Un sello mecánico es un dispositivo de precisión que evita que el fluido se fugue fuera de una bomba a lo largo del eje giratorio, utilizando dos caras ultra-planas (una giratoria, una estacionaria) presionadas entre sí con una película lubricante delgada entre ellas.
Elegir el tipo equivocado provoca fugas crónicas, fallos repetidos y desmontes no planificados de la bomba; elegir el correcto y un sello puede funcionar durante años sin pensarlo dos veces.
Todo sello mecánico de caras enfrentadas se basa en el mismo par básico: una cara giratoria fijada al eje (o manguito) y una cara estacionaria fijada al buje de la bomba o a la cámara del sello. Muelles o un fuelle mantienen las dos caras rectificadas juntas con una fuerza ligera y controlada.
Una película microscópicamente delgada del fluido del proceso se forma entre las caras y lubrica el contacto por rozamiento. Sin esa película, las caras funcionan en seco, generan calor rápidamente y pueden agrietarse o vitrificarse en minutos.
Por eso la falta de lubricación en las caras se considera la causa raíz más común de fallo de sellos en campo.
El sello secundario (una junta tórica, cuña o fuelle) sella la brecha entre la cara giratoria y el eje, y debe moverse ligeramente a medida que las caras se desgastan, que es precisamente donde divergen los diseños pusher y non-pusher.
En un sello con empuje (pusher), los muelles empujan continuamente el conjunto de la cara giratoria hacia adelante a medida que las caras se desgastan, y una junta tórica secundaria o una cuña desliza a lo largo del eje o manguito para seguir el desgaste.
Ese sello secundario deslizante es simple y económico, pero puede quedarse atascado en un eje marcado o picado, y los fluidos abrasivos pueden alojarse en la interfaz deslizante (un problema a veces llamado atascamiento o fretting/desgaste por fricción).
Un sello sin empuje, o de fuelle, reemplaza el sello secundario deslizante por un fuelle metálico o elastomérico que se flexiona como un acordeón para compensar el desgaste de las caras. El propio fuelle actúa como carga del muelle y como sello secundario, por lo que no hay componente deslizante en contacto con el eje.
Esto hace que los sellos de fuelle sean más tolerantes a imperfecciones del eje y a situaciones de funcionamiento en seco, a un coste unitario mayor.
Un sello simple, denominado en API 682 como Disposición 1, tiene un sello por cartucho expuesto directamente al fluido de proceso, que además proporciona su lubricación y refrigeración.
Es la configuración más simple y menos costosa y es apropiada para fluidos no peligrosos, no tóxicos que tengan lubricidad razonable y suficiente margen por encima de su presión de vapor para evitar la vaporización en las caras. La mayoría de los servicios de bombas de agua, químicos suaves e industriales generales utilizan sellos simples.
Cuando el fluido de proceso es peligroso, tóxico, abrasivo o un mal lubricante, un sello simple no es suficiente, por lo que se añade un segundo sello. API 682 define dos disposiciones de doble sello que a menudo se confunden:
| Disposición | Nombre común | Presión del fluido barrera/buffer | Uso típico |
|---|---|---|---|
| Disposición 2 | Sello en tándem | Fluido de buffer a MENOR presión que la cámara del sello | Contención de respaldo; el sello exterior es una red de seguridad si el sello interior falla |
| Disposición 3 | Sello doble (dual presurizado) | Fluido barrera a MAYOR presión que la cámara del sello | Servicio de emisiones cero en fluidos tóxicos, inflamables o no lubricantes; el fluido barrera, no el fluido de proceso, lubrica ambos sellos |
En un verdadero sello doble, el fluido barrera presurizado también implica que el fluido de proceso nunca puede fugase a la atmósfera en operación normal, ya que cualquier camino de fuga va desde el fluido barrera de mayor presión hacia el interior. Ambas disposiciones pueden construirse cara-a-espalda, espalda-con-espalda o cara-a-cara dependiendo de cómo se orienten los dos cartuchos de sello.
Un sello de cartucho viene preensamblado en su propio manguito y buje como una unidad única, con la compresión del muelle y la posición de las caras ya ajustadas en fábrica.
Eso elimina las mediciones engorrosas en campo (compresión del muelle, ajuste cara-a-hombro) que exige un sello por componentes, y elimina una fuente importante de errores de instalación.
Los sellos de cartucho también permiten a los equipos de mantenimiento intercambiar una unidad completa y lista para funcionar durante una reparación, reduciendo el tiempo fuera de servicio de una bomba. Por esta razón, la mayoría de los sellos simples, en tándem y dobles vendidos hoy para bombas industriales se suministran en forma de cartucho.
Para los equipos que rastrean el tiempo medio entre fallos en equipos giratorios, estandarizar en sellos de cartucho es una de las victorias más sencillas disponibles, junto con una buena práctica de alineación del eje .
La mayoría de los fallos de sellos mecánicos se remontan a un pequeño conjunto de causas raíz en lugar de desgaste aleatorio de las caras:
Dado que la condición del sello y la condición de funcionamiento de la bomba están tan estrechamente vinculadas, detectar el síntoma aguas arriba (vibración creciente, un fallo de rodamiento en desarrollo, o una restricción en la succión) antes de que estresen el sello suele ser más barato que reemplazar el sello después de que falle.
Una selección de sello práctica sigue al fluido, no la página del catálogo:
Nada de esto reemplaza observar cómo se comportan realmente el sello y la bomba en servicio. Los programas de mantenimiento predictivo que solo vigilan vibración o temperatura aún pueden perder una fuga lenta de sello hasta que se convierte en una inundación de la cámara.
Fabrico lee la condición de la máquina y el OEE directamente desde la línea con visión por computadora que detecta fugas, goteos y estados de funcionamiento anormales que los sensores por sí solos no ven, y cuando detecta una pérdida en desarrollo enruta automáticamente una orden de trabajo al equipo de mantenimiento antes de que el fallo se agrave.
La plataforma se fabrica en la UE con residencia de datos en la UE y está certificada según ISO 27001, ISO 20000-1 e ISO 9001. Solicite una demostración de Fabrico para verla en sus propias líneas.
El empaque se basa en anillos trenzados comprimidos alrededor del eje que siempre fugan una pequeña cantidad controlada para mantenerse lubricados y refrigerados. Un sello mecánico utiliza dos caras planas rectificadas y está diseñado para fugar mucho menos, aunque todavía necesita una delgada película de fluido en las caras para sobrevivir.
A menudo sí, si la cámara del sello y el buje pueden aceptar un cartucho más grande y se puede añadir un sistema de suministro de fluido barrera, pero depende de las dimensiones específicas de la cámara del sello de la bomba y es un trabajo que debe confirmar el fabricante del sello o un reconstruidor experimentado.
Se paga por el manguito, el buje y la compresión del muelle ajustada en fábrica como un ensamblaje preprobado, lo que elimina errores de montaje en campo y acelera los cambios. En bombas críticas o de difícil acceso, el riesgo reducido de instalación y el tiempo de inactividad suelen justificar el coste adicional.
Los fallos en la vida temprana suelen estar relacionados con la instalación: compresión del muelle incorrecta, una cara golpeada o contaminada durante el montaje, un elastómero incompatible con el fluido, o que la bomba haya funcionado en seco o bloqueada brevemente durante la puesta en marcha antes de verificar la línea de purga.
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