Gids: Asafdichtingen – koolstof vs. SiC vs. Cer vs. TC

Heeft u last van een pomp die voortijdig defect raakt, of kampt u met terugkerende lekkages in pompen of roerwerken? Bij het kiezen van materialen voor uw asafdichtingen zijn er in de praktijk twee zaken die moeten kloppen: dat de asafdichting zelf geschikt is voor uw pomp of apparatuur, en dat de materiaalcombinatie van de roterende en stationaire onderdelen aansluit bij uw proces. Om een optimale werking te garanderen, moet u het verschil kennen tussen de vier belangrijkste materialen: koolstof (carbon), siliciumcarbide (SiC), keramiek (Cer) en wolfraamcarbide (TC).

Een verkeerde keuze kan leiden tot productiestilstand en kostbare stilstandtijd. Om de juiste keuze te kunnen maken, gaat het erom de juiste balans te vinden tussen afmetingen, afdichtingsvlakken en de pakkingen die zowel uw apparatuur als uw eindproduct tegen verontreiniging beschermen.

Voordat we ons richten op de materialen, moet de basis in orde zijn. De eerste stap is altijd om ervoor te zorgen dat de asafdichting is ontworpen voor de specifieke apparatuur waarin deze moet worden gemonteerd.

Asafdichtingen zijn vaak ontworpen voor specifieke pomp- en asafmetingen en werken alleen als de afmetingen, de zitting en de as geschikt zijn voor de betreffende toepassing. Als de onderdelen niet op elkaar aansluiten, zal zelfs de sterkste oplossing na verloop van tijd falen. Pas wanneer de fundamentele compatibiliteit is gewaarborgd, heeft het zin om de materialen voor afdichtingsvlakken en pakkingen te selecteren.

Als we het hebben over materiaalkeuze, bedoelen we het materiaal waaruit het stationaire en het roterende onderdeel bestaan. Het gaat niet alleen om het voorkomen van een acute lekkage, maar ook om het waarborgen van de bedrijfszekerheid van de installatie op de lange termijn. Door de eigenschappen van het materiaal af te stemmen op uw bedrijfsomstandigheden kunt u het risico op dure productiestilstanden minimaliseren en frequente vervangingen voorkomen.

Koolstof is een relatief zacht materiaal met een lage wrijving en een goede chemische bestendigheid. Het fungeert als standaardoplossing in veel toepassingen en is zeer geschikt voor schone, niet-schurende media bij gematigde drukken en temperaturen.

In de praktijk wordt koolstof vaak gebruikt als roterend afdichtingsvlak tegen een harder, stationair oppervlak van roestvrij staal, keramiek of siliciumcarbide. Dit zorgt in veel hygiënische toepassingen voor een stabiele en milde werking. Houd er echter rekening mee dat koolstof nooit tegen koolstof mag worden gebruikt, omdat dit slijtage veroorzaakt.

Siliciumcarbide is een extreem hard, slijtvast en corrosiebestendig materiaal. Het is ontwikkeld om hoge drukken, extreme temperaturen en media met deeltjes of kristallen aan te kunnen.

Werkt u met suikerhoudende producten? Dan weet u dat er een risico op kristallisatie bestaat bij de afdichtingsvlakken. Hier zorgen afdichtingsvlakken van SiC doorgaans voor een aanzienlijk langere levensduur. SiC tegen SiC heeft ook vaak de voorkeur in chemisch veeleisende farmaceutische en CIP-processen vanwege de chemische bestendigheid van het materiaal.

Keramiek is een zeer hard materiaal dat vaak wordt gebruikt als de stationaire tegenhanger van een roterend koolstofoppervlak. Het is een economisch aantrekkelijke oplossing voor minder veeleisende taken, zoals het transport van zuiver water of dunne vloeistoffen bij gematigde temperaturen.

Hoewel Cer een hoge oppervlaktehardheid heeft, is de vorm ook broos. Dit betekent dat het gevoelig is voor thermische schokken en mechanische stoten. In processen met intensieve CIP- of SIP-reinigingen, waarbij de temperatuur snel stijgt, loopt keramiek het risico te barsten. Daarom zien we het materiaal vaak toegepast in standaardpompen in plaats van in de meest kritieke processtappen.

Wolfraamcarbide, ook wel hardmetaal genoemd, wordt gekenmerkt door zijn extreme weerstand tegen mechanische invloeden. Waar SiC en Cer broos kunnen zijn, is TC veel robuuster tegen trillingen en drukstoten in het systeem.

Het materiaal wordt vaak aangetroffen in de koelindustrie, met name in pompen voor ammoniak, of in de chemische industrie voor media onder hoge druk. TC is de voor de hand liggende keuze wanneer de bedrijfsomstandigheden een materiaal vereisen dat niet breekt onder mechanische belasting, maar toch een zeer hoge slijtvastheid behoudt.

