Schlammpumpen-Ersatzteile erklärt: Leitfaden zu medienberührtem Bereich, Dichtung und Lager

Auf den ersten Blick wirkt eine Schlammpumpe einfach aufgebaut: ein Motor, ein Gehäuse, ein Saug- und ein Druckanschluss. Unter der Deckplatte verbirgt sich jedoch eine abgestimmte Baugruppe aus 15+ Komponenten, die jeweils darauf ausgelegt sind, Korrosion, Abrasion und dauerhafter mechanischer Belastung standzuhalten. Lesen Sie weiter und erfahren Sie mehr über die einzelnen Komponenten einer Schlammpumpe in drei großen Gruppen – den medienberührten Bereich, die Dichtung und die Lager- und Antriebseinheit. Lernen Sie die Werkstoffe der einzelnen Komponenten kennen und erfahren Sie, woran sie typischerweise ausfallen.

Welche Komponenten hat eine Schlammpumpe?

Die von allen Erstausrüstern der Branche verwendete Einteilung der Schlammpumpenkomponenten umfasst den medienberührten Bereich mit den der Feststoffsuspension ausgesetzten Teilen, also Laufrad, Pumpengehäuse, Saugseiteneinsatz, Auskleidungen und Rahmenplatteneinsatz; die Dichtung mit den Komponenten, die eine Barriere zwischen medienberührtem Bereich und Antriebswelle bilden, also Stopfbuchspackung, Gleitringdichtung oder Expellerdichtung; sowie Lagerbaugruppe und Antrieb mit Antriebswelle, Lagern, Schmiersystem und Antriebskupplung. Die Kreiselpumpe für Feststoffsuspensionen überträgt die Bewegungsenergie über das rotierende Laufrad auf die abrasive Feststoffsuspension und wandelt sie anschließend im Spiralgehäuse in Förderstrom für den Prozess um. Da abrasive und korrosive Feststoffsuspensionen die Komponenten unterschiedlich schnell zersetzen, ist jede Schlammpumpenkomponente ein Kompromiss zwischen Härte, Zähigkeit und Kosten. Teile des medienberührten Bereichs werden häufig ersetzt – bei den meisten Anwendungen nach 3 bis 18 Monaten. Dichtungskomponenten haben längere Austauschintervalle. Bei ausreichender Schmierung sollte die Lagerbaugruppe bis zum Ende der Pumpenlebensdauer halten. Dieses ungleichmäßige Verschleißbild erklärt, warum Ersatzteile für Schlammpumpen regelmäßig eingeplant werden müssen und nicht nur gelegentlich als Investition anfallen.

Der medienberührte Bereich – fünf Komponenten im Kontakt mit der Feststoffsuspension

Alle medienberührten Bauteile stehen in Kontakt mit dem abrasiven Fördermedium. Deshalb machen sie den größten Teil einer Ersatzteilbestellung für Schlammpumpen aus. Eine Grafik veranschaulicht die Funktionsweise der fünf wichtigsten medienberührten Baugruppen und die Gründe für ihre unterschiedlichen Verschleißbilder.

1. Laufrad

Laufrad – Das rotierende Pumpenteil, das das Motordrehmoment in Energie des Fördermediums umwandelt. Laufräder für Schlammpumpen sind halboffen oder offen ausgeführt. Ein offener rückseitiger Deckscheibenbereich lässt Feststoffe passieren, ohne dass sich Ablagerungen zwischen den Schaufeln bilden. Drei bis fünf massive Schaufeln fördern das Medium. Am Laufradrücken angeordnete Expellerschaufeln, auch Rückförderschaufeln genannt, senken den Druck hinter dem Laufrad und verringern so die aggressive Belastung im Bereich der Dichtung. Laufräder verschleißen meist zuerst an den Eintrittskanten der Schaufeln und an der vorderen Deckscheibe.

