Een mechanical seal is een van de meest voorkomende afdichtingsoplossingen in de industrie, maar wat het precies is en hoe het werkt, is niet altijd even duidelijk. In dit artikel beantwoorden we de meest gestelde vragen over mechanical seals, van de basiswerking tot de meest voorkomende oorzaken van falen.
Wat is een mechanical seal precies?
Een mechanical seal is een dynamische afdichting die de as van een pomp of roerwerk afdicht ten opzichte van de behuizing. Het voorkomt dat het gepompte medium langs de as naar buiten lekt. Een mechanical seal bestaat uit twee vlakke loopvlakken die tegen elkaar aan draaien en zo een nagenoeg lekvrije barrière vormen.
In de meeste industriële pompen heeft de mechanical seal de traditionele pakking vervangen. Waar een pakking werkt door samendrukking en altijd enige lekkage toelaat, sluit een mechanical seal het medium af via twee nauwkeurig bewerkte contactvlakken. Dit maakt de mechanische afdichting geschikter voor toepassingen waarbij lekkage onacceptabel is, zoals bij gevaarlijke, giftige of kostbare vloeistoffen.
Mechanical seals voor industriële toepassingen worden toegepast in pompen, compressoren, roerwerken en andere roterende apparatuur. Ze zijn beschikbaar in uiteenlopende materiaalcombinaties en configuraties, afhankelijk van het medium, de druk, de temperatuur en de omgevingscondities.
Hoe werkt een mechanical seal?
Een mechanical seal werkt door twee vlakke loopvlakken—een roterend en een stilstaand—met lichte kracht tegen elkaar te drukken. De combinatie van een vloeistoffilm, contactdruk en een nauwkeurige oppervlakteafwerking zorgt voor een afdichting. De vloeistoffilm tussen de vlakken smeert de afdichting en voorkomt directe, droge wrijving.
De roterende component is bevestigd aan de as en draait mee. De stilstaande component zit vast in de behuizing. Beide vlakken worden met behulp van veren of een balg tegen elkaar gedrukt. De vloeistoffilm die zich tussen de loopvlakken bevindt, is dun genoeg om lekkage te minimaliseren, maar dik genoeg om slijtage te beperken.
Secundaire afdichtingen, zoals O-ringen of balgen, zorgen ervoor dat het medium niet langs de as of de behuizing kan ontsnappen. De keuze van loopvlakmaterialen, zoals siliciumcarbide, wolfraamcarbide of koolstof, bepaalt in grote mate hoe goed de afdichting bestand is tegen het medium en de bedrijfsomstandigheden.
Uit welke onderdelen bestaat een mechanical seal?
Een mechanical seal bestaat uit twee hoofdcomponenten: een roterende ring die meedraait met de as en een stilstaande ring die vastzit in de behuizing. Daarnaast bevat een mechanical seal secundaire afdichtingen, zoals O-ringen of balgen, een veersysteem dat de loopvlakken tegen elkaar drukt, en een aandrijfmechanisme dat de roterende ring koppelt aan de as.
De loopvlakken zijn het hart van de afdichting. Ze worden met hoge nauwkeurigheid bewerkt en gelapt om een zo vlak mogelijk contactoppervlak te creëren. Veelgebruikte materiaalcombinaties zijn koolstof tegen siliciumcarbide of wolfraamcarbide tegen siliciumcarbide. De materiaalkeuze hangt af van het medium, de temperatuur en de gewenste levensduur.
Het veersysteem, dat bestaat uit een enkele veer, meerdere kleine veren of een balg, zorgt voor de benodigde sluitkracht. Bij een balgseal neemt de balg ook de functie van secundaire afdichting over, wat voordelen biedt in toepassingen met viskeuze of kristalliserende media waarbij een O-ring kan vastlopen.
Welke soorten mechanical seals zijn er?
De meest voorkomende soorten mechanical seals zijn component seals, cartridge seals, balgseals en dubbele seals. Component seals worden los gemonteerd op de pomp, terwijl cartridge seals als voorgemonteerde eenheid worden geleverd. Dubbele seals bieden extra bescherming bij gevaarlijke of agressieve media door twee afdichtingen in serie of in tegenstroom te plaatsen.
Een component seal vereist nauwkeurige montage en kennis van de pomp. Een cartridge seal is eenvoudiger te installeren omdat alle onderdelen al zijn voorgemonteerd en ingesteld. Dit vermindert de kans op montagefouten en verkort de stilstandtijd bij vervanging.
