Fallas de Sellos Mecanicos

Análisis de Fallas en Sellos Mecánicos.

Se define como el paso o fuga de un fluido a través de los componentes de sellado resultando en una disolución del fluido de proceso, daños al ambiente, o presencia de condiciones inseguras o peligrosas para los usuarios. El criterio para definir actualmente una “falla” está definida por los usuarios, agencias del gobierno local, del estado, etc...

Definición de Falla de un Sello Mecánico

Falla de un sello mecánico

El Rendimiento de un sello mecánico se ve afectado por:

Diseño Sello Bomba Sistema Auxiliar Planes de Inyección y

Lavado

Instalación Sello Bomba

Operación Bomba Sistema Auxiliar Planes de Inyección y

Lavado

Tipo de Sello Empuje/Fuelle

Arreglo del Sello Sencillo/Doble Interno/Externo Presurizado/No-presurizado

Arreglo de Planes de Inyección y Lavado

Enfriamiento/Limpieza/Aislamiento

Relación de Balanceo Calor Fugas Vida

Materiales Cara Rotativa Cara Estacionaria Piezas Adaptativas

Diseño del Sello

Tipo de Bomba En voladizo Entre Rodamientos

Diseño de la Caja de Sellado

Diámetro Profundidad Conexiones para Planes

API

Diseño del Eje Diámetro Deflexión

Diseño de Cojinetes Anti fricción De Bolas De contacto angular

Condiciones de Operación Temperatura Presión Diferencial Presión de Trabajo

Parámetros Hidráulicos Punto de Máxima Eficiencia NPSHA adecuado

Diseño de la Bomba

Apropiado al Tipo de Sello

Diseño de Sistemas Auxiliares

La confiabilidad dependerá de: Prevenir presiones de reversa Mantener el sello limpio Mantener el sello refrigerado Prevenir la vaporización del producto Llenado de recipientes sin la inclusión de

contaminantes ni presiones de reversa Fluidos de Barrera aceptables

Diseño del Plan API

Dependerá del Tipo de Sello Sencillo y Dual (Presurizado o No-presurizado)

Flujo Adecuado

Temperatura adecuada

Distribución adecuada del flujo

Fluido limpio

Instalación del Sello

Libre de Contaminantes

Longitud de Operación Correcta.

Condiciones de la Caja de Sellado Perpendicularidad de la cara con respecto al eje Concentricidad del eje Superficie de sellado en buenas condiciones Pasante de la inyección con dimensiones correctas y en

posición correcta

Longitud de operación adecuada tomando en cuenta los movimientos del eje debido a la expansión térmica

Instalación de la Bomba

Alineación (Caliente y Frío)

Montaje No-rígido

Posicionamiento del acople (Axial Pull)

Operación de la Bomba

Pérdida de Succión

Descarga Parcialmente cerrada

Estabilidad en el caudal (Sistema de control)

Trabajo en seco

Características del producto bombeado

Operación de los Sistemas Auxiliares

Operación de los Planes de Inyección

Caudal apropiado

Presión apropiada

Temperatura apropiada

Condiciones de trabajo limpias

Libre de Contaminación

Análisis de Fallas

Las Fallas pueden ocurrir debido a tres factores básicos:

Químicos

Mecánicos

Térmicos

Tipos de Fallas

Análisis de Fallas

Ataque químico generalizado

Desgaste por corrosión y fricción (“freeting”)

Ataque químico en O’rings

Lixiviación

Factores Químicos

Ataque químico generalizado Síntomas

– Piezas con zonas opacas– Picaduras en el material– Pérdida de material

Causas– Incompatibilidad de Materiales

Acción a tomar– Análisis químico del fluido– Selección de materiales

Factores Químicos

Análisis de Fallas

En caso de que el fuelle posea grietas en uno o varios puntos normalmente cerca o en la soldadura, éstas sólo podrán ser detectadas con un dispositivo de prueba de fugas.

Los fuelles de AM-350 son susceptibles a agrietamientos por esfuerzos y corrosión en ambientes donde hay presencia de cloruros. El Inconel 718 sufrirá de agrietamientos en presencia de sulfuros. Es importante notificarle al fabricante de sellos sobre la presencia de estos compuestos en el fluido bombeado.

