Sellos Mecanicos Fallas

5/12/2018 Sellos Mecanicos Fallas - slidepdf.com

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Daniel N Almosny R

Sellos Mecánicos

Todos los sellos mecánicos son básicamenteiguales y tienen un elemento rotatorio y uno fijo. Un

elemento tiene una cara selladora de contacto de unmaterial blando, para desgaste, como el carbón; el otrotiene una cara de material duro, que puede ser

cerámica.

Los sellos mecánicos están diseñados para nopermitir fugas hasta que se gaste la cara blanda. Se haencontrado que muchos sellos no tienen desgaste en lascaras al desmontarlos de la bomba y las fugas empiezanmucho antes de que se desgasten.



Fallas de los Sellos Mecánicos

Los sellos mecánicos fallan por errores en la instalación y en

el líquido para el prensaestopas. Un estudio cuidadosoprolongará la duración y minimizará el tiempo muerto de la

bomba, con lo que se ahorrará en costos de mantenimiento y

de operación.



Fallas en Sellos Mecánicos

Se presentan las causas básicas de las

fallas de los sellos y los métodos principalespara evitarlas.

Las fallas suelen ser por:

• Errores en la instalación,

• Problemas por el diseño básico del sellomecánico

• Contaminación del líquido en el prensaestopas.



Errores en la instalación

Cuando hay errores, pueden parecerinsignificantes, pero si no se corrigen

ocurrirán fugas y se puede pensar que elsello “no sirve para nada”.



Antes de la Instalación, se debe Verificar:

• La tolerancia permitida en la instalación del tipo particularde sello.

• Se deben tener en cuenta los ajustes finales del impulsor y

de la posición de las placas de apoyo.

• La desviación radial del eje o árbol con un micrómetro de

esfera; la lectura total del micrómetro no debe exceder de0.001 por pulgada de longitud.

• La concentricidad y perpendicularidad del prensaestopascon el eje.




• Si se cae o se golpea con cualquier objeto, por

ejemplo, en el estopero de la bomba, es casiseguro que permitirá fugas.

• Cualquier partícula que llegue a las caras del

sello durante la instalación permitirán fugas.• Salvo que el sello esté instalado de modo que

las caras tengan la carga correcta, ocurriránfugas.




Problemas por el diseño de los

sellosUn sello de diseño deficiente puede permitir

la pérdida momentánea de contacto de lascaras y su falla en un momento dado.

Si se pierde contacto por cualquier razón,cualquier partícula en el líquido para sello seintroducirá entre las caras y se enclavará en lacara blanda, ésta funcionará como ruedaabrasiva y destruirá la cara dura.



El componente rotatorio se conecta con el

eje de la bomba, que tiene un movimiento axialconstante, este movimiento lo pueden producirla desviación normal, vibración, cavitación,

desequilibrio del impulsor, desalineación de lostubos y acoplamientos y las tolerancias de loscojinetes.

El sello debe poder compensar estemovimiento axial, si se interrumpe estacompensación por cualquier motivo, las carasdel sello perderán el contacto y habrá fuga.


sellos



El calor generado en las caras del sello puede

producir la falla del elastómero o cambiar lacondición del líquido bombeado en la zona delsello, lo que aumentará la corrosión o producirá

cristalización.

Al evaluar cualquier tipo de sello mecánico sedebe tener en cuenta la proximidad del elastómerocon las caras del sello y verificar el flujo

recomendado de líquido en el prensaestopas.


sellos



Se debe comprobar la compatibilidad del

líquido para el estopero con los materialesde construcción de los resortes, elelastómero, el componente rotatorio y el fijo.

