5 belangrijke basisfeiten over mechanische afdichtingen

Het falen van een mechanische afdichting op de as de grootste oorzaak van een kapotte pomp. Daarom hebben we voor u de belangrijkste basis van een mechanische afdichting op een rij gezet.

1) Wat is de marge van een mechanische afdichting?

Mechanical seals zijn precisie-instrumenten. De marges bij deze afdichtingen hebben veel cijfers achter de komma. Tussen de draaiende as en het stationaire zit een minuscule ruimte voor ‘lekkage’ om een hydrodynamische laag te creëren. Dit is nodig om de afdichting gesmeerd en gekoeld te houden.

2) Wat is de standtijd van een mechanische afdichting?

Hoelang de apparatuur meegaat (de standtijd) is afhankelijk van verschillende factoren. Het kan variëren van enkele heftige minuten tot vele probleemloze jaren. Het is belangrijk om te onthouden: hoe meer aandacht voor het mechanical seal en de aanverwante apparatuur, hoe langer deze mee zal gaan.

3) Wat is het verschil tussen een mechanische afdichting van vroeger en nu?

Jaren geleden werden voor de meeste asafdichtingen pakkingsmaterialen gebruikt zoals stopbuspakking. Een mooie oplossing voor die tijd, maar dit soort asafdichtingen moet behoorlijk wat vloeistof vrijlaten (lekkage) om de pakking gesmeerd en gekoeld te houden.

4) De geschiedenis van de mechanical seal

Een belangrijk omslagpunt was het jaar 1915, waarin de mechanische asafdichting (mechanical seal) werd uitgevonden. Deze asafdichting hield veel meer vloeistof binnen dankzij het gebruik van twee ontzettend vlakke oppervlakken (eentje die meedraait met de as en een stationaire in het huis). Ook deze loopvlakken hebben een klein beetje ‘lekkage’ nodig om een hydrodynamische laag te creëren, maar dit is zo weinig dat de verdamping van de vloeistof met het blote oog niet te zien is.

4) Uit welke onderdelen bestaat een mechanical seal?

  • Een set (zeer vlak gelepte) loopvlakken als primaire afdichting: de kleine ruimte tussen de loopvlakken – welke haaks staan op de as – zorgt ervoor dat er zo min mogelijk vloeistof vrijkomt. Het loopvlak bestaat vaak uit twee verschillende materialen: een harder en een zachter materiaal. Dit om te voorkomen dat de materialen aan elkaar gaan kleven. Een van de loopvlakken is – in de meeste gevallen – een anti-wrijvingscorrosiemateriaal zoals carbongrafiet. Het andere loopvlak bestaat vaak uit een relatief hard materiaal zoals siliciumcarbide(SiC) of keramiek. Word in de pomp een schurend product verwerkt? Dan bestaat de mechanische afdichting uit twee harde oppervlakken.
  • Twee vlakke loopvlakken:
    • Een loopvlak is stationair gemonteerd in een huis
    • Het andere loopvlak is gefixeerd op – en draait mee met – de as
  • Twee secundaire stationaire afdichtingen: hiervoor gebruiken we O-ringen en V-ringen
    • een stationaire afdichting gemonteerd in het huis
    • een afdichting die het draaiende loopvlak afdicht op de as
  • Een veer om de twee loopvlakken aangedrukt te houden. Dit kan een enkele veer zijn, maar ook meerdere kleine veren of een metal bellow.
  • Overige hardware: zoals asbussen, kragen, flensring, compressieringen en spietjes.
  • Vloeistof: mechanical seals hebben een vloeistof nodig om smering te behouden. Een zeer dunne laag vloeistof (of gas) tussen twee loopvlakken zorgt ervoor dat het gesmeerd blijft. In sommige gevallen bestaat de smering uit een andere vloeistof – anders dan het product – dit is afhankelijk van draagkracht van de seal.
  • Welke soorten mechanical seals zijn er?

Er zijn talloze ontwerpen voor afdichtingen. Ze zijn in te delen in de volgende types:

  • Pusher
  • Non-pusher
  • Unbalanced
  • Balanced
  • Cartridge
  • Conventioneel

Pusher seals

Een pusher seal bestaat uit een secondaire seal die axiaal (in de lengte) langs de as of asbus beweegt om druk te houden op de loopvlakken. Op deze manier compenseert de afsluitdichting onder meer voor slijtage en voor eventuele minder nauwkeurige uitlijning van de as. Het grootste voordeel van dit sealtype? Het is de goedkoopste in zijn soort. Het nadeel? De secondaire seal kan in sommige gevallen invreten op de as of asbus, vooral wanneer er abrasief (korrelig) product wordt verwerkt.

