Hoe werkt een magnetische koppeling in een magneetpomp?

Een magneetpomp drijft de pompas aan via twee sets permanente magneten die door een hermetisch gesloten wand heen koppelen, zonder dat er een fysieke verbinding door de pompbehuizing loopt. Daardoor is er geen asafdichting nodig en kan de vloeistof de pomp nooit verlaten via een roterende doorvoer. Dit maakt de magneetpomp tot een van de meest gebruikte sealless oplossingen in de procesindustrie. In dit artikel beantwoorden we de meest gestelde vragen over hoe een magneetgedreven pomp werkt, wanneer je hem inzet en waar de grenzen liggen. Meer over ons aanbod vind je op promotec.nl.

Wat gebeurt er binnenin een magneetpomp tijdens bedrijf?

Binnenin een magneetpomp beweegt de vloeistof doordat een binnenste magneetring, die direct aan het pompwiel is bevestigd, wordt meegetrokken door een buitenste magneetring die door de elektromotor wordt aangedreven. De twee magneetringen zijn van elkaar gescheiden door een dunne, hermetisch gesloten containment shell, ook wel splitbus of isolatiebus genoemd. Er is geen mechanische verbinding tussen motor en pompwiel.

De buitenste magneetring zit op de motoras en draait vrijuit in de lucht. De binnenste magneetring bevindt zich volledig in het natte gedeelte van de pomp en is omgeven door de te verpompen vloeistof. Omdat permanente magneten door niet-magnetische materialen heen een krachtveld uitoefenen, volgt de binnenste ring de buitenste ring synchroon. Het pompwiel draait mee en verplaatst de vloeistof van inlaat naar uitlaat.

De containment shell is doorgaans gemaakt van roestvrij staal, Hastelloy of een technisch polymeer zoals PEEK of ETFE, afhankelijk van de chemische agressiviteit van het medium. Omdat er geen roterende as door de wand gaat, zijn er ook geen slijtende afdichtingen. Het enige wat de vloeistof tegenhoudt, is de vaste wand van de containment shell zelf.

Wat is het verschil tussen een magneetpomp en een pomp met asafdichting?

Het fundamentele verschil is dat een pomp met asafdichting een roterende as heeft die door de pompbehuizing naar buiten steekt en daar wordt afgedicht met een mechanische seal of stopbus. Een magneetpomp heeft die doorvoer niet: de as eindigt binnenin de pomp en de koppeling verloopt contactloos via magneten. Daarmee vervalt de belangrijkste bron van lekkage en emissie.

Bij een conventionele pomp slijt de mechanische afdichting geleidelijk. Vloeistof en damp kunnen langs de seal ontsnappen, wat bij gevaarlijke of vluchtige media direct een veiligheids- en milieurisico oplevert. Regelmatig vervangen van de seal is standaard onderhoud, maar ook een bron van ongeplande stilstand wanneer de seal onverwacht faalt.

Een magneetpomp elimineert dit risico structureel. Er zijn geen slijtende afdichtingen, geen periodieke sealvervangingen en geen fugitieve emissies via de asdoorvoer. De keerzijde is dat de magneetkoppeling een maximaal overdraagbaar koppel heeft: bij overbelasting ontkoppelen de magneten, wat de pomp beschermt maar ook stilstand veroorzaakt. Daarnaast stelt de containment shell eisen aan de vloeistoftemperatuur en de aanwezigheid van vaste deeltjes.

Welke vloeistoffen zijn geschikt voor een magneetgedreven pomp?

Magneetgedreven pompen zijn bij uitstek geschikt voor zuivere, lage tot matig visceuze vloeistoffen zonder abrasieve deeltjes. Typische toepassingen zijn zuren, logen, oplosmiddelen, koelmiddelen, chemicaliën en andere gevaarlijke of milieubelastende media waarbij lekkage niet acceptabel is. De vloeistof mag niet te heet zijn en mag geen ferromagnetische deeltjes bevatten.