2. Spiralgehäuse

Das Spiralgehäuse ist eine spiralförmige druckführende Schale. Es nimmt die aus dem Laufrad austretende Feststoffsuspension auf und wandelt deren Geschwindigkeit in Förderhöhe um. Bei robusten Schlammpumpen ist das Pumpengehäuse heute meist ausgekleidet – entweder mit einer austauschbaren Auskleidung aus hochchromhaltiger Legierung oder mit einer Elastomerauskleidung aus Gummi oder Polyurethan. Dank der Auskleidung kann die Verschleißfläche ersetzt werden, ohne das äußere Druckgehäuse ausmustern zu müssen.

3. Saugseiteneinsatz (Saugseitenauskleidung)

Der Saugseiteneinsatz befindet sich an der Ansaugseite des Laufrads und bildet die Innenwand des Saugstutzens. Bei Anwendungen mit hohem Feststoffanteil fällt er häufig als erste Komponente des medienberührten Bereichs aus: Die Feststoffsuspension trifft mit voller Geschwindigkeit auf die Auskleidung, bevor sie vom Laufrad beschleunigt wird. Ihr Durchschleißen ist daher oft das erste Anzeichen für einen bevorstehenden Ausfall des medienberührten Bereichs. Starker Verschleiß am Saugseiteneinsatz ist häufig ein frühes Warnsignal dafür, dass auch die übrigen Teile des medienberührten Bereichs das Ende ihrer Lebensdauer erreichen.

4. Rahmenplatten-Auskleidungseinsatz

Rahmenplatten-Auskleidungseinsätze schützen die Rückseite des Pumpengehäuses, also die dem Motor gegenüberliegende Fläche. Da die hinter dem Laufrad rezirkulierende Feststoffsuspension sowohl die Rahmenplatte als auch das Pumpengehäuse abträgt, verringert der Einsatz den Verschleiß. Der Rahmenplatteneinsatz ist in hochchromhaltigen oder elastomeren Werkstoffvarianten erhältlich, passend zur Gehäuseauskleidung, und wird häufig zusammen mit dem Laufrad paarweise ersetzt.

5. Deckplattenauskleidung

Auf der Einlassseite der Pumpe bildet die Deckplattenauskleidung, manchmal auch Spiralgehäusedeckel genannt, die Innenfläche des Pumpengehäuses. Zusammen mit dem Saugseiteneinsatz ist sie einer vergleichbaren Erosion durch die Feststoffsuspension ausgesetzt und gibt oft Aufschluss darüber, wie nahe die übrigen Teile des medienberührten Bereichs dem Ausfall sind. Da Strömungsbedingungen und Verschleißraten bei diesen beiden Komponenten eng zusammenhängen, werden Deckplattenauskleidung und Saugseiteneinsatz meist gemeinsam ersetzt. Eine vollständige Liste der vom Erstausrüster empfohlenen Ersatzteile für jede Kategorie des medienberührten Bereichs finden Sie in unserem Katalog für Ersatzteile des medienberührten Bereichs von Schlammpumpen.

Welle, Wellenschutzhülse und Expeller – der Übergang zwischen Nass- und Trockenbereich

Der Übergang zwischen dem medienberührten Bereich und der Lagerbaugruppe ist die Schnittstelle, an der die rotierende Pumpenwelle durch das Pumpengehäuse geführt wird. Bei den meisten Schlammpumpen beginnen Ausfälle besonders früh an dieser Stelle – jedoch nicht, weil Teile des medienberührten Bereichs durchgeschlissen sind, sondern weil abrasive Feststoffsuspension an der Pumpendichtung vorbeizutreten beginnt und die Lager angreift. Ein Expeller ist ein sekundäres Laufrad auf der Rückseite des Hauptlaufrads. Es dreht sich mit Wellendrehzahl und erzeugt direkt hinter dem Hauptlaufrad einen Niederdruckbereich. Dadurch drückt es die Feststoffsuspension aktiv vom Pumpendichtungsbereich weg. Pumpen mit Expellerdichtung benötigen bei laufender Pumpe weder Spülwasser noch Stopfbuchspackung oder Gleitringdichtung. Bei einem Stromausfall dichtet jedoch der feststehende Expellerring ab und hält den verbleibenden Druck zurück.

