Bomba falla del sello Es uno de los problemas más frecuentes en los sistemas de bombeo industriales, que ocasiona costosas paradas y reparaciones. Comprender por qué fallan los sellos ayuda a prevenir estos problemas y a mantener el buen funcionamiento de su equipo.
Causas mecánicas
Los problemas mecánicos son responsables de casi el 40% de todas las fallas de sellos. Estos problemas suelen deberse a una instalación incorrecta o al desgaste del equipo.
Errores de desalineación e instalación
La desalineación del eje provoca 15-20% de sello mecánico Fallas en las bombas. Cuando el eje de la bomba no se alinea correctamente con el eje del motor, se generan irregularidades. presión sobre el sello caras.
Esta desalineación obliga al sello a flexionarse con cada rotación. Con el tiempo, esta flexión constante desgasta el material del sello y provoca fugas.
Los errores de instalación son igualmente perjudiciales. Los errores comunes incluyen usar herramientas incorrectas, aplicar una presión desigual durante la instalación o contaminar el... caras de foca con suciedad o aceite de los dedos.
Cojinetes/ejes desgastados y vibración
Los rodamientos desgastados provocan un movimiento excesivo del eje, lo que daña los sellos tras 500 a 1000 horas de funcionamiento. Cuando los rodamientos se desgastan, el eje se tambalea en lugar de girar con suavidad.
Esta oscilación crea espacios entre las caras del sello. Estos espacios permiten la fuga de fluido y la entrada de contaminantes en el área de sellado.
Los niveles de vibración superiores a 0,3 pulgadas por segundo suelen indicar problemas en los rodamientos. El monitoreo regular de vibraciones puede detectar estos problemas antes de que dañen los sellos.
Estrés termomecánico (comprobación térmica)
Las grietas por calor se manifiestan como pequeñas grietas en la cara del sello, con un patrón similar a una telaraña. Esto ocurre cuando las caras del sello experimentan cambios bruscos de temperatura de 10 °C o más.
La constante expansión y contracción causada por las fluctuaciones de temperatura crea fracturas por tensión. Estas fracturas se agrandan con cada ciclo térmico hasta que el sello falla por completo.
Causas operacionales
La forma en que utiliza su bomba afecta directamente vida útil del selloLos errores de operación pueden destruir un sello nuevo en minutos o dañarlo lentamente a lo largo de meses.
Funcionamiento en seco / pérdida de lubricación
El funcionamiento en seco de una bomba destruye los sellos mecánicos en menos de 30 segundos. Las superficies de los sellos necesitan una fina película de líquido entre ellas para evitar el contacto directo.
Sin esta película líquida, las caras se rozan y generan un calor extremo. Las temperaturas pueden alcanzar los 537 °C en segundos, derritiendo o agrietando la superficie. materiales de sellado.
La pérdida de lubricación suele ocurrir cuando los tanques se vacían o se forman bloqueos de vapor en la línea de succión. La instalación de interruptores de bajo nivel y una ventilación adecuada previene la mayoría de los incidentes de funcionamiento en seco.
Cavitación y vaporización
La cavitación se produce cuando la presión de succión de la bomba cae por debajo de la presión de vapor del líquido. Esto crea pequeñas burbujas que colapsan violentamente cerca de las superficies del sello.
Cada colapso de burbuja genera un golpe microscópico de martillo. Miles de estos impactos por segundo erosionan el material de la cara del sello como si se tratara de un chorro de arena.
La vaporización se produce cuando el líquido se transforma en vapor en la interfaz del sello. Este vapor impide una lubricación adecuada y causa los mismos daños por funcionamiento en seco mencionados anteriormente.
Picos de presión y choque hidráulico
Los picos de presión superiores a 150% de la presión de funcionamiento normal pueden dañar instantáneamente los sellos. Estos picos suelen ocurrir cuando las válvulas se cierran demasiado rápido o cuando las bombas arrancan contra válvulas de descarga cerradas.
Amortiguador hidráulico (golpe de ariete) crea ondas de presión que impactan contra las caras del sello. Un solo impacto fuerte puede agrietar las caras del sello o reventar los elastómeros.
La instalación de válvulas de alivio de presión y el uso de motores de arranque suave reducen estos eventos de presión perjudiciales. El correcto funcionamiento de las válvulas también previene la mayoría de los incidentes de choque hidráulico.
Operando fuera de los límites de diseño
Cada sello mecánico tiene límites específicos de presión, temperatura y velocidad. Operar por encima de estos límites reduce drásticamente su vida útil.
Utilizar un sello con una capacidad nominal de 150 psi a 200 psi reduce su vida útil en 75%. De igual manera, superar los límites de temperatura en tan solo 25 °F puede reducir la vida útil del sello a la mitad.
Verifique siempre que las condiciones de operación coincidan con las especificaciones de diseño del sello. Cuando las condiciones del proceso cambian, es posible que necesite diferentes materiales o diseños de sellos.
Causas ambientales
El entorno que rodea la bomba afecta el rendimiento del sello tanto como su funcionamiento. Los factores externos pueden dañar los materiales del sello o interferir con su correcto funcionamiento.
