Los sellos laberínticos impiden la entrada de contaminantes y previenen fugas de fluidos o gases en equipos rotativos. Cuando fallan, se pierde eficiencia, se multiplican las fugas y se enfrentan a tiempos de inactividad inesperados. Comprender las causas de estas fallas le permite detectar problemas a tiempo y evitar costosos daños a sus equipos.
1. Contaminación y escombros
Las partículas extrañas son la principal causa de laberinto. falla del selloLa suciedad, el polvo, la arena, las virutas de metal y el agua se introducen en los conductos del sello y destruyen su eficacia de sellado.
El diseño del laberinto normalmente previene la contaminación mediante un recorrido intrincado que utiliza la fuerza centrífuga para expulsar las partículas. Sin embargo, cuando los residuos eluden esta protección (debido a una instalación deficiente, juntas dañadas o condiciones de funcionamiento extremas), las partículas se atascan en los conductos y bloquean el flujo. Una vez obstruidos los conductos, la junta pierde su capacidad de controlar las fugas.
La contaminación por agua es particularmente dañina. Tan solo un 0.05 por ciento de agua en la grasa de los rodamientos acortará sustancialmente su vida útil. sellar la vida y aceleran el fallo. El agua provoca corrosión, degradación del lubricante y crea una vía de entrada para una mayor contaminación.
Los operarios pueden reducir la contaminación manteniendo entornos de trabajo limpios durante el mantenimiento, utilizando aire filtrado durante los procedimientos de engrase e inspeccionando regularmente las juntas para detectar signos de acumulación de residuos.
2. Cierre por dilatación térmica y holgura
Las variaciones de temperatura afectan directamente a las holguras de los sellos. Los sellos laberínticos funcionan manteniendo una separación precisa entre los componentes giratorios y estacionarios (normalmente de 0,25 a 0,5 mm por cada 2,5 mm de diámetro del eje). Al aumentar la temperatura, tanto el eje como la carcasa del sello se expanden, pero a ritmos diferentes.
La dilatación térmica puede cerrar estas holguras de forma impredecible. En casos extremos, la componentes del sello que entren en contacto. Eso no debería ocurrir con un diseño de sellado sin contacto. Pero cuando sucede, la fricción aumenta bruscamente, el material se desgasta y el sellado se deteriora rápidamente.
El problema se agrava en equipos con distribución desigual de la temperatura. Si un lado del sello se calienta más que el otro, las holguras se vuelven irregulares a lo largo de su recorrido, creando puntos débiles donde la falla es más probable.
Los ingenieros deben tener en cuenta la dilatación térmica al diseñar las holguras, pero los operarios deben controlar las variaciones de temperatura. El aumento de la temperatura, junto con el incremento de las fugas, indica estrés térmico en las juntas.
3. Vibración y desalineación
Las vibraciones excesivas obligan al eje a moverse de maneras que los sellos laberínticos no pueden soportar. Cuando el eje vibra o se desalinea, las holguras varían rápidamente y los dientes del sello comienzan a golpear la carcasa.
Incluso un ligero desequilibrio en el eje produce vibraciones que tal vez no note, pero que con el tiempo dañan los sellos. Los impulsores desgastados causan desequilibrio hidráulico y aumenta la vibración, lo que conduce directamente al contacto y desgaste del sello.
Los sellos laberínticos generan fuerzas desestabilizadoras sobre el eje (fuerzas que dependen de la caída de presión, la velocidad de remolino y la velocidad de rotación). En determinadas condiciones de funcionamiento, estas fuerzas generadas por el sello amplifican los problemas de vibración existentes. El resultado es un ciclo de retroalimentación que acelera el deterioro del sello.
Los operadores deben controlar los niveles de vibración y solucionar los problemas de desequilibrio de inmediato. Si su equipo presenta signos de vibración (ruido inusual, sacudidas notables), es posible que los sellos laberínticos ya estén sufriendo daños.
4. Desgaste por funcionamiento a alta velocidad
El funcionamiento de los equipos a altas velocidades somete a los sellos laberínticos a intensas fuerzas centrífugas. Estas fuerzas ejercen una fuerza de tracción hacia afuera sobre los componentes del sello, provocando deformación y variaciones en las holguras durante el funcionamiento. A velocidades superiores a 10 000 rpm, estos efectos se acentúan.
Cuando las aletas de sellado entran en contacto con la carcasa (un problema denominado «rozamiento»), el mecanismo de desgaste cambia en función de la velocidad. A bajas velocidades, se produce lentamente un desgaste por oxidación y adhesivo. A medida que aumenta la velocidad, comienza la delaminación (la material de sellado (se separa en capas). A velocidades más altas, el desgaste metal con metal se impone y destruye los componentes en minutos.