De geschiktheid hangt af van drie factoren:

Chemische compatibiliteit: de vloeistof mag de containment shell en de lagers niet aantasten. Materiaalvarianten in RVS, Hastelloy, PVDF of PEEK bieden een breed chemisch bereik.
Viscositeit: magneetpompen werken het best bij vloeistoffen met een lage tot matige viscositeit. Bij hoge viscositeit neemt het benodigde koppel toe en kan de magneetkoppeling ontkoppelen.
Deeltjesvrij: abrasieve of ferromagnetische deeltjes beschadigen de lagers en kunnen de binnenste magneetring blokkeren. Voor slurries of verontreinigde vloeistoffen zijn andere pomptypen geschikter.

Vloeistoffen die neigen tot uitkristalliseren of polymeriseren zijn eveneens problematisch, omdat afzettingen de smering van de glijlagers in het natte gedeelte verstoren. In die gevallen verdient het aanbeveling om de procesomstandigheden goed te analyseren voordat een magneetpomp wordt geselecteerd.

Waarom verliezen magneten hun kracht bij hoge temperaturen?

Permanente magneten verliezen hun magnetische kracht bij hoge temperaturen omdat warmte de geordende magnetische domeinen in het materiaal verstoort. Boven een bepaalde grenstemperatuur, de zogenoemde Curie-temperatuur, verdwijnt de magnetisering volledig en onomkeerbaar. Al ruim onder die grens treedt een meetbare, soms permanente verzwakking op.

In de praktijk werken magneetpompen met neodymium- of samarium-cobaltmagneten. Neodymium is sterker maar gevoeliger voor temperatuur: boven circa 80 tot 120 graden Celsius neemt het krachtverlies merkbaar toe. Samarium-cobalt is duurder maar stabieler bij hogere temperaturen, tot ongeveer 250 graden Celsius.

Voor procesingenieurs betekent dit dat de vloeistoftemperatuur een harde ontwerpgrens is. Wanneer de te verpompen vloeistof warm is, of wanneer de pomp droog kan lopen waardoor de temperatuur in het natte gedeelte stijgt, moet de magneetspecificatie hierop worden afgestemd. Droogloop is bovendien gevaarlijk omdat de vloeistof ook de glijlagers smeert: zonder vloeistof slijten de lagers snel en kan de containment shell beschadigen.

Wanneer is een busmotorpomp een betere keuze dan een magneetpomp?

Een busmotorpomp, ook wel canned motor pomp genoemd, is een betere keuze dan een magneetpomp wanneer de procesomstandigheden hoge drukken, hoge temperaturen of een verhoogd risico op droogloop met zich meebrengen. Bij een busmotorpomp zijn motor en pomp volledig geïntegreerd in één hermetisch gesloten eenheid, zonder externe magneetkoppeling.

De twee technologieën zijn beide sealless, maar ze verschillen in constructie en sterktes:

Magneetpomp: motor en pomp zijn gescheiden eenheden die via magneten koppelen. De containment shell kan bij overdruk of onjuiste toepassing bezwijken. Geschikt voor standaard procesdrukken en temperaturen.
Busmotorpomp: de motorwikkeling bevindt zich in het natte gedeelte en wordt gekoeld door de vloeistof zelf. Er is geen externe koppeling die kan ontkoppelen. Geschikt voor hogere drukken, hoge temperaturen en toepassingen waarbij de magneetkoppeling te zwak zou zijn.

Busmotorpompen zijn doorgaans duurder in aanschaf en stellen hogere eisen aan de elektrische installatie. Ze zijn echter robuuster onder extreme procesomstandigheden en worden veel toegepast in de petrochemie en bij koelmiddelentoepassingen. De keuze tussen beide technologieën hangt af van druk, temperatuur, vloeistofkarakteristieken en de vereiste bedrijfszekerheid.

Hoe voldoet een magneetpomp aan TA-Luft en ATEX-eisen?

