API 676 Standard für Einzelpumpen

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In der Öl-, Gas-, Petrochemie-, Chemie- und Raffinerieindustrie stellt der Transport von Flüssigkeiten mit speziellen Eigenschaften eine erhebliche technische Herausforderung dar. Oft sind die verwendeten Flüssigkeiten hochviskos, enthalten Schwebstoffe oder reagieren scherempfindlich, was Kreiselpumpen unwirksam macht. Daher kommen Verdrängerpumpen, wie beispielsweise Monoblockpumpen, zum Einsatz.

Um einen zuverlässigen, sicheren und langfristigen Betrieb dieser Pumpen zu gewährleisten, müssen bestimmte Konstruktions- und Fertigungsstandards eingehalten werden. Einer der wichtigsten Standards ist API 676 , das vom American Petroleum Institute entwickelt wurde und als wichtigster Konstruktionsstandard für Verdränger-Umwälzpumpen gilt.

Dieser Artikel bietet einen detaillierten Einblick in API 676, seine Spezifikationen, seine Beziehung zu einzelnen Pumpen, die Vorteile und Herausforderungen der Implementierung des Standards sowie praktische Tipps zur Auswahl von Pumpen auf Grundlage des Standards.

Schraubenspindelpumpen der CFS-Inox-Serie

Definition und Zweck von API 676

Der API-Standard 676 „Rotary Positive Displacement Pumps“ regelt speziell Verdrängerpumpen. Dieser Standard legt Mindestanforderungen für Konstruktion, Herstellung, Materialien, Installation und Betriebsprüfung dieser Pumpen fest, um ihre Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit in kritischen Industrieumgebungen zu gewährleisten.

Der Zweck dieser Norm besteht darin, eine gemeinsame Sprache zwischen Pumpenkäufern und -herstellern zu schaffen, um technische Streitigkeiten, vorzeitige Ausfälle und Betriebsrisiken zu vermeiden.

Tatsächlich setzt API 676 Standards, die hochwertiges Design, präzisen Betrieb, lange Lebensdauer und einfache Wartung gewährleisten.

API 676 Geltungsbereich

Diese Norm gilt für folgende Arten von Verdränger-Umwälzpumpen:

Zahnradpumpen mit Innen- und Außenverzahnung
Nockenwellenpumpe
Schraubenpumpen
Flügelzellenpumpe
Einkammerpumpe oder Stufenkammerpumpe

Diese Norm gilt jedoch nicht für Kolbenpumpen oder Verstellpumpen (z. B. API 675).

API 676-konforme Pumpen werden zum Transport schwerer und empfindlicher Flüssigkeiten in zahlreichen Branchen eingesetzt, insbesondere in Raffinerien, Pipelines sowie bei der Herstellung von Farben, Klebstoffen, Zellstoff und Tierfutter.

Einzelpumpenposition in API 676

Eine Einschraubenpumpe (auch Schraubenpumpe genannt) ist eine Verdränger-Rotationspumpe, die aus einem Schraubenlaufrad und einem Gummistator besteht. Die Rotation des Laufrads sorgt für einen kontinuierlichen Flüssigkeitsfluss vom Einlass zum Auslass.

Aufgrund ihrer Leistungsmerkmale, wie langsamer Flüssigkeitstransfer, gleichmäßiger Druckhaltung und der Fähigkeit, viskose Flüssigkeiten und Feststoffe zu pumpen, fällt die Pumpe in die Pumpenkategorie API 676.

Gemäß der Norm müssen einstufige Pumpen hinsichtlich Gehäusedesign, Materialauswahl, Dichtungstyp, Vibrationsfestigkeit und Leistungsprüfung mit anderen Rotationspumpen kompatibel sein.

Designanforderungen in API 676

1. Flugzeugdesign und Hauptkomponenten

Das Pumpengehäuse muss ausreichend stabil sein, um dem Betriebsdruck und den Belastungen der Rohrleitungen standzuhalten. Seine Konstruktion muss Flüssigkeitslecks verhindern und den Innendruck innerhalb akzeptabler Grenzen halten.

Alle mit Flüssigkeit in Berührung kommenden Teile müssen aus korrosionsbeständigen, temperaturbeständigen und abriebfesten Materialien bestehen. Für Flüssigkeiten auf Erdölbasis wird üblicherweise Edelstahl oder Kohlenstoffstahl mit einer Schutzbeschichtung verwendet.

2. Installieren Sie die Basis (Bodenplatte)

Der Pumpensockel muss robust und so konstruiert sein, dass eine präzise Ausrichtung zwischen Pumpe und Motor gewährleistet ist. Die Standfläche sollte ein leichtes Gefälle aufweisen, um das Abfließen austretender Flüssigkeit zu erleichtern, und mit Abflusslöchern ausgestattet sein.