Grietas en los Fuelles de Metal Soldado

Corrosión y Erosión

Fallas en los Fuelles de Metal

Corrosión Selectiva


Cara con Picaduras


Análisis de Fallas

Desgaste por Fricción y Corrosión

Síntomas. Desgaste debajo del sellante secundario dinámico. Superficie picada o pulida.

Causas. Movimiento axial del sellante secundario (Empaques).

Acción a tomar. Verificar

Excentricidad del eje (shaft run-out). Vibraciones en el equipo. Juego Axial del eje.

Análisis de Fallas

Desgaste por Fricción

- El desgaste por fricción se presenta en la zona de la camisa que ha estado en contacto con el sellante secundario en movimiento. Este a su vez tendrá una apariencia rugosa y deformada. - Este desgaste ocurre cuando se presenta un movimiento axial continuo del elemento sellante secundario sobre el eje o la camisa. Parte de este desgaste se presentará como asperezas en la zona entre el sellante secundario y su superficie de contacto. La mayor parte del desgaste ocurre generalmente cuando partículas abrasivas se incrustan en el sellante secundario y causan abrasión del componente metálico.

Análisis de Fallas

Desgaste severo por Fricción y corrosión (freeting)

Ataque Químico en los Elastómeros

Síntomas. Presencia de Ampolladuras. Endurecimiento del elastómero. Cambio del diámetro de la sección transversal. Ablandamiento del elastomero.

Causas Incompatibilidad del material con el producto

bombeado. Acción a tomar.

Análisis químico del fluido. Revisión de los materiales utilizados

El ataque químico se identifica cuando se presentan zonas del elastómero más blandas o más duras de lo normal, zonas donde ha cambiado el diámetro de la sección transversal, se han formado ampollas o simplemente presentan una apariencia deteriorada.

El elastómero usado no es químicamente compatible con el producto bombeado en el rango de temperatura utilizado.

Aumento del Diámetro de la sección transversal (Ablandado)

Degradación de la Superficie"Orange Peel"


Ataque Químico en los Elastómeros Ataque químico en un O’ring

(endurecimiento y perdida de material)


O’ring de Kalrez hinchado (ablandado)


Asiento dañado por un O’ring hinchado

Capacidad de compresión del O’ring

Se presentan problemas cuando existen zonas del o’ring con deformación plástica. Generalmente la causa del problema radica en un diseño impropio de la cavidad del o’ring, lo que resulta de una sobre-compresión del material o por ataque químico del material mientras está en servicio.

Deformaciones plásticas en los O'rings es la causa de falla más común. Si esto ocurre en un o’ring dinámico, el anillo primario perderá capacidad de seguimiento del asiento.

O’ring Deformado

O’ring Normal

Pequeñas ampollas y rupturas en la periferia del o’ring causadas por una expansión brusca del producto en el que trabaja el o’ring.

Un fluido el cual se encuentra en estado gaseoso a presión atmosférica, es sellado a alta presión. Si con el tiempo pequeñas cantidades de fluido son absorbidas por el material del elastómero, cuando se presenta una caída de presión muy brusca, el fluido atrapado se expandirá rápidamente y se formarán las ampollas en la superficie del elastómero resultando en daño para el mismo

Ampolladuras

Ruptura

Ampolladuras y Rupturas en el Elastómero

Lixiviación

Síntomas– Aumento en la tasa de goteo– Aumento pronunciado en el desgaste de las caras de carbón.– Caras de Cerámica Carburo de Tungsteno o de Silicio mate y sin

brillo.– Ablandamiento en 5 puntos o mas en la escala de dureza Rockwell

A.

Factores Químicos

Análisis de Fallas

Lixiviación Causas

– Ataque químico que destruye el aglutinante en Carburos y materiales Cerámicos o el relleno (impregnación) en los Carbones Grafitados.

Acción a tomar– Análisis químico el fluido.– Revisión de los materiales utilizados.

Factores Químicos

Análisis de Fallas

Ataque químico en Caras Duras

Carburo de Silicio atacado químicamente

Fallas debido a cargas mecánicas

Cargas Hidráulicas

Distorsión de las Caras

Deflección de las Caras

Daño de los elementos sellantes secundarios

Erosión


Fuelle colapsado


Fuelle sobre comprimido


Contacto en el Diámetro Externo


Desprendimiento superficial de material de caras duras por efecto de la fricción (pull out).


