Fundamentos de Sellos Mecánicos Parte 1: Teoría BásicaProblema Básico de Sellado: Prevenir las Fugas Atmósfera Pared del Recipiente EJE Fluido de Proceso Fuga Empacaduras. Empacaduras. . .Sello Mecánico. Ahorro en consumo de agua y de energía.Empacadura vs. Alto consumo de potencia debido al efecto de fricción. Muy poco mantenimiento requerido después de la instalación. Daños al equipo debido a la fuga. Ahorros monetarios que van desde pequeñas pérdidas de producto hasta cero fugas. Sella con fuga invisible. Los sellos ofrecen mayores condiciones de seguridad cuando se trabaja con productos peligrosos o dañinos para la salud. En aplicaciones críticas la relación de fuga entre una empacadura y un sello es de 1 a 100 o mejor. Produce desgaste excesivo en ejes y camisas. . Se sabe de sellos que han trabajado de 8 a 10 años sin falla. Pérdida de producto. Sello Mecánico Funciona más como un dispositivo de restricción que como un dispositivo de sellado. Requiere altas cantidades de agua. Altos costos de mantenimiento en instalación y ajuste. Requiere de cierta fuga para evitar la fricción excesiva. Concepto de Sellos Mecánicos. . Principio conceptual de un Sello Mecánico. Atmósfera Pared del Recipiente Shaft Fluido de Proceso Fuga . Características Requeridas Pequeña claridad axial. Movimiento del Eje Eje . Características Requeridas Pequeña claridad axial Mecanismo autoajustable Movimiento del Eje . Larga vida Fácil mantenimiento Bajo costo .Características deseadas en un sello mecánico. El Sello Mecánico más Sencillo Carga Hidrostática Elementos de sellado secundarios Piezas reemplazables Asiento Anillo Primario Elemento de sellado secundario . Ejemplo de un sello completo. Anillo Primario Aro Retenedor Anillo Anti-Extrusion O-Ring Disco Resorte Retenedor Prisionero O-Ring Asiento Eje . Uno o varios elementos de empuje para mantener los elementos de sellado primario 1 y 2 en contacto permanente uno contra el otro. 3. y por ultimo. 4. 5. 2. Elementos de sellado secundario. Un elemento de sellado primario desgastable y estacionario. Un elemento de sellado primario desgastable y rotativo. . Componentes auxiliares para completar el sello mecánico.Simplemente un sello mecánico es: 1. La interferencia de sellado. Película lubricante: Separar las superficies contactantes Prevención de alto grado de contacto Reducir la generación de calor debido a la fricción Superficie A magnificada Separación Película Lubricante Calor Superficie B magnificada El Fluido de trabajo actúa como una película lubricante entre caras. Carcasa de la bomba Fluido de Proceso Brida |Anillo Primario Asiento Fuga Invisible: Fluido que se evapora al entrar en contacto con la atmósfera. Mala lubricación: caras de contacto corriendo en seco y sobrecalentamiento. Carcasa de la bomba Brida Ausencia de fluido Anillo Primario Asiento Generación de calor. Fricción Esfuerzos Viscosos Asiento Anillo Primario . Conducción. Convección.Transferencia de calor. . Inyección para Refrigerar. Inyección . Remoción de calor Circulación de líquido frío y limpio para refrigerar. Características de Diseño Relación de Balanceo Caras de Contacto Dispositivos de Empuje (resortes. fuelles) Elemento Sellante Secundario Mecanismo de Arrastre . Características de Diseño Relación de Balanceo La relación de Balanceo es utilizada para controlar la presión entre caras. Fuerza