Manual de sellos mecanicos

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COMPLEJO PETROQUIMICO MORELOSDEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICO CURSO DE SELLOS MECANICOS 2010

CURSO

SELLOS MECANICOS

ING. IVAN PINEDA FUENTES

C. GIL ARTURO CANSECO PAVON

C. DAVID MADRIGAL GARCÍA

INSTRUCTOR: GIL ARTURO CANSECO PAVÓN

DE


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JEFE DEL DEPTO. DE INGRIA. DE MANTENIMIENTO MECANICO

INSTRUCTOR DELEGADO DEPARTAMENTAL

ÍNDICE

Reglas Básicas para la Seguridad, Ambiental y Calidad 3Introducción 4Objetivo general 4Objetivo particular 4Manejos de sellos mecánicos en la planta 5Fallas de los sellos mecánicos 6Principio de un sello 7Razones para usar un sello 8Difusión check list de sellos mecánicos 9Verificación con indicador antes de instalar un sello mecánico 10Componentes principales de un sello mecánico 11 Sellado secundario a la brida: con oring 12Sellado secundario a la brida: con cuadroring y juntas 13Propósitos del sello mecánico 14Lubricación en las caras de sellos 15Sellos no balanceados 16Sello balanceado 17Elementos secundarios 18Mecanismos de arrastre 19Funciones de los sistemas de ambientación o lubricación 20Planes de ambientación o lubricación API 21Diseños para lubricación de sellos (planes 2, 11) 22Plan 13, Plan 14 23Plan 23, Plan 31 24Plan 32, plan 41 25Plan 52, plan54 26Conclusión 27Bibliografía 28seguridad y protección ambiental 29



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REGLAS BÁSICAS PARA LA SEGURIDAD, AMBIENTAL Y CALIDADAPLICACIÓN DE LA NORMAS ISO 14001:1996(AMBIENTAL), ISO 9002:2000(CALIDAD) Y DEL SISTEMA SSPA SISTEMA DE SEGURIDAD Y PROTECCIÓN AMBIENTAL1.- Usar el equipo de protección personal (ropa industrial, zapatos industriales, casco, Barbiquejo, gogles, tapones contra ruido, guantes.)

2.- contar con el permiso de trabajo debidamente requisitado.

3.- verificar que el equipo a intervenir tenga su respectivo candado en el Interruptor de Arranque.

4.- Solicitar a inspección y seguridad que coloque cinta de precaución para acordonar la zona si es necesario.

5.- Verificar que el equipo a intervenir, este de presionado y purgado.

6.- Si se va atrabajar en el interior de un equipo, asegurarse de que este perfectamente ventilado.

7.- Si se va a trabajar en altura, se deberá usar obligatoriamente el arnés de seguridad y el cabo de vida.

8.- Si se va atrabajar con andamios, verificar que los tablones estén perfectamente amarrados, que los barandales de protección estén bien asegurados y que la estructura de haches sea 100% confiable.

9.- Si se va a desmontar un equipo, se deberá verificar su peso para utilizar el diferencial o tirfor adecuado para este trabajo.

10.- Estar siempre alerta y concentrado en lo que se esta haciendo paraEvitar Accidentes.

11.- Si no esta seguro de lo que se va a realizar, pregunte a sus superiores hasta que quede claro.

12.- Si durante el mantenimiento al equipo se genera aceite, grasa o solvente, estos deberán de clasificarse y colocarse correctamente en los recipientes que se han instalado en cada planta para este fin (Aplicar el Procedimiento Operativo SMM 24200 I. O. 031).

13.- Si durante el mantenimiento al equipo se generan estopas, mantas, jergas, lijas, empaques, juntas y/o filtros impregnados de aceite, estos deberán de clasificarse y colocarse correctamente en los recipientes que se han instalado en cada planta para este fin (Aplicar el Procedimiento Operativo SMM 24200 I. O. 033).