Desprendimiento superficial de material de una cara de Carburo de Silicio por efecto de la fricción.

Cuando los resortes están distorsionados, agrietados, rotos, corroídos o simplemente desaparecieron.

Debido generalmente a grietas por esfuerzos por corrosión, corrosión generalizada, fatiga, altas velocidades de eje, sobre compresión o sobre extensión de los mismos.

Cuando se utiliza un sólo resorte diseñado para trabajar unidireccionalmente, este debe ser instalado con su debida orientación.

Resortes rotos o distorsionados

Pines y/o tacos de arrastre dañados. Cuando se observa la superficie de arrastre del asiento deformada, erosionada o fracturada, es evidencia de un contacto excesivo entre el mecanismo de arrastre y el asiento.

Es causado por el movimiento relativo excesivo entre las dos partes (el mecanismo de arrastre y el componente arrastrado). Puede ser causado por la aplicación de alto torque debido a una excesiva fuerza entre caras o insuficiencia de lubricación entre caras.

Desgaste en el Pin de Arrastre

Ranura de arrastre desgastada o fracturada.

Desgaste o distorsión de los componentes de arrastre.

Distorsión en las Caras

Síntomas. Fuga Excesiva Marcas brillantes en la superficie

Causas Inadecuados procedimientos de:

Ensamble Enfriamiento Centramiento de la brida

Acción a tomar Corregir:

Procedimientos de ensamble Distribución del flujo Rediseñar la brida

Patrón de contacto Asiento

Anillo Primario


Contacto en toda la superficie de la cara

Eccentric Contact Pattern

Posible daño por contacto con el eje.


Contacto excéntrico en la cara

“Pistas” anormales en el asiento

Síntomas. Pista ancha

Causas Descentramiento o excentricidad del eje (shaft runout) Excentricidad entre las partes rotativas y el eje

Acción a tomar Puede estar OK (si la diferencia no es mayor de .005”) Verificar

Descentramiento o excentricidad del eje (shaft

runout) Concentricidad de los componentes del sello

La marca de contacto es más ancha que que el espesor del anillo primario

Desgaste en las ranuras de arrastre

Marca de contacto

Contacto total a lo largo de los 360° de la superficie con una sola gran marca visible en la superficie. También se nota desgaste en los fresados de arrastre del anillo primario.

El asiento esta desalineado, a menudo debido a que la protuberancia del pin antirotacion es excesiva o el asiento fue mal instalado.

Una sola marca

Contacto total a lo largo de 270° de la superficie del asiento. La marca de contacto desaparece entre los 270° y 360°. El Anillo Primario puede mostrar “Grietas Radiales” o “Grietas Circunferenciales” en una posición donde éste hace contacto con una superficie baja en la cara del asiento si el anillo rotativo se dejó girar libremente estando presurizado. El asiento ha sido distorsionado mecánicamente.

No contacto

Posible Erosión del Anillo Primario (Grietas Circunferenciales) si se permite que el sello gire.

Posible Erosión del Anillo Primario (Grietas Radiales) si el sello permanece estacionario bajo presión.

Análisis de falla

Desgaste en 270° de la superficie

Two High Spots on Mating RingSe notan dos grandes marcas de contacto en la superficie del asiento. El Anillo Primario puede mostrar “Grietas Radiales” o “Grietas Circunferenciales” en una posición donde éste hace contacto con una superficie baja en la cara del asiento si el anillo rotativo se dejó girar libremente estando presurizado. El asiento ha sido distorsionado mecánicamente. La línea de corte Bombas de carcaza axialmente partidas es la causa principal.

No contacto

Grandes marcas

Excelentes condiciones luego de poco tiempo en operación

Posible erosión debido a sólidos atrapados

Erosión (Grietas Radiales) Ocurre mientras está estacionario

Análisis de falla

Dos grandes marcas en la superficies

Contact spots noted at gland stud locations on mating ring.Mating ring is being distorted mechanically by uneven gland surface. Clamping load provided by the gland bolting is distorting the gland.

