Selección de sellos mecánicos para compresores

¿Qué son los sellos mecánicos para compresores?

Sellos húmedos

Los sellos húmedos, o sellos líquidos, utilizan una fina película de líquido, generalmente aceite, para formar una barrera entre el eje giratorio y la carcasa estacionaria, evitando fugas de gas y manteniendo la presión.

Los sellos húmedos minimizan el desgaste del equipo. La película líquida reduce la fricción entre las piezas móviles, lo que prolonga la vida útil del compresor. Las propiedades de enfriamiento del líquido también disipan el calor generado durante el funcionamiento, lo que protege al compresor contra daños.

Los sellos húmedos se adaptan a entornos de alta presión de manera eficaz. Son adecuados para aplicaciones en las que los compresores funcionan en condiciones extremas, como en la industria del petróleo y el gas. El mantenimiento es sencillo, ya que el líquido se puede controlar y reemplazar fácilmente cuando sea necesario.

Sellos de gas seco

Los sellos de gas seco mejoran la eficiencia y la confiabilidad del compresor al eliminar la necesidad de una barrera líquida, lo que evita los riesgos asociados con fugas y contaminación. Utilizan una película delgada de gas, generalmente nitrógeno o aire, para formar un sello entre los componentes giratorios y estacionarios.

La elección de sellos de gas secos reduce los costos de mantenimiento y aumenta el tiempo de funcionamiento. Estos sellos pueden soportar altas presiones y velocidades, lo que los hace adecuados para diversas aplicaciones industriales. Facilitan inspecciones y reemplazos rápidos, lo que minimiza el tiempo de inactividad.

Al funcionar sin lubricación externa, los sellos de gas secos reducen el riesgo de contaminación del aceite en los sistemas de compresores.

Disposiciones de sellos

Al seleccionar sellos mecánicos para compresores, debe considerar diferentes disposiciones de sellos, como sellos simples, sellos en tándem y sellos dobles.

Sellos individuales

Los sellos simples suelen incluir una cara de sello giratoria y una cara de sello estacionaria. Estos componentes colaboran para evitar fugas al formar un sello hermético alrededor del eje del compresor. El principal beneficio es la inversión inicial reducida en comparación con sistemas de sellado más complejos.

Tenga en cuenta las condiciones de funcionamiento al evaluar los sellos individuales. Son excelentes en entornos con fluidos limpios y no abrasivos donde se toleran pequeñas fugas. Sin embargo, no son ideales para aplicaciones peligrosas o de alta presión donde incluso las fugas pequeñas son problemáticas.

Sellos en tándem

Los sellos en tándem consisten en dos sellos dispuestos en serie, lo que ofrece una capa adicional de protección. Si el primer sello falla, el segundo actúa como respaldo, lo que garantiza el funcionamiento continuo y evita fugas.

Los sellos en tándem resultan especialmente útiles en aplicaciones que involucran fluidos de proceso peligrosos, tóxicos o costosos. Esta disposición minimiza el riesgo de contaminación ambiental y pérdida de producto. También manejan niveles de presión variables de manera efectiva, con el sello primario orientado hacia la presión del proceso y el sello secundario manejando la presión del fluido de barrera o tampón.

Los sellos en tándem prolongan la vida útil del equipo. El sello secundario reduce la carga y el desgaste del sello primario, lo que evita el mantenimiento frecuente y los tiempos de inactividad inesperados. Los compresores de alta velocidad o aquellos que funcionan en condiciones fluctuantes se benefician significativamente de la confiabilidad de los sellos en tándem.

Sellos dobles

Los sellos dobles, o dual seals, mejoran la seguridad y la eficiencia en los sistemas mecánicos al incorporar dos juegos de caras de sellado, creando una barrera adicional contra fugas. Estos sellos son particularmente ventajosos cuando se manipulan fluidos peligrosos o tóxicos, lo que garantiza que el compresor funcione de manera segura y confiable.

Los sellos dobles vienen en dos configuraciones principales: espalda con espalda y cara con cara. En la disposición espalda con espalda, los sellos se encuentran uno frente al otro, una configuración ideal para entornos de alta presión. Esta configuración gestiona las presiones fluctuantes de manera efectiva al permitir el equilibrio de presión entre los sellos. Por el contrario, la disposición cara con cara coloca las caras del sello una frente a la otra, lo que es adecuado para aplicaciones de menor presión. Esta configuración a menudo emplea un fluido de barrera para lubricación y enfriamiento.

Una ventaja importante de los sellos dobles es la redundancia. Si un sello falla, el segundo continúa funcionando, lo que reduce el tiempo de inactividad y evita fugas.

Factores a tener en cuenta a la hora de seleccionar los sellos del compresor

Tipo de compresor

La elección de los sellos mecánicos adecuados para los compresores depende directamente del tipo de compresor con el que se trabaja: de paletas rotativas, de espiral, centrífugo, alternativo o de tornillo.

