Mechanical seals zijn een van de meest gebruikte afdichtingsoplossingen in de industrie, maar de keuze voor het juiste type is niet altijd vanzelfsprekend. In dit artikel beantwoorden we de meest gestelde vragen over mechanical seals, van de basiswerking tot de keuze tussen specifieke typen voor jouw toepassing.
Wat is een mechanical seal en waarvoor wordt hij gebruikt?
Een mechanical seal is een dynamische afdichting die de ruimte tussen een roterende as en een stilstaande behuizing afdicht, zoals bij een pomp of roerwerk. Hij voorkomt dat het gepompte medium naar buiten lekt en beschermt tegelijkertijd de interne componenten tegen verontreiniging van buitenaf.
De mechanical seal werkt door twee vlakke loopvlakken tegen elkaar te drukken: een roterend vlak dat meedraait met de as en een stilstaand vlak dat in de behuizing is bevestigd. Een veer of een ander belastingselement houdt de vlakken in contact. Een dunne vloeistoffilm tussen de loopvlakken zorgt voor smering en koeling, waardoor slijtage minimaal blijft.
Mechanical seals worden toegepast in vrijwel alle industriële sectoren waar roterende apparatuur wordt gebruikt: van de chemische industrie en de voedingsmiddelenindustrie tot de farmaceutische sector en de waterzuivering. Ze vervangen in veel gevallen de oudere pakking- of lipafdichting, die meer lekkage en meer onderhoud vraagt. Het falen van een mechanical seal is dan ook een van de voornaamste oorzaken van pompstilstand in de industrie.
Welke typen mechanical seals bestaan er?
De meest voorkomende typen mechanical seals zijn de component seal, de cartridge seal, de dubbele mechanical seal en de engineered seal. Daarnaast bestaan er compressor seals voor specifieke gasdichte toepassingen. Elk type heeft een eigen opbouw en is geschikt voor andere omstandigheden en media.
De indeling van mechanical seals is gebaseerd op constructie, montagewijze en de omstandigheden waaronder ze moeten functioneren. Hieronder staan de belangrijkste categorieën:
- Component seals: losse onderdelen die ter plaatse op de as worden gemonteerd
- Cartridge seals: voorgemonteerde eenheden die in hun geheel worden geplaatst
- Enkelvoudige mechanical seals: één stel loopvlakken, geschikt voor de meeste standaardtoepassingen
- Dubbele mechanical seals: twee stellen loopvlakken met een barrièrevloeistof ertussen, voor gevaarlijke of agressieve media
- Engineered seals: maatoplossingen voor bijzondere omstandigheden die standaardtypen niet aankunnen
- Compressor seals: speciaal ontworpen voor gasdichte toepassingen in compressoren
De keuze tussen deze typen hangt af van factoren zoals het medium, de druk, de temperatuur, de asdiameter en de vereiste mate van lekdichtheid. Een goede selectie begint altijd met een analyse van de procesomstandigheden.
Wat is het verschil tussen een component seal en een cartridge seal?
Een component seal bestaat uit losse onderdelen die stuk voor stuk op de as worden gemonteerd, terwijl een cartridge seal een volledig voorgemonteerde eenheid is die als geheel in de pomp wordt geplaatst. Het grootste praktische verschil zit in de montage: cartridge seals zijn sneller te installeren en de kans op menselijke fouten is kleiner.
Bij een component seal monteer je de afzonderlijke onderdelen, zoals de veer, de roterende ring en de stationaire ring, direct op de as en in de behuizing. Dit vereist nauwkeurig meten en uitlijnen. Een verkeerde instelling van de veercompressie of beschadiging van de loopvlakken tijdens de montage leidt direct tot vroegtijdig falen. Component seals zijn daardoor meer afhankelijk van de vakkennis van de monteur.
Een cartridge seal is al in de fabriek samengesteld en afgesteld. Je plaatst de complete eenheid op de as en bevestigt hem aan de behuizing, zonder dat je de afzonderlijke onderdelen hoeft af te stellen. Dit maakt cartridge seals bijzonder geschikt voor situaties waarin snelle vervanging belangrijk is of waarin de monteur minder ervaring heeft met mechanical seals. De aanschafprijs van een cartridge seal ligt doorgaans hoger, maar de lagere montagerisico’s en kortere stilstandtijd wegen daar in veel gevallen tegenop.
Wanneer is een dubbele mechanical seal noodzakelijk?
Een dubbele mechanical seal is noodzakelijk wanneer het gepompte medium gevaarlijk, giftig, explosief of sterk agressief is, of wanneer lekkage naar de omgeving absoluut niet is toegestaan. Ook bij media die snel kristalliseren of bij hoge drukken en temperaturen biedt een dubbele seal de benodigde veiligheid en betrouwbaarheid.