Most often the gland nuts have been overtightened.

Gland Bolt Distortion

Asiento Distorsionado mecánicamente creando puntos altos cerca de los tornillos.La Distorsión se debe a una superficie dispareja de la Brida. La carga de aprisionamiento de los pernos distorsiona la Brida.A menudo las tuercas de la Brida son sobreapretadas.

No contacto

Marcas de contacto alineados con los pernos de la brida

Desgaste inusual

Análisis de falla

Inadecuado apriete en la brida

El asiento presenta fracturas a todo lo largo de su superficie. La pieza puede estar fracturada en múltiples piezas.

Generalmente es causado por un mal procedimiento en el manejo y ensamble del asiento. Las grietas originadas cerca de los puntos de arrastre probablemente se deban a excesivos torques sobre la pieza. Se pueden presentar fracturas debido a choques térmicos. Se puede sospechar de la aplicación de sobrecargas sobre materiales de caras frágiles los cuales están ensamblados con ajustadas tolerancias de interferencia.

Fracturas en el Asiento

Deflección en las Caras

Síntomas. Desgaste en 360 grados de la superficie de una cara

La forma cóncava debido a altas presiones Insuficiencia en la lubricación entre caras

La forma convexa debido a altas temperaturas Causa altas ratas de fuga

Causas Balanceo hidráulico inapropiado (generación de calor) Deformación del elemento sellante secundario Trabajo a presiones muy altas

Acción a tomar Verificar que el sello haya sido diseñado para las

condiciones bajo las cuales esta trabajando

Heavy Inside Diameter Contact

Rotation Due to High Temperature

Poco Contacto

Contacto Excesivo o Moderado

Posible Agrietamiento

Deflección debido a alta temperatura

Contacto Excesivo en el Diámetro Interno

Heavy Outside Diameter Contact

Rotation Due to Pressure

Contacto excesivo o moderado

Poco contacto

Posible zona de agrietamiento

Deflección debido a alta presión

Contacto Excesivo en el Diámetro Externo

Es causado por la diferencia en los coeficientes de expansión de los materiales del portainsert y del insert. Esto trae como consecuencia que no se mantenga el paralelismo entre caras cuando se presenten variaciones de la temperatura.

Después de lapeado

Después de que ha ocurrido una

expansión

Luego de que ha sido ajustado el insert, sobresale el I.D.

Contacto en el ID o OD en Sellos de Fuelle Metálico

Se observa una superficie plana en la periferia del O’ring causada por la pérdida de material debido a la abrasión o quemadura del mismo. Parte del O’ring se ha adherido a la superficie de contacto.

Esta falla es causada por el deslizamiento del o’ring en un punto donde se supone existe contacto estático. Se incrementa el Torque debido a la fricción entre las caras de sellado haciendo que gire el sello secundario (O-Ring).

O’ringdesgastado

O’ringNormal

Análisis de falla

Desgaste superficial del o´ring

Cortadura parcial o total a lo largo de la superficie del o’ring, v’ring, u-cup o empaque suave.

Normalmente causado por procedimientos inadecuados durante el ensamble o debido a un defecto de fabricación presente en el material.

Se recomienda siempre realizar una inspección visual para verificar la presencia de defectos o inclusiones antes de la instalación del sello. Verificar que no existan filos ni rebabas que puedan dañar los empaques secundarios durante la instalación del sello.

Cortadura

Sellante Secundario Cortado

Extrusión del Elemento Sellante Secundario

Síntomas. Deformación del O’ring O’ring cortado o seccionado

Causas Presión Temperatura Ataque químico

Acción a tomar Reducir la temperatura y/o presión de operación Cambiar el material del o’ring Cambiar en el diseño la claridad donde trabaja el

o’ring

Se ha formado un fino labio a lo largo del ID o OD del o’ring.

Generalmente causada por la aplicación donde la presión es mayor a la presión de diseño del material del o’ring. También puede resultar de la expansión térmica del material si la cavidad donde se aloja es demasiado pequeña, o por daños causados por ataque químico del material.