14.- Si se va a utilizar agua para limpiar el equipo a intervenir se deberá hacer buen uso de ella (Aplicar el Procedimiento Operativo SMM 24200 I. O. 033).

15.- Si durante la reparación del equipo se requiere utilizar aparatos eléctricos, se deberá tener cuidado de desconectar estos al finalizar el trabajo (Aplicar el Procedimiento Operativo SMM 24200 I. O. 034).

16.- Al finalizar la intervención al equipo, se deberá limpiar perfectamente el arrea donde se estuvo trabajando y recoger la herramienta que se utilizo para posteriormente, entregar el equipo a Operación.



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INTRODUCION

Un sello mecánico Es un dispositivo de sellado que se utiliza para prevenir la fuga de un líquido, sólido o gas contenido en una cámara, la cual es penetrada por un eje con movimiento rotativo.

Todos los sellos mecánicos son básicamente iguales y tienen un elemento Rotatorio y uno fijo. Un elemento tiene una cara selladora de contacto de Un material blando, para desgaste, como el carbón; el otro tiene una cara de material duro, que puede ser cerámica.

Los sellos mecánicos están diseñados para no permitir fugas hasta que se gaste la cara blanda. Se ha encontrado que muchos sellos no tienen desgaste en las caras al desmontarlos de la bomba y las fugas empiezan mucho antes de que se desgasten

OBJETIVO GENERAL

Al término del curso los participantes identificaran las partes principales de una sello mecánico, la importancia y conocimiento de verificar el estado de las bombas, antes del montaje de un sello mecánico como también los aspectos básicos como son, cuidados, ajustes y instalación



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1.-MANEJO DE SELLOS MECÁNICOS EN LA PLANTA

no golpear

no desarmar

no retirar espaciadores innecesariamente

manéjese en lugares limpios

no flexionar excesivamente el sello

comprender el funcionamiento de cada parte

consulte el dibujo de instalación para verificar si hay notas importantes

verificar la colocación de cada puerto en la brida

identifique el sello y sus refacciones en sellos con empaques de grafoil se recomienda

contar con un kit de repuesto.

Verifique que no haya partícula que llegue a las caras del sello durante la instalación para que no se calce

1.1 RECOMENDACIONES

Aplique la presión al sello durante la prueba de 0.090”a 0.125” ó de acuerdo a lo que el proveedor establece.

Limpie líneas, tanques e intercambiadores antes de conectarlos a la cámara del sello.

1.2 IMPORTANTANCIA Y CONOCIMIENTO

Verificar el estado de la bomba ya que de ello depende el buen funcionamiento del sello mecánico.

Checar dimensiones y acabados tanto del eje como de la caja de sellos dejándolos perfectamente limpios y verificando chaflanes por donde pasa el sello

Condiciones de rodamientos de acuerdo con su nomenclatura, sus prefijos y sufijos señalan el tipo de Montaje, de acuerdo al servicio que han de desempeñar, esto nos puede dar una variación de desplazamiento Axial de 0.001” a 0.003” más que las de un rodamiento rígido

Esto es muy importante ya que la vida de nuestro sello mecánico depende en gran parte de Ello.

1.3 FALLAS DE LOS SELLOS MECANICOS



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Los sellos mecánicos fallan por errores en la instalación y en el líquido para el prensaestopas. Un estudio cuidadoso prolongarla duración y minimizará el tiempo muerto de la bomba, con lo que se ahorrará en costos de mantenimiento y de operación

Se presentan las causas básicas de las fallas de los sellos y los métodos principales para evitarlas. Las fallas suelen ser por:

Errores en la instalación,

Problemas por el diseño básico del sello mecánico

Contaminación del líquido en el prensaestopas.

2.- PRINCIPIOS DE UN SELLO MECÁNICO

2.1



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En su forma más elemental, un sello mecánico seria como el mostrado en el dibujo en la cual el eje rotativo tiene una parte de mayor diámetro (hombro) con una cara perpendicular, pulida y plana, sobre la que se recarga la carga estacionaria, completamente plana paralela a la anterior obteniéndose el sello en el área en la que las dos superficies están en contacto.