Een dubbele mechanical seal bestaat uit twee stellen loopvlakken die samenwerken met een barrièrevloeistof of spoelgas ertussen. Deze barrière heeft een hogere druk dan het procesmedium, waardoor het medium nooit langs de buitenste seal kan lekken. Zelfs als de binnenste seal faalt, houdt de buitenste seal de lekkage tegen.
In de praktijk zie je dubbele mechanical seals veel in de chemische industrie, de farmaceutische sector en de voedingsmiddelenindustrie. In de farmaceutische en voedingsindustrie gelden strenge hygiëne-eisen waarbij elk contact tussen het product en de buitenlucht onacceptabel is. Een dubbele seal met een geschikt seal support system, zoals een thermosyphon-systeem, zorgt voor continue koeling en smering van de barrièrevloeistof en houdt de seal onder alle omstandigheden stabiel.
Wat zijn engineered seals en wanneer zijn ze nodig?
Engineered seals zijn op maat gemaakte mechanical seals die worden ontworpen voor toepassingen waarbij standaardtypen niet voldoen. Ze zijn nodig bij extreme procesomstandigheden, ongebruikelijke asafmetingen, bijzondere media of wanneer bestaande apparatuur een specifieke geometrie vereist waarvoor geen standaard seal past.
Standaard mechanical seals zijn ontworpen voor de meest voorkomende combinaties van druk, temperatuur, medium en asdiameter. Zodra een toepassing buiten die parameters valt, schiet een standaard seal tekort. Denk aan extreem hoge temperaturen, sterk abrasieve media, gecombineerde druk- en temperatuurpieken of apparatuur met afwijkende afmetingen door slijtage of modificatie.
Bij engineered seals worden de loopvlakmaterialen, de geometrie, de veerconstructie en de secundaire afdichtingen specifiek afgestemd op de procesomstandigheden. Dit kan ook betekenen dat bestaande mechanical seals worden gemodificeerd of dat loopvlakken worden voorzien van een speciale coating, zoals chroomoxide, om de slijtvastheid te vergroten. Engineered seals vereisen een grondige analyse van de toepassing en nauwe samenwerking tussen de klant en de afdichtingsspecialist.
Hoe kies je het juiste type mechanical seal voor jouw toepassing?
Het juiste type mechanical seal kies je op basis van vijf factoren: het medium dat wordt gepompt, de bedrijfsdruk en -temperatuur, de asdiameter en rotatiesnelheid, de vereiste lekdichtheid en de omgevingsomstandigheden. Samen bepalen deze factoren welk type seal in jouw situatie veilig en betrouwbaar functioneert.
Begin met het in kaart brengen van het medium. Is het corrosief, abrasief, giftig of heeft het de neiging te kristalliseren? Dit bepaalt de materiaalkeuze voor de loopvlakken en de secundaire afdichtingen. Vervolgens kijk je naar de druk en temperatuur: hogere waarden vragen om robuustere constructies en soms om een dubbele seal met een ondersteuningssysteem.
De asdiameter en rotatiesnelheid bepalen mede de mechanische belasting op de seal. Bij hogere snelheden is de warmteontwikkeling groter, wat invloed heeft op de materiaalkeuze en de koeling. Ten slotte weeg je de montageomstandigheden mee: als snelle vervanging belangrijk is of als de monteur minder ervaring heeft, is een cartridge seal vaak de verstandigere keuze dan een component seal. Bij twijfel is het altijd verstandig om een specialist te raadplegen die de procesomstandigheden goed kent.
Hoe wij helpen bij het kiezen van de juiste mechanical seal
Bij Qseals helpen we je om snel en gericht de juiste afdichtingsoplossing te vinden, ongeacht hoe complex de toepassing is. Met meer dan 20 jaar ervaring en de grootste mechanical seal-voorraad in de Benelux staan we klaar om je te ondersteunen, van advies tot montage.
- We analyseren jouw procesomstandigheden en adviseren het meest geschikte type mechanical seal
- We leveren zowel nieuwe als gereviseerde mechanical seals voor pompen, roerwerken en andere roterende apparatuur
- We reviseren nagenoeg alle gangbare merken en typen, inclusief het leppen van loopvlakken en het opspuiten van chroomoxidecoatings
- We ontwerpen en produceren engineered seals op maat voor toepassingen die standaardtypen niet aankunnen
- We leveren FDA- en EC 1935/2004-gecertificeerde producten voor de farmaceutische en voedingsindustrie
- We bieden complete seal support systems op basis van het thermosyphonprincipe voor dubbele mechanical seals
Wil je weten welk type mechanical seal het beste past bij jouw situatie? Neem contact met ons op voor eerlijk en concreet advies, zonder omwegen.
