Waarom zijn asafdichtingen zo'n veelvoorkomende bron van lekkage?

Asafdichtingen zijn in veel industriële pompen de zwakste schakel. Ze slijten, ze lekken en ze vragen voortdurend aandacht van onderhoudsteams. Voor HSE Managers, Process Safety Engineers en Milieucoördinatoren in de (petro)chemie, farmacie en olie- en gassector is dat geen abstract probleem: elke druppel lekkage van een gevaarlijke vloeistof is een veiligheidsincident in wording. In dit artikel leggen we uit waarom asafdichtingen zo vaak de bron van lekkage zijn, welke risico’s dat met zich meebrengt en wanneer het tijd is om over te stappen op een fundamenteel andere aanpak.

Wat zijn asafdichtingen en welke rol spelen ze in een pomp?

Een asafdichting, ook wel mechanische afdichting of mechanical seal genoemd, is het onderdeel in een pomp dat de roterende as afdicht ten opzichte van de buitenwereld. De as verbindt de elektromotor met de waaier die de vloeistof verplaatst. Zonder afdichting zou de vloeistof langs de as naar buiten lekken. De asafdichting vormt dus de barrière tussen het procesmedium en de omgeving.

In de praktijk bestaan asafdichtingen uit twee vlakke afdichtingsringen die met grote precisie tegen elkaar drukken. De ene ring zit vast aan de as en draait mee, de andere zit vast in het pomphuis en staat stil. De smalle vloeistoffilm tussen deze twee ringen zorgt voor smering en koeling. Klinkt robuust, maar in werkelijkheid is dit een uiterst kwetsbaar evenwicht dat continu onder druk staat.

Waarom lekken asafdichtingen zo vaak in de industrie?

De oorzaken van lekkage bij asafdichtingen zijn talrijk en vaak onvermijdelijk. Ten eerste slijten de afdichtingsringen door de constante wrijving. Zelfs onder perfecte omstandigheden is slijtage een kwestie van tijd. Maar in de industrie zijn de omstandigheden zelden perfect.

Agressieve media: Zuren, oplosmiddelen en corrosieve chemicaliën tasten de afdichtingsmaterialen aan, waardoor de levensduur drastisch afneemt.
Vaste deeltjes in de vloeistof: Zelfs deeltjes kleiner dan 20 micron kunnen de afdichtingsvlakken beschadigen. Kristallisatie van chemicaliën door temperatuurwisselingen of contact met lucht levert onverwacht slijtend materiaal op.
Druk- en temperatuurschommelingen: Procesomstandigheden die variëren, zorgen voor thermische uitzetting en krimp van de afdichtingscomponenten, wat de nauwkeurige passing verstoort.
Trillingen en uitlijnfouten: Een pomp die niet perfect is uitgelijnd met zijn aandrijving veroorzaakt extra belasting op de as en de afdichting.
Droogloop: Wanneer een pomp even zonder vloeistof draait, verdwijnt de smerende vloeistoffilm en slijten de ringen razendsnel.

Het gevolg is dat asafdichtingen in de praktijk structureel lekken, ook al is het soms maar een kleine hoeveelheid. Die continue, kleine emissies worden in de industrie aangeduid als fugitieve emissies en zijn precies wat regelgeving zoals TA-Luft en de IED steeds strenger aan banden legt.

Welke gevaren brengt lekkage van asafdichtingen met zich mee?

Lekkage van asafdichtingen is nooit alleen een technisch probleem. De gevolgen raken mens, milieu en bedrijfsvoering tegelijk.

Veiligheidsrisico’s: Bij het verpompen van toxische, ontvlambare of explosieve vloeistoffen kan zelfs een kleine lekkage leiden tot een gevaarlijke situatie. Dampvorming in de directe omgeving van de pomp verhoogt het risico op brand, explosie of blootstelling van medewerkers aan schadelijke stoffen.

Milieuschade: Fugitieve emissies dragen bij aan luchtvervuiling en bodemverontreiniging. In een tijdperk waarin bedrijven aantoonbaar moeten voldoen aan steeds strengere milieunormen, is elke ongecontroleerde emissie een potentieel probleem bij de volgende audit.

Operationele kosten: Een lekkende afdichting vraagt om frequente vervanging. Onderhoudsmonteurs moeten de pomp stilleggen, demonteren, de afdichting vervangen en de pomp opnieuw uitlijnen. Die ongeplande stilstand kost productietijd en geld. Bovendien verhoogt een beschadigde afdichting het energieverbruik, omdat de pomp minder efficiënt werkt.

Hoe verschilt een sealless pomp van een pomp met asafdichting?

Een sealless pomp elimineert de asafdichting volledig. In plaats van een roterende as die door een afdichting naar buiten steekt, is de aandrijving volledig ingekapseld. Er zijn twee hoofdtypen sealless pompen die wij bij PromoTec leveren en adviseren.