Este sello utiliza el principio de funcionamiento pero no se utiliza prácticamente obedece a las siguientes desventajas:

El conjunto es sumamente rígido, no tiene flexibilidad, para compensar los movimientos axiales, la excentricidad de la flecha, ni amortiguar las vibraciones.

No hay posibilidad de cambiar materiales: esto puede efectuarse cambiando la totalidad de los componentes: esto mismo sucede al gastarse la pieza.

No hay ajuste automático que mantenga las caras en contacto a medida que se van gastando

2.2 RAZONES PARA USAR UN SELLO MECÁNICO

Un sello mecánico debe ser diseñado y seleccionado para dar servicio durante tiempos muy largos, con costos y tiempos de mantenimiento bajos y que tengan la propiedad de ser automáticamente ajustables a medida que se van desgastando.Algunas ventajas adicionales son las siguientes con respecto al empaque:



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Sello absoluto.- resultante en menos pérdidas de producto, menos peligro de incendio, menos contaminación del ambiente con vapores, casas de bombas más limpias y sin contaminación del líquido bombeado.

Muy bajo rozamiento entre la flecha y las partes de los sellos.- se tiene menos desgaste de las mangas y flechas.

La flexibilidad de los sellos.- permite ajuste automático para descompensar desalineamiento, juegos axiales y radiales, vibraciones y desgaste de sus partes.

Menos fricción.- las áreas de contacto tan pequeñas que requiere un sello economiza potencia.

Se pueden manejar altas presiones y altas velocidades con una eficiencia muy grande.

Se pueden manejar líquidos con abrasivos, con vació, corrosivos, etc., usando el sello doble.

2.3 DIFUCION CHECK LIST DE SELLOS MECANICOS

Aspectos básicos LINIAMIENTO CAMPO

A. juego axial de la flecha de la bomba: 0.002"MAX.B. deflexión radial de la flecha: 0.002"MAX. C. perpendicularidad entre la caja de estoperos y eje: 0.003" MAX.D. concentricidad de la caja de estoperos: 0.005" MAX.

E. Ajustar unidad de compresión de sello mecánico en manga de flecha y fijar los opresores de la unidad de compresión, según dibujo de fabricante.


Desplazamiento axial


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F. Instalar cara estacionaria con su empaque en la caja de estopero (sello doble)

G. Instalar la cara estacionaria externa con su empaque en brida del sello.

H. Instalar empaque de manga en flecha de bomba

I. Instalar manga armada con la unidad de compresión en la flecha

J. Introducir la brida del sello en la flecha de la bomba

K. Instalar plato estopero e impulsor

L. Dar torque a tuercas de fijación de brida de sello mecánico

M. Efectuar prueba de hermeticidad a sello mecánico verificando cero fugas

N. transportar, instalar en su base y alinear bomba

Ñ. verificar giro de motor y acoplar equipo

O. instalar tubings de entrada y salida, agregare refrigerante hasta su Nivel correspondiente y presionar con nitrógeno dependiendo del plan De lubricación

P. verificar continuidad del sistema de agua de enfriamiento del tanque Refrigerante

Q. verificar presión de succión y descarga de equipo en operación.

R. verificar amperaje de motor eléctrico

2.4 VERIFICACION CON INDICADOR ANTES DE INSTALAR UN SELLOS MECANICOS


A).-VERIFICACION DE JUEGO AXIAL

B).-VERIFICACION DE JUEGO RADIAL, DEFLEXION


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2.5 COMPONENTES PRINCIPALES DE UN SELLO MECÁNICO

SELLADO SECUNDARIO CARAS DEL SELLO MECÁNICO MECANISMOS DE ARRASTRE MECANISMOS DE CARGA

Sellado Secundario al eje son:


C).- PERPENDICULARIDAD ENTRE LA CAJA DE ESTOPEROS Y EJE

D).- CONCENTRIDAD DE LA CAJA DE ESTOPEROS


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2.6 SELLADO SECUNDARIO A LA BRIDA: CON ORING

O - Rings Empaques Cuadrados o RectangularesAnillos Tipo CopaJuntas Planas o Empaques


Posibles fugas entre cara y ejeSellado al eje con oring

Sellado al eje con cuña de teflón

Sellado a la brida con oringSellado a la brida con oring

Sellado al eje con fuelle elastomérico


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2.7 SELLADO SECUNDARIO A LA BRIDA: CON CUADRORING Y JUNTAS


Sellado a la brida con oring

Sellado a la brida con empaque cuadrado o rectangular

Sellado a la brida con empaque tipo copa


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2.8 PROPOSITOS DEL SELLO MECÁNICO


Sellado a la brida con empaque juntas

En los empaques (oring, cuadroring, juntas) es evitar la fuga entre los componentes del sello con el eje y la brida.

En las caras es controlar la fuga dentro de los rangos establecidos de diseño dar confiabilidad y seguridad a la operación.


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2.9 LUBRICACIÓN EN LAS CARAS DE SELLOS

Para mantener un sello lubricado, y un buen sellado se logra con un ajuste adecuado en áreas de sellados el espesor de la película, debe ser de 3 a 5 micrones que es igual a 0.00012” a 0.00024”

.

Falta de presión (carrera) excesiva lubricación, ocasiona fugas

Excesivas presión (carrera) no hay lubricación, ocasiona desgaste prematuro, y poca vida del sello



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2.10 SELLO NO BALANCEADO

Los sellos no balanceados son a menudo el diseño seleccionado para sellos interiores, la cantidad de escape a través de la cara del sello es inversamente proporcional a la cantidad de carga sobre la cara del sello; entre más alta la carga, mas bajo el escape de la cara. Los sellos no balanceados, por tener cargas más altas sobre la cara que los sellos balanceados, tienen menos escapes y son más estables cuando se someten a vibración desalineamiento o cavitación. Son a menudo menos costosos y más adaptables a las cajas de empaquetadura estándar sin necesidad de modificaciones en la manga del eje o en la caja de empaquetadura.

Una de las desventajas de los sellos no balanceados en su relativamente bajo limite de presión. Si la fuerza de cerrado ejercida sobre la cara del sello excede este límite, la película lubricante liquida entre las caras es expulsada. Sin lubricación y con carga alta, las caras pronto se destruyen así mismas. Este problema es superado por el sello balanceado.


No hay balance hidráulico

Sello no balanceado


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2.11 SELLO BALANCEADO

El balancear un sello requiere un cambio sencillo de diseños que reduce las fuerzas hidráulicas que cierran las caras del sello. No tiene nada que ver con el balanceo dinámico hecho a la rueda de un automóvil o al rotor de una bomba centrifuga. Al refregarse las caras del sello, la cantidad de calor que generan por la cantidad de presión ejercida, la película lubricante entre las películas y la velocidad relativa del movimiento. Presiones y velocidades altas pueden conducir calor excesivo. Cuando se genera calor en exceso, puede quitarse aumentando la lubricación entre las caras. la lubricación puede aumentarse reduciendo el efecto de la presión hidráulica en la cavidad del sello sobre las caras del sello.

Las caras del sello se mantienen separadas por una película de líquido sellante la carga del resorte y la presión hidráulica en la caja de empaquetadura actúan juntas sobre la superficie expuesta del anillo del sello para conservar las caras cerradas, restringiendo así el escape a un nivel aceptable, usualmente indetectable. la presión hidráulica que rodean los sellos actúan igualmente en todas direcciones y sobre todas las partes del sello. Aumentos de presión dentro de la cámara del sello


Sello balanceado

Balance hidráulico


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2.12 ELEMENTOS SECUNDARIOS.

