Mechanical Seals nader uitgelegd: Installatie, Bedrijfscondities en Troubleshooting

Mechanical seals zijn belangrijke componenten in rotating equipment zoals pompen, mixers, compressoren e.d. welke, met wat extra aandacht bij het installeren en de bedrijfsvoering, lange standtijden kunnen halen.

In deze tweedaagse opleiding put Piet de Neef uit meer dan vier decennia ervaring met rotating equipment in het algemeen waarvan ruim 32 jaar met mechanical seals in het bijzonder.

De cursus biedt een praktijkgericht inzicht in het ontwerp, de werking, het gedrag van mechanical seals, de juiste installatie en het doel van “environmental control.” 

Gedurende de gehele cursus komen allerlei “case histories” aan de orde ter ondersteuning van de uitleg en activiteiten op het gebied van troubleshooting. Aan de hand van deze cases leer je symptomen te interpreteren, oorzaken te identificeren om problemen op te lossen én te voorkomen. De cursus volgt de inhoud van het boek “Mechanical Seals Nader Uitgelegd”(*) geschreven door Piet.

Eenieder die op professionele basis op enigerlei wijze verantwoordelijk is voor (of betrokken is bij) de goede werking van rotating equipment met de nadruk op mechanical seals.

• Introductie
  • De geschiedenis van mechanical seals.
  • Stapsgewijze uitleg m.b.t. het principe van een mechanical seal uitmondend in de definitie (2) daarvan.
  • De 3 meest gestelde vragen m.b.t. mechanical seals te weten:
    • Hoeveel lekt een seal?
    • Hoe lang gaat een seal mee?
    • Hoe betrouwbaar is een seal?
      De cursus geeft een duidelijk antwoord op deze vragen.
  • De “3 J’s”, zijnde de Juiste keus, de Juiste installatie en de Juiste environmental control. 
     
• Hoe werkt een mechanical seal:
  • Ongebalanceerde en gebalanceerde seals.
  • Uitleg over het mechanisme wat de seal faces bij elkaar houdt waarbij het gaat om mechanische en hydraulische krachten.
  • Uitleg over de convergerende of divergerende spleet tussen de faces en het effect op de druk afbouw.
  • Balanceer percentages en het waarom daarvan.
  • Nadere uitleg van de definitie van een mechanical seal en het verband tussen balanceer % en het s.g van het afgedichte product.
  • Wat heeft de aggregatie toestand van een (vloei)stof te maken met het functioneren van een seal.
  • Uitleg over het verschijnsel “hydrodynamic lift” en de noodzaak daarvan voor een goede werking van een seal.
     
• Ontwerp en toepassingen
  • Stapsgewijze uitleg m.b.t. de veelheid aan seal types en hun specifiek functies/eigenschappen te weten:
  • Alle mechanical seals zijn ongebalanceerd, gebalanceerd (of dubbel gebalanceerd).
  • Alle mechanical seals hebben (op een enkele uitzondering na) een veerconstructie:
    • één grote veer
    • een aantal kleine veren
    • een (metalen) balg
    • een combinatie van veer en balg.
  • Mechanical seals met roterende- en stationaire veerconstructies.
  • “Specials”: standaard seals aangepast aan de toepassing ofwel voor de toepassing ontworpen.
    • seals voor ketelvoeding applicaties.
    • seals voor temperatuur extremen zowel + als -.
    • seals voor slurry toepassingen.
    • seals voor lage emissie.
    • gas- ofwel “non contacting” seals.
    • drooglopende seals.
    • gedeelde- of split seals.
  • Binnen- en buitenliggend gemonteerde seals.
  • Enkel / Dubbel / Tandem / Meervoudige seals.
  • Componenten seals / Cartridge seals.
  • Tijdens bovengenoemde uitleg komen de gebruikte materialen ook ter sprake zij het niet als “los staand” onderwerp.
     
• Pre-installaties controles
  • Uitleg m.b.t. toleranties, het gebruik van tekeningen en instructies en de te verrichten metingen.
  • Slingering van de as, hoe te meten, maximale waarden gekoppeld aan het toerental van de machine alsmede correctie mogelijkheden.
  • Slingering van de as + de asbus van de seal met uitleg hoe dit excessief kan worden.
  • De axiale asbeweging meten met en zonder het druklager waarbij het gaat om a) de totale axiale speling zonder dat het druklager is geïnstalleerd, b) de positie van de as t.o.v. het pomphuis bij geïnstalleerd druklager en c) de axiale speling in het druklager zelf.
  • De mid-positie van de as in het pomphuis (concentriciteit) welke wordt bepaald door de radiaal lagers.
  • Wat kunnen we leren van de metingen en wat is de juiste positie. Ook de speling in de lagers wordt besproken
  • De haaksheid van het voorvlak van de sealkamer, toleranties en correcties bij waarden buiten tolerantie.
  • De afstelling van de seal (seal setting), de toleranties en hoe te corrigeren indien fout.
  • Uitleg waarom deze waarde moet worden gemeten met de as in die positie waarin deze ligt wanneer de pomp in bedrijf is en waar dat fout kan gaan.
  • De uitlijning pomp t.o.v. de aandrijving (e-motor, stoomturbine enz.) en de invloeden van druk, temperatuur en gewicht daarop.
  • Een aantal algemene regels zoals:
    • het registreren van bevindingen
    • het volgen van de instructies van de fabrikant
    • laat onderdelen verpakt tot je ze nodig hebt
    • inspecteer die onderdelen alvorens ze te installeren
    • het smeren van o-ringen en dergelijke
    • het (niet) smeren van de seal faces.
    • het controleren van leidingen, vaten, koelers e.d.
  • De laatste controle voor het opstarten: de "walk around"
     
• Environmental control 
  Vrij vertaald, of beter gezegd “geïnterpreteerd”, betekent het: “het langs kunstmatige weg de condities in de omgeving van het seal bepalen en/of bijstellen met als doel een langere standtijd te verwezenlijken”. Dit wordt gedaan a.d.h.v. API 682 (met korte uitleg over API). Het gaat daarbij om:
  • Het afvoeren van wrijvingswarmte d.m.v. injectie.
    Het verlagen van de temperatuur van het product in de seal kamer. het verhogen van de druk in de seal kamer of een combinatie daarvan.
  • Het verwijderen van vuil uit de geïnjecteerde procesvloeistof.
  • Het “bewaken” van de atmosferische zijde van het seal.
  • Voorziet in “beheersing” van seal lekkage d.m.v.
    • Opvangen en/of beperken van lekkage.
    • Detectie van lekkage.
    • Afvoer van lekkage naar een geschikt opvangsysteem.
  • Voorziet in een fluïdum, anders dan de proces vloeistof, voor de seal kamer (barrier vloeistof dus).
  • Dat gebeurt allemaal d.m.v. leidingsystemen voor geleiding van de proces fluïda.
  • Toevoer van fluïda van externe bron.
    Hulpmiddelen, zoals koelers, cycloon- en magnetische separatoren, reservoirs, druksystemen, instrumentatie.
  • De 19 “basisregels” voor een optimale environmental control.
  • Behandeling van de API plannen zelf.
     
• Troubleshooting
  • Eigenschappen welke een troubleshooter moet hebben.
  • Stapsgewijze uitleg van een troubleshoot proces.
  • Een aantal klassieke praktijkvoorbeelden.

(*) Zijn voormalige werkgever Flowserve heeft, geheel belangeloos, permissie gegeven dat document tijdens de cursus te gebruiken.