Die günstigste Pumpe im Angebot ist selten die Pumpe mit den niedrigsten Gesamtbetriebskosten. Bei einer typischen Industriepumpe macht der Kaufpreis weniger als 10 % der Gesamtkosten über die gesamte Lebensdauer der Pumpe aus. Der Rest entfällt auf Energie, Wartung, Ausfallzeiten und die Kosten für die Behebung von Leckagen. Wer sich allein vom Listenpreis leiten lässt, riskiert höhere Kosten für die nächsten fünfzehn bis zwanzig Jahre. Die Gesamtbetriebskosten (TCO) oder Lebenszykluskosten (LCC) sind die Zahl, die tatsächlich über die Ausgaben entscheidet – und sie beantwortet eine der häufigsten Fragen, die uns gestellt wird: Lohnt sich der höhere Preis einer dichtungslosen Pumpe im Vergleich zu einer Pumpe mit Dichtung?
Wir stellen dichtungslose Magnetkupplungspumpen, Pumpen mit gekapseltem Motor und Wirbelmagnetpumpen her, daher haben wir ein persönliches Interesse an der Antwort – und wir werden ganz offen darlegen, in welchen Fällen eine Pumpe mit Dichtung die kostengünstigere Wahl ist und in welchen nicht. Im Folgenden finden Sie eine Aufschlüsselung der Kosten: Was die Gesamtbetriebskosten (TCO) tatsächlich beinhalten, wohin das Geld wirklich fließt, warum die Gleitringdichtung der Kostenfaktor ist, den viele übersehen, und wie die Kostenvergleichsrechnung zwischen Pumpen mit und ohne Dichtung ausfällt – mit einem Beispiel, das Sie an Ihre eigenen Zahlen anpassen können.
Was die „Gesamtbetriebskosten“ tatsächlich umfassen
In der Pumpenbranche gibt es hierfür eine Standardvorgehensweise. Das Lebenszykluskostenmodell des Hydraulic Institute und von Europump unterteilt die Lebenszykluskosten einer Pumpe in folgende Komponenten:
● Anschaffungskosten — die Pumpe, den Motor, den Antrieb und das Zubehör gemäß der Bestellung.
● Installation und Inbetriebnahme — Fundament, Verrohrung, Verkabelung und Inbetriebnahme.
● Energie — der Stromverbrauch für den Betrieb der Pumpe, der sich nach der Förderleistung, dem Wirkungsgrad der Pumpe und des Motors sowie den Betriebsstunden richtet.
● Betrieb — routinemäßige Arbeiten zum Betrieb und zur Überwachung des Systems.
● Wartung und Reparatur — Ersatzteile und der Zeitaufwand für geplante und ungeplante Arbeiten, einschließlich Dichtungen, Lager und Verschleißteile.
● Ausfallzeiten und Produktionsausfälle — die Kosten, die entstehen, wenn der Prozess unterbrochen wird, weil die Pumpe außer Betrieb ist.
● Umwelt — Umgang mit Leckagen, diffusen Emissionen, der Entsorgung von Spülwasser und der Einhaltung von Vorschriften.
● Stilllegung und Entsorgung — Demontage und Entsorgung am Ende der Lebensdauer.
Rechnet man diese Kosten über die gesamte Lebensdauer – in der Regel fünfzehn bis zwanzig Jahre – zusammen und diskontiert sie auf den Barwert, erhält man die Gesamtbetriebskosten (TCO) der Pumpe. Das Ergebnis ist in allen veröffentlichten Studien einheitlich: Der Anschaffungspreis macht nur einen geringen Anteil aus, in der Regel unter 10 %.