de Cierre Fuerza de Apertura . Características de Diseño Relación de Balanceo La relación de balanceo se define como el cociente entre el área de cierre y el área de apertura. A A c o Relación de Balanceo = Area de Cierre Area de Apertura . Características de Diseño Relación de Balanceo Un Sello No .Balanceado A c Fc A o . Características de Diseño Relación de Balanceo Un Sello Balanceado Ac Ao . Características de Diseño Relación de Balanceo Los sellos de fuelle metálico se definen como “inherentemente” balanceados a bajas presiones. Relación de Balanceo < 1 Línea de Balanceo a cero presión. . La relación de balanceo se incrementa a mayores presiones. Características de Diseño Dispositivos de Empuje Suministra la fuerza inicial de cierre. Su funcionamiento se hace más crítico a bajas presiones. Cuando se utilizan resortes a altas presiones disminuye su carácter de elemento crítico. . Características de Diseño Dispositivos de Empuje Resorte Helicoidal Múltiples Resortes Helicoidales Fuelle Resorte de Onda . . Tendencia a dañarse por acción de la fuerza centrífuga.Características de Diseño Resorte Helicoidal Espiras con alambre de sección transversal grande más resistente al ataque por corrosión. Gran longitud axial. Carga No-Uniforme en las caras del sello. Se atasca fácilmente con líquidos muy viscosos y con partículas abrasivas. Un mismo resorte puede usarse en diferentes tamaños de sellos. Pequeña sección del alambre incrementa la sensibilidad a la corrosión. . Se puede aumentar o disminuir la carga. Mejor resistencia a la fuerza centrífuga.Características de Diseño Múltiples Resortes Helicoidales Carga uniforme en las caras del sello. . Actúa como un sello dinámico. Transmite el torque del collar de arrastre a la cara rotativa.Características de Diseño Fuelle Comportamiento de Resorte. Constante de resorte lineal en su longitud de operación. Fatiga debido a vibración. Sujeto a los mismos modos de falla de un resorte. No necesita escalón en el eje o camisa. (Mayores de 5000 ft/min) .Características de Diseño Dispositivos de Empuje Se utilizan Sellos con dispositivos de empuje estacionarios para aplicaciones a altas velocidades. Características de Diseño Elemento Sellante Secundario Estático Dinámico . Características de Diseño Elemento Sellante Secundario Sello de Empuje El O-ring debe moverse axialmente . Características de Diseño Elemento Sellante Secundario Sello No-Empuje O-ring estático . Elemento Sellante Secundario Fuelle Elastomérico Media Convolución Fuelle de Teflón Fuelle de Metal Soldado Anillos en V Copa en U Cuña O Ring Encapsulado O Ring . El fuelle como sellante secundario debe expanderse para compensar el desgaste de las caras de contacto.Empuje vs. No-Empuje Empuje vs. No-Empuje El O-ring como sellante secundario debe deslizarse sobre el eje o camisa tanto como se desgasten las caras de contacto. . Características de Diseño Mecanismos de Arrastre Deben Transmitir Torque Deben permitir movimiento axial (Anillo Primario) . Mecanismos de Arrastre Dentado Con Cuña Con Prisioneros Con Pin Con retenedor (snap ring) Con aletas y orejas Fuelle Elastómerico Resortes . Arreglos Sencillo Montado Internamente Montado Externamente Cara contra cara Espalda contra espalda Tándem Múltiple . Arreglos Sello Montado Externamente Sello Montado Internamente . Arreglos Sello en Arreglo Cara contra