Naast deze basistypen zijn er ook engineered seals voor bijzondere toepassingen, zoals hoge druk, extreme temperaturen of agressieve media. Voor de farmaceutische en voedingsindustrie zijn FDA-gecertificeerde en EC 1935/2004-gecertificeerde uitvoeringen beschikbaar. Compressor seals vormen een aparte categorie voor toepassingen waarbij gas in plaats van vloeistof wordt afgedicht.
Wanneer is revisie van een mechanical seal zinvol?
Revisie van een mechanical seal is zinvol wanneer de loopvlakken nog niet te zwaar zijn beschadigd en de overige componenten, zoals veren, O-ringen en de behuizing, nog in goede staat verkeren. Revisie is een kosteneffectief alternatief voor vervanging, zeker bij duurdere of moeilijk verkrijgbare seals.
Bij revisie worden de loopvlakken opnieuw gelapt om de vlakheid te herstellen. Beschadigde of versleten secundaire afdichtingen worden vervangen. Als de loopvlakken te diep zijn ingesleten of gebarsten zijn, is vervanging van die componenten nodig. In veel gevallen is een gereviseerde seal functioneel gelijkwaardig aan een nieuwe.
Revisie is ook een duurzame keuze. In plaats van een complete seal af te voeren, worden bruikbare onderdelen opnieuw ingezet. Dit verlaagt de materiaalkosten en vermindert afval. Voor bedrijven die meerdere pompen met dezelfde sealtypen gebruiken, kan een revisiecontract de onderhoudskosten structureel verlagen.
Wat zijn de meest voorkomende oorzaken van mechanical seal falen?
De meest voorkomende oorzaken van mechanical seal falen zijn droogloop, verkeerde installatie, vervuiling van het medium, thermische overbelasting en een verkeerde materiaalkeuze. Droogloop treedt op wanneer de seal zonder vloeistoffilm draait, wat de loopvlakken snel beschadigt. Montagefouten, zoals verkeerde uitlijning of te hoge veerspanning, veroorzaken ongelijkmatige slijtage.
Vervuiling van het medium, zoals vaste deeltjes of kristalliserende stoffen, kan de loopvlakken beschadigen of de secundaire afdichtingen blokkeren. Thermische overbelasting ontstaat wanneer de seal buiten zijn temperatuurbereik wordt gebruikt, wat leidt tot vervorming van de loopvlakken of aantasting van de O-ringen.
Verkeerde materiaalkeuze is een veelvoorkomende oorzaak bij nieuwe installaties. Een materiaalcombinatie die niet bestand is tegen het gepompte medium of de bedrijfstemperatuur, zal voortijdig falen. Goede afstemming van loopvlakmaterialen, secundaire afdichtingen en het medium is daarom een belangrijk onderdeel van de selectieprocedure.
Cavitatie in de pomp kan ook bijdragen aan seal falen. De trillingen en drukschommelingen die cavitatie veroorzaakt, belasten de loopvlakken en kunnen de seal destabiliseren. In zulke gevallen is het oplossen van het cavitatieprobleem de eerste stap, niet alleen het vervangen van de seal.
Hoe wij helpen met mechanical seals
Wij leveren en reviseren mechanical seals voor alle industriële toepassingen, van standaardpompen tot complexe roerwerken in de farmaceutische en voedingsindustrie. Met meer dan 20 jaar ervaring en de grootste mechanical seal-voorraad in de Benelux helpen we je snel en gericht verder, of je nu een vervanging zoekt, advies nodig hebt over de juiste materiaalkeuze of een maatwerkoplossing wilt.
- Revisie van nagenoeg alle mechanical seals, ongeacht merk of type
- Levering van nieuwe seals uit een voorraad van meer dan 200.000 producten
- Advies over de juiste seal voor jouw medium, druk en temperatuur
- Maatwerkengineering voor bijzondere toepassingen
- FDA- en EC 1935/2004-gecertificeerde producten voor de voedings- en farmaceutische industrie
- Leppen van loopvlakken en opspuiten van chroomoxide-loopvlakken
Heb je een vraag over een specifieke toepassing of wil je weten of revisie voor jouw seal zinvol is? Neem contact met ons op, dan denken we graag met je mee over de meest efficiënte oplossing.