Een magneetpomp voldoet aan TA-Luft doordat de hermetisch gesloten constructie fugitieve emissies via de asdoorvoer volledig elimineert. TA-Luft stelt grenswaarden aan emissies van vluchtige organische stoffen en gevaarlijke gassen; een pomp zonder asafdichting heeft structureel geen lekpad op die locatie. Voor ATEX geldt dat de pomp gecertificeerd moet zijn voor de explosiegroep en temperatuurklasse die bij het medium en de locatie horen.

In de praktijk zijn er twee aandachtspunten bij de naleving van deze normen:

TA-Luft verificatie: de containment shell moet aantoonbaar voldoen aan de lekdichtheidseisen. Fabrikanten leveren hiervoor testcertificaten en materiaalspecificaties. De norm vereist dat de pomp als geheel wordt beoordeeld, inclusief flenzen en aansluitingen.
ATEX-certificering: de pomp moet zijn gecertificeerd voor de juiste apparatencategorie (II 2G of II 1G afhankelijk van de zone), de juiste explosiegroep (IIA, IIB of IIC) en de juiste temperatuurklasse (T1 tot T6). Dit geldt zowel voor de pomp zelf als voor de aandrijfmotor.

Droogloopbeveiliging is bij ATEX-toepassingen een extra vereiste: zonder vloeistof kan de temperatuur in de pomp snel oplopen tot boven de toegestane oppervlaktetemperatuur voor de betreffende temperatuurklasse. Een stroommonitor of temperatuursensor die de pomp bij droogloop uitschakelt, is daarom in explosiegevaarlijke omgevingen standaard onderdeel van de installatie.

Hoe PromoTec helpt bij de keuze voor de juiste magneetpomp

De juiste magneetpomp kiezen vraagt om meer dan een catalogusvergelijking. Procesdruk, temperatuur, vloeistofsamenstelling, ATEX-zone en de geldende emissienormen moeten allemaal worden meegewogen. Wij helpen je daarbij als merkonafhankelijk specialist met meer dan 50 jaar ervaring in de procesindustrie.

Wat wij voor je doen:

Objectief selectieadvies op basis van jouw procesomstandigheden, zonder voorkeur voor één merk
Verificatie van ATEX-classificatie en TA-Luft compliance voor de gekozen pomp
TCO-berekening waarmee je de hogere initiële investering in sealless technologie intern kunt onderbouwen
Testen van de geselecteerde pomp op onze eigen testinstallatie onder procesrelevante omstandigheden
Levering van magneetgedreven pompen van gerenommeerde fabrikanten, waaronder Greenpumps en Hermag, die wij exclusief voor Nederland distribueren

Wil je weten welke sealless pompoplossing past bij jouw proces en voldoet aan de geldende veiligheidsnormen? Neem dan contact met ons op voor een vrijblijvend adviesgesprek.

Veelgestelde vragen

Hoe weet ik of mijn huidige pomp met asafdichting vervangen kan worden door een magneetpomp?

Controleer eerst of je vloeistof voldoet aan de drie basiscriteria: chemisch compatibel met de beschikbare materialen, lage tot matige viscositeit, en vrij van abrasieve of ferromagnetische deeltjes. Vergelijk daarna de procesdruk en -temperatuur met de specificaties van de magneetpomp die je overweegt. In de meeste standaard chemische processen is een directe vervanging goed mogelijk, maar het is verstandig om een specialist te raadplegen die de volledige procesomstandigheden beoordeelt voordat je overschakelt.

Wat zijn de meest voorkomende fouten bij de installatie van een magneetpomp?

De meest gemaakte fout is het niet correct ontluchten van de pomp vóór inbedrijfstelling, waardoor de pomp droog aanloopt en de glijlagers direct beschadigen. Andere veelvoorkomende fouten zijn het monteren van de pomp zonder voldoende NPSH-marge (waardoor cavitatie optreedt), het gebruik van de pomp buiten het aanbevolen werkpuntbereik, en het negeren van de minimale vloeistoftemperatuur bij vloeistoffen die neigen tot uitkristalliseren. Volg altijd de installatiehandleiding van de fabrikant en zorg voor een correcte leidingaansluiting zonder spanningen op de pompflenzen.