Wohin das Geld tatsächlich fließt
Bei den meisten Anlagen spielen zwei Faktoren eine entscheidende Rolle: Energie und Wartung. Die Energiekosten stellen in der Regel den größten Einzelposten über die gesamte Lebensdauer einer Pumpe dar, da eine im Dauerbetrieb laufende Pumpe alle paar Jahre ein Vielfaches ihres Anschaffungspreises an Strom verbraucht. Pumpensysteme machen etwa ein Fünftel des weltweiten Stromverbrauchs aus, weshalb sich der Einsatz effizienter Pumpen und die richtige Dimensionierung finanziell wirklich auszahlen. Die Wartung ist der nächste große Kostenfaktor, und innerhalb der Wartung taucht eine Komponente immer wieder auf. Wir behandeln den hydraulischen Aspekt der Energiefrage in unserem Wirkungsgrad von industriellen Kreiselpumpen Leitfaden; im weiteren Verlauf dieses Artikels geht es um die Themen Wartung und Leckage – also genau um die Aspekte, bei denen die Entscheidung zwischen abgedichteten und nicht abgedichteten Ausführungen tatsächlich getroffen wird.
Das Siegel ist der Kostentreiber, den viele übersehen
Bei einer herkömmlichen Pumpe ist die Gleitringdichtung die häufigste Ursache für ungeplante Ausfallzeiten. Es handelt sich um ein Präzisionsverschleißteil, das zwischen zwei flachen Flächen läuft und durch Fehlausrichtung, abrasive Stoffe, Trockenlauf, Hitze, unzureichende Spülung oder einfachen Verschleiß ausfällt. Jeder Ausfall bedeutet nicht nur die Kosten für eine neue Gleitringdichtung – hinzu kommen die Arbeitskosten für den Einbau, der Produktionsausfall während des Pumpenstillstands und, bei gefährlichen Flüssigkeiten, die Kosten durch das Leck. Ein einziger ungeplanter Dichtungsausfall an einer Prozesspumpe kann einen Ausfall von fast einem ganzen Tag und Kosten in Höhe von mehreren tausend Dollar bedeuten, wenn man Ersatzteile, Arbeitsaufwand und Produktionsausfall zusammenrechnet. Eine Pumpe, die mehrmals im Jahr ausfällt, macht dies zu einem wiederkehrenden Kostenpunkt, der im ursprünglichen Angebot nie aufgeführt ist.
Auch abgedichtete Pumpen im anspruchsvollen Einsatz benötigen ein Dichtungsstützsystem – eine Spül- oder Barriereflüssigkeitsanordnung, die die Dichtflächen kühlt und schmiert. Das bedeutet einen kontinuierlichen Verbrauch von Wasser oder Barriereflüssigkeit sowie die Kosten für deren Aufbereitung oder Entsorgung. Bei giftigen oder flüchtigen Flüssigkeiten entstehen durch die Dichtung noch weitere Kosten: diffuse Emissionen über die Dichtflächen, die sowohl einen Aufwand für die Einhaltung von Vorschriften als auch ein Sicherheitsrisiko mit sich bringen. Nichts davon ist in der Bestellung aufgeführt, und all dies fließt in die Gesamtbetriebskosten (TCO) ein.
Der Kompromiss bei dichtungslosen Systemen – ganz ehrlich
Bei einer dichtungslosen Pumpe – mit Magnetkupplung oder in einem geschlossenen Gehäuse – entfällt die Gleitringdichtung vollständig. Das Drehmoment wird über eine Magnetkupplung auf die statische Schutzhülle übertragen, sodass keine dynamische Dichtung ausfallen kann, kein Spülwasser zugeführt werden muss und kein Weg für flüchtige Emissionen besteht. Dadurch entfällt ein ganzer Posten der Gesamtbetriebskosten (TCO). Ganz kostenlos ist die Lösung jedoch nicht, und zwei Kostenfaktoren wirken sich in die entgegengesetzte Richtung aus:
● Höherer Kaufpreis — Eine wellenlose Pumpe kostet in der Anschaffung in der Regel mehr als eine vergleichbare Pumpe mit Wellendichtung.
● Ein geringer Energieverlust — Magnetkupplungspumpen arbeiten aufgrund von Magnet- und Wirbelstromverlusten um einige Prozent weniger effizient als eine vergleichbare Pumpe mit mechanischer Dichtung, in der Regel um etwa 3–8 %, sodass die Energiekurve etwas höher verläuft.