El agua es muy difícil de sellar porque las sales que contiene cristalizan entre las caras, al exceder de 80 c la temperatura, por lo que debe enfriarse el agua que se alimenta al sello.

Elementos secundarios del sello

Estos elementos son materiales resistentes que sellan estáticamente contra la flecha o contra la caja exterior. Deben adaptarse perfectamente contra las superficies adyacentes por lo que requieren cierta elasticidad. los más usuales son los o-rings construidos de diferentes elastómeros. se utilizan otras formas y otros materiales, dependiendo principalmente de la corrosivita y la temperatura del liquido.

Los principales materiales usados se enlistan a continuación:

Elastómeros en forma de o-rings

Anillos en v (chevron) Anillos cuadrados



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2.13 MECANISMOS DE ARRASTRE

3.- FUNCIONES DE LOS SISTEMAS DE AMBIENTACIÓN O LUBRICACIÓN

La selección de un sello con materiales y características de diseño adecuados no garantiza por sí solo su buen funcionamiento.


1.-opresor2.-cuña de arrastre3.-musca de arrastre

Sello mecánico resorte único

Sello mecánico resortes múltiples

Opresores


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Para la correcta operación de un sello mecánico, debe formarse entre las caras de contacto una película de lubricación.

La función de la película de lubricación es lubricar y enfriar las caras.En funcionamiento, el fluido a presión se introduce entre las caras.El fluido introducido, forma una película que las lubrica.La presión hidráulica a la vez cierra las caras.Para que la película se forme adecuadamente, es necesario instalar sistemas que se genera en las caras de contacto por el deslizamiento de una contra la otra. a extraer el calor los sistemas de protección se utilizan para proveer al sello del ambiente apropiado facilitando la formación de la película de lubricación para reducir el roce entre las caras y disipando el calor que se genera en ellas.

LUBRICACIÓN: Evitar el roce en caras de contacto

ENFRIAMIENTO: Disipar el calor generado en caras de contacto

3.1 PLANES DE AMBIENTACION O LUBRICACION API



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3.2 DISEÑOS ESPECIALES PARA LUBRICACION DE SELLOS (PLANES)


1.‐ Fluidos Limpios Circulación (Lubricación)

Plan 1 Circulación Integral InternaPlan 11 RecirculaciónPlan 12 Recirculación con FiltroPlan 13 Recirculación InversaPlan 14 Recirculación con Retorno

2.‐ Fluidos a Temperatura

Enfriamiento

Plan 2 Enfriamiento IntegralPlan 21 Recirculación con EnfriadorPlan 22 Recirculación con Enfriador y Filtro(No recomendado)Plan 23 Circuito cerrado con enfriador

3.‐ Fluidos Abrasivos o consólidos en suspensión

Lubricación Plan 31 Recirculación con SeparadorPlan 32 Inyección Fuente Externa

4.‐ Fluidos abrasivos a altatemperatura

Enfriamiento yLubricación

Plan 41 Recirculación con Separador yEnfriador

5.‐ Fluidos Peligrososa) Ácidos y Cáusticosb) Tóxicos y Cancerígenosc) Explosivos e Inflamables

SeguridadPlan 52 Sello Dual No‐PresurizadoPlan 53 Sello Dual PresurizadoPlan 54 Sello Dual Presurizado

6.‐ Fluidos en General Manejo de Emisiones Plan 61 Venteo y DrenajePlan 62 Lavado y DrenajePlan 65 Venteo y Drenaje (Recolector fuga)

7.‐ Gases Barrera de Gas Plan 71 Barrera de Gas OpcionalPlan 72 Barrera de Gas No PresurizadaPlan 74 Barrera de Gas PresurizadaPlan 75 Drenaje de Fuga que condensaPlan 76 Venteo de Fuga que no condensa


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3.3 PLANES 13, 14


PLAN 2

PLAN 11


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3.4 PLANES 23,31



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3.5 PLANES 32,41



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3.6 PLANES 52,54



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CONCLUSION



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