Hoe merk ik dat de magneetkoppeling ontkoppeld is en wat moet ik dan doen?

Bij ontkoppeling draait de motor gewoon door, maar levert de pomp geen debiet meer: de druk op de uitlaatzijde valt weg en de stroomopname van de motor daalt merkbaar. Schakel de pomp direct uit zodra je dit constateert, want de binnenste magneetring en de glijlagers draaien dan zonder smering. Controleer daarna de oorzaak, zoals een te hoge viscositeit, een geblokkeerde leiding of een te hoog soortelijk gewicht van de vloeistof, en herstel de procesomstandigheden voordat je de pomp opnieuw opstart.

Zijn magneetpompen ook geschikt voor kleine debieten of laboratoriumtoepassingen?

Ja, magneetgedreven pompen zijn beschikbaar in zeer kleine uitvoeringen en worden veel toegepast in laboratoria, pilotinstallaties en doseersystemen waar kleine hoeveelheden gevaarlijke of zuivere vloeistoffen lekvrij verplaatst moeten worden. Let er bij kleine debieten op dat de pomp niet te ver van het optimale werkpunt wordt bedreven, omdat dit de levensduur van de lagers negatief beïnvloedt. Voor pulsatievrij doseren zijn peristaltische of membraanpompen soms een beter alternatief, afhankelijk van de nauwkeurigheidseisen.

Wat kost het onderhoud van een magneetpomp in vergelijking met een pomp met mechanische seal?

Magneetpompen hebben structureel lagere onderhoudskosten omdat er geen mechanische seal is die periodiek vervangen moet worden. Bij een conventionele pomp zijn sealvervangingen, stilstandskosten en het risico op ongeplande uitval de grootste kostenposten in de totale eigendomskosten (TCO). Bij een magneetpomp zijn de voornaamste onderhoudsmomenten de inspectie van de containment shell op corrosie of erosie en het controleren van de glijlagers, die bij correct gebruik en een schone vloeistof een lange levensduur hebben. De hogere aanschafprijs van een magneetpomp wordt in de meeste toepassingen binnen twee tot vier jaar terugverdiend via lagere onderhouds- en stilstandskosten.

Kan een magneetpomp ook worden gebruikt voor vloeistoffen met een hoog soortelijk gewicht, zoals geconcentreerde zuren?

Ja, maar het soortelijk gewicht van de vloeistof heeft direct invloed op het benodigde koppel en daarmee op de belasting van de magneetkoppeling. Hoe zwaarder de vloeistof, hoe meer koppel er nodig is om het pompwiel op toerental te houden. Bij geconcentreerde zuren of andere zware vloeistoffen moet de magneetkoppeling expliciet worden gedimensioneerd op het hogere soortelijk gewicht, en moet de chemische compatibiliteit van de containment shell en de lagers zorgvuldig worden geverifieerd. Raadpleeg de fabrikant of een specialist met de exacte vloeistofdata om de juiste pompgrootte te selecteren.

Welke droogloopbeveiliging wordt aanbevolen voor een magneetpomp in een ATEX-omgeving?

In ATEX-omgevingen is een combinatie van een stroommonitor en een temperatuursensor de meest toegepaste oplossing: de stroommonitor detecteert de dalende motorbelasting bij droogloop, terwijl de temperatuursensor de oplopende temperatuur in het natte gedeelte bewaakt. Sommige fabrikanten bieden pompen aan met een geïntegreerde droogloopsensor in de containment shell. Welke oplossing verplicht is, hangt af van de ATEX-categorie en de temperatuurklasse van de installatie; dit moet worden vastgelegd in de risicoanalyse (ATEX-zonedocument) van de installatie.

Nieuws