QSEALS -21-2

Non Pusher seals

Dit is de categorie van de bellow seals. De afdichtingen hebben geen secondaire afdichting die langs de as of asbus beweegt om contact te houden. Een secondaire seal beweegt bij dit type seal nooit mee, ook niet tijdens het gebruik. Een elastomeren of metalen balg compenseert de slijtage van het loopvlak. Een non-pusher seal is iets duurder in aanschaf en in een corrosieve omgeving – waarin met brandbare of giftige stoffen wordt gewerkt – is het belangrijk om een grotere seal te gebruiken. Het materiaal van de balg is namelijk erg dun.

QSEALS -14-2

Het verschil tussen de unbalanced en balanced seals

Een gebalanceerde seal is opgewassen tegen de druk op de loopvlakken, die wordt veroorzaakt door de druk in het systeem. Bij een unbalanced seal is geen rekening gehouden met de hoge druk.

Het klinkt misschien gek als het doel is om asafdichting te bereiken, maar een mechanical seal moet lekken. De loopvlakken van de primaire afdichting blijven namelijk gesmeerd dankzij het verpompte product. Wanneer de druk aan de productzijde – pak ‘m beet – boven de 250 PSID komt, kan de druk op de loopvlakken zo hoog oplopen dat er geen vloeistoffilm tussen de vlakken kan ontstaan. Te weinig smeerfilm (vloeistof of gas) zorgt voor snelle slijtage van de seals.

De balanced seal tegen hoge druk

Om het slijtageprobleem de baas te kunnen, kwam in 1938 het gebalanceerde seal op de markt. Een gebalanceerde mechanical seal houdt rekening met hoge druk door het oppervlak van het loopvlak aan te passen. Dankzij deze oplossing wordt de pakkingsbusdruk verdeeld over een groter oppervlak. Een gebalanceerde seal herkent u direct aan de stap in de asbus of het loopvlak. Bij een metal bellow (metalen balg) werkt dit iets ingewikkelder, maar het principe is hetzelfde. Mechanical seals – die hiervoor ontwikkeld zijn – balanceren voor overdruk aan beide kanten van de loopvlakcombinatie.

QSEALS -13

Cartridge seals

Een cartridge seal bestaan uit een vooraf gemonteerde mechanische afdichting op een asbus (inclusief flens). Deze mechanical seal kan over de as of asbus geïnstalleerd worden. De installatie van een cartridge seal is heel eenvoudig en is zeer duurzaam in gebruik. Een cartridge seal is kostbaar in aanschaf, maar brengt weinig onderhoudskosten met zich mee. U kunt alleen gebruikmaken van een cartridge seal als er genoeg ruimte is in de behuizing.

QSEALS -101-1

Samengestelde seals

Enkelvoudige seals zijn niet geschikt voor alle toepassingen. Vandaag de dag werken we met veel giftige en gevaarlijke stoffen. We moeten rekening houden met het risico van lekkage voor smering en het rondpompen van een schurende suspensie dat slijtage veroorzaakt. Ook is er een kans op het drooglopen van de afdichtingen (in dit geval smeert de afdichting niet meer voldoende).

De kracht van dual cartridge seals

Om de risico’s van het lekken van gevaarlijke vloeistoffen en gassen risico’s tegen te gaan, zijn dual cartridge seals ontwikkeld. Dit is een behuizing met twee sets met asafdichtingen. Hiertussen spoelt een spervloeistof die zorgt voor koeling en smering van de loopvlakken. U kunt kiezen voor een enkelvoudige of dubbel-uitgevoerde seal. Een belangrijke afweging bij het maken van uw keuze zijn aanschafkosten in vergelijking met de onderhoudskosten en uitvaltijd (downtime) van uw pomp door sealfalen. Uiteraard is uw keuze altijd afhankelijk van de veiligheids- en milieunormen van het product dat u verpompt.

Welk type mechanische afsluitdichting heb ik nodig?

Welk type mechanische afsluitdichting geschikt is voor uw behuizing, hangt onder meer af van de hoogte van de druk, de vloeistof of gas en de werking van de pomp. Vraag vrijblijvend advies over de juiste keuze.

Hulp nodig?

We helpen u graag met geheel vrijblijvend advies. Onze specialisten staan iedere werkdag van 08:00 tot 18:00 voor u klaar. Neem contact met ons op via:

+31 38 85 21 8011