Ein Wartungsplaner in einem petrochemischen Komplex mit 600.000 Jahrestonnen kann den Rotor aus einer axial geteilten Pumpe herausheben und die Maschine innerhalb einer Acht-Stunden-Schicht wieder in Betrieb nehmen. Die gleiche Arbeit an einem radial geteilten Gehäuse mit identischer Leistung dauert zwei bis drei Tage, da die Saug- und Druckflansche, die Kupplung und manchmal die Grundplatte gebrochen werden müssen, bevor sich das Rotorbündel bewegen kann. Diese Lücke in der Durchlaufzeit von drei zu eins entscheidet über mehr Pumpenauswahlen, als es Effizienzkurven jemals tun.
Die Frage taucht bei jeder Modernisierung, Kapazitätserweiterung und jedem korrosiven Austausch auf. Vier technische Fakten entscheiden darüber: wie das Gehäuse geteilt ist, wie viel Druck die Schraubverbindung aushält, was das Medium mit dem Metall macht und wie die Maschine in den nächsten zwanzig Jahren gewartet wird.
Was eine axial geteilte Pumpe ist und wo sie in API 610 sitzt
Bei einer axial geteilten Pumpe handelt es sich um eine Kreiselpumpe, deren Gehäuse in der horizontalen Ebene durch die Mittellinie der Welle geteilt ist, sodass die obere Hälfte vom Rotor abgehoben werden kann, ohne die Saugleitung, die Druckleitung, den Antrieb oder das Fundament zu beeinträchtigen.
API 610, der Standard, der Raffinerie- und Petrochemiepumpen regelt, erkennt in seinem Zwischenlagersortiment zwei axial geteilte Familien an.
- BB1: ein oder zwei Stufen, normalerweise mit einem Doppelsauglaufrad, für Aufgaben mit hohem Durchfluss und mittlerer Förderhöhe wie Rohöltransfer, Kühlwasser und Boosterbetrieb.
- BB3: ein mehrstufiges, horizontal geteiltes Gehäuse mit gegenüberliegenden Laufrädern, das eine Förderhöhe trägt, die eine einzelne Stufe nicht erreichen kann, während der Zugang zur oberen Hälfte erhalten bleibt.
Der Begriff wird regelmäßig mit einer Axialpumpe verwechselt, die mit einem propellerförmigen Laufrad Flüssigkeit entlang der Wellenachse bewegt. Axialer Fluss beschreibt den hydraulischen Weg; axial geteilt beschreibt die Gehäuseverbindung. Die Vermischung beider Faktoren in einer Angebotsanfrage führt zum falschen Angebot und mitunter auch zur falschen Maschine vor Ort.
Die gleiche horizontale Gelenklogik macht eine einstufige Einheit mit doppelter Ansaugung praktisch für große Umlaufwasser- und Rohölübertragungsaufgaben.
S SH Doppelsaugpumpe für die Wasserumwälzung und den Rohöltransfer Axial geteilte einstufige Doppelsaugpumpe, geeignet für große Umlaufwasser- und Rohöltransferaufgaben, mit schnellerem Zugang zu den rotierenden Elementen für Wartungsarbeiten. Produkt anzeigen → Wartungszugang: Warum axial geteilte Pumpen bei der Durchlaufzeit gewinnen
Bei vergleichbarem Betrieb verkürzt ein axial geteiltes Gehäuse die Zugriffszeit der rotierenden Elemente um 60 bis 75 Prozent im Vergleich zu einem radial geteilten Gehäuse mit demselben Durchfluss und derselben Förderhöhe.
Drei mechanische Details erzeugen diese Lücke.
- Die horizontale Verbindung ist ein einzelner verschraubter Flansch. Das Anheben der oberen Hälfte erfordert kein Rohrbrechen, keine Laserausrichtung und keine Fugenarbeiten.
- Eine Distanzkupplung ermöglicht das axiale Herausziehen des Rotorbündels, sobald die obere Hälfte abgenommen ist.
- Gegenläufige Laufräder in einem BB3 heben den größten Teil des Axialschubs hydraulisch auf, so dass keine Ausgleichstrommel, keine Ausgleichsleitung und ein Verschleißteil weniger erforderlich sind, das erneuert werden muss.
