lagen und Pumpen - z. B. in der Verfah-
rens-, Umwelt und Offshoretechnik - steigen stetig. Für die Pumpenhersteller stellt sich im gleichen Maße die Frage, wie im Schmutz- und Abwasserbereich über den Einsatz leistungsoptimierter Werkstoffe die Zuverlässigkeit erhöht und gleichzeitig der Energieverbrauch gesenkt werden kann. Eine Erhöhung der Zuverlässigkeit drückt sich in langen stö- rungsfreien und wartungsarmen Laufzei- ten aus, während die Minimierung des Energieverbrauchs als messbare Größe für die Wirtschaftlichkeit gilt.

Technische Ausgangslage
Keine Serienpumpe entspricht den unter- schiedlichen anwendungstechnischen Anforderungen. Deshalb erfordern hohe mechanische und chemische Belastun- gen im Schmutz- und Abwasserbereich den Einsatz verschleißfester Sonder- werkstoffe anstelle normaler Gusswerk- stoffe. Diese Sondermaterialien halten aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaf- ten chemisch aggressiven und abrasiven Angriffen länger stand. Sie ermöglichen lange Standzeiten, niedrige Wartungs- kosten durch längere Wartungsintervalle, auf lange Sicht hohe Wirkungsgrade und niedrige Energiekosten.

Verschleißfeste Werkstoffe
Fördermedien aus industriellen Prozes- sen enthalten häufig faserige und fest- stoffhaltige Bestandteile mit abrasiven und/oder aggressiven Eigenschaften. Sie stellen hohe Anforderungen an die ver- wendeten Pumpenwerkstoffe. Liegt eine hohe Konzentration an abrasiven Stoffen vor, halten traditionell eingesetzte Guss- materialien oft nur zeitlich begrenzt stand. Deshalb werden stark bean- spruchte Pumpenbauteile in verschleiß- beständigen Werkstoffen ausgeführt. Darunter sind jene Stähle, Eisenguss- sorten und Beschichtungssysteme zu verstehen, die dem unerwünschten Ab- trag an der Oberfläche entgegenwirken. Dieser Abtrag entsteht vorwiegend durch wiederholte mechanische Wech- selwirkungen mit anderen Körpern oder Stoffen. Je nach Belastungsgrad beste- hen verschiedene Möglichkeiten, um die- se "gefährdeten" Bauteile (z. B. Laufrad und Pumpengehäuse) vor den im Förder- medium enthaltenen abrasiven bzw. ag- gressiven Bestandteilen zu schützen.

Beschichtete Ausführungen
Bei dieser Art des Abrasionsschutzes werden die starkem Verschleiß ausge- setzten Bauteile mit einer Beschichtung versehen. Dies können sein Flüssigker- amik oder Diamond-Guard-Beschich- tungen bzw. Wolframkarbid-Beschich- tungen. Im Abwasserbereich werden je nach Anforderung Pumpengehäuse, Laufräder, Spalt- und Laufringe, vorge- schaltete Rührköpfe, Tauchmotorrühr- 

Abb. 5: Großpumpwerk mit
trockenaufgestellten
Abwassertauchmotorpumpen





werke und Rohrleitungen durch eines dieser Verfahren behandelt. Trotz ihrer unterschiedlichen spezifischen Eigenschaften zeichnet alle Beschich- tungen eine hohe Abrieb- und Ver- schleißfestigkeit aus.

Massive Ausführung
Als Alternative zur Beschichtung be- steht die Möglichkeit, das jeweilige Bauteil massiv auszuführen. Neben Polyurethan kommt hier in erster Linie Chrom-Hartguss-Abrasit zum Einsatz. Letzterer hat infolge seines marten- sitischen Grundgefüges mit einem hohen Gehalt an Chrom-Mischkarbiden die höchste Verschleißfestigkeit, ist aber für nur schwach korrosive Flüs- sigkeiten geeignet.

Korrosionsbeständige Werkstoffe 
Als korrosionsbeständig gelten alle Stähle mit mehr als 12 % Chrom. Da- durch wird die Bildung einer Passiv- schicht ermöglicht, die einen Korro- sionsangriff im Wesentlichen verhin- dert. Durch Zulegieren weiterer Ele- mente lässt sich eine Verbesserung der chemischen und physikalischen Eigenschaften erzielen. Austenitische Stähle haben einen Kohlenstoff-Gehalt von 0,15 % und 16 % bis 26% Chrom- anteil. Zusätzlich enthalten sind 7% bis 26 % Nickel und bis zu 5% Molyb- dän. Austenitische Stähle zeichnet eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegen Säuren und Basen und gegen interkristalline Korrosion aus.

Korrosions- und säurebeständiger Stahlguss (Duplex-Werkstoffe)
Das Gefüge nichtrostender Duplex- Stähle beinhaltet die beiden Kompo- nenten Ferrit und Austenit. Um die optimalen Eigenschaften dieser Werk- stoffgruppe zu erzielen, wird ein Aus- tenit/Ferrit-Verhältnis von 50 % ange- strebt. Dieses Verhältnis wird zum

Abb. 6: Werkstoffe im Pumpenbau,
Pumpengehäuse aus GG 20 mit
Flüssigkeramik, Laufrad und
Rührkopf aus Abrasit-Hartguss-
werkstoff und Rührstange mit Ceram
Beschichtung


Einen durch das Einstellen der einze- lnen Legierungselemente zum Ande- ren durch eine exakt definierte Wär- mebehandlung erreicht. Empfohlen wird die Anwendung in Medien mit Säuregehalt, hochchloridhaltigen sau- ren Waschsuspensionen, Meer- und Brackwasser und in Salz- und Misch- salzlösungen. Hohe Beständigkeit ge- gen interkristalline Korrosion und Spannungsrisskorrosion sowie aus- gezeichnete Festigkeits- und Zähig- keitswerte charakterisieren diese Werkstoffe.

Kombination verschiedener Verschleißschutzarten
Erfahrungsgemäß sind Laufräder ab- rasiven Belastungen am stärksten ausgesetzt. Für die Optimierung der Pumpenlaufzeit ist deshalb für Laufrad und Rührkopf der effektivste Ver- schleißschutz zu wählen, während gleichzeitig andere Pumpenteile wie Gehäuse, Saugstutzen und Dichtungs- flansch, die abrasiven Wechselwir- kungen nicht in dem Maße ausgesetzt sind, anderweitig geschützt werden können. Die den jeweiligen Erforder- nissen angepasste richtige Auswahl des Verschleißschutzes ermöglicht es, die Kosten für Wartung und In- standsetzung der Pumpe zu reduzier- en und ihre Laufzeit entsprechend zu verlängern.


Dr. Franz Müzel, EMU Unterwasser-
pumpen GmbH, Hof

Erschienen in der Ausgabe 5/2001