O’ring Normal Labio

Trituramiento

Extrusión del Elemento Sellante Secundario

O’ring de Kalrez Extruido

Erosión en el Sello Mecánico

Síntomas. Ausencia de material en la superficie

Causas Velocidad excesiva del fluido Sólidos en suspención

Acción a tomar Reducir la velocidad del fluido

Caudal de circulación Dirección de flujo Velocidad tangencial

Erosión severa de las partes del sello mecánico en el DE, en algunos casos se puede incluso observar un agujero limpio a través de un componente estacionario.

La causa de esta erosión es la presencia de finas partículas en el caudal de circulación dirigido directamente al sello a una velocidad suficientemente alta para causar este tipo de daño .

Erosión en el Sello Mecánico

Erosión de un sello mecánico

Fallas debido al Calor

Vaporización de producto entre caras Agrietamiento de la cara debido al calor Ampollamiento Daños al elemento sellante secundario

Presencia de un material duro y frágil entre el sello y la camisa o el eje, el cual puede atascar el sello.

Es causado por la oxidación de hidrocarburos calientes resultando en un residuo duro y frágil que tiende a atascar el sello.

La aplicación de un lavado con vapor generalmente resuelve este tipo de problemas.

Coquización

Depósitos Sólidos “Coking”

Coquización

Presencia de granos o cristales de la sustancia de trabajo en la zona de las caras, resortes o las convoluciones del fuelle del sello mecánico. El rotativo del sello puede quedar atascado al eje o la camisa debido a los depósitos cristalinos. Se puede notar un desgaste abrasivo en las caras.

Causado por fluidos con características abrasivas, tendencia a formar cristales en presencia de calor o al contacto atmosférico.

Depósitos

Depósitos Cristalinos

Presencia de sustancias blandas, pegajosas y con apariencia elastomérica, que se han formado en las caras, en los resortes o en las convoluciones de los fuelles del sello mecánico.

Los depósitos pueden estar presentes en el proceso, o se pueden formar normalmente en procesos limpios con presencia de calor. Sellos monoresotes o diseños con resortes aislados son recomendados cuando se trabaja con este tipo de productos.

Depósitos

Depósitos Polímeros

Agrietamiento de las caras debido al calor

Síntomas. Agrietamiento radial en la superficie de la cara

Causas Funcionamiento del sello en seco Vaporización del producto entre las caras Enfriamiento insuficiente Excesiva carga entre caras

Acción a tomar Ventear la caja adecuadamente antes de arrancar el

equipo Verificar la presión en la caja de sellado Verificar el caudal de la circulación inyectado al sello Verificar la fuerza de cierre entre caras

Many small radial surface cracks through entire face contact area normally visible to the eye. High wear of one face, typically the carbon face, is likely as it will be ground down by the cracked surface.

Squealing, chirping, or popping will often be noted as well before the seal starts to leak. Carbon dust may be visible on the atmospheric side of the seal.

Heat Checking of Entire FacePresencia de grietas de calor a lo largo del área de contacto normalmente visibles al ojo humano. Desgaste excesivo de una cara, normalmente la cara de carbón.

Ruidos tales como chillidos se podrían apreciar antes de que el sello comience a fugar. Se observará polvo de carbón en el lado atmosférico del sello.

Causado por una inadecuada película de lubricación entre las caras. Generalmente por insuficiencia de flujo de inyección al sello o presiones de caja cercanas a la presión de vapor del producto.

Pequeñas grietas de calor en la superficie


Agrietamiento de las caras en una zona ubicada a 180 grados desde la conexión de circulación.

Esto es causado por una inadecuada película de lubricación entre caras en el lado opuesto a la entrada de la circulación. La supresión de vapores dentro de la caja del sello no es suficientemente buena para mantener la película de lubricación adecuada entre las caras.

Superficie no dañada en el área de entrada de la circulación

Area con grietas de calor


Presencia de dos a seis marcas de calor en la superficie de la cara. Desgaste excesivo en una de las caras, generalmente en la de carbón.

La causa puede ser debido a que el producto de trabajo sea un hidrocarburo liviano que se esté vaporizando en ciertas zonas de la cara.

