Double Seal¶

Samenvatting¶

Een Double Seal (dubbele mechanische afdichting) is een asafdichting die bestaat uit twee mechanische afdichtingen met daartussen een afgesloten ruimte die is gevuld met een buffer- of spervloeistof. Dit systeem biedt een veel hogere bedrijfszekerheid dan een enkele afdichting en wordt toegepast wanneer lekkage absoluut moet worden voorkomen.

Double seals worden veel gebruikt in de chemische industrie, farmaceutische industrie, voedingsmiddelenindustrie en andere processen waarbij agressieve, giftige, explosieve of zeer kostbare producten worden verwerkt.

Binnen Jongia worden double seals toegepast wanneer de procesomstandigheden hogere eisen stellen aan veiligheid, hygiëne of betrouwbaarheid dan een single seal kan bieden.

Theorie¶

Waarom is een Double Seal nodig?¶

Bij iedere menginstallatie draait een as door de wand of het deksel van een tank.

Hierdoor ontstaat een opening waarlangs product zou kunnen ontsnappen.

Bij veel toepassingen is een Single Seal voldoende.

Soms zijn de risico's echter groter.

Bijvoorbeeld wanneer:

het product giftig is;
het product explosief is;
lekkage absoluut moet worden voorkomen;
het product zeer kostbaar is;
het proces onder druk staat;
kristallisatie kan optreden.

In deze situaties wordt vaak gekozen voor een Double Seal.

Hoe werkt een Double Seal?¶

Een Double Seal bestaat uit twee afzonderlijke mechanische afdichtingen.

De binnenste seal houdt het product in de tank.
De buitenste seal voorkomt dat eventuele lekkage naar buiten komt.

Tussen beide afdichtingen bevindt zich een afgesloten ruimte.

Deze ruimte wordt gevuld met:

een buffervloeistof (buffer fluid); of
een spervloeistof (barrier fluid).

Deze vloeistof speelt een belangrijke rol bij de werking van de afdichting.

Buffervloeistof en spervloeistof¶

Hoewel de begrippen soms door elkaar worden gebruikt, is er een belangrijk verschil.

Buffervloeistof¶

De druk van de buffervloeistof is lager dan de procesdruk.

Hierdoor kan een kleine hoeveelheid product in de buffervloeistof terechtkomen.

Buffervloeistoffen worden toegepast wanneer beperkte lekkage acceptabel is.

Spervloeistof¶

De spervloeistof staat juist onder een hogere druk dan het proces.

Hierdoor stroomt bij een defect geen product naar buiten, maar stroomt de spervloeistof naar binnen.

Dit biedt de hoogste mate van veiligheid.

Spervloeistoffen worden toegepast bij:

toxische stoffen;
explosieve media;
steriele processen.

Waarom twee afdichtingen?¶

Door twee afdichtingen achter elkaar te plaatsen ontstaat een extra veiligheidsbarrière.

Voordelen:

sterk verminderde kans op lekkage;
langere levensduur;
betere koeling;
betere smering;
hogere bedrijfszekerheid.

Bij uitval van één afdichting blijft de tweede afdichting bescherming bieden.

Opbouw van een Double Seal¶

Een double seal bestaat doorgaans uit:

binnenste afdichtvlakken;
buitenste afdichtvlakken;
veren;
O-ringen;
afdichtingshuis;
aansluitingen voor buffer- of spervloeistof.

Vaak wordt de complete constructie geleverd als Cartridge Seal.

Spoelsystemen¶

Voor een goede werking is vaak een extern spoelsysteem nodig.

Dit systeem zorgt voor:

circulatie van de vloeistof;
warmteafvoer;
smering;
drukregeling.

Afhankelijk van de toepassing kunnen hiervoor speciale reservoirs of pompsystemen worden gebruikt.

In de procesindustrie worden hiervoor vaak de API Plan-richtlijnen gevolgd, bijvoorbeeld API Plan 52 of API Plan 53.

Wanneer wordt een Double Seal toegepast?¶

Typische toepassingen zijn:

chemische reactoren;
farmaceutische installaties;
oplosmiddelen;
toxische producten;
explosieve media;
hoge druk;
vacuümprocessen;
steriele processen.

Hoe groter de gevolgen van een lekkage, hoe groter de kans dat een double seal wordt gekozen.

Double Seal versus Single Seal¶

Single Seal	Double Seal
Eén afdichting	Twee afdichtingen
Eenvoudige constructie	Complexere constructie
Lagere aanschafkosten	Hogere aanschafkosten
Minder onderhoud	Meer componenten
Geschikt voor algemene toepassingen	Geschikt voor kritische processen
Hogere kans op productlekkage	Zeer hoge bedrijfszekerheid

Een double seal is dus geen vervanging voor iedere single seal, maar een oplossing voor situaties waarin extra zekerheid nodig is.

Materialen¶

De afdichtvlakken bestaan vaak uit:

siliciumcarbide (SiC);
wolfraamcarbide (WC);
koolstof (Carbon).

Voor de elastomeren worden afhankelijk van het medium onder andere gebruikt:

EPDM;
FKM (Viton®);
PTFE;
FFKM.

De materiaalkeuze is volledig afhankelijk van de procesomstandigheden.

Praktijk bij Jongia¶

Bij Jongia wordt tijdens de engineering zorgvuldig beoordeeld welk type afdichting het beste past bij de toepassing. Voor veel menginstallaties is een single seal voldoende, maar bij gevaarlijke, kostbare of gevoelige producten wordt regelmatig gekozen voor een double seal.

De keuze hangt onder andere af van:

de eigenschappen van het product;
de procesdruk;
de temperatuur;
de gewenste hygiëne;
de kans op kristallisatie;
de veiligheidsvoorschriften van de klant.

In de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie wordt een double seal ook toegepast om productverontreiniging te voorkomen en een betrouwbare werking tijdens CIP- en SIP-reiniging te garanderen.

Bij onderhoud worden niet alleen de afdichtvlakken gecontroleerd, maar ook het spoelsysteem en de conditie van de buffer- of spervloeistof.

Veelgemaakte fouten¶

Double Seal en Cartridge Seal door elkaar halen. Een cartridge seal beschrijft de constructievorm; een double seal beschrijft het aantal afdichtingen. Een double seal kan als cartridge seal zijn uitgevoerd.
Buffer- en spervloeistof als hetzelfde beschouwen. Het verschil in druk ten opzichte van het proces bepaalt hun functie.
Denken dat een double seal nooit lekt. Ook een dubbele afdichting kan slijten; het systeem verkleint vooral de kans op productlekkage aanzienlijk.
Het spoelsysteem onderschatten. Een slecht functionerend buffersysteem kan de levensduur van de afdichting sterk verkorten.
Een double seal toepassen zonder duidelijke noodzaak. De constructie is duurder en complexer dan een single seal en wordt alleen gekozen wanneer de procesomstandigheden dat rechtvaardigen.