Dichtungsanordnungen – Stopfbuchspackung, Gleitringdichtung oder Expellerdichtung

Dichtungsanordnungen bilden die Trennung zwischen dem medienberührten Bereich und der Lagerbaugruppe der Pumpe. Es gibt drei grundlegende Dichtungsarten, die jeweils für unterschiedliche Anwendungen geeignet sind und unterschiedliche Einschränkungen haben. Viele Anlagenbediener ziehen die Stopfbuchse zu stark an, sobald sie eine kleine Leckage bemerken. Ein langsames, gleichmäßiges Tropfen gehört zum ordnungsgemäßen Betrieb der Stopfbuchspackung: Die Leckage hält sie kühl und geschmiert. Zu fest angezogene Packung läuft trocken, frisst sich an der Wellenschutzhülse fest und verkürzt die Lebensdauer der Dichtung von Jahren auf wenige Monate. Neben Dichtungssätzen und Ersatzbaugruppen für Schlammpumpen umfasst unser Katalog auch kompatible Stopfbuchsringe, Gleitringdichtungskartuschen und Expellerkomponenten.

Lagerbaugruppe und Antriebsausführung

Die Lagerbaugruppen nehmen die vom Laufrad erzeugten Radial- und Axialkräfte auf und halten die Welle unter den hydraulisch bedingten, wechselnden Schubkräften in Ausrichtung. Diese Kräfte ändern sich mit jedem Wechsel von Förderstrom und Druck. Die meisten Lagerbaugruppen von Schlammpumpen verwenden je nach Axialschub und Wellenüberhang entweder ein Paar Kegelrollenlager oder eine Kombination aus Rillenkugellagern und Pendelrollenlagern. Die Schmierung entscheidet über die Lebensdauer. Bei industriellen Dauerbetriebsanwendungen ist eine Ölsumpfschmierung mit Schauglas und Entlüfter üblich. Bleibt der Ölstand korrekt und wird das Öl planmäßig gewechselt, kann die Lagerlebensdauer etwa 50.000 Stunden erreichen. Fettschmierung kommt häufig bei kleineren mobilen Einheiten zum Einsatz, bei denen es problematisch ist, Öl sicher zurückzuhalten. Synthetische Öle verlängern die Wechselintervalle deutlich, lohnen sich jedoch nur bei hohen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit oder starkem Abrieb durch Partikel in der Luft. Es gibt drei grundlegende Antriebsausführungen: direkt an den Motor gekoppelt, über ein Riemenscheibensystem riemengetrieben oder über eine elastische Kupplung mit einem separat montierten Motor verbunden, meist auf einer Grundplatte. Die Auswirkungen auf den Betrieb unterscheiden sich: Eine Änderung des Förderstroms durch Drehzahländerung ist bei einer direkt gekoppelten Pumpe kostengünstiger als bei einer riemengetriebenen Pumpe, bei der die Riemenscheiben gewechselt werden müssen. Beim Austausch eines Motors oder Getriebes muss bei einer elastisch gekuppelten Einheit nur der Motor ausgebaut werden; die Pumpe selbst bleibt unberührt. Eine direkt gekoppelte Einheit benötigt weniger Bodenfläche, muss für Arbeiten am Motor aber vollständig ausgebaut werden. Komplette Lagerbaugruppen, Wellendichtringe und Antriebskomponenten, die über unser gesamtes Schlammpumpensortiment austauschbar sind, finden Sie in unserem Katalog für Ersatzteile für BBP-Lagerbaugruppen.

Entscheidende Werkstoffe – hochchromhaltiger Werkstoff, Naturkautschuk, Polyurethan und Keramik