Areas en buen estado

Areas oscuras por efecto del

calor

Marcas de calor en la superficie del asiento


Agrietamiento de calor en el Carburo de Silicio


Agrietamiento debido a choque térmico

Vaporización entre las caras del sello

Síntomas. Emisión de vapores desde el sello Acortamiento en la vida del sello Astillamiento en el DI y DE de la cara del sello

Causas Generación excesiva de calor en las caras Presiones de caja por debajo de la presión de vapor del

producto bombeado Acción a tomar

Remover eficientemente el calor generado en las caras Reducir la fuerza de cierre entre caras Mantener la presión en la caja de sellado de 25 a 50 psig

sobre la presión de vapor del producto bombeado

Presencia de desgaste a lo largo de los 360 grados del asiento. Se aprecia cierto desnivel en la cara con una apariencia de “pistas de disco”.

Es causado por partículas abrasivas que se han incrustado en la cara blanda (de carbón). El desnivel también es causado por la utilización de dos caras metálicas sin una buena lubricación entre ellas.

Desgaste por Abrasión

Lubricación insuficiente entre las caras


Desgaste de Asiento Tipo “T” de Carburo de Tungsteno


Desgaste excesivo en el asiento


Lubricación Insuficiente entre las caras

Ampollamiento en las caras

Síntomas.

Altas ratas de fuga

Pequeños orificios en forma circular a lo largo de la

superficie de la cara

Pequeñas secciones de la superficie levantadas

Grietas en las superficies levantadas

Causas

Debatibles

Acción a tomar

Consultar al Departamento de Ingeniería de John Crane.

La superficie del anillo primario está cubierta por pequeños agujeros irregulares producto de la pérdida de material en la superficie de la cara de carbón. Se puede presentar desgaste excesivo del mecanismo de arrastre y grietas de calor en la cara dura.

Puede ser causado por altas temperaturas entra caras , gases atrapados en el material de la cara, entre otros.

Ampollamiento

Ampollamiento

Carbón colapsado por ampollamiento

Se hacen presente en forma de ampollamientos sobre caras que han sido recubiertas con un material duro. En algunas de estas áreas probablemente se halla perdido material, dejando un borde o rebaba que puede dañar otras partes del sello.

Las piezas recubiertas deben ser utilizadas con extremo cuidado. La resistencia en los recubrimientos, raramente es igual a la matriz de la pieza y usualmente es más débil. Se puede presentar ataque químico sobre el material base de la pieza si el fluido sellado pasa a través de los poros del recubrimiento.

Fallas de Recubrimientos

Daño Térmico del O’ring

Síntomas.

Endurecimiento

Agrietamiento

Fragilización

Causas

Sobre calentamiento

Enfriamiento inadecuado

Acción a tomar

Reducir el calor generado

Cambio de materiales

Aumentar el enfriamiento

La pieza se endurece y presenta varias grietas a lo largo de su superficie, además se rompe fácilmente al ser doblada con la mano. El daño puede ser ocasionado en el lado de proceso o en el lado atmosférico.

Puede ser causada por contacto con altas temperaturas. En caso de que el daño sea sólo del lado de proceso se puede pensar que la causa es debido a ataque químico.

Superficie Plana

GrietasO’ring Normal

Endurecimiento o Agrietamiento del Elastómero

Falla de un Sello Mecánico

Fuga Excesiva en el sello

Que se debe hacer ?

Inspeccionar

Análisis de la Falla

Análisis de las causas principales de la falla


Inspeccionarvs

Análisis de Fallasvs

Análisis de las causas principales de fallas

Inspeccionar Enfocarse en los problemas inmediatos

Análisis de Fallas Enfocarse en los síntomas

Análisis de la causa de la falla Enfocarse en la causa original


Rocío de producto alrededor del sello

El producto se vaporiza

Fuga en el sello

Verificar pernos de la brida

Verificar empaque de la brida

Verificar elementos de sellado secundarios

Verificar empaque de la camisa

Inspeccionar


Fuga en el sello

Verificar las caras

– Planitud

– Agrietamiento

– Picaduras

– Excoriaciones

– Vibración del equipo

– Equipo en malas condiciones

Inspeccionar


Ruidos en el Area del Sello

Inadecuada lubricación en las caras de sellado

Polvo de Carbón en las inmediaciones de la brida

Inadecuada lubricación en las caras de sellado

Inspeccionar

Análisis de Falla

Un método sistemático basado en el análisis (investigación) y corrección (diagnóstico y solución) del rendimiento de los sellos mecánicos, provee el medio de lograr una duración mas prolongada en servicio y una reducción de costos.