En el caso de los compresores de paletas rotativas, seleccione sellos que soporten el contacto continuo con las paletas rotativas. Estos compresores suelen requerir sellos con excelente resistencia al desgaste y durabilidad.

Los compresores de espiral funcionan con un movimiento en espiral, lo que exige sellos que se adapten tanto a los movimientos radiales como axiales. La flexibilidad y el bajo nivel de fugas son esenciales.

En los compresores centrífugos, los sellos deben soportar rotaciones a alta velocidad y fuerzas radiales. Los sellos sin contacto suelen funcionar mejor para mantener la estabilidad y la integridad, al tiempo que evitan la fricción.

Los compresores alternativos utilizan un pistón que se mueve hacia adelante y hacia atrás, lo que impone exigencias especiales a los sellos. Estos sellos deben soportar alta presión y movimiento frecuente, lo que garantiza un sellado hermético en ambas direcciones.

Los compresores de tornillo utilizan tornillos engranados para comprimir el gas, lo que requiere sellos que soporten cargas axiales y eviten fugas. La durabilidad y la resistencia a la deformación son fundamentales.

Condiciones de operación

Las condiciones de funcionamiento de su compresor (presión, temperatura y velocidad) determinan los sellos mecánicos adecuados.

Los entornos de alta presión requieren sellos fabricados con materiales robustos para resistir la deformación y las fugas. Los sellos con índices de presión más altos evitan fallas que provocan costosos tiempos de inactividad o daños. Por el contrario, los sistemas de baja presión pueden permitir sellos más flexibles y rentables.

Las temperaturas extremas pueden provocar que los materiales de sellado se expandan, contraigan o degraden. Seleccione sellos diseñados para soportar el rango térmico de su operación para mantener la integridad. Para aplicaciones de alta temperatura, utilice sellos fabricados con materiales como PTFE o grafito.

La velocidad afecta el desgaste de los sellos. Los compresores que funcionan a mayor velocidad generan más fricción y calor, lo que acelera la degradación de los sellos. Elija sellos que soporten altas velocidades de rotación sin comprometer el rendimiento. Verifique que la velocidad nominal del sello coincida con la velocidad operativa de su compresor.

Propiedades del fluido de proceso

Si el fluido del proceso contiene partículas abrasivas o productos químicos reactivos, seleccione sellos hechos de materiales que resistan el desgaste y la corrosión.

Los fluidos de alta viscosidad requieren sellos que puedan manejar líquidos más espesos sin pérdida de rendimiento. Por otro lado, los fluidos de baja viscosidad exigen tolerancias de sellado más estrictas para evitar fugas.

Para fluidos de proceso tóxicos, elija sellos que garanticen cero fugas para proteger el equipo y al personal. Los materiales como el PTFE son preferibles por su inercia química y resistencia a la degradación.

Para fluidos inflamables, utilice sellos que minimicen la fricción y la generación de calor para evitar la ignición. Los sellos con propiedades resistentes al fuego o aquellos diseñados para funcionar a temperaturas más bajas mejoran la seguridad.

Requisitos ambientales y de seguridad

Es obligatorio cumplir con las leyes ambientales y las normas de seguridad. El incumplimiento puede dar lugar a multas y dañar la reputación de la empresa. Asegúrese de que los sellos mecánicos estén certificados y cumplan con las normas pertinentes de la industria.

La facilidad de mantenimiento y reemplazo también es importante. Los sellos difíciles de reparar pueden generar tiempos de inactividad más prolongados, lo que aumenta el riesgo de fugas o exposición a materiales peligrosos.

Compatibilidad del material del sello

Los distintos fluidos, ya sean gases, líquidos o una mezcla, pueden interactuar de forma diferente con los materiales de sellado. Por ejemplo, los fluidos ácidos o alcalinos pueden corroer ciertos metales, mientras que los fluidos de alta viscosidad pueden desgastar rápidamente los materiales más blandos.

La compatibilidad con los lubricantes y otros productos químicos utilizados en el sistema del compresor es otro factor importante. Ciertos sellos pueden hincharse, endurecerse o agrietarse cuando se exponen a lubricantes específicos. Para evitar fallas prematuras y problemas de mantenimiento, siempre verifique las tablas de compatibilidad del fabricante y consulte a expertos si no está seguro.

Preguntas frecuentes

¿Cuáles son los signos comunes de falla del sello mecánico en los compresores?

La falla de los sellos mecánicos en los compresores se manifiesta por fugas, ruidos inusuales y mayor vibración. El desgaste excesivo de los componentes de los sellos y los problemas de mantenimiento frecuentes también indican la necesidad de revisar y posiblemente reemplazar los sellos.

¿Es posible instalar sellos mecánicos en compresores existentes?

Sí, los sellos mecánicos se pueden adaptar a los compresores existentes. Asegúrese de que sean compatibles con el diseño y las condiciones de funcionamiento del compresor para lograr un rendimiento óptimo.