Auch unvorsichtiges Arbeiten wird mit dem Gelenk bestraft. Eine spiralförmig gewickelte Dichtung mit flexiblem Graphitfüllstoff, eine kontrollierte Schraubenanzugssequenz mit Kreuzmuster und ein erneutes Drehmoment nach dem ersten Aufheizzyklus trennen ein Gehäuse, das jahrelang trocken bleibt, von einem Gehäuse, das bei jeder thermischen Abweichung weint.
Anlagen, die eine BB1 oder BB3 als Ersatzmaschine betreiben, haben normalerweise eine ausgewuchtete Rotorbaugruppe im Regal. Der Austausch einer vorgewuchteten Kartusche erfolgt im Einschichtbetrieb und der ausgebauten Rotor geht in die Werkstatt, während die Pumpe weiter läuft.
Druck- und Temperaturdecken: Wo die horizontale Fuge nicht mehr funktioniert
Bis etwa 40 bar bei einem einstufigen BB1 und etwa 100 bis 150 bar bei einem mehrstufigen BB3 ist ein axial geteiltes Gehäuse die richtige Lösung. Darüber hinaus wird die verschraubte horizontale Begrenzung zum unzuverlässigsten Teil der Maschine und ein radial geteiltes oder tonnenförmiges Gehäuse gewinnt.
| API-Typ | Gehäuse geteilt | Typische Etappen | Förderdruck | Gehäusetemperatur | Typischer Service |
| BB1 | Axial, horizontal | 1 bis 2 | bis 40 bar | bis 200 C | Kühlwasser, Rohöltransfer, Booster |
| BB2 | Radial | 1 bis 2 | bis 100 bar | bis 400 °C | Raffineriebeschickung, Hochdruckverfahren |
| BB3 | Axial, horizontal | 2 bis 8 | 100 bis 150 bar | bis 400 °C | Hydrotreater-Einspeisung, Pipeline, Kesselspeisung |
| BB4 | Radialer Ringabschnitt | 4 bis 12 | bis 250 bar | bis 450 °C | Einspritzung, Entzunderung, Hochdruckverfahren |
| BB5 | Fass | 4 bis 16 | 400 bar und mehr | bis 450 °C | Hydrocracker-Beschickung, Hochdruckeinspritzung |
Der Grund ist geometrisch. Bei der horizontalen Verbindung handelt es sich um einen kontinuierlichen Leckpfad, der sich über die gesamte Länge des Gehäuses auf beiden Seiten der Welle erstreckt und etwa doppelt so lang ist wie eine radiale Verbindung. Alle weiteren 10 bar Förderdruck vervielfachen die Schraubenkraft, die erforderlich ist, um die Dichtung zusammenzudrücken.
Eine horizontale Fuge ist keine schwache Konstruktion. Es handelt sich um eine Konstruktion mit einer Druckobergrenze, und diese Obergrenze wird durch die Schraubenlast, das Kriechen der Dichtung und die Temperaturwechselbeanspruchung und nicht durch das Laufrad bestimmt.
Die Temperatur verhält sich genauso. Die unterschiedliche Ausdehnung zwischen der oberen und der unteren Hälfte öffnet die Verbindung bei jedem Aufheizen leicht, daher muss die Dichtung oberhalb von etwa 200 °C für eine elastische Erholung und nicht nur für Kompression ausgewählt werden. Das ist der Punkt, an dem erfahrene Ingenieure zu einem radial geteilten Gehäuse übergehen.
Materialien entscheiden darüber, ob das Gehäuse dem Medium standhält
Die Materialauswahl und nicht die geteilte Bauweise entscheidet darüber, ob die Pumpe fünf Jahre oder fünf Monate im gleichen Betriebspunkt übersteht.
Gehäuse für axial geteilte Prozesspumpen werden normalerweise in einer dieser Familien geliefert.
- Kohlenstoffstahl A216 WCB für Wasser, Sole und harmlose Kohlenwasserstoffe.
- Austenitischer Edelstahl 304 und 316L für verdünnte Säuren und allgemeine chemische Anwendungen.
