Een dubbele mechanical seal is niet voor elke toepassing nodig, maar in bepaalde situaties is het de enige verantwoorde keuze. In dit artikel beantwoorden we de meest gestelde vragen over dubbele mechanical seals, van de basisprincipes tot de praktische keuzes die je als industrieel bedrijf moet maken.
Wat is een dubbele mechanical seal?
Een dubbele mechanical seal is een afdichtingssysteem waarbij twee afzonderlijke afdichtingsvlakken in één behuizing zijn geplaatst. De twee seals werken samen om een extra barrière te vormen tussen het gepompte medium en de buitenwereld, met een barrièrevloeistof of buffergas in de ruimte daartussen.
Bij een enkelvoudige mechanical seal voor pompen is er één stel loopvlakken dat het gepompte medium afdicht. Een dubbele seal voegt een tweede stel loopvlakken toe, waardoor er twee onafhankelijke afdichtingsbarrières ontstaan. De ruimte tussen de twee seals, ook wel de sealkamer of barrièreruimte genoemd, wordt gevuld met een vloeistof of gas dat onder druk staat.
Dit ontwerp biedt een aanzienlijk hogere mate van betrouwbaarheid en veiligheid. Als de binnenste seal faalt, vangt de buitenste seal het medium op voordat het naar buiten kan lekken. Dat maakt de dubbele mechanical seal de standaardkeuze voor toepassingen waarbij lekkage onacceptabel is.
Wat is het verschil tussen een enkele en dubbele mechanical seal?
Het belangrijkste verschil tussen een enkele en een dubbele mechanical seal is het aantal afdichtingsvlakken en het beschermingsniveau. Een enkele seal heeft één stel loopvlakken en is geschikt voor niet-gevaarlijke media. Een dubbele seal heeft twee stellen loopvlakken met een barrièreruimte ertussen, wat lekkage van gevaarlijke of kostbare media naar de omgeving voorkomt.
Een enkele mechanical seal is in de meeste standaardpompapplicaties voldoende. Het medium smeert de loopvlakken direct, en een kleine, gecontroleerde lekkage naar de atmosfeer is acceptabel. Dit werkt goed voor water, lichte oliën en andere niet-gevaarlijke vloeistoffen bij normale druk en temperatuur.
Bij een dubbele seal is de binnenste seal in contact met het gepompte medium, terwijl de buitenste seal de barrièrevloeistof afdicht. De barrièreruimte fungeert als buffer. Dit systeem is complexer en vraagt om een seal support system, maar biedt een beschermingsniveau dat een enkele seal simpelweg niet kan bieden.
In welke situaties is een dubbele mechanical seal verplicht of noodzakelijk?
Een dubbele mechanical seal is verplicht of sterk aan te raden bij het pompen van gevaarlijke, giftige, ontvlambare of milieuschadelijke media. Wet- en regelgeving, zoals de ATEX-richtlijnen en API 682, schrijven in veel gevallen een dubbele afdichting voor. Ook bij hoge druk, extreme temperaturen of abrasieve media is een dubbele seal de verstandige keuze.
Concrete situaties waarin je een dubbele mechanical seal nodig hebt:
- Het pompen van giftige of carcinogene stoffen waarbij nul lekkage naar de omgeving vereist is
- Ontvlambare vloeistoffen in ATEX-zones waar een vonk of lekkage een explosierisico vormt
- Voedingsmiddelen- en farmaceutische toepassingen waarbij contaminatie van het product door smeermiddelen of externe stoffen niet acceptabel is
- Hogedruk- of vacuümtoepassingen waarbij een enkele seal de drukbelasting niet aankan
- Media met slechte smerende eigenschappen, zoals vloeibare gassen of lichte koolwaterstoffen
- Toepassingen waarbij het medium snel kristalliseert of polymeriseert op de loopvlakken
In de farmaceutische en voedingsindustrie is een dubbele seal bovendien vaak een vereiste voor FDA- of EC 1935/2004-certificering. De barrièrevloeistof die je dan gebruikt, moet voldoen aan de eisen voor contact met levensmiddelen.
Hoe werkt een barrièrevloeistof bij een dubbele mechanical seal?
Een barrièrevloeistof is een vloeistof die onder druk in de ruimte tussen de twee seals van een dubbele mechanical seal wordt gehouden. De druk van de barrièrevloeistof is hoger dan de procesdruk, waardoor het gepompte medium nooit de buitenste seal bereikt. De vloeistof smeert en koelt tegelijkertijd beide sets loopvlakken.
