Spülpläne nach API 682: Plan 11, 23, 32, 52 und 53 richtig auswählen

Wozu ein Spülplan überhaupt da ist

Zwischen den beiden Gleitflächen einer Gleitringdichtung steht ein Flüssigkeitsfilm von wenigen Mikrometern. Dieser Film schmiert und führt gleichzeitig die Reibungswärme ab. Bleibt er aus, steigt die Temperatur im Dichtspalt in Sekunden, und der Schaden ist da. Wie das Prinzip im Detail arbeitet, steht im Beitrag Wie funktioniert eine Gleitringdichtung.

Ein Spülplan sorgt dafür, dass an der Dichtung immer die richtige Flüssigkeit in der richtigen Menge, Temperatur und Sauberkeit ansteht. API 682 beschreibt diese Pläne als standardisierte Schaltungen. Der Standard kommt aus der Petrochemie, hat sich aber als gemeinsame Sprache durchgesetzt: Wer „Plan 23“ sagt, meint überall dasselbe, unabhängig von Hersteller und Land.

Die Nummernlogik in einer Minute

Die Nummerierung wirkt willkürlich, folgt aber einer Ordnung. Wer sie kennt, findet sich in jedem Datenblatt zurecht.

Pläne lassen sich kombinieren. Eine Einfachdichtung mit Plan 11 und zusätzlicher Berieselung außen heißt dann Plan 11 plus Plan 62. Das ist der Normalfall, nicht die Ausnahme.

Einfachdichtungen: Plan 01 bis 32

Der weitaus größte Teil aller Kreiselpumpen läuft mit einer Einfachdichtung. Hier entscheidet sich, ob die Dichtkammer kühl, sauber und blasenfrei bleibt.

Plan 01 und Plan 11: die Grundschaltungen

Plan 01 führt Medium innerhalb des Pumpengehäuses zur Dichtkammer. Keine Verrohrung, keine Regelung, keine Wartung. Das genügt bei sauberen, kühlen Medien.

Plan 11 ist die Standardschaltung für Einfachdichtungen: eine Leitung vom Druckstutzen über eine Drosselblende in die Dichtkammer. Sie erzeugt dort Überdruck gegenüber der Saugseite, spült Gasblasen aus und führt Wärme ab. Ohne Drosselblende zirkuliert zu viel Medium, das kostet Förderleistung und bringt Wärme statt sie abzuführen.

Plan 13 dreht die Richtung um und führt aus der Dichtkammer zur Saugseite. Das ist die Schaltung für Vertikalpumpen, bei denen die Dichtkammer oben liegt und sonst nicht entlüftet.

Plan 21 und Plan 23: wenn es heiß wird

Plan 21 ist Plan 11 mit einem Wärmetauscher in der Leitung. Das Medium wird vor der Dichtkammer gekühlt. Nachteil: Der Kühler wird ständig mit Prozessmedium durchströmt und setzt sich mit der Zeit zu.

Plan 23 arbeitet als geschlossener Kreis. Ein Pumping Ring an der Welle wälzt nur das Volumen der Dichtkammer über einen Kühler um, das Prozessmedium bleibt draußen. Der Kühler bekommt deshalb kaum Schmutz. Für Heißwasser und Thermalöl ist das die saubere Lösung. Voraussetzung ist eine Dichtung mit Pumping Ring, eine normale Komponentendichtung kann Plan 23 nicht.

Plan 31 und Plan 32: wenn es schmutzig wird

Plan 31 setzt einen Zyklonabscheider in die Spülleitung. Er trennt Feststoffe ab, solange deren Dichte deutlich über der der Flüssigkeit liegt. Bei feinem, leichtem Schmutz bringt er wenig.

Plan 32 speist saubere Spülflüssigkeit von außen in die Dichtkammer und hält das Prozessmedium komplett von den Gleitflächen fern. Das ist die verlässlichste Lösung bei Schlamm, Kristallen, Pigmenten und Polymeren. Zwei Bedingungen gehören dazu: Der Spüldruck muss über dem Druck in der Dichtkammer liegen, und der Prozess muss die Verdünnung vertragen. Bei Dauerbetrieb summiert sich der Verbrauch, das gehört in die Wirtschaftlichkeitsrechnung.

Atmosphärenseite: Plan 62 und 65

Plan 62 berieselt oder begast die Dichtung von außen, meist mit Wasser, Dampf oder Stickstoff. Damit lassen sich Ablagerungen an der Atmosphärenseite verhindern, die sonst die Dichtung blockieren: auskristallisierendes Salz, erstarrende Produkte, an Luft aushärtende Medien.

Plan 65 ist keine Spülung, sondern eine Überwachung. Die Leckage der Einfachdichtung wird aufgefangen, und ein Pegel- oder Druckwächter meldet, wenn sie ansteigt. Für Einfachdichtungen in kritischen Anwendungen ist das der einfachste Weg zu einer echten Vorwarnung.

