Dichtungen und Gleitlager für Kraftwerke: Wie leistungsfähige Werkstoffe die Betriebssicherheit unterstützen

Gas- und Dampfkraftwerke, Kohlekraftwerke und Kernkraftwerke stellen hohe Anforderungen an die eingesetzten Komponenten. Für Hersteller von Pumpen, Turbinen, Kompressoren und Dichtungssystemen geht es dabei nicht nur um die Funktion einzelner Bauteile. Auch Lebensdauer, Anlagenverfügbarkeit und Betriebssicherheit müssen berücksichtigt werden. 

Besonders kritisch sind Anwendungen, bei denen ein vorzeitiger Verschleiß oder das Versagen einer Komponente zu ungeplanten Stillständen führen kann. Neben den Kosten für Wartung und Reparatur können auch Verzögerungen bei der Inbetriebnahme entstehen. 

Die Anforderungen entwickeln sich zudem weiter. Neue Kraftwerkstechnologien wie Small Modular Reactors (SMR) und spezifische Vorgaben zur nuklearen Sicherheit oder CFSI-Konformität stellen zusätzliche Ansprüche an Werkstoffe und Qualitätssicherung. 

Für die Hersteller beginnt die Frage nach einer zuverlässigen Lösung deshalb häufig bei der Auswahl des richtigen Materials. 

Bei Gleitringdichtungen und Gleitlagern kommt es besonders auf das Verhalten der Werkstoffe unter Reibung und Belastung an. Solche Eigenschaften werden als tribologische Eigenschaften bezeichnet. 

Schunk entwickelt und fertigt Werkstofflösungen für Dichtflächen sowie Radial- und Axiallager in Kraftwerken. Zum Portfolio gehören Kohlenstoff- und Graphitwerkstoffe, Siliziumkarbid (SiC) und Graphit-SiC-Kompositwerkstoffe. 

Für die Auswahl sind vor allem drei Eigenschaften relevant: 

• Verschleißbeständigkeit: Dichtungs- und Lagerkomponenten sollen ihre Funktion möglichst lange zuverlässig erfüllen. 

• Korrosionsbeständigkeit: Die Werkstoffe müssen für die Medien geeignet sein, mit denen sie in Kontakt kommen. 

• Chemikalienbeständigkeit: Je nach Anwendung können unterschiedliche chemische Belastungen auftreten. 

Welcher Werkstoff die passende Wahl ist, hängt von den jeweiligen Betriebsbedingungen ab. Eine allgemeingültige Lösung für sämtliche Dichtungs- und Lageranwendungen gibt es deshalb nicht. 

Welche Bauteile aus diesen Werkstoffen entstehen, zeigen zwei Beispiele aus dem Schunk-Portfolio.

Für anspruchsvolle Dichtungsanwendungen bietet Schunk unter anderem Dichtungsringe aus SiC30 an. Sie gehören zum Produktportfolio für Dichtflächen in Kraftwerksanwendungen. 

Bei der Auslegung einer Gleitringdichtung müssen die Eigenschaften der Dichtflächen auf die jeweiligen Betriebsbedingungen abgestimmt werden. Schunk unterstützt Hersteller bei dieser Werkstoffauswahl mit anwendungsspezifischer Beratung. 

Auch bei Lagern ist das Zusammenspiel von Werkstoff und Anwendung entscheidend. Schunk bietet Gleitlager aus Kohlenstoffwerkstoffen für Anwendungen mit hohen tribologischen Anforderungen. 

Das Unternehmen liefert Werkstoffe für Radial- und Axiallager, unter anderem für den Einsatz in Kraftwerkspumpen. 

Auch groß dimensionierte Bauteile gehören zum Fertigungsspektrum von Schunk. Komponenten mit Außendurchmessern von bis zu 700 Millimetern ermöglichen Lösungen für Anwendungen, bei denen entsprechend große Abmessungen gefragt sind.

Bei der Entwicklung neuer Pumpen, Aggregate oder Dichtungsgenerationen werden viele technische Entscheidungen bereits in der Konstruktionsphase getroffen. Dazu gehört auch die Auswahl der Dichtungs- und Lagerwerkstoffe. 

Schunk empfiehlt deshalb, Werkstoffexperten möglichst früh einzubinden. So lassen sich Materialien und Bauteile gezielt auf die Anforderungen der Anwendung abstimmen. 

Das ist besonders bei sicherheitskritischen Anwendungen wichtig, in denen neben den technischen Eigenschaften auch umfangreiche Qualitätsanforderungen berücksichtigt werden müssen. 

Schunk unterstützt OEMs mit jahrzehntelanger Branchenerfahrung, Anwendungsberatung und individuell abgestimmten Qualitätsvereinbarungen. Auch kundenspezifische Werkstoff- und Bauteillösungen sind möglich. 

Für Kraftwerksbetreiber ist entscheidend, dass Komponenten über möglichst lange Zeiträume zuverlässig funktionieren. Ungeplante Wartungseinsätze und Anlagenstillstände sollen vermieden werden. 

Geeignete Dichtungs- und Lagerwerkstoffe können dazu beitragen, die Lebensdauer von Komponenten zu verlängern und die Anlagenverfügbarkeit zu erhöhen. 

Eine wichtige Kenngröße ist dabei die Mean Time Between Service (MTBS). Sie beschreibt die durchschnittliche Zeit zwischen zwei Serviceeinsätzen. Schunk Werkstoffe können dazu beitragen, diese Zeitspanne zu verlängern. 

In sicherheitskritischen Kraftwerksbereichen gelten darüber hinaus besondere Anforderungen an die Qualitätssicherung. Schunk ist auf Vorgaben wie CFSI (Counterfeit, Fraudulent and Suspect Items) sowie Anforderungen an die nukleare Sicherheit vorbereitet. 

Ob Gleitringdichtung, Gleitlager oder individuell ausgelegtes Bauteil: Die Anforderungen in Kraftwerken sind vielfältig. Entscheidend ist, dass Werkstoff und Komponente zu den jeweiligen Betriebsbedingungen passen. 

Schunk unterstützt Hersteller von Dichtungen, Pumpen, Turbinen und Kompressoren mit Kohlenstoff- und Graphitwerkstoffen, Siliziumkarbid und anwendungsspezifischer Beratung. Von der frühen Konstruktionsphase bis zur Auswahl geeigneter Werkstofflösungen steht dabei die zuverlässige Funktion der Komponenten im Mittelpunkt.

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