Contaminación por sólidos
Partículas sólidas de hasta 10 micras pueden dañar las superficies de sellado. Estas partículas se introducen entre las superficies de sellado y actúan como un compuesto abrasivo.
Los fluidos arenosos o arenosos son problemas obvios. Pero incluso los fluidos de aspecto limpio pueden contener partículas dañinas provenientes de incrustaciones en las tuberías, óxido o contaminación del proceso.
La instalación de un sistema de filtración adecuado elimina la mayoría de las partículas dañinas. Sistemas de descarga que continuamente limpiar el sello El área también extiende la vida útil del sello en servicios contaminados.
Ataque corrosivo/químico
Los ataques químicos degradan los materiales de sellado a nivel molecular. Un material inadecuado en una sustancia química inadecuada puede fallar en cuestión de horas en lugar de años.
Los elastómeros se hinchan, endurecen o disuelven al exponerse a sustancias químicas incompatibles. Los componentes metálicos se pican, agrietan o erosionan al producirse corrosión.
Verifique siempre la compatibilidad química antes de seleccionar los materiales de sellado. En caso de duda, consulte las tablas de compatibilidad o realice pruebas de inmersión.
Temperaturas extremas
Las temperaturas inferiores a -20 °F hacen que los elastómeros se vuelvan frágiles y propensos a agrietarse. Por otro lado, las temperaturas superiores a 400 °F degradan la mayoría de los materiales de sellado.
Los cambios bruscos de temperatura causan incluso más daños que las temperaturas extremas constantes. Una oscilación de temperatura de 38 °C puede agrietar las superficies duras del sello debido a un choque térmico.
El uso de materiales adecuados para la temperatura y la evitación de cambios bruscos de temperatura previenen la mayoría de las fallas térmicas. Los intercambiadores de calor o sistemas de refrigeración por descarga son útiles en aplicaciones con temperaturas extremas.
Vibración y choque externos
Los equipos cercanos pueden transmitir vibraciones a través de las tuberías y los cimientos hasta la bomba. Esta vibración externa se suma a cualquier vibración existente. vibración de la bomba.
Las actividades de construcción, el tráfico de montacargas u otras bombas pueden generar cargas de choque. Estos impactos repentinos separan momentáneamente las caras del sello, lo que permite fugas y contaminación.
Un diseño adecuado de la cimentación y el aislamiento de vibraciones reducen los efectos de las vibraciones externas. Los conectores flexibles en las tuberías también ayudan a aislar las bombas de las fuentes de vibración externa.
Causas relacionadas con el material
Incluso el mejor diseño de sello falla si se utilizan los materiales inadecuados. La selección del material afecta todos los aspectos del rendimiento del sello, desde la resistencia química hasta la vida útil.
Incompatibilidad de materiales
El uso de materiales incompatibles provoca fallos prematuros en los sellos (25%). Cada material de sello tiene limitaciones químicas y de temperatura específicas.
Por ejemplo, el caucho Buna-N se hincha y se ablanda con aceites de petróleo. El Viton se degrada con el vapor. El grafito de carbono no tolera oxidantes fuertes.
Adapte siempre los materiales de sellado a sus condiciones de servicio específicas. Tenga en cuenta la temperatura, la presión, la composición química y el pH al seleccionar los materiales.
Abrasión y erosión
La abrasión se produce cuando partículas sólidas desgastan las superficies del sello por contacto directo. Incluso partículas blandas, como la harina o el azúcar, pueden ser abrasivas con el tiempo.
La erosión se produce cuando un flujo a alta velocidad arrastra el material del sello. Esto es especialmente problemático con lodos o bombas de alta velocidad.
Los materiales de cara dura, como el carburo de silicio, resisten mejor la abrasión que los materiales blandos. Los diseños especiales de cara también permiten redirigir el flujo para minimizar la erosión.
Extrusión bajo presión
Fuerzas de alta presión suaves componentes del sello En los espacios libres. Esta extrusión daña las juntas tóricas, las juntas y otras piezas elastoméricas.
Los ciclos de presión empeoran la extrusión. Cada pico de presión empuja el material hacia los huecos hasta que se rompen las piezas.
El uso de anillos de soporte y la selección de materiales de durómetro adecuados previenen la mayoría de los problemas de extrusión. Minimizar las holguras también reduce el riesgo de extrusión.
Deformación por compresión y endurecimiento
Conjunto de compresión Se produce cuando los elastómeros se deforman permanentemente bajo compresión constante. El material pierde su capacidad de recuperación elástica y sellado adecuado.
La exposición al calor y a sustancias químicas acelera la deformación por compresión. Una junta tórica que debería durar años podría fallar en meses en condiciones adversas.
El reemplazo regular de los sellos antes de que se produzca la deformación por compresión previene fallas inesperadas. La elección de elastómeros de alta calidad también prolonga la vida útil.
Fatiga y desgaste del material
Todos los materiales de sellado experimentan fatiga con el tiempo. Los cambios constantes de presión, los ciclos de temperatura y el estrés mecánico debilitan gradualmente los materiales.
El desgaste normal va desgastando lentamente el material de las caras del sello. Este desgaste se acelera cuando las condiciones no son las ideales o se descuida el mantenimiento.
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