Doppeldichtungen: Plan 52, 53 und 54

Zwei Gleitflächenpaare braucht es, wenn das Medium nicht in die Umgebung darf: giftig, brennbar, krebserzeugend, aseptisch gefordert oder schlicht zu wertvoll für Leckage. Welcher Plan dazu gehört, hängt davon ab, ob zwischen den Dichtungen Druck ansteht.

Der entscheidende Unterschied liegt in der Richtung der Leckage. Bei Plan 52 ist der Puffer drucklos, eine Leckage geht vom Prozess in den Puffer und wird dort erkannt. Bei Plan 53 steht die Sperrflüssigkeit unter höherem Druck als der Prozess, damit kann nur saubere Sperrflüssigkeit nach innen gehen, niemals Prozessmedium nach außen.

Zu jedem dieser Pläne gehört ein Vorlagebehälter mit Füllstandsanzeige, Druckanzeige, Befüll- und Entlüftungsmöglichkeit. Ohne Überwachung ist der Plan wirkungslos, weil niemand merkt, wenn die innere Dichtung längst offen ist.

Hinweis: Bei giftigen, brennbaren oder anderweitig gefährlichen Medien gehört die Auslegung von Doppeldichtung und Sperrsystem in die technische Abstimmung, nicht in eine Katalogauswahl. Sperrdruck, Sperrmedium, Volumen und Überwachung müssen zur Anlage passen. Sprechen Sie das bitte mit uns durch, bevor bestellt wird.

Gasgesperrte Dichtungen: Plan 72 bis 76

Wo keine flüssige Sperrung zulässig oder sinnvoll ist, arbeitet man mit Stickstoff. Plan 72 legt drucklos Sperrgas zwischen zwei trockenlaufende Dichtungen, Plan 74 setzt das Sperrgas unter Druck. Was auf der Atmosphärenseite anfällt, wird über Plan 75 gesammelt, bei leichten Gasen über Plan 76 zur Fackel oder ins Abgassystem geführt. In explosionsgefährdeten Bereichen ist eine Gassperrung oft die einfachere Lösung, weil keine Sperrflüssigkeit verdampfen kann.

Auswahl nach Anwendung

Die folgende Tabelle ist eine Orientierung für den Regelfall, keine Auslegung. Sobald Medium, Temperatur, Druck und Drehzahl bekannt sind, lässt sich das belastbar entscheiden.

Sieben Fehler aus der Praxis

• Plan 11 ohne Drosselblende. Ohne Blende fehlt der definierte Volumenstrom. Ergebnis sind Wärmeeintrag und Förderverlust statt Kühlung.
• Plan 23 ohne Pumping Ring. Der Kreis steht dann still, im Kühler passiert nichts, die Dichtkammer bleibt heiß.
• Spülleitung zu dünn oder mit zu vielen Bögen. Der berechnete Volumenstrom kommt nie an. Kurze, steigende Leitungsführung ohne Sackstellen ist Pflicht.
• Sperrdruck zu niedrig. Bei Plan 53 muss der Sperrdruck über dem höchsten anstehenden Prozessdruck liegen, auch beim Anfahren und bei geschlossenem Schieber.
• Vorlagebehälter ohne Überwachung. Fällt der Füllstand langsam, ist die innere Dichtung offen. Ohne Anzeige merkt das niemand, bis beide Dichtungen hinüber sind.
• Falsche Anfahrreihenfolge. Erst Spülung und Sperrsystem, dann die Pumpe. Umgekehrt läuft die Dichtung in den ersten Sekunden trocken, und bei harten Gleitflächenpaarungen genügt das für einen Heißriss.
• Plan im Datenblatt, aber nicht in der Anlage. Nach Umbauten stimmt die Verrohrung oft nicht mehr mit der Dokumentation überein. Bei wiederholten Ausfällen lohnt der Blick auf das, was tatsächlich verrohrt ist.

Wenn dieselbe Pumpe mehrfach im Jahr die Dichtung frisst, ist der Spülplan einer der ersten Punkte auf der Liste. Was die Dichtung selbst dazu erzählt, lesen Sie im Beitrag Schadensbilder richtig deuten.

Was aufs Datenblatt gehört

Damit wir einen Plan sinnvoll empfehlen können, brauchen wir die Betriebsdaten, nicht nur die Dichtungsbezeichnung.

• Medium mit Konzentration und Feststoffanteil, auch Reinigungsmedien bei CIP
• Temperatur im Betrieb und maximal, dazu die Temperatur beim Anfahren
• Druck in der Dichtkammer, ersatzweise Saug- und Förderdruck
• Drehzahl und Wellendurchmesser
• Vorhandene Anschlüsse an Pumpe und Stopfbuchsdeckel, mit Lage und Gewinde
• Verfügbare Hilfsmedien, also Kühlwasser, sauberes Spülwasser, Stickstoff, Kondensat
• Zulässigkeit von Leckage und geltende Auflagen im Betrieb

Mit diesen Angaben lässt sich Bauart, Werkstoffpaarung und Plan in einem Zug festlegen. Fehlt etwas, fragen wir gezielt nach, statt zu raten.