Análisis de Falla

Investigación Observar la falla Validar el problema Ajustes y verificaciones

Diagnóstico Tipo de falla Causas de la falla

Solución Recomendaciones Medidas correctivas

Análisis de falla

El análisis de fallas no es una ciencia directa y exacta . No obstante, sigue un enfoque sistemático de las técnicas de resolución de problemas:

Identificar el problema.

Examinar las posibles soluciones del problema.

Escoger una solución apropiada y tomar medidas

correctivas.

Efectuar seguimiento a la solución implementada.

Análisis de falla

Identificación del problema:

El primer paso es identificar el problema o problemas que resulten en paros del equipo o corta duración de los sellos. Esto no es siempre un problema del diseño del sello.

Examinar todas las posibles soluciones:

El segundo paso consiste en examinar cuidadosamente todas las posibles soluciones del problema. La experiencia anterior, la información acumulada por los fabricantes de los equipos y las consultas con el representante de venta del sello, son valiosos en la formulación de una lista de soluciones posibles.

Análisis de falla

Escoger una solución apropiada y tomar medidas correctivas.

La selección de la mejor solución posible requerirá un análisis del costo, accesorios que pueden obtenerse y el análisis de los beneficios económicos futuros.

Efectuar seguimiento a la solución implementada.

Hacer una revisión al cabo de un intervalo de tiempo conveniente para confirmar el éxito de de la solución implementada.

Determinación de las Causas

Principales de Falla

Determinación de las causas principales de falla

Problemas Operacionales Lubricación insuficiente

– Aire dentro del producto bombeado– Flujo de agua de enfriamiento bloqueado o

restringido– Flujo de la circulación bloqueado o restringido

Determinación de las causas principales de falla Problemas Operacionales

Solidificación del producto– Líneas de calentamiento inadecuadas (set up)– Inadecuados procedimientos de parada del equipo (set up)– Inadecuados procedimientos de arranque del equipo (set up)– Otros productos que se solidifican– Mal funcionamiento del lavado– Reacción al contacto atmosférico– Reacción con otros químicos– Mal funcionamiento de la chaqueta de enfriamiento– Variaciones anormales de temperatura


Condiciones Operacionales Cambios en la presión de trabajo Cambios en el fluido de trabajo Cambios en la temperatura de trabajo Partículas u objetos extraños en el proceso Productos extraños dentro del proceso Otros cambios operacionales


Problemas de Mantenimiento Instalación del sello

– Lubricación excesiva del o’ring– Suciedad en las caras– Brida no centrada– Longitud de operación errónea– Caras no paralelas


Problemas de Mantenimiento Instalación del sello

– Manejo inadecuado del sello– Instalación inadecuada del sello– Daño en el empaque secundario– Pernos de la brida no apretado correctamente– Daños en la superficie de sellado


Problemas en el Ensamble e Instalación de la Bomba Instalación Condición de los rodamientos y sus

correspondientes ajustes Excentricidad de la caja o en malas condiciones Posicionamiento incorrecto del impulsor


Ensamble e Instalación de la Bomba Excentricidad del eje o la camisa Efectos térmicos en la alineación Claridad excesiva del anillo de desgaste Obstrucción del filtro de succión


Sistemas auxiliares Sistemas de Líquidos de barrera mal instalados o con un mal arreglo de

tubería Obstrucción del enfriador Conexión de circulación taponada Verificar cualquier otro sistema auxiliar Mal funcionamiento de la chaqueta de enfriamiento de la bomba o la

brida Conexión de venteo taponada

Determinación de las causas principales de la falla

Materiales Fuelle Asiento Partes Metálicas Otros materiales Empaques Anillo primario Resortes

Problemas en el Diseño y Selección del sello


Caras distorsionadas Fuerza entre caras

Relación de balanceo Atascamiento por

feetting

Problemas en el Diseño y selección del sello


Rodamientos Acoples Deflección del eje

Problemas en la bomba y las tuberías


Rendimiento Impulsor atascado Tamaño del Impulsor Otros parámetros de funcionamiento(bajo NPSHD) Claridad del anillo de desgaste



