Los sellos de gas seco fallan con mucha más frecuencia de lo que la mayoría de los operadores creen. Aproximadamente el 48 % de las fallas de los compresores centrífugos se deben directamente a problemas en los sellos, lo que los convierte en la principal causa de paradas inesperadas en plantas petroquímicas, refinerías y operaciones de oleoductos.
La cuestión es la siguiente: la mayoría fallas en el sello No ocurren repentinamente. Se desarrollan con el tiempo, y los operadores que saben qué detectar pueden detectar los problemas a tiempo. Esta guía explica los nueve modos de falla más comunes para que pueda identificarlos antes de que dejen de funcionar sus equipos.
Los nueve modos de falla más comunes del sello de gas seco
1. Contaminación
La contaminación causa el 80% de las fallas en los sellos de gas seco. No es una especulación, es lo que confirman todos los estudios del sector.
Esto es lo que sucede: partículas menores de 3 micras de la carcasa del compresor entran en el suministro de gas de sellado. Estos contaminantes microscópicos penetran en la fina película de gas entre las caras del sello y obstruyen las ranuras. Una vez obstruidas las ranuras, el sello no puede mantener su fuerza de elevación y las caras giratoria y estacionaria entran en contacto directo.
Cuando esas caras entran en contacto, la fricción genera calor instantáneamente. Este calor deforma los anillos de sellado, crea pequeñas grietas y causa una falla catastrófica en cuestión de horas.
2. Problemas de condensación y humedad
La humedad en el gas de sellado crea uno de los modos de falla más destructivos porque ocurre silenciosamente mientras usted no está mirando.
Cuando la presión del gas de sellado disminuye al circular por el sistema, se enfría. Si la temperatura del gas desciende por debajo de su punto de rocío, el agua se condensa. Este condensado se deposita sobre las superficies calientes del sello y las ampolla. Estas ampollas agrietan las superficies del anillo de sellado, que acumulan más contaminación y aceleran el fallo.
Esto es particularmente peligroso porque la primera señal de problema (pequeñas ampollas) parece insignificante. Pero en pocos días, el daño se agrava y el sello falla por completo.
3. Baja presión del gas de sellado durante el arranque
Los primeros 30 minutos tras el arranque de un compresor son cuando comienzan la mayoría de las fallas en los sellos. La baja presión del gas de sellado durante el arranque permite que el gas de proceso sucio fluya en sentido inverso hacia la cavidad del sello.
Esta es la secuencia: se arranca el compresor, pero la presión del gas de sellado tarda en aumentar. Durante esos primeros minutos críticos, la presión dentro del compresor es mayor que la del gas de sellado. El gas de proceso retrocede a través de la cavidad del sello, contaminando el sello principal. Para cuando la presión se normaliza 15 minutos después, el sello ya está degradado.
Muchos operadores no se dan cuenta de que la baja presión de arranque causa problemas, ya que el compresor parece funcionar correctamente durante horas. Pero el daño ya está hecho: la contaminación provocará una falla en cuestión de días o semanas.
4. Presurización inversa
La presurización inversa ocurre cuando la presión en el lado aguas abajo del sello supera la presión de suministro en el lado aguas arriba. En este caso, el gas de proceso sucio se abre paso a través del sello y lo contamina todo.
La mayoría de los operadores no piensan en lo que sucede durante condiciones operativas inusuales. Si un sistema de antorcha se atasca, si el equipo aguas abajo genera contrapresión, o si la válvula de retención falla, de repente el sello recibe presión en la dirección incorrecta.
5. Migración de aceite desde la lubricación de los cojinetes
El aceite lubricante de rodamientos que contamina el sello es un veneno lento. Comienza con pequeñas cantidades que se filtran a través del sello de barrera, se acumulan gradualmente y finalmente dañan el sello principal.
El sello de barrera se encuentra entre el aceite del rodamiento y el sello de gas seco. Su función es impedir la entrada de aceite. Pero si algo falla (si la relación de presión cambia, si una junta tórica se deteriora o si el sello de barrera presenta una fuga), el aceite se filtra en la cavidad del sello. Una vez que el aceite se mezcla con el gas de sellado, recubre las superficies del sello y anula su capacidad para mantener la película de gas.
6. Retención presurizada (condición de asentamiento)
Este modo de falla es engañoso porque sucede durante el funcionamiento normal cuando el compresor simplemente está ahí, presurizado pero sin girar.
Cuando el compresor se apaga, pero la carcasa permanece presurizada (porque la válvula de succión no se cerró, la válvula de recirculación no se abrió o se mantiene la presión por alguna otra razón), el gas de proceso simplemente se queda ahí. Sin rotación del eje ni flujo de gas de sellado, nada lo empuja fuera de la cavidad del sello. El gas de proceso fluye lentamente en sentido inverso a través del laberinto del proceso hasta el sello primario.
Esa contaminación permanece durante todo el periodo de espera. Al reiniciar el compresor al día siguiente, el sello degradado falla inmediatamente o en cuestión de horas.
7. Descompresión explosiva
La descompresión explosiva es exactamente lo que parece: una rápida caída de presión que provoca una falla catastrófica en cuestión de segundos.
Esto suele ocurrir porque alguien no siguió el procedimiento de descompresión adecuado. En lugar de despresurizarse lentamente mediante una válvula de alivio durante varios minutos, el sistema pierde presión repentinamente. Las juntas tóricas que sellan los componentes giratorios y estacionarios no pueden flexionarse con la suficiente rapidez para ese cambio de presión. Se extruyen (salen de sus ranuras) y se pierde toda capacidad de sellado al instante.
8. Desalineación
La desalineación obliga a que las caras del sello giratorias y estacionarias hagan un contacto desigual, concentrando toda la fuerza en un borde del sello.
Imagínese presionar el borde de una hoja de papel contra otra hoja de papel en lugar de hacerlo cara a cara. Se genera una alta presión de contacto en ese borde, se genera un calor extremo y la falla ocurre rápidamente. La desalineación puede desarrollarse con el tiempo a medida que el compresor se expande por el calor o el equipo se asienta.
9. Rotación inversa al apagar
Cuando el compresor se apaga, el eje debería dejar de girar inmediatamente. De lo contrario, si la válvula de succión se quedó abierta o la válvula de reciclaje no se abrió, el compresor continúa girando en sentido inverso debido a la presión interna.
Esta rotación inversa fuerza el flujo de gas hacia atrás a través de las superficies ranuradas del sello. Las ranuras están diseñadas para funcionar en una sola dirección. El flujo inverso extrae el gas de la cavidad del sello en lugar de empujarlo hacia adentro. Esta pérdida de presión provoca el contacto entre las caras giratorias y estacionarias, la generación instantánea de calor y la falla.