Afhankelijk van uw bedrijfsomstandigheden kunt u het wrijvingspaar zelf beschouwen als ‘zacht versus hard’ of ‘hard versus hard’. Als de materialen op de afdichtingsvlakken niet bij uw proces passen, treden er al snel storingen op. Incompatibiliteit betekent in de praktijk dat u het risico loopt op plotselinge stilstand midden in een productieproces, waarbij elke uur stilstand kostbaar is.

Hier krijgt u een combinatie die goed geschikt is voor schone of licht vervuilde media, waarbij de belasting matig is. Het voordeel is lage wrijving en minimale warmteontwikkeling, wat zowel de afdichtingsvlakken als de as ontziet. Dit is de typische oplossing in veel vloeistofprocessen in zuivelbedrijven en brouwerijen.

Heeft u juist een robuuste oplossing nodig voor media met deeltjes, kristallen of hoge druk? Met deze combinatie profiteert u van maximale slijtvastheid en een lange levensduur in veeleisende omgevingen. Deze oplossing is bijzonder geschikt voor herhaaldelijke slijtage door zachtere materialen, bijvoorbeeld bij de productie van siropen of in chemisch veeleisende farmaceutische processen.

U kunt de optimale afdichtingsvlakken hebben gekozen, maar als de afdichting faalt, lekt de pomp toch. De zachte componenten – de pakkingen – zijn minstens even belangrijk voor de werking van de asafdichting.

Zelfs als het wrijvingspaar goed op elkaar is afgestemd, kan de levensduur van de asafdichting aanzienlijk korter zijn als het pakkingsmateriaal zelf niet bestand is tegen het medium of de reinigingschemicaliën. Daarom moet uw keuze voor NBR, EPDM, Viton/FKM of PTFE altijd worden afgewogen tegen de afdichtingsvlakken, het medium en de reinigingsroutines.

• NBR: NBR is geschikt voor olie- en vethoudende media bij gematigde temperaturen. Let echter op: NBR is minder geschikt voor hete water-/stoomsystemen en agressieve CIP-media.
• EPDM: Vaak de eerste keuze voor water, stoom en CIP-gebaseerde processen in voedingsmiddelen- en farmaceutische installaties. Het heeft een goede bestendigheid tegen reinigingsmiddelen en stoom.
• Viton/FKM: Kies Viton/FKM voor agressieve chemicaliën, hoge temperaturen en op olie of vet gebaseerde media. Het materiaal is ideaal voor chemische processen of CIP-reinigingen.
• PTFE: Wordt gebruikt wanneer extreme chemische bestendigheid en temperatuurbestendigheid vereist zijn, bijvoorbeeld in agressieve chemische omgevingen. PTFE is minder elastisch dan rubber, maar uiterst bestendig.

We weten dat het lastig kan zijn om uw weg te vinden in de verschillende materialen en combinaties bij het kiezen van een asafdichting – maar maak u geen zorgen. Als u twijfelt over hoe de materialen samengaan met de verschillende pakkingsmaterialen in uw specifieke proces, kan het nuttig zijn om iemand anders naar de bedrijfsomstandigheden te laten kijken.

Wilt u laten beoordelen of uw huidige oplossing optimaal is samengesteld, of staat u voor de keuze van materialen voor nieuwe apparatuur? Neem dan gerust contact met ons op via +45 7020 0422 of stuur een e-mail naar aanvraag@alfotech.nl. Wij adviseren u graag over zowel de materiaalkeuze als concrete afdichtingsoplossingen die bij uw proces passen.

Koolstof is zacht, heeft een lage wrijving en is geschikt voor schone, niet-schurende media bij gematigde drukken en temperaturen. SiC is zeer hard, slijtvast en corrosiebestendig en wordt gebruikt voor deeltjes, kristallen en agressieve chemicaliën. Cer is een harde, economische oplossing voor zuivere vloeistoffen, maar is gevoeliger voor thermische schokken. TC is hardmetaal dat bestand is tegen hoge druk, trillingen en drukstoten in veeleisende procesapplicaties.

Zacht versus hard is typisch koolstof tegen SiC of keramiek en zorgt voor lage wrijving en een goede afdichting bij schone, niet-schurende media. Hard versus hard is bijvoorbeeld SiC tegen SiC of TC tegen TC en wordt gekozen bij hoge druk, deeltjes, kristallen en over het algemeen zware mechanische belasting.

CIP/SIP stelt asafdichtingen bloot aan hoge temperaturen, chemicaliën en thermische schokken, dus materialen en secundaire afdichtingen moeten zowel bij het reinigingsmiddel als bij het temperatuurprofiel passen. Cer kan kwetsbaar zijn bij snelle temperatuurveranderingen, terwijl SiC en TC over het algemeen zwaardere thermische en mechanische belastingen kunnen weerstaan.

Een verkeerde keuze kan leiden tot lekkages, verhoogde slijtage en frequente storingen, met dure productiestilstanden tot gevolg. In het ergste geval kan dit ook leiden tot verontreiniging van het product en de noodzaak van veel frequentere onderhoudsbeurten en vervangingen.