Cara (Face to Face) . Arreglos Sello en Arreglo Espalda con Espalda (Back to Back) . Arreglos Sello en Arreglo Tándem . Empuje Mono Resorte con O’ring . Empuje Sello con Aros en V de Teflón . Empuje Sello con Cuña de Teflón . Empuje Sello con copa en U . No Empuje Sello con Fuelle de Teflón . No Empuje Sello con Fuelle Elastomérico . No Empuje Sello con Fuelle de Metal Soldado . Fundamentos de Sellos Mecánicos Parte 2 Instalación de Sellos . Entrenamiento en Sellos Mecánicos Inspección de las Bombas en sitio. . La Bomba . El Desensamble de la Bomba . excéntrico con respecto a la carcasa. Verificar el estado de los rodamientos. Eje no concéntrico. Juego Radial .Parámetros a Inspeccionar Concentricidad del Eje (Shaft Runout) Verificar que el eje no tenga zonas donde haya sufrido flexión. Parámetros a Inspeccionar Concentricidad de la camisa Verificar el ajuste de la camisa Verificar ovalamiento de la camisa NOTA: Si la camisa ajusta con el impulsor. . éste debe estar posicionado correctamente y ajustado. Parámetros a Inspeccionar Movimiento axial del eje Verificar el juego axial de los rodamientos Empuje el eje hacia adelante y hacia atrás. sin utilizar excesiva fuerza !! . Las caras de la caja deben ser paralelas .Parámetros a Inspeccionar Perpendicularidad de la cara de la caja La perpendicularidad de la cara de la caja debe estar dentro de una medida del indicador de no más de 0.002" Valores superiores al arriba indicado. causará movimientos irregulares de las caras de contacto y reducirá la vida útil del sello. Instalación de un sello No-cartucho . Instalación de un sello No-cartucho . Instalación de un sello No-cartucho Posicionar la camisa en el eje . Instalación de un sello No-cartucho Ajustar el cabezal de la bomba . Instalación de un sello No-cartucho Instalar y ajustar el impulsor Verificar la claridad el impulsor con el cabezal luego de ajustados . Instalación de un sello No-cartucho Hacer una marca en la camisa que coincida con la cara de la caja Esta es la línea de referencia para instalar el sello mecánico . Instalación de un sello No-cartucho Desarmar la bomba nuevamente Verificar la marca realizada sobre la camisa . CARBIDE VITON OR EQ.490 ALS 041194 H. P.O.355 D.000 C'BORE 1.937 63 TO N. 8B1 STP OR DOW CORNING #4 GREASE.000 BORE 2.125 BINGHAM X PHILLIPS 66 3. 316 S. +. (INSTL.002 -. 316 S.S.F. G. CHEMLON 316 S.002 SHAFT 3. .218 12 14 COUNTER-CLOCKWISE SHAFT ROTATION 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 D 2625 280 9205 0000 237 9549 A8 2875 017 7250 0000 233 9549 A9 2875 018 0550 0672 A9 2875 014 0550 A9 2875 043 0550 A8 2875 024 7500 1125 2005 000 0550 H 2625 438 7831 0000 243 9549 H 2875 495 0550 D 1876 534 7510 MATING RING O-RING PRIMARY RING O-RING RETAINER SPRING DISC SNAP RING ANTI-X-RING SET SCREW GLAND ASS'Y.750 (TYP./BRONZE VITON OR EQ.625 .687 1. 316 S.002 SHAFT .S. +.S. DWG. REF.953 3. CHEMLON 1 1 1 1 1 12 1 1 1 3 1 1 1 1 X X X X X X X X X 63 5 13 10 6 7 4 9 8 3 1 2 11 SERVICE: BUTANE TRANSFER A8-2875-039 4.S.000 -.000 5. 316 S. 316 S.002 SHAFT PHILLIPS 66 SWEENY.C.S.875 D. +. CARBON VITON OR EQ.968 1. SEAL O.687 .H-SP-25421-2 6.R.TX CAD 32733-1 4X6X16H 10P4/4A A082 BSTFM X P15 1 O15 1 BUTANE 180 PSIG 137D F 371 PSIG 0. O-RING SLEEVE GASKET TUNG.25:1 GLAND END VIEW SCALE: .002 D H-SP-25421-2 2.093 .000 -.375":1" 3560 RPM DATA SHEET DATED 4-11-94 BY SAM ELLEDGE J.750 D.875 D. +.874 D. +.) .: CF-SP-10082 PROJ: 94-433 HOU 61 63 .S. 2.375 D.875 D. 316 S.531 2.765 1.000 -.D.000 D. MWL 1.) 