Magneetgedreven pompen

Bij magneetgedreven pompen drijft een externe magneet via een hermetisch gesloten wand een interne magneet aan die de waaier laat draaien. Er is geen fysieke verbinding tussen de aandrijving en het procesmedium. Het resultaat is een volledig gesloten systeem zonder enige kans op lekkage langs een as.

Busmotorpompen (canned motor pompen)

Bij een busmotorpomp is de elektrische motor volledig geïntegreerd in de pomp. De rotor van de motor bevindt zich in het procesmedium zelf en wordt gekoeld en gesmeerd door de te verpompen vloeistof. Er is geen externe as, geen koppeling en geen afdichting nodig. Dit levert een dubbele insluiting van de vloeistof op, een compactere installatie en een aanzienlijk lager geluids- en vibratieniveau. Wij komen bij PromoTec nog busmotorpompen tegen die ruim 30 jaar geleden door ons zijn geleverd en nog altijd in bedrijf zijn.

Membraanpompen

Een membraanpomp werkt via een flexibel membraan dat de vloeistof verplaatst zonder dat er een roterende as in contact komt met het medium. De Wanner Hydra-Cell membraanpompen die wij leveren, zijn hydraulisch gebalanceerd en volledig lekvrij tot 345 barg. Omdat er geen dynamische mechanische afdichtingen aanwezig zijn, kunnen deze pompen ook vloeistoffen met zwevende vaste deeltjes betrouwbaar verwerken, iets waar asafdichtingen juist snel op falen.

Wanneer is het vervangen van asafdichtingen niet meer voldoende?

Er komt een punt waarop het steeds opnieuw vervangen van asafdichtingen geen duurzame oplossing meer is. Dat punt is bereikt wanneer:

De vervangingsfrequentie zo hoog is dat de onderhoudskosten de investering in een sealless alternatief overstijgen.
Het procesmedium zo agressief of gevaarlijk is dat elke lekkage direct een veiligheids- of milieuincident vormt.
Strengere regelgeving, zoals TA-Luft of ATEX-eisen, aantoonbare nul-emissie vereist die met een asafdichting structureel niet haalbaar is.
Ongeplande stilstand door afdichtingsfalen de productie en betrouwbaarheid van het proces ondermijnt.
Het management vraagt om een aantoonbare reductie van fugitieve emissies met tientallen procenten.

In al deze situaties is de overstap naar sealless technologie niet alleen technisch verstandig, maar ook financieel te onderbouwen. De hogere initiële investering wordt terugverdiend via lagere onderhoudskosten, minder downtime en het wegvallen van lekkagegerelateerde kostenposten. Wij helpen u graag een volledige TCO-berekening op te stellen waarmee u ook intern het management overtuigt.

Hoe kies je de juiste lekvrije pomp voor jouw toepassing?

De keuze tussen een magneetgedreven pomp, een busmotorpomp of een membraanpomp hangt af van meerdere factoren: de aard van het medium, de vereiste druk en capaciteit, de aanwezigheid van vaste deeltjes en de specifieke veiligheidseisen van uw installatie.

Als vuistregel geldt:

Kies voor een busmotorpomp wanneer maximale veiligheid, een compacte voetprint en minimaal onderhoud de prioriteit zijn, met name voor toxische of explosieve vloeistoffen in de (petro)chemie.
Kies voor een magneetgedreven pomp wanneer u een betrouwbare, lekvrije centrifugaalpomp zoekt voor corrosieve of gevaarlijke vloeistoffen, ook beschikbaar in ATEX-uitvoering.
Kies voor een membraanpomp wanneer het medium vaste deeltjes bevat, wanneer hoge drukken vereist zijn of wanneer de vloeistof niet-smerend of abrasief is. De Wanner Hydra-Cell membraanpompen zijn bij uitstek geschikt voor dit soort uitdagende toepassingen.

Bij PromoTec adviseren wij merkonafhankelijk. Met meer dan 50 jaar ervaring in de sectoren waar u actief bent, van de Europoort tot Antwerpen, kennen wij de uitdagingen van uw processen. Onze eigen testinstallatie biedt bovendien de zekerheid dat de gekozen pomp daadwerkelijk presteert onder uw specifieke procesomstandigheden. Neem contact met ons op voor een vrijblijvend adviesgesprek over de juiste lekvrije pomplossing voor uw situatie.

Veelgestelde vragen

Wat zijn de typische terugverdientijden bij de overstap van een pomp met asafdichting naar een sealless pomp?

De terugverdientijd hangt sterk af van de huidige vervangingsfrequentie van uw asafdichtingen en de kosten van ongeplande stilstand. In de praktijk zien wij bij PromoTec dat de investering in een sealless pomp zich binnen 1 tot 3 jaar terugverdient, met name wanneer asafdichtingen meerdere keren per jaar worden vervangen of wanneer elke stilstand significante productieverlieskosten met zich meebrengt. Een volledige TCO-berekening, inclusief onderhoudsuren, reserveonderdelen, energieverbruik en downtime, geeft u de meest betrouwbare basis voor uw businesscase.