● Betriebsdisziplin — Dichtungslose Pumpen dürfen nicht trocken laufen und vertragen keine Feststoffe; daher benötigen sie einen Trockenlaufschutz und eine saubere Flüssigkeit.
Die Frage nach der Dichtung ist also ein klarer Kompromiss. Man zahlt zunächst mehr und auch etwas mehr für den Energieverbrauch, spart dafür aber die Kosten für den Austausch der Dichtung, Ausfallzeiten, Spülvorgänge und Emissionen. Ob sich das unter dem Strich zu Ihren Gunsten auswirkt, hängt ganz von der Betriebsbelastung ab.
Ein Vergleich der Gesamtkosten über die gesamte Nutzungsdauer (beispielhaft)
Hier ist die Abwägung in Zahlen. Nehmen wir eine mittelgroße Prozesspumpe für die chemische Industrie – mit einer Leistung von etwa 15 kW, 8.000 Betriebsstunden pro Jahr, einem Strompreis von 0,12 $/kWh und einer Lebensdauer von 15 Jahren – und vergleichen wir eine Pumpe mit Dichtung mit einer dichtungslosen Pumpe. Die folgenden Zahlen dienen der Veranschaulichung und sind gerundet; entscheidend ist der Verlauf des Ergebnisses, nicht der genaue Dollarbetrag. Geben Sie Ihre eigenen Betriebsdaten, Energiepreise und Erfahrungen mit Dichtungen ein.
| Kostenart (15 Jahre) | Abgedichtete Pumpe | Dichtungslose Pumpe | Anmerkung |
| Kauf + Installation | 12.000 Dollar | 17.000 Dollar | Sealless ist in der Anschaffung teurer |
| Energie | 216.000 Dollar | 227.000 Dollar | Ohne Dichtung ~5 % weniger effizient in diesem Fall |
| Austausch von Dichtungen | 18.000 Dollar | 0 $ | z. B. Dichtung + Wartung alle 2–3 Jahre |
| Dichtungsspülflüssigkeit / Sperrflüssigkeit | 6.000 Dollar | 0 $ | Wasser/Flüssigkeit sowie Entsorgung |
| Ungeplante Ausfallzeiten (durch Dichtungen verursacht) | 30.000 Dollar | 4.000 Dollar | Weniger Stillstände ohne Dichtung |
| Leckagen / Emissionen / Sanierung | Unterschiedlich – hoch | ~0 $ | Ausschließlich für Arbeiten mit gefährlichen Flüssigkeiten |
| Lager / Verschleißteile | 6.000 Dollar | 9.000 Dollar | Dichtungslose Lager benötigen saubere Flüssigkeit |
| Vorläufige Gesamtsumme über 15 Jahre | ~288.000 $+ | ~257.000 Dollar | Vor Kosten durch Leckagen/Nichteinhaltung von Vorschriften |
Zwei Dinge fallen besonders auf: Der Energieverbrauch stellt alles andere in den Schatten, und das gilt für beide Optionen gleichermaßen – daher geht es bei der Entscheidung nicht wirklich um den Energieverbrauch als solchen. Ausschlaggebend ist vielmehr der Vergleich der dichtungsbezogenen Kosten auf der einen Seite mit den höheren Anschaffungskosten und dem geringfügig höheren Energieverbrauch auf der anderen Seite. In diesem Beispiel hat bei einer gefährlichen oder dichtungsintensiven Anwendung die dichtungslose Pumpe trotz höherer Anschaffungskosten bei den Lebenszykluskosten die Nase vorn. Ändert man die Rahmenbedingungen auf eine saubere, unproblematische Flüssigkeit mit zuverlässigen Dichtungen und geringen Ausfallkosten, kann sich das Ergebnis ins Gegenteil verkehren.
Wann eine abgedichtete Pumpe die wirtschaftlichere Wahl ist
Eine Pumpe mit Gleitringdichtung ist oft die wirtschaftlich sinnvollste Wahl, wenn:
● Die Flüssigkeit ist sauber, unbedenklich und nicht gefährlich, sodass ein Leck kostengünstig und vertretbar ist.
