mechanical seal

Menyambung pembahasan saya pada tulisan sebelumnya tentang Sistem penyekat pada pompa, kali ini saya akan membahas lebih jauh tentang Mechanical seal. Semoga menambah gambaran yang jelas terutama bagi adik-adik saya yang baru melangkah ke lapangan industri.

Pengertian

Mechanical Seal, apabila diterjemahkan secara bebas, adalah alat pengeblok mekanis. Namun penerjemahan tersebut menjadi lebih susah dimengerti dan dibayangkan bila dibandingkan pengertian teknisnya. Mengapa? Karena pengertian seal mekanis mengandung arti begitu luas. Apakah semua tipe seal mekanis bisa disebut dengan mechanical seal? O-ring merupakan seal mekanikal, demikian juga Labyrinth Seal, namun keduanya jelas bukan MechanicalSeal.

Mechanical seal yang dibahas pada situs ini adalah suatu tipe Seal yang dipakai pada pompa-pompa kelas industri, agitator, mixer, chiller dan semua rotating equipment (mesin-mesin yang berputar).

Untuk mempermudah pemahaman, maka situs ini merasa perlu menyatakan penulisan mechanical seal yang ideal adalah Mechanical Seal dan disepakati terlebih dahulu bahwa mechanical seal pada dasarnya adalah masuk golongan seal. Seal tidak akan diterjemahkan namun diperjelas pengertiannya lewat serangkaian contoh.

Terminologi

Yang paling susah buat pemula adalah pengertian atas istilah-istilah yang digunakan dalam penyebutan bagian mechanical seal. Untuk itu mari kita samakan persepsi dahulu atas hal-hal sebagai berikut: SHAFT
adalah as/bagian poros sebuah alat dan merupakan bagian utama dari mesin-mesin yang berputar. Buku manual mesin-mesin lebih sering menggunakan kata shaft dibandingkan as.

SHAFT SLEEVE
adalah sebuah bushing/adapter yang berbentuk selongsong yang terpasang pada shaft dengan tujuan melindungi shaft akibat pengencangan baut/screw MechanicalSeal.

SEAL
adalah suatu part/bagian dalam sebuah konstruksi alat/mesin yang berfungsi untuk sebagai penghalang/pengeblok keluar/masuknya cairan, baik itu fluida proses maupun pelumas. Pada sepeda motor atau mobil sering kali bengkel bilang karet sil, sil-as kruk, oil-seal. Analogi lainnya, coba anda bayangkan sebuah aquarium. Apa yang akan terjadi jika kaca-kaca ditempelkan tanpa diberi lem kaca/sealant?

Lem kaca setelah mengeras, pada kondisi tersebut adalah seal. Bisa disepakati bahwa Seal lebih merujuk pada pengertian suatu fungsi. Apapun bentuk dan materialnya, apabila berfungsi untuk mencegah kebocoran, maka dia disebut sebagai Seal.

O-RING awalnya adalah merujuk pada karet berbentuk bundar yang berfungsi sebagai Seal. Perkembangan teknologi o-ring sebagai alat pengeblok cairan sekunder (secondary sealing device) menghasilkan berbagai tipe o-ring berdasarkan materialnya. Material o-ring, ada dari karet alam, EPDM, Buna, Neoprene, Viton, Chemraz, Kalrez, Isolast hingga tipe Encapsulated O-Ring, dimana o-ring dibalut dengan PTFE. Ada pula yang murni dibuat dari PTFE dan disebut dengan Wedge.

SEALFACE
adalah bagian paling penting, paling utama dan paling kritis dari sebuah Mechanical Seal dan merupakan titik PENGEBLOK CAIRAN UTAMA (primary sealing device) Terbuat dari bahan Carbon atau Silicone Carbide atau Tungsten Carbide atau keramik atau Ni-resist, dengan serangkaian teknik pencampuran. Permukaan material yang saling bertemu (contact) dibuat sedemikian halusnya hingga tingkat kehalusan / kerataan permukaan mencapai 1 - 2 lightband.

Seringkali Sealface disebut juga dengan contact face. Seal faces berarti ada 2 sealface. Yang satu diam dan melekat pada dinding pompa, dan yang lainnya berputar, melekat pada shaft.

Yang berputar biasanya terbuat dari bahan yang lebih lunak/soft. Kombinasinya bisa berupa carbon versus silicone carbide, carbon vs ceramic, carbon vs tungten carbide, silicone carbide vs silicone carbide, silicone carbide vs tungsten carbide.

Setelah memahami bagian-bagian yang menyusun Mechanical Seal, maka bisa dilanjutkan bahwa MechanicalSeal adalah suatu sealing device yang merupakan kombinasi menyatu antara sealface yang melekat pada shaft yang berputar dan sealface yang diam dan melekat pada dinding statis casing/housing pompa/tangki/vessel/kipas.

Sealface yang ada pada shaft yang berputar seringkali disebut sebagai Rotary Face/Primary Ring. Sedangkan Sealface yang diam atau dalam kondisi stasioner sering disebut sebagai StationaryFace / Mating Ring / Seat.

Dengan demikian bisa diambil simpulan definisi Mechanical Seal adalah Sebuah alat pengeblok cairan/gas pada suatu rotating equipment, yang terdiri atas:

1. Dua buah sealface yang bisa aus, dimana salah satu diam dan satunya lagi berputar, membentuk titik pengeblokan primer (primary sealing).
2. Satu atau sekelompok o-ring/bellows/PTFE wedge yang merupakan titik pengeblokan sekunder (secondary sealing).
3. Alat pembeban mekanis untuk membuat sealface saling menekan.
4. Asesoris metal yang diperlukan untuk melengkapi rangkaian Mechanical Seal.

Cara Kerja Mechanical Seal

Titik utama pengeblokan dilakukan oleh dua sealfaces yang permukaannya sangat halus dan rata. Gesekan gerak berputar antara keduanya meminimalkan terjadinya kebocoran. Satu sealface berputar mengikuti putaran shaft, satu lagi diam menancap pada suatu dinding yang disebut dengan Glandplate.

Meterial dua sealfaces itu biasanya berbeda. Yang satu biasanya bersifat lunak, biasanya carbon-graphite, yang lainnya terbuat dari material yang lebih keras seperti silicone-carbide.

Pembedaan antara material yang digunakan pada stationary sealface dan rotating sealface aalah untuk mencegah terjadinya adhesi antara dua buah sealfaces tersebut. Pada sealface yang lebih lunak biasanya terdapat ujung yang lebih kecil sehingga sering dikenal sebagai wear-nose (ujung yang bisa habis atau aus tergesek).

Ada 4 (empat) titik sealing/pengeblokan, yang juga merupakan jalur kebocoran jika titik pengeblokan tersebut gagal.

Silakan lihat gambar di atas. Titik pengeblokan utama (primary sealing) adalah pada contactface, titik pertemuan 2 buah sealfaces, lihat Point A. Jalur kebocoran di Point B diblok oleh suatu O-Ring, atau V-Ring atau Wedge (baca: WED). Sedangkan jalur kebocoran di Point C dan Point D, diblok dengan gasket atau O-Ring.

Point B, C & D disebut dengan secondary sealing.

Semoga Bermanfaat.