Sello mecánico El fracaso es un problema frustrante y costoso que afecta a muchas operaciones industriales.
Desde una instalación incorrecta hasta contaminación y condiciones operativas extremas, las posibles causas son numerosas y, a menudo, difíciles de diagnosticar. Si no se detectan, las fallas en los sellos pueden provocar paradas imprevistas, pérdidas de producción y costosas reparaciones.
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 por varias causas, siendo la marcha en seco una de las más comunes. La marcha en seco ocurre cuando las caras del sello funcionan sin la lubricación adecuada del fluido bombeado. Esto puede deberse a:
- 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 da como resultado 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
Instalación incorrecta Es otra causa frecuente de fallos en los sellos mecánicos. Algunos problemas comunes de instalación 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 provoca una falla prematura.
- Tamaño de sello incorrecto:La instalación de 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 estén rayadas, astilladas o dañadas 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
Contaminación del fluido bombeado o el rubor El fluido también puede provocar fallos en los sellos mecánicos. 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 lavado 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 fallos prematuros en los sellos mecánicos. Las fuentes comunes de vibración incluyen:
- desequilibrio de la bomba:Un impulsor o rotor desequilibrado puede generar 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 (PEE):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 se fabrican con diversos materiales, como metales, cerámicas y elastómeros. Si estos materiales no son compatibles con el fluido bombeado, pueden producirse ataques químicos que provoquen fallas en el sello. Algunos problemas comunes de compatibilidad incluyen:
- Hinchamiento o ablandamiento de elastómeros:La exposición a ciertas sustancias químicas puede causar deformaciones 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 los materiales de la cara del sello, lo que provoca un aumento de fugas y reduce sellar la vida.
Condiciones de funcionamiento extremas
Los sellos mecánicos están diseñados para funcionar dentro de rangos específicos de temperatura y presión. Al exponerse a condiciones que superan estos límites, La falla del sello se vuelve significativamente más probable:
- Altas temperaturas:Operar 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 del 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 sello ineficaz plan de descarga El sello mecánico no se enfría ni se limpia adecuadamente, lo que provoca daños por calor y contaminación de la cara del sello. Los problemas comunes del plan de descarga 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 sus componentes y fluidos. El sobrecalentamiento provoca la coquización de fluidos carbonáceos y la cristalización de algunas sustancias químicas, lo que desgasta rápidamente las superficies del sello.
- ContaminaciónUn plan de purga debe evitar que el fluido del proceso y los contaminantes ambientales entren en 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 aireLas burbujas de aire que entran en el puerto de descarga migran a las caras del sello, donde causan picaduras, astillado y daños térmicos. El aire disuelto en el fluido de descarga se disuelve en las zonas de baja presión cerca del lado atmosférico de las caras del sello.
Movimiento y descentramiento del eje
Los sellos mecánicos dependen de la 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 por varios mecanismos:
- Cojinetes desgastadosA medida que los rodamientos se desgastan, el aumento de la holgura permite que el eje orbite dentro de su envoltura. Este movimiento radial del eje provoca un desplazamiento axial cíclico de los componentes del sello, lo que provoca vibración, fatiga y daños en la cara del sello. Un desgaste severo de los rodamientos puede provocar contacto entre el eje y el sello.
- Eje dobladoUna curvatura del eje produce un desplazamiento axial oscilante de los componentes del sello a medida que este gira. Al igual que un rodamiento desgastado, esto impide que las caras del sello mantengan un contacto adecuado. La desalineación causada por una curvatura del eje concentra la carga en un punto de la cara del sello, lo que provoca un desgaste prematuro.
La cavitación
La cavitación se produce cuando la presión localizada del fluido cae por debajo de la presión de vapor, formando cavidades o burbujas de vapor. Al colapsar estas burbujas cerca de las caras del sello, pueden causar daños importantes:
- Erosión de las caras de los sellosLa implosión de las burbujas de cavitación genera microchorros de alta velocidad y ondas de choque que erosionan progresivamente el material de la cara del sello. Las picaduras e irregularidades superficiales resultantes alteran el... planitud de la cara del sello y película de fluido, lo que provoca fugas.
- VibraciónLa cavitación dentro de la cámara del sello induce vibraciones intensas de alta frecuencia. Estas vibraciones pueden causar fatiga en los componentes del sello, daños secundarios en el sello y un mayor desgaste debido a la rotura de las películas lubricantes entre las caras.