1.S.031 2.062 .002 -.001 SLEEVE 2. 750 2.Instalación de un sello No-cartucho 1.062 . Instalación de un sello No-cartucho Hacer segunda marca en la camisa con la dimensión obtenida en el plano de instalación para posicionar el sello mecánico . Instalación de un sello No-cartucho Posicionar el sello mecánico a partir de la segunda línea de referencia. ajustar los prisioneros sin sobreapretar. . El ajustarlos con demasiada fuerza puede deformar la camisa. Instalación de un sello No-cartucho lnstalar la brida con el asiento ya ensamblado . los prisioneros o cualquier mecanismo de arrastre Ajuste fuertemente los prisioneros del retenedor .Instalación de un sello No-cartucho Instalar la camisa en el eje Levante la brida con el asiento en el momento en que está instalando la camisa Ajuste el cuñero. Instalación de un sello No-cartucho Instale el cabezal en la caja de rodamientos Tenga cuidado de no golpear el sello Ajuste las piezas cuidadosamente . Ajuste el impulsor. .Instalación de un sello No-cartucho Instale el impulsor en el eje con nueva empacadura (Si se requiere). Instalación de un sello No-cartucho Posicione la brida del sello en su lugar y apriete los pernos Verifique el paralelismo de la cara de la brida. Verificar con galgas la separación entre brida y cabezal o contacto metal contra metal según lo indicado en el plano . Instalación de un sello No-cartucho Instale la carcasa de la bomba y ajuste Verifique la perpendicularidad y paralelismo de la carcasa de la bomba una vez instalada . Instalación de un Sello Cartucho . Instalación de un Sello Cartucho Desarme la bomba Sello . 375 D. SEAL O. MW L 1.250 GLAND END VIEW SCALE: 3/8:1 13 14 MIN.: BY: P ROJ.062 .000 C'BORE 32 16 IN GER SOLL-R AN D 3.5:1 HOU. SPACER (ITEM #15) IS ONLY FOR THE PURPOSE OF PROPERLY LOCATING SEAL. DTD. BORE 63 11 12 5 6 7 4 9 8 3 2 1 16 X 3.: 94-385 RE F. NO.937 D. DW G.940 D.000 1.875 TYP. 2.: FR W 040694 R . SPACER MUST BE REMOVED BEFORE STARTING UNIT. 8B1-O C AR TR ID GE .002 2. .250 . AFTER GLAND PLATE. 2. BEARING. 2.562 1. REF. N.001 +.001 -. DO NOT OVERSTRESS. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 0000 232 A8 2375 028 0000 229 C 9 2375 020 A9 2375 014 A9 2375 066 A8 2375 105 1125 2005 000 H 2375 643 0000 226 F 2127 239 0000 243 D 2126 909 D 1937 389 1731 2408 000 MATIN G R IN G O-R IN G PR IMAR Y R IN G O-R IN G R ETAIN ER SPR IN G D ISC SN AP R IN G AN TI-X-R IN G SET SC R EW SLEEVE O-R IN G GLAN D ASS'Y.H-SP-28378 2. O-R IN G SPAC ER C OLLAR SET SC R EW 1 1 1 1 1 1 2 1 1 3 1 1 1 1 1 1 6 X X X X X X X X X X 10 15 SEE NOTE: 13 SEE NOTE: 14 D 2126 023 (TU N GSTEN C AR BID E) D 2125 203 (C ER AMIC ) 0074 (18-8 S.187 TYP.625 1.625 1.750 MIN.125 INSTL.250 D.: H-S P -16536-1 JOB NO.625 . 14.O.) 4466 (MON EL) 17 A8-2375-134 4. TO AVOID MOVEMENT OF SLEEVE IN RELATION TO SHAFT. P. P. 61 D H-SP-28378 63 . GLAND MUST BE IN CONTACT WITH HOUSING.002 SHAFT AO82 4.D.812 CARTRIDGE LENGTH ADDITIONAL NOTES: 13. 63 2.S. SHAFT AND SEAL ARE LOCKED IN PLACE.E.002 SLEEVE 14KKH 2 STG. SPOT FACE SHAFT UNDER TWO SET SCREWS MINIMUM 180D APART. 15. 