El empaquetado por compresión es la forma más antigua de sellar un eje giratorio contra la carcasa de una bomba o el vástago de una válvula, y a pesar de décadas de desarrollo de sellos mecánicos no ha desaparecido de la planta. Aquí se explica cómo funciona y cuándo aún supera a un sello mecánico.
El empaquetado de prensaestopas consiste en anillas trenzadas, generalmente de sección cuadrada, fabricadas con materiales como fibra impregnada de PTFE, aramida rellena de grafito, lino o lámina de grafito puro para servicios de alta temperatura. Las anillas se alojan en la caja de prensaestopas, una cavidad anular que rodea el eje o un manguito de eje reemplazable. Un seguidor de prensa, un anillo metálico apretado por dos pernos y tuercas, comprime las anillas axialmente, y esa fuerza axial se convierte en presión radial contra el eje para crear el sello. Una caja de prensa típica contiene de cuatro a seis anillas, a veces con un anillo de linterna en medio del paquete para inyectar fluido de purga para lubricación o para proporcionar una vía de enfriamiento en servicios peligrosos.
El empaquetado de prensaestopas no es, y no puede ser, un dispositivo de fuga cero. Las anillas deben funcionar húmedas: una fina película de fluido lubrica y enfría la interfaz del eje mientras gira. Apriete la prensa hasta que la fuga se detenga por completo y el calor por fricción aumentará rápidamente, vitrificando o carbonizando el empaquetado y marcando el eje en pocas horas. La práctica correcta es un goteo lento y constante, a menudo expresado como aproximadamente 10 a 60 gotas por minuto dependiendo del diámetro del eje, la velocidad y el servicio, ajustado por tacto y por la temperatura de la caja de prensa en lugar de perseguir la ausencia total de fugas. Un sello mecánico, en contraste, sólo permite una película apenas medible entre dos caras planas, mientras que el empaquetado fuga por diseño a lo largo del eje.
El empaquetado nuevo se asienta durante las primeras horas de operación. Las tuercas de la prensa se aprietan en pequeños incrementos uniformes hasta que la fuga se estabiliza en el rango objetivo. A medida que las anillas se desgastan, reapretar periódicamente restaura el sello hasta que las anillas quedan completamente comprimidas, momento en el que la caja de prensa debe ser reempaquetada.
Puesto que el empaquetado roza directamente contra una superficie en rotación, esa superficie se desgasta. La mayoría de las bombas usan un manguito de eje reemplazable para proteger el propio eje; el manguito soporta el desgaste y es barato de reemplazar en comparación, a menudo de acero inoxidable endurecido o recubierto con cerámica para servicios abrasivos. Un manguito desgastado o ranurado se convierte en un camino de fuga que ningún apretado de la prensa puede cerrar.
La elección es una compensación, no una simple decisión de actualización. Consulte tipos de sellos mecánicos para ver cómo se comparan los sellos de caras en construcción y rango de aplicaciones.
| Factor | Empaquetado por compresión | Sello mecánico |
|---|---|---|
| Fugas | Se requiere goteo controlado, continuo por diseño | Fuga visible cercana a cero en buen estado |
| Costo de capital | Bajo | Moderado a alto, más alto para diseños en cartucho API 682 |
| Reparabilidad en campo | Alta: herramientas manuales, minutos a horas | Baja: a menudo requiere desarmar la bomba y ajustes de precisión |
| Tolerancia a abrasivos/sólidos | Buena con el grado de empaquetado adecuado | Mala, a menos que se diseñe un plan de purga para ese servicio |
| Desgaste eje/manguito | Continuo, gestionado mediante reempaquetado y sustitución del manguito | Mínimo en el eje; en su lugar desgaste de las caras |
| Cumplimiento de emisiones | Generalmente no apto para fluidos volátiles o regulados | Estándar para hidrocarburos y servicios bajo programas de control de emisiones fugitivas |
Para fluidos limpios, presurizados, peligrosos o volátiles, particularmente hidrocarburos bajo programas de emisiones fugitivas, los sellos mecánicos fabricados según normas como los planes de sello API 682 son la opción predeterminada. El empaquetado no puede cumplir los límites de fuga que exigen esos programas.
Puesto que la fuga del empaquetado y el ajuste de la prensa cambian gradualmente, son fáciles de descuidar hasta que se marca un manguito o un rodamiento falla por lavado de la grasa. Registrar la tasa de fuga de la prensa, los intervalos de reempaquetado y la condición del manguito como puntos de inspección programados —el tipo de historial de activos y programación de mantenimiento preventivo que gestiona una plataforma como Fabrico— mantiene el equipo empaquetado funcionando de manera planificada en lugar de reactiva. Reserve una demo de Fabrico para ver cómo ese seguimiento encaja en un GMAO. La selección del empaquetado también interactúa con la velocidad de rotación y las condiciones de succión; vea NPSH, altura neta positiva de succión para cómo éstos afectan la fiabilidad de la bomba de forma más amplia.
Varía según el diámetro del eje, la velocidad y el servicio, pero la meta es un goteo lento y constante en lugar de ausencia total de fugas, ya que una prensa seca corre el riesgo de sobrecalentarse y marcar el eje o el manguito.
No hay un intervalo fijo; depende de la severidad del servicio, del material del empaquetado y de cuánto ajuste quede disponible en el seguidor de la prensa. Cuando el seguidor ya no puede avanzarse para controlar la fuga, es hora de reempaquetar.
A menudo sí, si las dimensiones de la caja de prensa y las tolerancias del eje o manguito son aptas para un sello. Inspeccione primero el eje y el manguito, ya que años de desgaste por empaquetado pueden descartar una conversión directa sin mecanizado o un nuevo manguito.
Apretar en exceso elimina la película lubricante que necesita el empaquetado, de modo que el calor por fricción se acumula en la interfaz del eje. Esto vitrifica el empaquetado y acelera el desgaste del manguito, que es mucho más caro de reparar que aceptar un goteo controlado.
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