● Der Einsatzbereich ist abrasiv oder enthält Feststoffe, wodurch dichtungslose Lager schnell verschleißen – diese Belastung eignet sich für eine abgedichtete Pumpe oder eine Baureihe der Verdrängerpumpen Ein Design, das auf Feststoffe ausgelegt ist.
● Dichtungen haben eine lange Lebensdauer, und ungeplante Ausfallzeiten verursachen nur geringe Kosten.
● Der Durchfluss ist sehr groß, sodass die magnetische Kupplung bei einer dichtungslosen Pumpe kostspielig oder unpraktisch wird.
● Das Investitionsbudget ist knapp, und die Flüssigkeit rechtfertigt den Aufpreis nicht.
In diesen Fällen sind die Lebenszykluskosten der Dichtung gering, und es lohnt sich nicht, einen Aufpreis zu zahlen, um sie zu entfernen.
Wann sich eine dichtungslose Pumpe auszahlt
Eine dichtungslose Pumpe mit Magnetantrieb oder in einem Gehäuse untergebrachten Motor schneidet in Bezug auf die Gesamtbetriebskosten (TCO) in der Regel am besten ab, wenn:
● Die Flüssigkeit ist gefährlich, giftig, brennbar, flüchtig oder wertvoll, sodass jedes Leck kostspielig oder inakzeptabel ist und eine Leckagefreiheit keine bloße Präferenz, sondern eine zwingende Voraussetzung darstellt.
● Dichtungen versagen im Betrieb häufig – korrosive, heiße oder schlecht geschmierte Flüssigkeiten, die die Dichtflächen zersetzen.
● Ausfallzeiten sind kostspielig, daher ist jeder vermiedene Dichtungsausfall weitaus mehr wert als die Kapitalprämie.
● Emissionen und die Einhaltung von Vorschriften spielen eine wichtige Rolle, da bei unkontrollierten Emissionen durch eine Dichtung Strafen und Meldepflichten anfallen.
● Die Flüssigkeit ist sauber genug, um die dichtungslosen Lager zu schützen.
Das ist der Bereich, für den wir unsere Produkte entwickeln – korrosive Prozessflüssigkeiten sowie solche mit hohen oder niedrigen Temperaturen, bei denen Leckagen nicht in Frage kommen. Unsere Chemiepumpen-Baureihe, auslaufsichere Pumpenlösungen, und korrosionsbeständige Pumpenlösungen Auf diesen Seiten werden die Optionen ohne Siegel behandelt, und Technologie für Pumpen mit gekapseltem Motor erläutert die Variante mit gekapseltem Motor. Informationen zur technischen Umsetzung der Magnetkupplung und zur Drehmomentreserve finden Sie in unserem Leitfaden zur Auswahl von Magnetkupplungspumpen.
Wo die Vorteile von TCO-Lösungen ohne Dichtungen überbewertet werden
Da wir dichtungslose Pumpen verkaufen, lohnt es sich, klar und deutlich darauf hinzuweisen, wo die Kostenargumentation zu weit geht. Einige Behauptungen halten einer Überprüfung in der Praxis nicht stand:
● „Sealless ist über die gesamte Lebensdauer hinweg immer günstiger.“ Das ist nicht der Fall. Bei einer sauberen, schonenden Flüssigkeit und einer zuverlässigen Dichtung können die geringeren Anschaffungskosten und der etwas höhere Wirkungsgrad der gedichteten Pumpe den Ausschlag geben, da die Kosten für die Dichtung einfach nicht hoch genug sind, um deren Wegfall lohnenswert zu machen.
● „Es gibt keinen Energieunterschied.“ Das stimmt. Die Magnet- und Wirbelstromverluste sind real, und bei einer Pumpe, die Tausende von Stunden im Jahr läuft, ist dieser Verlust von wenigen Prozent ein messbarer Wert und kein Rundungsfehler.