3. DA TA S HT.375 D . Instalación de un Sello Cartucho Instale la camisa de la bomba si es requerido. normalmente las camisas tipo gancho (hook) no se utilizan en estos casos Sello . .Instalación de un Sello Cartucho Instale el sello en el eje o la camisa de la bomba. No apriete los prisioneros del cartucho en este momento. Ajuste los pernos fuertemente. Tenga cuidado de no golpear el sello con la caja de estoperos. .Instalación de un Sello Cartucho Instale el cabezal. Instalación de un Sello Cartucho Ajuste los pernos de la brida con la caja de la bomba. . Verifique el paralelismo de la brida con la caja de la bomba. Realice cualquier ajuste requerido en los cojinetes para mantener la claridad entre el impulsor y el cabezal. .Instalación de un Sello Cartucho Instale el impulsor y ajústelo. Instalación de un Sello Cartucho Apriete los prisioneros del collar de arrastre del cartucho al eje o camisa de la bomba. Remover los espaciadores del cartucho. Instalación de un Sello Cartucho Instalar la carcasa de la bomba con su empacadura. Ajustar los pernos. Hacer una prueba de detección de fugas. Normas utilizadas para Planes de Inyección y Lavado API 610 API 682 ANSI Plan 11 Plan API 11: Circulación desde la descarga de la bomba hasta la conexión en la brida pasando a través de una placa orificio. . Plan 13 Plan API 13: Circulación desde la caja de sellado a través de una placa orificio. hasta la succión de la bomba. A la succión de la bomba . Al mismo tiempo que circula el producto desde la caja de sellado hasta la succión de la bomba. .Plan 14 A la succión Desde la descarga FI FO Q/D Plan API 14: Circulación desde la descarga de la bomba hasta la conexión interna de la caja pasando a través de una placa orificio. Plan 21 Plan API 21: Circulación desde la descarga de la bomba hasta la conexión en la brida pasando a través de una placa orificio y un intercambiador de calor. . . una placa orificio y un intercambiador de calor.Plan 22 Plan API 22: Circulación desde la descarga de la bomba hasta la conexión en la brida pasando a través de un filtro. Plan 23 Plan API 23: Circulación forzada por un anillo de bombeo desde la caja de sellado pasando por un intercambiador de calor retornando a la caja del sello. . Plan 31 Plan API 31: Circulación desde la descarga de la bomba pasando a través de un separador ciclónico hasta la conexión en la brida. . El fluido con sólidos es devuelto a la succión de la bomba. .Plan 32 Por el vendedor Por el comprador Plan API 32: Inyección desde fuente externa de fluido limpio y compatible con el producto bombeado a una presión de 30psi (2Bar) sobre la presión de la caja de sellado. .Plan 51 Plan API 51: Columna estática de líquido anti-congelante a través de la conexión en la brida. . de líquido de barrera contenido en un reservorio no presurizado.Plan 52 Venteo Abierto (normalmente) Cuando se especifique FI Reservorio PS PI QO QI Plan API 52: Circulación forzada por un anillo de bombeo. de líquido de barrera contenido en un reservorio presurizado.Plan 53 PS Cuando se especifique FI Fuente Externa PI Presurizada Abierto (normalmente) Reservorio QO QI Plan API 53: Circulación forzada por un anillo de bombeo. . Plan 54 BO BI Plan API 54: Inyección desde fuente externa de liquido de barrera presurizado. . .Plan 61 Plan API 61: Conexiones de venteo y drenaje taponadas para ser utilizadas cuando el cliente lo requiera. etc). agua.Plan 62 Plan API 62: Conexiones de lavado y drenaje. para efectuar lavado con un fluido externo (vapor. .