Bei Großprojekten muss die Fundamentkonstruktion gemäß API 676 Schwingungen aufnehmen und die Übertragung von Kräften auf die Rohrleitung verhindern.

3. Lager und Wellen

Die Lager müssen für eine Mindestlebensdauer von 25.000 Stunden ausgelegt sein. Die Pumpenwelle muss aus hochfestem Stahl bestehen und der durch den Flüssigkeitsdruck erzeugten Biegung und dem Drehmoment standhalten.

Bei Einzelpumpen kommt aufgrund der Wellenlänge der Auslegung der Lagerung und der Auswahl der passenden Kupplung eine besondere Bedeutung zu.

4. Dichtungssystem

Pumpendichtungen sind ein kritisches Konstruktionselement. API 676 bevorzugt Gleitringdichtungen, da sie weniger durchlässig als Packungen und einfacher zu warten sind.

Unter besonderen Bedingungen, beispielsweise bei Vorhandensein abrasiver Flüssigkeiten, kommen Doppeldichtungssysteme oder mit Schutzflüssigkeiten gefüllte Spezialdichtungen zum Einsatz.

5. Motor und Anschluss

API 676 empfiehlt die Verwendung flexibler Metallkupplungen, um die Ausrichtung von Pumpe und Motor aufrechtzuerhalten und Vibrationen zu reduzieren.

Der Motor oder Antrieb muss über ausreichend Leistung verfügen, um die Pumpe unter maximalen Druck- und Durchflussbedingungen zu betreiben.

Jobanforderungen

1. Durchflussmenge und Arbeitsdruck

Die Pumpe muss den erwarteten Durchfluss und Druck innerhalb eines festgelegten Bereichs mit minimalen Schwankungen liefern. Bei der Leistungsprüfung wird der tatsächliche Durchfluss mit dem Auslegungswert verglichen und der zulässige Fehler überprüft.

2. Vibration und Schall

Die Pumpenvibration darf die zulässigen Grenzen nicht überschreiten. Übermäßige Vibrationen können auf eine fehlerhafte Installation oder Ausrichtung sowie auf mechanische Probleme hinweisen.
Der Geräuschpegel muss ebenfalls innerhalb akzeptabler Grenzen liegen, um eine Übertragung der Vibrationen auf das System zu verhindern.

3. Lecks

Bei der Dichtheitsprüfung müssen alle Anschlüsse, Flansche und Dichtungen dicht sein. Bei Pumpen mit gefährlichen Flüssigkeiten müssen spezielle Dichtmittel verwendet werden.

4. Abschlussprüfung

API 676 definiert eine Reihe von Werkstests, die Folgendes umfassen:

Hydrostatischer Drucktest
Funktionsprüfungen (Durchfluss- und Druckprüfungen)
Vibrations- und Geräuschprüfung
Dichtheitsprüfung
Durchführung des Tests

Materialanforderungen in API 676

Die zur Herstellung der mit der Flüssigkeit in Kontakt kommenden Komponenten verwendeten Materialien müssen mit deren chemischen und physikalischen Eigenschaften kompatibel sein.

Bei Einzelpumpen kommen typischerweise folgende Kombinationen zum Einsatz:

Rotor: Edelstahl oder hartverchromter Stahl
Stator: Langlebiger Gummi (NBR, EPDM oder FKM), geeignet für verschiedene Temperaturen und Flüssigkeitsarten
Ventilkörper: Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder Gusseisenlegierung.
Dichtung: Siliziumkarbid oder Wolframkarbid , verschleißfest

Alle Metallkomponenten müssen einer Materialidentifizierungsprüfung (PMI) unterzogen werden, um die Legierungskompatibilität sicherzustellen.

Vorteile von API 676-konformen Pumpen

1. Erhöhte Zuverlässigkeit:
Präzises Design und hochwertige Steuerung ermöglichen den Betrieb der Pumpe in rauen Industrieumgebungen und reduzieren Ausfallzeiten.

2. Lange Lebensdauer und geringe Wartungskosten:
Durch die Auswahl geeigneter Materialien und prinzipieller Konstruktion kann die Lebensdauer der Pumpe verlängert und der Wartungsaufwand reduziert werden.

3. Hohe Sicherheit in gefährlichen Umgebungen:
Minimale Leckagen und ein stabiler Betrieb verringern die Möglichkeit von Gefahren für Umwelt und Mensch.

4. Internationale Standardisierung:
Die Einführung von API 676 macht verschiedene Designgruppen kompatibler.

5. Spezielle Flüssigkeitsanwendungen:
Pumpen, die diesem Standard entsprechen, eignen sich hervorragend für viskose, korrosive oder feststoffhaltige Flüssigkeiten.

