Der Arbeitsdiamant

Diamantlagertechnologie (Bild: US Synthetic)

In einer Branche, die in einigen der rauesten Umgebungen der Welt tätig ist, muss manchmal das härteste Material für Verschleißteile verwendet werden.

Betreten Sie den Industriediamanten, der in den 1950er Jahren entdeckt wurde. Synthetischer Diamant verträgt abrasive, hochtemperatur- und korrosive Umgebungen und hält hohen Belastungen stand.

Die Öl- und Gasindustrie hat sich längst dem Industriediamanten für polykristalline Diamantkompaktbohrer (PDC) verschrieben, der in den 1970er Jahren eingeführt wurde.

In den letzten 20 Jahren haben Ingenieure das weltweit härteste Material zum Schutz von Lagern in Geräten wie Schmutzmotoren, elektrischen Tauchpumpen (ESPs), Turbinen und Richtungsbohrwerkzeugen eingesetzt.

Trond Pedersen, ein Kundeningenieur bei US Synthetic, einem Unternehmen von Apergy, sagte, dass die Verwendung von Diamantlagern bei drehlenkbaren Systemen die Lebensdauer des Werkzeugs erhöhen, die Größe des Werkzeugs verringern und die Komplexität durch Entfernen von Dichtungen verringern kann. Bei Schlammmotoren, sagte er, wird der Biegeeinsatz des Werkzeugs verringert und die Tragfähigkeit erhöht.

Ingenieure testen neue Diamantlagerkonstruktionen auf einem hauseigenen Prüfstand (Foto: US Synthetic)

Turbinen, die in einer korrosiven Umgebung betrieben werden, neigen zu einer hohen Ausfallrate bei herkömmlichen Lagern mit einer Lebensdauer von möglicherweise 200 Stunden, sagte Marc Modersitzki, Marketing Director bei US Synthetic. Ein Diamantlager kann mehr als 2.000 Stunden in einer Turbine arbeiten, sagte er.

Typische Kugellager oder Hartmetalllager werden beispielsweise traditionell abgedichtet, um sie vor der Arbeitsumgebung zu schützen.

"Sie können nicht kontrollieren, was in Meerwasser oder Bohrschlamm ist", sagte Peterson. „Ob Sand, Stein, Splitt, Dreck oder Schmutz, alles geht durch ein Diamantlager. Es kaut es einfach und spuckt es aus wie Butter. “

Der Unterschied, sagte er, ist, dass Diamantlager „so ziemlich alles“ handhaben können.

Wenn die Dichtung eines herkömmlichen Lagers bricht, können Säure, Meerwasser und Bohrschlamm eindringen und das Lager versagen. Ein Diamantlager, sagte Modersitzki, wirft die Schwäche eines traditionellen Lagers auf den Kopf. Industriediamantlager verwenden tatsächlich Meerwasser, um sie kühl zu halten, und verwandeln eine Schwäche in eine Lösung, sagte er.

Kundenspezifische Diamantlager (Bild: US Synthetic)

Ein Kunde wollte abgenutzte Lager nicht mehr alle drei Monate bei einer Chemiemischanwendung ersetzen, so dass er vor sechs Jahren die traditionellen Hartmetalllager durch ein industrielles Diamantlager ersetzte, das immer noch in Betrieb ist.

Trotz solcher Erfolge, so Modersitzki, wird Diamant als Konstruktionsmaterial nicht ausreichend genutzt.

"Wir glauben, dass Diamant in so vielen anderen Anwendungen eingesetzt werden kann", so Modersitzki.

US Synthetic stellt Industriediamanten her, bei denen gewöhnlicher Kohlenstoff unter extrem hohen Drücken und Temperaturen erhitzt werden muss

„Nicht alle (PDC) Diamanten sind gleich. Es mag gleich aussehen, oben schwarz und unten silber, aber die Leistung ist nicht gleich gut “, sagte Modersitzki. „Jeder Bohrort birgt seine eigenen Herausforderungen. Deshalb ist es für Ingenieure wichtig, den richtigen Diamanten auf die richtigen Bohrbedingungen zuzuschneiden. “

US-Kunststoffingenieure arbeiten an neuen Anwendungskonzepten für Bohrlochdiamantlager (Foto: US Synthetic)