Gesprek met de oprichter

Onthullen van de Geheimen achter Langlevende Mechanische Afdichtingen

In het bedrijfssysteem van industriële installaties fungeren mechanische afdichtingen als onbekende helden—die stilletjes de asuiteinden van vloeistoftransportapparatuur bewaken. Zij moeten lekken van media voorkomen om de veiligheid van de productie te waarborgen en tegelijkertijd wrijvingsverliezen verminderen om de energie-efficiëntie te verbeteren. Dit ogenschijnlijk kleine onderdeel is rechtstreeks gekoppeld aan de stabiele werking van kernindustrieën zoals chemische verwerking, energie en waterzuivering. Het technische niveau ervan wordt zelfs beschouwd als een belangrijke indicator voor de precisie en geavanceerdheid van de apparatuurfabricage.

De heer Tong Hanquan, oprichter van Jiangsu Golden Eagle Fluid Machinery Co., Ltd., is al sinds 1976, dus 50 jaar lang, toegewijd aan dit vakgebied. Door tientallen jaren van volharding heeft hij de gehele ontwikkeling meegemaakt, vanaf de naslagfase tot het moment dat binnenlandse mechanische afdichtingen zelfstandig innovatief werden. Vandaag hebben we voorzitter Tong uitgenodigd om samen de effectiviteit van mechanische afdichtingen te verkennen—van basisprincipes tot praktijkervaring—en zo de 'geheimen van een lange levensduur' van dit cruciale onderdeel te ontsluiten.

Verslaggever : Voorzitter Tong, met vijftig jaar ervaring in de industrie van mechanische afdichtingen, heeft u de ontwikkeling en transformaties van deze sector van dichtbij meegemaakt. Beginnend bij de basis: wat is de belangrijkste factor om de levensduur van mechanische afdichtingen te verlengen wanneer ze in vloeibare media worden gebruikt?

Voorzitter Tong : Uiteindelijk draait het allemaal om het behoud van de vloeistoffilm. Tussen de wrijvingsoppervlakken van de dynamische en stationaire ringen in een mechanische afdichting zorgt een door het medium gevormde vloeistoffilm voor essentiële smering. Deze film fungeert als een beschermende laag—zonder deze, of indien deze onstabiel wordt, zal de afdichting snel uitvallen. Bij Golden Eagle hechten wij grote waarde aan de stabiliteit van de vloeistoffilm als een kernindicator in al onze ontwerp- en productieprocessen.

Verslaggever : Wat zijn de verschillende smeringsstanden tussen deze wrijvingsoppervlakken, en hoe beïnvloeden zij de levensduur van de afdichting?

Voorzitter Tong : Op basis van onze praktijkervaring en onderzoek zijn er vier hoofdstanden:

Droge wrijving : Het slechtste scenario, waarbij geen vloeistof het wrijvingsoppervlak bereikt—alleen stof en geoxideerde lagen blijven over. Dit leidt tot direct warmteontwikkeling, slijtage en snelle lekkage. Vroeg in mijn carrière kwam ik veel gevallen tegen waarbij onjuiste installatie droge wrijving veroorzaakte, met forse verliezen tot gevolg.

Grenssmering : In theorie zijn afdichtingsvlakken nooit volkomen glad. Wat vlak lijkt, heeft nog steeds microscopische pieken en dalen. Wanneer af te dichten vloeistof of medium onder druk de spleet binnenkomt, vult het de dalen maar niet de pieken. De dalen profiteren van smering, maar de pieken ondervinden direct contact en wrijving, wat resulteert in matige slijtage en warmteontwikkeling.

 

Semi-vloeibare smering : Dit is de ideale toestand. Door middel van ‘macro-deuken’ op de eindvlakken aan te brengen via groeven, wordt een dunne maar stabiele vloeistoffilm gehandhaafd. Dit verlaagt de wrijvingscoëfficiënt en zorgt voor effectieve afdichting.

 

Volledige vloeibare smering : Hoewel dit ideaal lijkt door het ontbreken van wrijving, leidt de te grote spleet tot lekkage—waardoor het contraproductief is.

Verslaggever : Het lijkt erop dat semi-vloeibare smering de ideale toestand is om naar te streven. Welke factoren moeten worden overwogen om dit te bereiken?

Voorzitter Tong : Een allesomvattende aanpak is essentieel. Media-eigenschappen zijn fundamenteel—bijvoorbeeld vormen media met hoge viscositeit gemakkelijker vloeibare films dan media met lage viscositeit. Druk, temperatuur en glijdsnelheid zijn eveneens kritisch: te hoge druk kan de vloeistoffilm doen scheuren, hoge temperaturen kunnen het medium doen verdampen, en hoge snelheden kunnen de wrijvingswarmte versterken.