● „Dichtungslos bedeutet wartungsfrei.“ Das ist nicht der Fall. Entfernt man die Dichtung, verlagert sich die Ausfallursache auf die Lager und die Magnete, und ein durch Trockenlauf oder abrasive Partikel beschädigter Rotor oder durch Überhitzung entmagnetisierte Magnete bedeuten teure Reparaturkosten. Die Einsparungen sind nur dann wirklich gegeben, wenn die Pumpe innerhalb ihrer Grenzwerte betrieben und die Flüssigkeit sauber gehalten wird.
● „Moderne Dichtungen haben sich nicht verbessert.“ Das ist der Fall. Kartuschendichtungen, Doppeldichtungen und Trockengasdichtungen haben die Zuverlässigkeit bei Einsätzen erhöht, bei denen früher Einfachdichtungen schnell verschlissen waren, wodurch sich der Abstand bei einigen Anwendungen verringert hat.
Die ehrliche Darstellung der Kostenargumente für den Verzicht auf Dichtungen ist enger gefasst und stichhaltiger als die Marketingversion. Bei gefährlichen, wertvollen oder für Dichtungen problematischen Flüssigkeiten zahlt sich der Verzicht auf Dichtungen eindeutig aus. Bei harmlosen, sauberen und dichungsfreundlichen Anwendungen ist dies oft nicht der Fall. Berechnen Sie die Zahlen für Ihre eigene Anwendung selbst, anstatt sich auf das eine oder andere Verkaufsargument zu verlassen.
So berechnen Sie Ihre eigenen Gesamtbetriebskosten an einem Nachmittag
Sie benötigen nicht die vollständige HI/Europump-Arbeitsmappe, um eine aussagekräftige Antwort zu erhalten. Sammeln Sie einfach eine Handvoll Eingabedaten, und schon ergibt sich der Vergleich von selbst:
● Betriebs- und Laufzeit — Die Leistungsaufnahme in kW und die Betriebsstunden pro Jahr ergeben die Energiekosten bei Ihrem Strompreis.
● Die beiden Kaufpreise — abgedichtet oder nicht abgedichtet bei gleicher Funktion.
● Dein Siegelverlauf — wie oft Dichtungen bei diesem Service versagen und wie hoch die Kosten für Ersatzteile und Arbeitsaufwand jedes Mal sind.
● Ausfallkosten — der Wert einer Stunde, in der dieser Prozess nicht verfügbar ist, multipliziert mit der Anzahl der pro Ausfall verlorenen Stunden.
● Spülung und Leckage — Kosten für Wasser oder Barriereflüssigkeit sowie etwaige Emissionen oder Sanierungsrisiken im Zusammenhang mit der Flüssigkeit.
● Der Horizont — fünfzehn bis zwanzig Jahre, auf den Barwert abgezinst, wenn man es genau nehmen will.
Addieren Sie die Gesamtwerte über die gesamte Lebensdauer für jede Option und vergleichen Sie diese. Falls Sie die Tabelle lieber nicht selbst erstellen möchten, senden Sie uns bitte die Betriebsdaten sowie Ihre Aufzeichnungen zu Verschleiß und Ausfallzeiten zu, dann führen wir den Vergleich gemeinsam mit Ihnen durch.
Holen Sie sich einen Vergleich der Gesamtkosten über die gesamte Lebensdauer für Ihr Fahrzeug
Ganz gleich, ob Sie eine Pumpe austauschen, bei der ständig Dichtungen verschleißen, oder eine neue Baureihe auswählen – wir können Ihnen konkrete Zahlen zur Entscheidung zwischen gedichteten und dichtungslosen Pumpen für Ihre Flüssigkeit, Ihren Einsatzzweck und Ihre Betriebsstunden liefern – und die richtige dichtungslose Magnetkupplungspumpe, Kapselmotor-Pumpe oder Vortex-Magnetpumpe auswählen, wenn die Berechnungen dies nahelegen.
Sprechen Sie mit unserem Team: Kontakt Aulank | WhatsApp: +86 13773157367 | E-Mail: info@aulankpump.com
Weiterführende Literatur: Leitfaden zur Auswahl von Magnetkupplungspumpen · Chemiepumpen-Baureihe