Den einen „besten“ Werkstoff für eine Schlammpumpe gibt es nicht. Die Werkstoffauswahl hängt von der Chemie der Feststoffsuspension sowie von Korngröße und Härte der Partikel ab, außerdem von Betriebsdruck und Temperatur. Die folgende Übersicht vergleicht die vier wichtigsten Werkstoffgruppen und zeigt, wie sie jeweils eine bestimmte Kombination aus Korrosionsbeständigkeit, Härte und Dehnbarkeit beziehungsweise Zähigkeit erreichen. Hohe Härte allein garantiert keine lange Verschleißlebensdauer. Ist eine Komponente aus dem härtestmöglichen Werkstoff gefertigt, wird sie bei einem Aufprall dennoch jedes Mal zerspringen, wenn ihr die nötige Zähigkeit fehlt. Entscheidend ist das Gleichgewicht zwischen Härte und Zähigkeit. Deshalb fragt ein guter Lieferant von Schlammpumpen vor einem Werkstoffangebot nach der Partikelgrößenverteilung der Feststoffsuspension: Die Brinell- oder Vickers-Härte allein gibt darüber keinen ausreichenden Aufschluss. Durch eine Wärmebehandlung lässt sich die Härte von Chromhartguss innerhalb des ASTM A532-Bereichs um 100 HB variieren, ohne die Zusammensetzung zu ändern. Deshalb prüfen wir vor dem Versand die Härte jedes Chromhartgussstücks. Unsere eigene Gießerei fertigt sowohl hochchromhaltige als auch elastomere Verschleißteile. So ist jedes Gussteil beziehungsweise jede Gummicharge bis zum fertigen Teil vollständig zertifiziert und innerhalb eines einzigen ISO 9001:2015-Qualitätssystems rückverfolgbar. In unserem Katalog für hochchromhaltige und elastomere Schlammpumpen-Ersatzteile von BBP finden Sie passende Ersatzteile für alle gängigen Baugrößen unserer Schlammpumpen.

Warum Schlammpumpen-Ersatzteile verschleißen – und wie lange sie halten

Alle Schlammpumpenteile haben eine begrenzte Lebensdauer. Bei abrasiven Anwendungen wird der Verschleiß vor allem von drei „großen“ Faktoren bestimmt: der Geschwindigkeit der Feststoffsuspension (der Verschleiß steigt mit der dritten Potenz der Geschwindigkeit), der Korngröße und der Partikelhärte. Temperatur und pH-Wert der Feststoffsuspension sowie intermittierender oder kontinuierlicher Betrieb sind nachrangige Faktoren. Die häufigsten Ausfallarten lassen sich auf einige grundlegende Ursachen zurückführen: Betrieb der Pumpe außerhalb ihres zulässigen Betriebsbereichs (dadurch verschleißt das Laufrad infolge von Kavitation), Ausfall des Spülwassersystems (dadurch erhitzt sich die Stopfbuchspackung und beschädigt die Wellenschutzhülse), nach einer Überholung falsch ausgerichtete Lager (dadurch sinkt die Lagerlebensdauer um 40 bis 60 %) oder ein für die Feststoffsuspension ungeeigneter Konstruktionswerkstoff (beispielsweise Gummi in heißer Lauge), der innerhalb weniger Wochen ausfällt. Viele dieser Ausfälle lassen sich durch ein einfaches Überwachungs- und Protokollierungsprogramm vorhersehen, statt erst auf zustandsabhängige Alarme zu reagieren. Am Ende der Lebensdauer stellt sich die Frage: „Pumpe überholen“ oder „nur die Teile des medienberührten Bereichs ersetzen“? Zeigt die Inspektion, dass Welle und Lagergehäuse noch in akzeptablem Zustand sind, lässt sich die Pumpe relativ einfach mit Teilen des medienberührten Bereichs, einem Dichtungssatz und einer Wellenschutzhülse überholen. So erreicht sie wieder nahezu ihre ursprüngliche Leistung – zu deutlich geringeren Kosten als bei einer komplett neuen Pumpe. Bei einem gut bestückten Ersatzteillager dauert eine geplante Überholung des medienberührten Bereichs in der Werkstatt 4 bis 8 Stunden Stillstandszeit. Um den Austauschzyklus für eine bestimmte Pumpenbaugröße und Anwendung zu ermitteln oder ein Angebot für passende Ersatzteile einzuholen, fordern Sie ein Angebot für BBP-Verschleißteile an und geben Sie Ihre Betriebsbedingungen sowie das aktuelle Pumpenmodell an.

Häufig gestellte Fragen