Warum Kreiselpumpenwellen brechen: 7 Hauptursachen erklärt

Verdrehen, Biegen, schließlich der Bruch. Ich rede nicht von meinem seltenen Workout, sondern von Kreiselpumpenwellenbrüchen.

Um herauszufinden, was Wellen zum Brechen bringt, ging ich in unser Service Center und sprach mit einem unserer erfahrensten Servicetechniker. Er nannte 7 Ursachen.

1. Metallurgische / Fertigungsfehler

Gelegentlich führen Materialfehler oder Fertigungsmängel zu vorzeitigem Wellenversagen. Wenn eine Welle bricht, ist der erste Reflex, den Hersteller zu beschuldigen. In Realität ist Wellenbruch jedoch meist direkte Folge der Betriebsbedingungen. Nur ein sehr kleiner Prozentsatz liegt an Fertigungsfehlern.

2. Vibration

Hauptursachen: Kavitation, kritische Drehzahl, Schaufeldurchgangsfrequenz, Betrieb außerhalb des optimalen Wirkungsgradpunkts. Lager verschleißen, die Welle bewegt sich lateral, biegt sich und versagt schließlich. Vibrationsharmoniken setzen die Welle zusätzlichen Spannungen aus.

3. Unwucht

Unwucht verursacht Probleme im Betrieb, obwohl die Welle im Stillstand gerade misst. Sie ist Vibrationsquelle und verkürzt Maschinen-, Lager- und Gleitringdichtungslebensdauer.

Ursachen für Laufradunwucht:

• Neues, nie gewuchtetes Laufrad
• Gedrehtes, aber nicht nachgewuchtetes Laufrad
• Fremdkörper in den Schaufeln
• Verbogene oder aus der Ebene stehende Schaufeln
• Verstopfte Ausgleichsbohrungen
• Produktablagerungen am Laufrad

4. Fluchtfehler (Misalignment)

Mangelhafte Installation, Rohrleitungsspannungen, übermäßige Riemenspannung und Scheibenfluchtfehler bei direktgetriebenen Pumpen belasten Lager und Welle übermäßig.

Hinweis: Bei Fluchtfehler versagen meist zuerst die Lager. Dennoch schwächt der durch Fluchtfehler entstehende Biegemoment die Welle über die Zeit – daher hier aufgeführt.

5. Fluideigenschaften

Wird eine Pumpe für niedrigviskose Fluide ausgelegt, aber höherviskosen Medien ausgesetzt, steigt die Wellenbruchwahrscheinlichkeit. Achten Sie auf Fluide, deren Viskosität sich durch Temperatur oder Ruhephasen ändert. Fluide/Suspensionen, die entwässern (z. B. Papierstoff), sind ebenfalls problematisch.

6. Hydraulischer Schlag (Water Hammer)

Hydraulische Kräfte können schwere Schäden verursachen. Beispiel: Ein Rückschlagventil schlägt zu, unterbricht den Fluss – eine massive Schockwelle entsteht. Sie kehrt den Fluss um und läuft stromabwärts zurück. Trifft die Welle auf die Pumpe, kann die Welle bei ausreichender Stärke sofort oder über Zeit verbiegen/brechen. Mehr dazu in unserem Beitrag „Was ist Wasserhammer?“

7. Rückströmung (Reverse Flow)

Was passiert, wenn Rückströmung Laufrad und Welle rückwärts drehen lässt und die Pumpe plötzlich anspringt? Belastete oder gebrochene Welle. Dieses Szenario tritt auf, wenn Rückschlagventile stromaufwärts teilweise oder vollständig verstopft oder sonst funktionsunfähig sind.

Haben Sie eine Pumpe, die häufig Wellen bricht? Etwas Grundlegendes stimmt nicht. Konsultieren Sie einen Ingenieur in Ihrer Region, der sich mit Pumpen und Fluiddynamik auskennt.

Gebrochene Welle? Fragen Sie uns! Wir bieten technische Unterstützung für Unternehmen und Kommunen in Wisconsin und dem oberen Michigan.