Kan een sealless pomp ook worden ingezet bij extreem hoge temperaturen of cryogene toepassingen?

Ja, maar de keuze van het pomptype en de materiaalspecificaties zijn dan cruciaal. Busmotorpompen en magneetgedreven pompen zijn verkrijgbaar in uitvoeringen die bestand zijn tegen zowel hoge temperaturen als cryogene media, mits de juiste materialen voor behuizing, magneten en interne componenten worden geselecteerd. Bij cryogene toepassingen verdient de thermische isolatie van de pomp extra aandacht om condensatie en ijsvorming te voorkomen. Wij adviseren altijd om de exacte procesomstandigheden, inclusief temperatuurextremen, mee te nemen in het selectieproces.

Wat zijn de meest voorkomende fouten bij de installatie van sealless pompen die de levensduur negatief beïnvloeden?

De meest gemaakte fout is droogloop: een sealless pomp, met name een magneetgedreven pomp of busmotorpomp, is afhankelijk van het procesmedium voor smering en koeling van de interne lagers. Zelfs een korte periode zonder vloeistof kan de interne componenten beschadigen. Andere veelvoorkomende fouten zijn onjuiste leidingaansluiting met te hoge zuigweerstand, het negeren van de minimale doorstroomvereisten en het gebruik van verkeerde materialen bij agressieve media. Een goede inbedrijfstelling en het instellen van droog-loopbeveiliging zijn dan ook essentieel.

Hoe verhouden sealless pompen zich tot de ATEX-richtlijn en zijn ze beschikbaar in explosieveilige uitvoering?

Ja, zowel magneetgedreven pompen als busmotorpompen zijn verkrijgbaar in ATEX-gecertificeerde uitvoeringen voor gebruik in explosiegevaarlijke zones. Omdat er geen roterende as door de pompbehuizing naar buiten steekt, is het risico op ontstekingsbronnen door wrijving of lekkage van ontvlambare media al structureel gereduceerd. Bij de selectie van een ATEX-pomp is het belangrijk om de juiste apparaatcategorie en temperatuurklasse te bepalen op basis van de aanwezige gevaarlijke stoffen en de zoneclassificatie van uw installatie. PromoTec adviseert u hierin en levert pompen die voldoen aan de geldende ATEX-eisen.

Zijn sealless pompen ook geschikt voor vloeistoffen met een hoge viscositeit?

Dat hangt af van het pomptype en de specifieke viscositeitswaarden. Magneetgedreven centrifugaalpompen zijn minder geschikt voor zeer visceuze media, omdat de hydraulische prestaties sterk afnemen bij toenemende viscositeit. Busmotorpompen en membraanpompen zijn in veel gevallen beter geschikt voor dikkere vloeistoffen, waarbij membraanpompen zoals de Wanner Hydra-Cell ook uitstekend presteren bij niet-smerende en abrasieve media met een hogere viscositeit. Geef bij uw aanvraag altijd de viscositeit op bij de werktemperatuur, zodat wij het juiste pomptype en de juiste pompgrootte kunnen adviseren.

Hoe verloopt de omschakeling van een bestaande pomp met asafdichting naar een sealless alternatief in de praktijk?

In veel gevallen is een directe vervanging mogelijk, omdat sealless pompen beschikbaar zijn in dezelfde hydraulische klassen en aansluitafmetingen als conventionele centrifugaalpompen. De voorbereiding omvat het in kaart brengen van de procesomstandigheden, het selecteren van het juiste pomptype en materialen, en het controleren van de leidinggeometrie op voldoende NPSH-waarden. PromoTec begeleidt dit traject van advies tot inbedrijfstelling en biedt via de eigen testinstallatie de mogelijkheid om de nieuwe pomp vooraf te valideren onder uw werkelijke procesomstandigheden, zodat u met zekerheid kunt omschakelen.

Welke onderhoudswerkzaamheden zijn nog wel nodig bij sealless pompen?

Hoewel sealless pompen aanzienlijk minder onderhoud vragen dan pompen met asafdichtingen, zijn ze niet volledig onderhoudsvrij. De interne lagers en slijtringen, die worden gesmeerd door het procesmedium, hebben na verloop van tijd vervanging nodig, afhankelijk van het medium en de bedrijfsomstandigheden. Periodieke controle van de motorstroom, trillingsniveaus en temperatuur geeft vroegtijdig inzicht in eventuele slijtage. Het grote voordeel is dat dit onderhoud planbaar is en niet wordt afgedwongen door een acute lekkage, wat de overgang naar een voorspellend onderhoudsmodel aanzienlijk vereenvoudigt.

Nieuws

Waarom zijn asafdichtingen zo’n veelvoorkomende bron van lekkage?