Herausforderungen bei der Implementierung von API 676

1. Erhöhte Produktionskosten:
Die Einhaltung aller technischen Anforderungen, strenge Qualitätskontrollen und spezielle Materialien erhöhen den Endpreis der Pumpe.

2. Komplexität der kundenspezifischen Pumpenkonstruktion:
Aufgrund der Rotorlänge und der Temperatur- und Verschleißempfindlichkeit des Stators erfordert eine genaue Konstruktion gemäß API 676 ein hohes Maß an Wissen und Erfahrung.

3. Eine genaue und stabile Installation ist erforderlich: Kleine Fehler bei der Ausrichtung oder Installation der Pumpe können
Vibrationen verursachen und zu langfristigen Ausfällen führen.

4. Einhaltung anderer Standards:
Bei einigen Projekten stimmen die lokalen Standardanforderungen möglicherweise nicht mit API 676 überein, was eine sorgfältige technische Analyse erfordert.

Die Rolle von API 676 in der Qualitätssicherung und Inspektion

Bei der Herstellung und Lieferung von Pumpen ist die Dokumentation von entscheidender Bedeutung. Der API-Standard 676 verlangt von Herstellern die Bereitstellung der folgenden Dokumentation:

Konstruktions- und Montagezeichnungen
Ergebnisse der Funktions- und Hydrostatiktests
Materialzertifikat
Qualitätskontrollbericht
Installations- und Wartungsanleitung

Um sicherzustellen, dass die Pumpe die Standardanforderungen vollständig erfüllt, wird in der Regel im Beisein eines Vertreters des Käufers eine Endkontrolle durchgeführt.

Wählen Sie eine Pumpe gemäß API 676

Um die richtige Pumpe gemäß API 676 auszuwählen, müssen folgende Schritte befolgt werden:

Analyse des Flüssigkeitstyps:
umfasst Temperatur, Dichte, Viskosität, chemische Zusammensetzung und Vorhandensein von Feststoffen.
Fördermenge und Betriebsdruck ermitteln:
Um die für Ihren Bedarf optimale Pumpe auszuwählen, benötigen Sie genaue Informationen zu Ihrem Prozess.
Wählen Sie das richtige Material:
Rotor-, Stator- und Deckelmaterialien werden durch die Art der Flüssigkeit bestimmt.
Überprüfen Sie die Umgebungsbedingungen:
Umgebungstemperatur, Höhe und Installationsbedingungen können die Pumpenleistung beeinflussen.
Überprüfen Sie die Standardbedingungen und identifizieren Sie Ausnahmen:
Wenn eine Abweichung von einer bestimmten Bestimmung des Standards erforderlich ist, muss diese dokumentiert und vom Arbeitgeber genehmigt werden.
Werksprüfung (FAT):
Vor der endgültigen Auslieferung muss die Pumpe im Werk geprüft und die Ergebnisse dokumentiert werden.
Sachgemäße Installation und Bedienung:
Eine ordnungsgemäße Installation, genaue Ausrichtung und Schwingungsprüfung sind wesentliche Voraussetzungen für einen langfristigen Betrieb.

Tipps zur Wartung und Bedienung

API 676 empfiehlt zur Verlängerung der Pumpenlebensdauer:

Es ist notwendig, den Vibrations- und Geräuschpegel regelmäßig zu messen.
Stellen Sie sicher, dass die Lager richtig geschmiert sind.
Dichtungen und Anschlüsse sollten in regelmäßigen Abständen überprüft werden.
Vermeiden Sie einen Trockenlauf der Pumpe.
Bei längerer Inaktivität sollte die Pumpe mit einer geeigneten Flüssigkeit gereinigt und gewartet werden.

Endlich

API 676 ist einer der umfassendsten und maßgeblichsten internationalen Standards für die Konstruktion und Herstellung von Verdrängerpumpen. Die Einhaltung dieses Standards bei der Konstruktion und Herstellung jeder Pumpe gewährleistet hohe Qualität, Sicherheit und Langlebigkeit unter rauen Betriebsbedingungen.

Pumpen, die dieser Norm entsprechen, spielen aufgrund ihrer konstanten Leistung, ihres konstanten Durchflusses und ihrer Fähigkeit, bestimmte Flüssigkeiten zu pumpen, eine entscheidende Rolle in industriellen Prozessen . Die vollständige Einhaltung der Norm ist zwar teurer, reduziert jedoch Ausfallzeiten, verlängert die Lebensdauer der Geräte und spart auf lange Sicht Geld.

Daher ist die Auswahl einer einzelnen Pumpe, die den API 676-Standards entspricht, für kritische Projekte eine fundierte technische Entscheidung.