Los equipos de alta velocidad también sufren degradación por corrosión durante los periodos de inactividad. Cuando un equipo permanece inactivo, la humedad y el oxígeno atacan el material de sellado, causando en ocasiones daños mayores que el desgaste mecánico durante su funcionamiento. Esto resulta especialmente problemático para equipos ubicados en entornos costeros o húmedos.
5. Errores de instalación
Una mala instalación provoca un alto porcentaje de fallos prematuros en los sellos. Las herramientas de acero dañan los dientes mecanizados con precisión. Incluso pequeñas deformaciones o astilladuras alteran las holguras y reducen la eficacia del sellado.
Una técnica de instalación incorrecta también desalinea los componentes del sello. Si se instalan los anillos sin el soporte adecuado o se aplica demasiada fuerza, la geometría del sello se desajusta inmediatamente.
Las especificaciones de holgura incorrectas también generan problemas. ¿Holgura demasiado ajustada? La dilatación térmica cierra el espacio por completo. ¿Holgura demasiado holgada? Las fugas se disparan superando los límites de diseño. Ambos casos provocan fallos.
Los operarios deben seguir siempre al pie de la letra los procedimientos de instalación del fabricante. Utilice martillos de goma, las herramientas adecuadas y nunca fuerce los componentes para colocarlos. Si tiene dudas sobre las especificaciones de espacio libre de su equipo, verifíquelas con el fabricante antes del montaje.
6. Lubricación y gestión de grasas inadecuadas
Los sellos laberínticos requieren la cantidad precisa de grasa. Si se aplica muy poca, el sello queda expuesto a contaminantes. Si se aplica demasiada, se acumula grasa que atrapa la humedad y la suciedad.
El engrase manual solo protege el sello durante un tiempo limitado. Una vez transcurrido ese tiempo, la contaminación se introduce. Los sistemas de engrase automatizados o periódicos funcionan mejor, pero requieren supervisión para verificar su correcto funcionamiento.
La entrada de agua en la grasa es particularmente dañina. Cuando se utiliza agua a alta presión para limpiar equipos (práctica común en la minería), el agua puede ser forzada a retroceder a través de los sellos y penetrar en la grasa de los rodamientos. La acumulación excesiva de grasa agrava este problema al atrapar el agua contra la superficie del sello.
Los operarios deben verificar que los procedimientos de engrase se ajusten a las especificaciones del equipo. Compruebe que el tipo de grasa sea compatible con las juntas y la temperatura de funcionamiento. Un exceso o una falta de lubricación pueden causar problemas; el objetivo es aplicar la cantidad adecuada en el momento preciso.
7. Problemas de presión y fugas
Los sellos laberínticos controlan las fugas a través de conductos diseñados para liberar la presión gradualmente. Cuando las holguras se vuelven irregulares o los componentes del sello se desgastan, el control de presión falla y se produce una fuga repentina.
El tamaño de la holgura influye enormemente en el rendimiento del sello. Incluso pequeñas variaciones debidas al desgaste o a los efectos térmicos aumentan drásticamente las fugas. La velocidad de rotación y la dilatación térmica modifican constantemente las holguras efectivas.
Cuando aumenten las fugas en equipos que antes funcionaban en seco, preste atención a las señales que le da el sello. Un aumento de las fugas indica desgaste, reducción de las holguras o problemas térmicos internos.
Controle las tendencias de fugas y las lecturas de presión. Esto le permitirá detectar a tiempo una falla en el sello. Si las fugas aumentan pero no observa daños visibles, es posible que se esté produciendo desgaste interno o estrés térmico.
Conclusión
Las fallas en los sellos laberínticos rara vez ocurren repentinamente. La contaminación, el estrés térmico, la vibración y el desgaste del material se acumulan gradualmente. Al comprender las causas de estas fallas, se detectan las señales de advertencia a tiempo: aumento de la temperatura, incremento de la vibración, fugas crecientes o daños visibles. De esta manera, se atiende el problema antes de que se produzca una falla total.
Sus juntas no se desgastan durante el funcionamiento normal. Esto significa que la mayoría de los daños se deben a errores de instalación, al funcionamiento del equipo fuera de especificaciones o a procedimientos de mantenimiento que introducen contaminación. Controle estos factores durante la instalación y el funcionamiento rutinario, y sus juntas laberínticas funcionarán de forma fiable durante años.