- Duplex 2205 und Super Duplex 2507, wobei Chloride 316L aufgrund von Spannungsrisskorrosion ausschließen.
- CD4MCu und ähnliche gegossene Duplexsorten für abrasive und korrosive Schlämme.
- Nickellegierungen wie Hastelloy sowie Titan für starke Chloride und oxidierende Säuren.
- Hitzebeständiger 2520 für Prozessströme mit hohen Temperaturen.
Jiangsu Huanyu Chemical New Materials Co., Ltd. gießt und bearbeitet seit 1987 Pumpen in Jingjiang und betreibt seine eigene Gießerei, nichtmetallische Press-, Bearbeitungs- und Montagewerkstätten für mehr als 300 Spezifikationen. Auf diese vertikale Kette kommt es in der Auswahlphase an: Die Gießerei bestätigt vor der Auftragserteilung, welche Sorte bei der erforderlichen Querschnittsdicke tatsächlich gießbar ist, anstatt sie erst in der Modellwerkstatt herauszufinden.
Es gilt eine Einschränkung. Wenn das Medium stark säurehaltig ist und der Durchfluss mäßig ist, ist eine mit Fluorkunststoff ausgekleidete oder dichtungslose Magnetkupplungspumpe oft kostengünstiger und sicherer als ein Metallgehäuse, da die benetzte Grenze aus Polymer und nicht aus einer Legierung besteht. Passen Sie den Gehäusestil an die Aufgabe an, nicht umgekehrt.
Axial geteilt oder radial geteilt: Ein praktischer Vergleich
Axial geteiltes Gehäuse, BB1 und BB3
- Rotorzugang in 6 bis 14 Stunden
- Obergrenze: 40 bar einstufig, 100 bis 150 bar mehrstufig
- Am stärksten bei hohem Durchfluss und mäßiger Förderhöhe
- Rohrleitungen, Kupplungen und Ausrichtung blieben bei der Inspektion unberührt
- Schwereres Gehäuse pro Druckeinheit
Radial geteiltes Gehäuse, BB2 bis BB5
- Rotorzugang in 28 bis 50 Stunden
- Ausgelegt von 100 bar bis 400 bar und mehr
- Am stärksten bei großer Förderhöhe und hohem Druck
- Für eine größere Inspektion sind Rohrleitungs- und Ausrichtungsarbeiten erforderlich
- Kompaktes, leichteres Gehäuse bei hohem Druck
Oberhalb von 150 bar ist im Raffinerie- und Hydroverarbeitungsbetrieb eine radial geteilte oder Trommelmaschine die einzig sinnvolle Wahl. Bei einem Kühlwasserkreislauf mit 3000 m3/h oder einer Rohöltransferleitung ist das axial geteilte Gehäuse vorteilhafter bei den Lebenszykluskosten, da sich die Wartungseinsparungen bei jedem Öffnen der Maschine wiederholen.
Wenn eine Aufgabe in der Mitte liegt, bietet eine nach hinten herausziehbare horizontale Prozesspumpe einen Kompromiss: Der Rotor kommt von hinten heraus, ohne die Saugleitungen zu beschädigen, allerdings nicht so schnell wie das Anheben einer oberen Hälfte.
Standard-Chemiekreiselpumpe der CZ-Serie Horizontale einstufige DIN/ISO-Chemiepumpe für neutrale, korrosive, heiße, kalte, saubere oder partikelbeladene Flüssigkeiten in den Bereichen Chemie, Petrochemie, Raffinerie, Energie, Pharmazie und Wasseraufbereitung. Produkt anzeigen → So spezifizieren Sie eine axial geteilte Pumpe richtig
Sechs Eingänge entscheiden darüber, ob eine axial geteilte Pumpe zwanzig Jahre lang läuft oder wartungspflichtig wird.
- Legen Sie den gesamten Betriebsbereich fest, nicht den Nennpunkt. Strömungen, die 20 Prozent über und unter der Auslegung liegen, verändern die spezifische Drehzahl, die Laufradtrimmung und das Axialschubgleichgewicht.
