Causas comunes de falla del sello mecánico

La falla del sello mecánico es un problema frustrante y costoso que afecta muchas operaciones industriales.

Desde una instalación incorrecta hasta la contaminación o condiciones de funcionamiento extremas, las posibles causas son numerosas y, a menudo, difíciles de diagnosticar. Si no se controlan, las fallas en los sellos pueden provocar tiempos de inactividad no planificados, pérdida de producción y reparaciones costosas.

En esta publicación, analizaremos las causas más comunes de fallas del sello mecánico y brindaremos consejos prácticos para ayudarlo a identificar y abordar los problemas antes de que se conviertan en problemas mayores.

Funcionamiento en seco

La falla del sello mecánico puede ocurrir debido a varias causas, siendo el funcionamiento en seco una de las más comunes. El funcionamiento en seco ocurre cuando las caras del sello funcionan sin la lubricación adecuada del fluido bombeado. Esto puede ser causado por:

• Nivel de líquido insuficiente en la bomba:Si el nivel del líquido cae por debajo del mínimo requerido para que la bomba funcione correctamente, puede provocar que el sello se seque.
• Filtro de succión obstruido:Un filtro obstruido puede restringir el flujo a la bomba, lo que provoca que no llegue suficiente fluido a las caras del sello.
• Válvula de descarga cerrada:Si la válvula de descarga está cerrada mientras la bomba está funcionando, puede provocar que el fluido se caliente y se vaporice, lo que provoca el funcionamiento en seco del sello.
• Válvula de retención atascada:Una válvula de retención atascada puede impedir que el fluido llegue a las caras del sello, provocando que se sequen.

Instalación incorrecta

La instalación incorrecta es otra causa frecuente de fallas en los sellos mecánicos. Algunos problemas de instalación comunes incluyen:

• Desalineación:La desalineación entre los ejes de la bomba y del motor puede provocar una vibración excesiva y un desgaste desigual en las caras del sello, lo que lleva a una falla prematura.
• Tamaño de sello incorrecto:Instalar un sello del tamaño incorrecto puede provocar fugas o un desgaste acelerado.
• Apretar demasiado los sujetadores:Aplicar demasiado torque al apretar los sujetadores puede distorsionar las caras del sello y causar fugas.
• Caras de sello dañadas:Las caras del sello que se rayan, astillan o dañan de alguna otra manera durante la instalación pueden fallar prematuramente.
• Juego excesivo del eje:Demasiado juego axial o radial en el eje puede provocar desalineación y carga desigual en las caras del sello.

Contaminación

La contaminación del fluido bombeado o del fluido de descarga también puede provocar fallas en el sello mecánico. Las fuentes comunes de contaminación incluyen:

• Sólidos en el fluido:Las partículas abrasivas como arena, óxido o residuos de desgaste pueden quedar atrapadas entre las caras del sello, lo que provoca rayones y un desgaste acelerado.
• Líquido de descarga contaminado:Si el fluido de lavado utilizado para enfriar y lubricar el sello está contaminado con sólidos o productos químicos incompatibles, puede dañar las caras del sello y los elastómeros.

Vibración

La vibración excesiva puede provocar sellos mecánicos Fallar prematuramente. Las fuentes comunes de vibración incluyen:

• Desequilibrio de la bomba:Un impulsor o rotor desequilibrado puede crear vibraciones que se transmiten al sello.
• Desalineación:La desalineación entre la bomba y el impulsor puede generar vibraciones que dañen el sello.
• Operando fuera del Punto de Máxima Eficiencia (BEP):Hacer funcionar la bomba demasiado lejos de su BEP puede aumentar los niveles de vibración.
• Cojinetes desgastados:Los cojinetes desgastados o dañados pueden permitir un movimiento excesivo del eje y vibraciones.

Incompatibilidad química

Los sellos mecánicos están fabricados con una variedad de materiales, incluidos metales, cerámicas y elastómeros. Si estos materiales no son compatibles con el fluido bombeado, puede producirse un ataque químico que provoque la falla del sello. Los problemas de compatibilidad más comunes incluyen:

• Hinchamiento o ablandamiento de elastómeros:La exposición a ciertas sustancias químicas puede provocar lesiones elastoméricas. componentes del sello (por ejemplo, juntas tóricas) se hinchen, ablanden o degraden, comprometiendo su capacidad de sellado.
• Ataque químico en las caras de los sellos:Los productos químicos corrosivos pueden dañar o picar el cara de foca materiales, lo que provoca un mayor número de fugas y reduce la vida útil del sello.