Si no se tienen en cuenta esos factores yocurre pérdida momentánea de contactoentre las caras del sello, éste se dañará y

ocurrirán fugas.


sellos



• A. Material para cara dura (cerámica)

• B. Material para cara blanda (carbón)• C. Sello de elastómero, dinámico o

movible

• D. Empaquetadura

• E . Junta o sello de elastómero,estático o fijo

• F. Prensaestopas• G. Eje de la bomba

Diseño de algunos sellos mecánicos típicos y suscomponentes básicos





movible









movible• D. Empaquetadura






Partículas extrañas en el

prensaestopasLos cuerpos extraños en el líquido del

prensaestopas pueden obstruir loscomponentes deslizables del sello y producir sufalla.

Se necesitan controles adicionales para ellíquido que llega al prensaestopas. Loscontroles del líquido para el sello se debenproyectar sobre la base del pequeño volumen

del líquido en el prensaestopas.



Ejemplos de estoscontroles:

• Tubos conectados conlos tubos de succión o

descarga de la bomba yque terminen en elprensaestopas

• Tubos conectados comose menciona pero conuno adicional desde elprensaestopas hasta un

drenaje

• Un segundo líquido,compatible con el

bombeado inyectadoen el estopero

• Un buje de restriccióninstalado en el fondodel prensaestopas,para reducir al mínimoel orificio entre el eje y

la carcasa de la bomba• Camisa de vapor,serpentines deenfriamiento o

aislamiento en torno alprensaestopas.


prensaestopas




prensaestopasOcurre un gran

número de fallas desellos mecánicos porla inestabilidad de lapresión y flujo dellíquido de barrera.

Algunos factoresque ocasionan lasfallas son:

• Conexiones con loscabezales en laplanta, por ejemplo,para agua tratada, enlos que fluctúa lapresión por que hayun consumo grande ypoco frecuente en el

mismo cabezal, porejemplo, para adiciónde agua a un tanque




prensaestopas• Tubería que permite que

el sello mecánico reciba

líquido del fondo de uncabeza o del extremo deun ramal, con lo cual

todas las partículas delcabezal van hacia el tubode pequeño diámetro

para el sello y loobstruyen con frecuencia

• No se tienen en cuentaalteraciones en el

cabezal para el líquido debarrera, que permitenllegar partículas al

prensaestopas, porejemplo, al lavar lastorres de enfriamiento,

reemplazar tuberías,vibración intensa de loscolgadores de tubo, etc



Para tener flujo ypresión estables para el

líquido de barrera sepuede hacer lo siguiente:

• Conectar con una fuentede líquido de barrera a

presión estable o instalartanques de presión paraque ésta no fluctúe

• Instalar un filtro que sepueda limpiar durante elfuncionamiento

• Instalar un rotámetro

• Vigilar todos los selloscon un programapermanente de

mantenimiento olubricación.


prensaestopas



Análisis de Fallas en los Sellos

MecánicosA continuación se hace un análisis de fallas

comunes de los sellos mecánicos.

Algunas de estas fallas son:

• Erosión

• Extrusión

• Agrietamiento por calor

• Desgaste excesivo del dedo o mellas de arrastre

• Vesiculación

• Escamación

• Recalentamiento de los anillos tóricos

• Vaporización

• Oxidación



Erosión

Síntomas:

• Deja carcomida la caradel sello o deslavada enuna porción localizada.

Causa:

• Tasa excesiva de lavado,o tasa normal de lavadocontaminada conpartículas abrasivas

Medidas Correctivas:

• Reducir tasa de lavadodel sello

• Eliminar presencia deabrasivos

• Cambiar materiales delsello por otros masresistentes

• Cambiar el lugar delavado del sello o cubrirla cara estacionaria paraprotegerlo



Erosión

Secciónsometida a

erosión

Liquido paralavado



Extrusión (Compresión)

Síntomas:

• Anillos tóricos o sellossecundarios sonestrujados a más de sustolerancias. Aparecerán

cortados o repelados.