Bij Golden Eagle voeren we gedetailleerde berekeningen van deze parameters uit tijdens het klantselectieproces. Daarnaast moeten factoren zoals aanpassing van de afdrukdruk, ontwerp van smeringsstructuren en de bewerkingsnauwkeurigheid van frictieoppervlakken worden geoptimaliseerd. Terwijl een oppervlakteruwheid van Ra0,8 ooit als acceptabel werd beschouwd, bereiken we nu met precisieslijpen een waarde van Ra0,02, wat de retentie van de vloeistoffilm aanzienlijk verbetert.

Verslaggever : U noemde smeringsstructuren—we hebben gehoord dat Golden Eagle over aanzienlijke technische expertise beschikt om deze te verbeteren. Kunt u daar meer over zeggen?

Voorzitter Tong : Zeker. Structureel ontwerp is één van onze kerncompetenties.

Eccentrische eindvlakken : Door het centrum van de draaiende of vaste ring licht te verplaatsen ten opzichte van de as, wordt smeermiddel tijdens de rotatie 'meegetrokken' naar het wrijvingsoppervlak. De mate van excentriciteit moet echter precies zijn—te grote verplaatsing veroorzaakt onevenmatige slijtage onder hoge druk, en bij hoge snelheden is een zorgvuldig ontwerp nodig om trillingen door centrifugale krachten te voorkomen. Dit hebben we op pijnlijke wijze geleerd met afdichtingen voor chemische pompen in een vroeg stadium, en later opgelost middels eindige-elementenanalyse.

Groefvorming op eindvlak : Bij hoge druk en hoge snelheid vermindert groeven effectief de verstoring van de vloeistoffilm die wordt veroorzaakt door wrijvingswarmte. De plaatsing van de groeven is cruciaal: bij uitwendig onder druk gezette afdichtingen moeten de groeven in de stilstaande ring worden aangebracht om te voorkomen dat verontreinigingen binnendringen; bij inwendig onder druk gezette afdichtingen is de bewegende ring verder van toepassing, omdat de centrifugale kracht verontreinigingen naar buiten duwt. Ook de vorm, het aantal en de diepte van de groeven zijn belangrijk—te veel of te diepe groeven verhogen de lekkage. Onze wigvormige groeven hebben de smeringsefficiëntie met 30% verbeterd ten opzichte van eerdere rechthoekige ontwerpen.

 

Hydrostatische smering : Dit houdt in dat een onafhankelijke vloeistofbron (bijvoorbeeld een hydraulische pomp) onder druk staat om gesmeerde vloeistof rechtstreeks aan het wrijvingsoppervlak te leveren, waardoor zowel smering als weerstand tegen mediumdruk wordt geboden. Dit ontwerp wordt vaak gebruikt in reactievaten met hoge druk.

Verslaggever : Zijn smeringsproblemen complexer voor mechanische afdichtingen in gasvormige media?

Voorzitter Tong : Inderdaad, die zijn moeilijker. Dergelijke omstandigheden leiden vaak tot onvoldoende smering, problemen met warmteafvoer en gevoeligheid voor lekkage, wat gespecialiseerde ontwerpen vereist om stabiele werking te garanderen. Wij gebruiken meestal droge gasschermen, die gebruikmaken van groefpatronen op micronniveau (bijvoorbeeld spiraal- of T-groeven) om hydrodynamische effecten op te wekken, waardoor het gas wordt samengeperst tot een ultradunne film (ongeveer 3–5 μm) voor werkzaamheden zonder contact. Bij een retrofitproject voor een fabrikant van gascompressoren verlengde deze aanpak de levensduur van het afdichtsysteem van 3 maanden naar 18 maanden.

Verslaggever : Zaten er achter deze innovaties veel proef- en foutervaringen?

Voorzitter Tong : Absoluut. In de jaren 80, terwijl we aan dichtingen voor raffinaderijpompen werkten, experimenteerden we met groeven op het afdichtvlak. In eerste instantie veroorzaakte te veel groeven overmatige lekkage; te weinig resulteerde in droge wrijving. Het kostte meer dan twintig pogingen om de optimale parameters te vinden. Tegenwoordig profiteren jonge ingenieurs van computersimulaties, waardoor veel giswerk wordt vermeden. Toch benadruk ik altijd dat de kloof tussen laboratoriumgegevens en werkelijke omstandigheden moet worden overbrugd door praktische ervaring. Daarom staat Golden Eagle al zo lang stevig in de branche—wij hechten waarde aan zowel theorie als praktijk.

De huidige discussie met voorzitter Tong, van vloeibare film smeervoorziening principes tot structurele ontwerpen die de smering verbeteren, heeft de onderliggende logica achter de levensduur van mechanische afdichtingen onthuld. In het volgende interview zal voorzitter Tong dieper ingaan op praktische toepassingen, waarbij selectiestrategieën en maatregelen ter voorkoming van storingen van mechanische afdichtingen in diverse industrieën worden verkend — waaronder chemische verwerking, farmaceutische productie, olie-raffinage en nieuwe materialen. Blijf ons volgen!