Was man an einem Ladungspumpe (Kreiselpumpe, Pumpenraum) prüft.
Eine Kreisel-Ladungspumpe im Pumpenraum wird von außerhalb des explosionsgefährdeten Raums angetrieben: Das Laufrad sitzt tief im Pumpenraum, doch die Dampfturbine oder der Elektromotor, der es dreht, steht im Maschinenraum, verbunden über eine lange senkrechte Welle, die durch eine gasdichte Schottstopfbuchse führt. Diese eine Anordnung trennt sie von einer Tiefbrunnenpumpe, bei der der Motor oben auf der Säule im Tank sitzt, und von einer Tauchpumpe, bei der die ganze Einheit in der Ladung eingetaucht ist. Die Schottdurchführung gibt leichteren Wartungszugang zur Antriebsmaschine, fügt aber eine weitere Dichtstelle hinzu, die bei Vernachlässigung…
Was diese Pumpe abhebt
Eine Kreisel-Ladungspumpe im Pumpenraum wird von außerhalb des explosionsgefährdeten Raums angetrieben: Das Laufrad sitzt tief im Pumpenraum, doch die Dampfturbine oder der Elektromotor, der es dreht, steht im Maschinenraum, verbunden über eine lange senkrechte Welle, die durch eine gasdichte Schottstopfbuchse führt. Diese eine Anordnung trennt sie von einer Tiefbrunnenpumpe, bei der der Motor oben auf der Säule im Tank sitzt, und von einer Tauchpumpe, bei der die ganze Einheit in der Ladung eingetaucht ist. Die Schottdurchführung gibt leichteren Wartungszugang zur Antriebsmaschine, fügt aber eine weitere Dichtstelle hinzu, die bei Vernachlässigung Dampf in den Maschinenraum durchlassen kann.
Hauptkomponenten
Gehäuse und Laufrad
Ein ein- oder mehrstufiges Kreiselgehäuse, meist aus Duplex- oder austenitischem rostfreiem Stahl für korrosive oder angreifende Ladungen, aus Kohlenstoffstahl mit Schutzbeschichtung für sauberere Produkte. Die Laufradabdrehung (Durchmesser und Schaufelprofil) setzt den Betriebspunkt auf der Pumpenkennlinie.
Senkrechte Zwischenwelle und Lager
Eine lange Welle, getragen von Zwischenwellenlagern, verbindet die Antriebsmaschine mit der Pumpe. Die Lager sind meist produkt- oder wassergeschmiert und die erste Stelle, an der sich ein Fluchtungsfehler als Schwingung zeigt.
Schottstopfbuchse
Die Dichtung dort, wo die Welle vom Pumpenraum in den Maschinenraum quert, entweder eine Gleitringdichtung oder eine gepackte Stopfbuchse. Das ist eine ausgewiesene Gasgefahrengrenze und wird entsprechend überwacht.
Antriebsmaschine
Eine Dampfturbine, üblich auf älteren und größeren Tankschiffen, weil sie keine elektrische Bescheinigung im Pumpenraum braucht, oder ein drehzahlveränderlicher Elektromotor in einem nicht explosionsgefährdeten Bereich, gekuppelt über dieselbe senkrechte Welle.
Saugtrichter und Saugkorb
Ein Sieb am Tanksaugstutzen, das Schmutz und Zunder aus dem Laufrad hält. Die Nachlenzeinrichtungen, Ejektoren oder eine eigene Nachlenzpumpe, bewältigen den letzten Rest Ladung, den die Hauptpumpe nach dem Abreißen der Saugwirkung nicht mehr heben kann.
Auswahl und Auslegung
Die Auslegung läuft über die Fördermenge, üblich mehrere hundert bis weit über tausend Kubikmeter je Stunde je Pumpe auf einem Produkten- oder Rohöltanker, über die Gesamtförderhöhe gegen den Gegendruck am Manifold und den Widerstand der Landleitung sowie über den bei kleinstem Tankstand vorhandenen NPSH gegenüber dem von der Pumpe geforderten NPSH. Dieser letzte Wert begrenzt üblich, wie weit ein Tank von der Hauptpumpe leergesaugt werden kann, bevor auf Ejektoren umgestellt wird. Ladungsviskosität und Dampfdruck bei Ladetemperatur setzen ebenfalls Grenzen: Eine zähe oder dampfdruckstarke Ladung braucht eine flachere Kennlinie und mehr NPSH-Reserve, als die Wasserprüfkennlinie der Pumpe vermuten lässt. Die meisten Tankschiffe bauen eine Pumpe je Ladetankgruppe ein, damit getrennte Sorten nebeneinander gelöscht werden können.
Vorschriften und Klasse
Der Pumpenraum ist nach SOLAS Kap. II-2 und, wo einschlägig, dem IBC-Code ein explosionsgefährdeter Raum, mit im Hafen durchlaufender maschineller Lüftung und Gasdetektion am Zugang und an der Schottstopfbuchse. Die Klassevorschriften fordern eine wiederkehrende Besichtigung von Wellendichtung und Lagern, und die Schottdurchführung ist ein eigener Punkt auf den Prüflisten der Jahres- und Erneuerungsbesichtigung. Elektromotoren als Antriebsmaschine im Maschinenraum müssen dennoch die Bescheinigung erfüllen, die ihrer Nähe zur Gefahrengrenze angemessen ist.
Typische Fehler
- Verschleiß der Schottstopfbuchse -- verliert mit der Zeit ihre Dichtwirkung; die Folge ist eine Dampfwanderung in den Maschinenraum, weshalb die Gasdetektion genau an dieser Stelle sitzt.
- Kavitation durch unzureichenden NPSH -- meist durch das Leersaugen bei zu tiefem Tankstand oder einen verstopften Saugkorb; die Folge ist Erosion an Laufrad und Gehäuse sowie ein scharfer Abfall der geförderten Menge.
- Fluchtungsfehler der Zwischenwelle -- durch Lagerverschleiß oder ein verschobenes Fundament; die Folge ist eine Schwingung, die den Lagerausfall beschleunigt und die Welle schließlich anreißen kann.
- Laufradverschleiß durch abrasive oder korrosive Ladung -- die Folge sind fallende Förderhöhe und Fördermenge, obwohl die Pumpe noch ruhig läuft.
Worauf es beim Lieferanten ankommt
- Ein Werkstoff für Gehäuse und Laufrad, der wirklich zum Ladungsspektrum der Fahrt des Schiffs passt, nicht eine allgemeine Rostfrei-Angabe.
- Eine Bauart der Schottdichtung mit bewährter Betriebsgeschichte und zugänglichen Ersatzteilen.
- Belegte Pumpenkennlinien bei den Viskositäten und Temperaturen, die das Schiff wirklich lädt, nicht nur Wasserkennlinien.
- Ersatzlager für die Zwischenwelle ohne lange Lieferzeit, denn ein Lagerschaden kann eine Pumpe mitten in der Reise außer Dienst nehmen.
Die Schottstopfbuchse jede Reise wie einen Klassepunkt behandeln, nicht nur bei der Besichtigung -- ein langsamer Dampfaustritt dort ist einer der wenigen Ladungspumpenfehler, aus dem statt einer Wartungsaufgabe ein Sicherheitsfall wird.