Condiciones extremas de funcionamiento

Los sellos mecánicos están diseñados para funcionar dentro de rangos específicos de temperatura y presión. Cuando se exponen a condiciones que exceden estos límites, la probabilidad de falla del sello aumenta significativamente:

• Altas temperaturas:El funcionamiento de un sello mecánico a temperaturas superiores a sus límites nominales degradará las caras del sello, los elastómeros y otros componentes.
• Altas presiones:Exponer un sello a presiones superiores a sus especificaciones genera una tensión excesiva en las caras del sello, los resortes y los sellos secundarios.
• Picos de presión:Los picos repentinos de presión en el sistema, incluso si son de corta duración, generan cargas de choque que pueden astillar, agrietar o fracturar por completo las caras del sello.

Plan de lavado de sellos inadecuado

Un plan de lavado de sellos ineficaz no enfriará ni limpiará adecuadamente el sello mecánico, lo que provocará daños por calor y contaminación de la cara del sello. Los problemas comunes del plan de lavado incluyen:

• Refrigeración inadecuada:Si el líquido de lavado no logra eliminar suficiente calor del cámara de selladoEl sello funcionará a temperaturas elevadas, lo que provocará la degradación de los componentes y fluidos del sello. El sobrecalentamiento provoca la coquización de fluidos carbonosos y la cristalización de algunos productos químicos que desgastan rápidamente las superficies del sello.
• Contaminación:Un plan de limpieza debe evitar que el fluido del proceso y los contaminantes ambientales ingresen a la cámara del sello. Las partículas abrasivas se incrustarán en la cara blanda del sello y rayarán la cara dura. La acumulación de sólidos en los componentes del sello restringe el movimiento y provoca atascos.
• Atrapamiento de aire:Las burbujas de aire que ingresan al puerto de descarga migran a las caras del sello, donde provocan picaduras, astillado y daño térmico. El aire disuelto en el fluido de descarga saldrá de la solución en las regiones de baja presión cerca del lado atmosférico de las caras del sello.

Movimiento y descentramiento del eje

Los sellos mecánicos dependen de una alineación y concentricidad precisas entre el eje y las caras del sello. El movimiento o descentramiento excesivo del eje puede provocar fallas en el sello a través de varios mecanismos:

• Cojinetes desgastados:A medida que los cojinetes se desgastan, el aumento de la holgura permite que el eje orbite dentro de la envoltura del cojinete. Este movimiento radial del eje provoca un desplazamiento axial cíclico de los componentes del sello, lo que produce vibración, fatiga y daños en la superficie del sello. El desgaste severo de los cojinetes puede permitir el contacto entre el eje y el sello.
• Eje doblado:Una curvatura del eje producirá un desplazamiento axial oscilante de los componentes del sello a medida que el eje gira. Al igual que un cojinete desgastado, esto impide que las caras del sello mantengan un contacto adecuado. La desalineación causada por un eje doblado concentra la carga en un punto de la cara del sello, lo que provoca un desgaste prematuro.

Cavitación

La cavitación se produce cuando la presión localizada del fluido cae por debajo de la presión de vapor, lo que forma cavidades o burbujas de vapor. Cuando estas burbujas colapsan cerca de las caras del sello, pueden causar daños importantes:

• Erosión de las caras de los sellos:La implosión de burbujas de cavitación genera microchorros de alta velocidad y ondas de choque que erosionan progresivamente el material de la cara del sello. Las picaduras y las irregularidades de la superficie resultantes alteran la planitud de la cara del sello y la película de fluido, lo que provoca fugas.
• Vibración:La cavitación dentro de la cámara de sellado induce vibraciones intensas de alta frecuencia. Estas vibraciones pueden causar fatiga del componente del sello, daño secundario al sello y mayor desgaste debido a la rotura de las películas lubricantes entre las caras.