Unwuchten? Geht ein Lager kaputt? Gleichzeitig werden die Ölstände und Überwachungseinrichtungen kontrolliert und es wird auf Leckagen geachtet. Ergänzend werden in modernen Anlagen Prozessdaten, Schwingungen und Temperaturen durch Störungsfrüherkennungssysteme erfasst.

Inspektion und Wartung reduzieren Instandsetzungen, da kleinere Störungen frühzeitig erkannt und mit geringem Aufwand behoben werden können.

Weiterbildung ist das A und O

Für alle Maßnahmen zur Reduzierung von Ausfällen, auch von denen, die betriebliche Gründe haben, braucht man fachkompetentes Personal. Deshalb müssen alle Personen, die mit Auswahl, Montage, Inbetriebnahme, Betrieb und technischer Betreuung der Pumpen zu tun haben, eine gute Ausbildung haben und sich ständig weiterbilden. Die Art der Aus- und Weiterbildung muss dem Aufgabenbereich angepasst sein. Eine wichtige Gruppe ist das Produktionspersonal, das die Pumpen betreibt. Sie müssen Grundkenntnisse über die Funktionsweise der Pumpen haben und wissen, was zu Schäden führt. Diese Kenntnisse ohne Überfrachtung mit Formeln zu vermitteln, ist eine anspruchsvolle, aber auch lohnende Aufgabe. Handwerker und Meister haben im Allgemeinen gute technische Fähigkeiten für die Inspektion, Wartung und Instandsetzung der Pumpen. Hier ist das Wissen über die hydraulischen Grundlagen zu verbessern.

Die wichtigste Gruppe sind die Techniker und Ingenieure für die Planung und technische Betreuung. Sie haben in der Regel ihr Wissen durch Learning bei Doing erworben, ergänzt durch Fachkurse. Eine gute Weiterbildungsmöglichkeit ist der Besuch von Fachtagungen. Hier hat sich das PROCESS-Pumpenforum in Würzburg einen besonderen Ruf erworben. Das 15. Pumpenforum findet am 16./17. November 2017 wieder in Würzburg statt. Fachkompetente Referenten und erfahrene Teilnehmer mit oft erstaunlichen Detailkenntnissen behandeln schwierige Fälle und helfen damit nicht nur jungen Kollegen.

* Fr.-W. Hennecke, Pumpenfachingenieur GmbH

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