Dry Split Seal - Solusi Tepat untuk Tangki Mixer dengan Temperatur Tinggi

Artikel berikut merupakan terjemahan dari laporan yang ditulis oleh Vic Lundberg seorang process engineer untuk Quadna, sebuah perusahaan DXP di California, sebagai 'sharing' pengalaman penggunaan dry running split seal dan sleeve bearing pada mixer dengan suhu tinggi.

Penggunaan Sleeve Bearing Material untuk Membantu Mengurangi Keausan Poros

Kerusakan karena zat kimia merupakan penyebab utama terjadinya kerusakan pada proses manufaktur dengan teknologi tinggi. Sebagai contoh pada sebuah kasus di pabrik Titanium yang selalu mengindikasikan adanya ‘daya’ yang timbul saat temperature tinggi pada campuran titanium tetrachloride (TiCl4), atau dalam dunia industri disebut TiCL.

Perusahaan tersebut merupakan penghasil logam titanium dengan kualitas tinggi. Dengan kombinasi yang unik antara kekuatan, beratnya yang ringan, tahan korosi dan karakteristik material lainnya, menyebabkan titanium banyak dipakai di banyak industri, seperti industri pesawat terbang dan aplikasi penting lainnya.

Sebagai penghasil titanium, proses produksinya memerlukan perlatan yang handal sehingga selalu diupayakan cara terbaik terutama pada system penyekat pada poros di tangki pencampur dengan suhu tinggi di mana Ticl diproduksi. Zat kimia yang cukup agresif mempunyai tendensi untuk terbakar dengan sendirinya dan potensi uap yang berbahaya serta asap putih beracun yang berimbas pada isu keselamatan. Selain itu, tatkala zat kimia ini bercampur dengan air, ia akan sangat berbahaya.

 

Tantangan

Bagaimana kita mengembangkan cara yang efektif untuk menyekat setiap tangki? Ada dua tantangan terbesar dalam hal ini: yang pertama adalah bagaimana menjaga positive seal yang kuat. Desain seal merupakan factor utama dengan adanya isu metalurgi yang cukup kritis.

Sebelumnya, sistem ini menggunakan metode mechanical seal ganda dengan dilengkapi pembatas minyak mineral sebagai pelumas antara permukaan luar dan dalam. Penyedia material juga merencanakan untuk menerapkan sistem split mechanical seal dengan alasan waktu pemasangan yang lebih cepat.

Bagaimanapun juga, untuk mengamankan sistem operasi, sebuah ‘dry seal’ sangat diperlukan. Permasalahannya tidak ada perusahaan yang memasok dry running seal.
Hambatan yang kedua adalah poros yang cukup panjang. Operasi pencampuran menggunakan poros yang panjang tanpa menggunakan penyangga yang akhirnya menghasilkan ‘run out’ pada mechanical seal yang berlebihan.

Solusi

Perusahaan merekomendasikan DuPont Vespel CR6100 diinstal menggunakan material sleeve bearing. Penambahan sleeve akan membantu mengurangi ‘run out’ pada mechanical seal yang berlebihan.

Suaian (clearance) pada bearing untuk poros pada diameter ini adalah 0.0020 sisi ke sisi dari clearance total 0.040-inch. Vespel sleeve bearing yang digunakan telah dimodifikasi dengan total clearance sebesar 0.007 inch hingga 0.010 inch. Pengurangan angka suaian ini antara bearing dan poros sangangat dramatis, Vespel sleeve bearing berfungsi sebagai penyekat utama dan akhirnya dapat mengurangi run out well pada poros di bawah level yang diijinkan.

Alasan utamanya karena clearance tersebut telah sesuai dengan coefficient of thermal expansion (CTE). Pertumbuhan panas Dupont Vespel 6100’s mengarah ke arah Z (sepanjang shaft) tatkala pertumbuhan ke arah x dan y sangat rendah. Sebagai tambahan, material property untuk CTE, Vespel secara kimia berekasi dengan Ticl dan dapat dioperasikan tanpa pelumasan karena koefisien geseknya yang begitu kecil.

Konsultan mendesain kembali stuffing box pada mixer untuk dapat memasang John Crane Type 3740D menggunakan Vespel sleeve bearing, satu-satunya dry running beta split seal yang baru pertama kali diinstal oleh John Crane.

Konklusi

Beberapa vessel di pabrik yang mengalami masalah yang sama dengan vessel di atas dipasang dengan dry running split seal dengan Dupont Vespel 6100 sleeve bearings untuk mengontrol uap TiCl. Seal ini yang diinstal dengan waktu yang sangat terbatas terbukti mampu beroperasi tanpa masalah (Jika dibandingkan dengan pemasangan seal ganda akan memakan waktu yang lebih lama).

Biaya yang timbul atas keberhasilan ini mengurangi downtime bagi perusahaan dan penyediaan seal support system yang cukup komplek. Pada kenyataannya kebutuhan akan minyak mineral sebagai cairan barrier sebenarnya tidak diperlukan, karena menggunkan mechanical seal ganda, ini merupakan keberhasilan yang cukup berarti.
Hal ini akan menghemat biaya, terutama pada peralatan pembantu penyekatan untuk mengatur aliran dan tekanan pada seal dan mengurangi waktu penggantian mechanical seal pada waktu yang akan dating.

Bagi semua tangki, kombinasi dry running split seal dan Dupont Vespel sleeve, dengan modifikasinya, menghasilkan keberhasilan yang sempurna. Pada akhirnya tim rekayasa menjadikannya sebagai standar pada saat pembelian mixer yang baru untuk peralatan sejenis.

Pumps & Systems, September 2011