- Bestätigen Sie die NPSH-Marge im ungünstigsten Betriebsfall. Ein halber Meter Rand auf dem Papier verschwindet, nachdem das erste Saugsieb verstopft ist.
- Wählen Sie die Stufenanzahl im Verhältnis zur Wellengeschwindigkeit. Acht Stufen bei 3600 U/min sind nicht dasselbe wie vier Stufen bei 1800 U/min, selbst bei identischer Förderhöhe.
- Passen Sie die Metallurgie an allen benetzten Teilen an das Medium an: Gehäuse, Laufrad, Verschleißringe, Welle und Dichtungskammer.
- Geben Sie die Gleitringdichtung und ihren API 682-Rohrleitungsplan zusammen mit der Pumpe an, nicht danach. Ein Dichtungsversagen und kein Hydraulikversagen ist die Ursache für die meisten Ausfälle von Prozesspumpen.
- Vereinbaren Sie vor der Bestellung die Ersatzteilliste und das Inspektionsintervall. Ein Ersatzrotor und eine Ersatzpatronendichtung entscheiden darüber, wie lange ein ungeplanter Ausfall dauert.
Ein Großteil dieses Verfahrens überträgt sich auf die breitere Prozesspumpenfamilie und den Leitfaden dazu wie man eine petrochemische Prozesspumpe auswählt Fügt die Prüfungen hinzu, die gelten, sobald eine Maschine in einer lizenzierten Raffinerieeinheit steht.
Häufig gestellte Fragen zu axial geteilten Pumpen
Was ist der Unterschied zwischen einer axial geteilten und einer radial geteilten Pumpe?
Der ganze Unterschied liegt in der Gehäuseverbindung. Ein axial geteiltes Gehäuse ist auf der horizontalen Mittellinie verschraubt, so dass sich die obere Hälfte abhebt und der Rotor freiliegt, ohne die Rohrleitungen zu berühren. Ein radial geteiltes Gehäuse ist um die vertikale Mittellinie herum verschraubt, so dass der Rotor entlang der Wellenachse herauskommt, was bei größeren Maschinen bedeutet, dass die Kupplung und die Rohrverbindungen unterbrochen werden müssen.
Welchen maximalen Druck verträgt eine axial geteilte Pumpe?
Ein einstufiger BB1 ist normalerweise auf etwa 40 bar Förderdruck begrenzt. Mehrstufige BB3-Konstruktionen reichen je nach Stufenanzahl, Schraubengröße und Verbindungsdetails für einen Druck von 100 oder 150 bar. Oberhalb von 150 bar übernehmen Laufgehäuse die Oberhand, da die Druckgrenze zu einem einzelnen zylindrischen Schmiedestück und nicht zu zwei verschraubten Hälften wird.
Warum verwenden mehrstufige axial geteilte Pumpen gegenläufige Laufräder?
Gegenläufige Laufräder heben den größten Teil des hydraulischen Axialschubs im Gehäuse auf, sodass das Drucklager nur die Restlast trägt und keine Ausgleichstrommel oder Ausgleichsleitung erforderlich ist. Durch das Entfernen dieser Teile werden zwei häufige Fehlerquellen beseitigt und der Rotor verkürzt, wodurch er leichter durch die Öffnung in der oberen Hälfte herausgehoben werden kann.
Kann eine axial geteilte Pumpe aggressive Chemikalien verarbeiten?
Ja, solange die Metallurgie zum Medium passt. Duplex 2205, Super Duplex 2507, CD4MCu, Hastelloy und Titan erweitern das Design auf chloridhaltige, saure und abrasive Anwendungen. Bei stark aggressiven Medien mit geringem Durchfluss ist eine mit Fluorkunststoff ausgekleidete oder dichtungslose Magnetkupplungspumpe in der Regel die risikoärmere Wahl.
Haben Sie einen Dienstpunkt, der überprüft werden muss? Senden Sie Durchfluss, Förderhöhe, Temperatur, spezifisches Gewicht und Medium über das an das Technikteam Kontaktseite und fragen Sie nach der Anzahl der Stufen und der Materialkombination, bevor das Datenblatt eingefroren wird.