Causa:

• Temperatura, presión oataque químico excesivoen el anillo tórico


• Verificar holgueras delanillo tórico en laaplicación

• Verificar compatibilidadquímica y límites detemperatura

• Instalar anillos contraextrusión



Extrusión (Compresión)

Los sellos extruidos se ven cortados o despellejados al oprimirlos

en un espacio muy pequeño



Agrietamiento por calor

Síntomas:• Presencia de grietas

radiales de finas agrandes que parecensalir del centro del anillo

Causa:• Falta de lubricación• Vaporización en las caras

del sello• Falta de entrenamientoapropiado

• Excesivo valor Presión-

Velocidad


• Disponer de sistema deenfriamiento apropiado

• Mejorar calidad demateriales utilizados

• Reducir valor Presión-Velocidad

• Verificar enfriamiento y

lubricación

D t i d l d d



Desgaste excesivo del dedo o

mellas de arrastreSíntomas:

• Desgaste excesivo de los

dedos de arrastre,indentación o ranuras dearrastre en un periodo

corto de tiempo.

Causas:

• Cargas pesadas y gradosgrandes de movimientoentre las superficies dedesgaste.

• Lubricación deficiente


• Incorporar dedos dearrastre templados omellas de arrastre en el

diseño del sello• Considerar sellos con

diseño que pondrían elmecanismo de propulsiónen mejor ambiente delubricación

• Verificar las limitaciones

de presión del sello



Vesiculación (Ampollas)

Síntomas:

• 1ra etapa: Seccionescirculares pequeñas queaparecen levantadas ysaliendo de las caras delsello de carbón.

• 2da etapa: grietas en lassecciones levantadas enformas de estallidos deestrella

• 3ra etapa: se desbaratanlas vesículas dejandohuecos en la superficie delas caras

Causas:• Fluidos de alta viscosidad que

penetran el carbón por unextenso periodo de tiempo yluego se fuerzan fuera de losporos cuando se calienta lapieza.

Medidas Correctivas:• Reducir velocidad del fluido en

la cavidad del sello,sustituyéndolo nuevo oaumentando su temperatura

• Eliminar arranque y paradasfrecuentes

• Verificar enfriamiento ycirculación de las caras delsello.



Vesiculación



Escamación (Astilladura)

Síntomas:

• Similar a la vesiculación,pero en superficies lejosde la cara del sello (carasopuestas, respaldo)

Causas:

• Similar a la vesiculación,pero en este caso puedeocurrir con cualquierfluido


• Evitar el funcionamientoen seco del sello porperiodos prolongados

• Sistema de sello alternocon convección térmica osistema de lubricación

forzado.



Escamación

Recalentamiento de los anillos



Recalentamiento de los anillos

tóricosSíntomas:Se endurecen y se agrietan,

haciéndose muyquebradizos

Causas:• Falta de enfriamiento o

flujo adecuado en lacavidad del sello

• Temperaturas excesivas• Aplicación equivocada demateriales para laaplicación


• Verificar enfriamiento ylíneas para descubrirbloqueos y losintercambiadores de calor

por si tienen acumulaciónde costras

• Considerar uso de unsello con límites más

altos de temperaturas



Vaporización

Síntomas:• Goteo excesivo y averías

en las caras de los sellosque acortan su duración yreduce el rendimiento.

Causas:• Cuando el calor no se

elimina adecuadamente yel líquido hierve o seconvierte en vapor.

• Presión excesiva• Deflexión excesiva

• Enfriamiento y lubricacióninadecuados


• Mejorar la circulación yenfriamiento en las carasdel sello

• Verificar la operación atemperaturasadecuadamenteinferiores a temperaturasde inflamación

• Verificar si se usa alímites de presión yvelocidad



Vaporización

Sección afectada por vaporización



Oxidación

Síntomas:

• Lodo de barniz, laca oabrasivo en el ladoatmosférico del sello

Causas:

• Descomposición químicade hidrocarburos

Medidas correctivas:

• Aplicar purga de vapor

• Limpiar sello con agualimpia

• Aplicar enfriamiento conuna camisa de agua deprensaestopas,intercambiador de calorenfriado al agua oenfriado al aire

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