| Bei der Konstruktion dynamischer, mit hoher Geschwindigkeit drehender Systeme wird alles unternommen, um eine konzentrische Rotation sicherzustellen. Dennoch kann sich während des Betriebes eine leichte Exzentrizität einstellen. Die durch die Rotation hervorgerufenen Massenkräfte sorgen zusätzlich für eine Vergrösserung dieser Komponenten. Eine übliche, konstruktive Massnahme ist daher ein Spalt zwischenden rotierenden und den stehenden Komponenten des Systems.
Bei Gasturbinen führen diese undichten Spalte im Gasstrom zu einer Reduzierung des Wirkungsgrades. Je geringer das Spaltmass gehalten werden kann, umso besser ist die Leistung der Maschine. Ermittlungen ergaben, dass ein Abstand von 0,125 mm zwischen den Kompressorschaufeln und dem Turbinengehäuse den Treibstoffverbrauch um 5% erhöhen kann. Die Technologie der Spalt-Masskontrolle erlaubt die konstruktive Festlegung des kleinstmöglichen Spaltmasses. Ermöglicht wird dies durch den Einsatz von Beschichtungen, welche im Falle der Berührung durch den Gegenkörper ein Abschleifen oder Einlaufen zulassen.
Sulzer Metco bietet eine Anzahl massgeschneiderter Schichten für die Spalt-Masskontrolle, welche die unterschiedlichen dynamischen Bedingungen, Betriebstemperaturen, korrosiven Einflüsse und den Werkstoff des Gegenkörpers berücksichtigen.
Bei rotierenden Maschinenelementen, wie sie Kompressoren, Gasturbinen und Turbolader darstellen, treten während des Betriebes auf Grund thermischer und mechanischer Einflüsse zwischen den rotierenden und den stehenden Komponenten Massänderungen auf. Diese Änderungen beeinflussen die Dichtungsverhältnisse zwischen den Schaufelspitzen und dem Gehäuse von gasdurchströmten Systemen sowie der Dichtung und dem Gehäuse in Labyrinth-Dichtungssystemen. Bei diesen Anwendungsfällen können Schichtsysteme zur Spalt-Masskontrolle eingesetzt werden, welche aus einem definiert verschleissenden Element (Opferelement) und einem verschleissfesten Element (Schneidelement) bestehen. Spezielle thermisch gespritzte Schichten, sogenannte Einlaufschichten und „Honeycomb“ Dichtungen ergeben wirkungsvolle Systeme als Opferelemente.
Thermisch gespritzte Einlaufschichten haben eine geringe Strukturfestigkeit (z.B. gute Zerreibbarkeit). Daher werden sie leicht abgerieben, wenn sie mit der Oberfläche eines bewegten Gegenkörpers mit höherer Strukturfestigkeit in Berührung kommen, ohne diesen jedoch zu beschädigen. Die Einlaufschichten haben eine gleichförmige Struktur mit Zusätzen wie Polymere, Graphit, Bentonit und Bornitrid, welche sowohl für die erforderliche Zerreibbarkeit sorgen als auch als Hilfe für Trocken-Schmierung dienen. Thermisch gespritzte Schichten anderer Art können auch als “Schneidelement” des Systems der Spalt-Masskontrolle verwendet werden, wenn der dynamische Teil des Systems ohne Beschichtung zu weich ist, um in die Einlaufschicht einzudringen.
In Pumpen werden auf Verschleissringen thermisch gespritzte Schichten, Diffusions- und Dünnschichten mit hohem Widerstand gegen Festfressen eingesetzt, um geringe Spaltmasse zu erreichen.
Für viele Anwendungsfälle stellen Honeycomb Dichtungen eine langzeitgeprüfte Methode zur Spalt-Masskontrolle dar. Sie können aus einer Vielzahl an Metallen hergestellt und für spezifische Anwendungsfälle massgeschneidert werden. Honeycomb Dichtungen werden in allen Bereichen von Turbinenmotoren eingesetzt.
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