Condiciones de lubricación Condiciones mecánicas Vibración (Causas indeterminadas) Corrosión Erosión



Desalineación Características de la fundación Cualquier otro tipo de desalineación Esfuerzos inducidos en tuberías Efectos térmicos sobre las tuberías



Planitud de las caras Errores en el ensamblaje Piezas incorrectas Errores en las tolerancias y/o en las dimensiones Fuerza suministrada por el resorte o el fuelle

Calidad del Sello Mecánico


Ausencia o errores en las pruebas realizadas al sello

mecánico Identificación incorrecta del sello mecánico Manejo inapropiado del sello mecánico Manejo y transporte inadecuado de los empaques

Calidad del Sello Mecánico

Método de análisis dela causa principal de la falla

Analizar el Modo de Falla Criterio, volumen de la fuga, momento de la falla

Verificar las condiciones del sistema al momento de la falla Cambios, modificaciones, daños

Revisar Historia y antecedentes Tiempo de trabajo, síntomas, influencias sobre el

sistema

Verificación del sistema y los equipos

Desensamblaje e Inspección visual del sello

Examinación completa de sistemas auxiliares

Modo de Falla

Criterio de Falla Característica del producto (concentración

VOC), nivel de alarma de presión, visible

Condiciones de operación Estáticas, dinámicas, estáticas y dinámicas

Donde ocurrió la falla En los componentes del sello, por debajo de la

camisa, por las empacaduras y accesorios Momento de la falla

Condiciones operacionales, paradas, arranques

Condiciones del Sistema

Condiciones del Equipo Modificaciones, vibración, esfuerzo en las tuberías

y velocidad del eje

Otras condiciones mecánicas Tuberías, fundaciones, equipo conductor

Proceso Fluido, condiciones de operación, contaminantes

Operación del equipo Ciclos de operación, procedimiento, sistemas de

control, paradas, arranques

Historia y antecedentes del Funcionamiento Ruidos (Chillidos, golpeteos)

Continuo, periódico, polvo de carbón Temperatura del fluido en la caja de sellado Características de la fuga

Continuamente, en las paradas, intermitentes Cambios en la vida del sello

Gradual, errático, intermitente Momento de ocurrencia de la falla

Arranque, periódico, humano, condiciones de operación, condiciones del fluido

Tiempo de funcionamiento durante la falla , < 1 mes, < normal o deseado

Verificación de los Sistemas y los Equipos

Sistema de inyección al Sello Fallas en el sistema, daños, arreglo

Sistema de líquido de barrera Contaminantes, arreglo de tuberías, daños, obstrucción

Control de presión del líquido de barrera

Condiciones Mecánicas del Equipo Descentramiento, ajustes, balanceo, desgaste

Condiciones Generales del Proceso Esfuerzo en las tuberías, fallas en el sistema,

insuficiencia en el caudal

Desensamble e Inspección visual

Procedimiento General Tomar apuntes, almacenar evidencias,

procedimientos de descontaminación Desensamble y desarme del equipo

Características de la fuga, Posicionamiento del sello, fallas, atascamiento, desgaste, piezas faltantes

Inspección de las caras Evidencias de contacto, localización y tipo de daño

Sello Secundario Manejo de las piezas, ataque químico, choques

térmicos, desgaste, presión Herraje del sello

Desgaste, piezas rotas, grietas, erosión, corrosión

Análisis Visual de los Componentes del Sello Caras del Sello

Características del contacto, grietas de calor, desgaste, ampollamiento

Anillo Primario Fractura, erosión, fallas, ataque químico

Elemento Sellante Secundario Manejo y almacenaje, extrusión, desgaste, ataque químico

Herraje del Sello Abrasión, corrosión, arrastre del sello

Fuelle Metálico Fatiga, grietas por esfuerzos corrosivos, distorsión del fuelle

Métodos de Examinación

Métodos en el Laboratorio Magnificación de 10X a 30X Verificación de la planitud de las caras Ensayo de presión Líquido penetrante

Análisis en Campo Análisis de Fracturas Mecanismo de corrosión Estudio de materiales Cambio en las Propiedades Físicas

Fallas de Sellos Mecanicos

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