De barrièrevloeistof circuleert via een seal support system, dat de druk, temperatuur en het vloeistofniveau bewaakt en regelt. Een veelgebruikt systeem is het thermosyphon-principe, waarbij de vloeistof door temperatuurverschillen vanzelf circuleert, zonder pomp. Dit is een betrouwbare en onderhoudsarme oplossing voor veel industriële toepassingen.
De keuze van de barrièrevloeistof hangt af van het gepompte medium en de procesomstandigheden. Veelgebruikte barrièrevloeistoffen zijn minerale olie, synthetische olie of gedemineraliseerd water. Bij voedingsmiddelen- en farmaceutische toepassingen gebruik je een FDA-goedgekeurde vloeistof. De barrièrevloeistof mag nooit reageren met het gepompte medium, ook niet bij een eventuele lekkage van de binnenste seal.
Wanneer kies je voor een tandem- of back-to-backconfiguratie?
Bij een tandemconfiguratie staan beide seals in dezelfde richting, waarbij de binnenste seal de primaire afdichting verzorgt en de buitenste als noodafdichting fungeert. Bij een back-to-backconfiguratie staan de seals tegenover elkaar, met de barrièrevloeistof onder hogere druk dan het proces. De keuze hangt af van de procesdruk en het vereiste veiligheidsniveau.
Een tandemopstelling gebruik je wanneer de procesdruk relatief laag is en je een veiligheidsnet wilt voor het geval de primaire seal faalt. De barrièrevloeistof staat hier op een lagere druk dan het proces, waardoor een kleine hoeveelheid procesmedium de barrièreruimte kan binnendringen. Dit is acceptabel zolang het medium niet gevaarlijk is.
Een back-to-backopstelling kies je wanneer het gepompte medium gevaarlijk, giftig of ontvlambaar is. De barrièrevloeistof staat hier onder hogere druk dan het proces, waardoor het medium nooit de barrièreruimte bereikt. Dit garandeert dat er geen procesmedium naar buiten kan lekken, zelfs niet bij falen van de binnenste seal. Back-to-back is de strengste configuratie en voldoet aan de zwaarste veiligheidseisen.
Wat zijn de meest voorkomende fouten bij het toepassen van een dubbele mechanical seal?
De meest voorkomende fouten bij dubbele mechanical seals zijn een verkeerde drukinstelling van de barrièrevloeistof, het gebruik van een incompatibele barrièrevloeistof, onvoldoende koeling of circulatie in het seal support system en onjuiste montage van de seal zelf. Deze fouten leiden tot voortijdig falen van de loopvlakken en onnodige stilstand.
Een te lage barrièredruk is een veelgemaakte fout bij back-to-backconfiguraties. Als de barrièredruk niet consequent hoger is dan de procesdruk, verliest de dubbele seal zijn beschermende functie. Controleer daarom altijd of het seal support system correct is ingesteld en of de druk stabiel blijft tijdens bedrijf.
Andere fouten die je wilt vermijden:
- Verkeerde uitlijning van de as, wat extra belasting op de loopvlakken veroorzaakt
- Onvoldoende spoeling of koeling, waardoor de barrièrevloeistof oververhit raakt
- Het gebruik van een barrièrevloeistof die bij lekkage reageert met het procesmedium
- Geen regelmatige controle van het vloeistofniveau en de conditie van de barrièrevloeistof
- Montagefouten, zoals te veel of te weinig compressie op de seal
Een goede voorbereiding en de juiste begeleiding bij de selectie en montage van de seal voorkomen de meeste van deze problemen. Dubbele mechanical seals zijn complexer dan enkelvoudige seals en vragen om meer aandacht tijdens installatie en onderhoud.
Hoe wij helpen bij de keuze en toepassing van een dubbele mechanical seal
Met meer dan 20 jaar ervaring in mechanical seals helpen wij je bij elke stap, van de juiste selectie tot een correcte montage. Of je nu een dubbele mechanical seal nodig hebt voor een gevaarlijk medium, een veeleisende omgeving of een gecertificeerde toepassing, wij denken actief met je mee om de meest efficiënte oplossing te vinden.
Wat wij voor je doen:
- Advies over de juiste sealconfiguratie op basis van jouw procesomstandigheden
- Levering van nieuwe en gereviseerde dubbele mechanical seals, ook voor specifieke merken en maten
- Levering en configuratie van seal support systems op basis van het thermosyphon-principe
- Revisie van bestaande dubbele seals, inclusief het lappen van loopvlakken en modificaties
- FDA- en EC 1935/2004-gecertificeerde producten voor de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie
- Begeleiding bij montage en inbedrijfstelling
Wil je weten welke dubbele mechanical seal het beste past bij jouw toepassing? Neem contact op met Qseals, dan geven we je direct eerlijk en concreet advies.
