Sello en tándem vs. sello doble

La principal diferencia entre el sello tándem y el sello doble es su configuración y propósito. Sellos en tándem Utilizan dos sellos en serie para evitar fugas del fluido de proceso y, a menudo, ventilan a la atmósfera. Los sellos dobles también utilizan dos sellos, pero presurizan el fluido barrera entre ellos para evitar fugas al ambiente.

Sellos mecánicos en tándem (disposición API 2)

Definición detallada y arquitectura de diseño

Un tándem sello mecánico La disposición consta de dos sellos mecánicos individuales montados en serie a lo largo del eje, generalmente dentro del mismo cámara de sellado o un cartucho especialmente diseñado. El sello ubicado más cerca del fluido de proceso se denomina sello primario o interno, mientras que el sello del lado atmosférico se denomina sello secundario o externo. El concepto fundamental es que el sello secundario actúa como respaldo del sello primario.  

La configuración física más común para los sellos en tándem es la orientación "cara a espalda", donde ambos sellos se instalan en la misma dirección, con la parte posterior del sello principal hacia la parte posterior del sello secundario. Esta disposición crea una cavidad o cámara entre sellos llena de un fluido amortiguador. Según API 682, para una configuración cara a espalda utilizada como sello de la Disposición 2, el fluido amortiguador se sitúa en el diámetro interior (DI) del sello interior y en el diámetro exterior (DE) del sello exterior.  

Principio de funcionamiento: El sistema de fluido amortiguador sin presión

La característica que define un sello en tándem (Disposición 2) es el uso de un sistema de fluido amortiguador sin presión o de baja presión. El fluido amortiguador en la cavidad entre sellos se mantiene a una presión inferior a la presión del proceso que se sella, a menudo cercana a la presión atmosférica o ligeramente elevada para facilitar la circulación y asegurar que la cavidad permanezca llena. La norma API 682 establece explícitamente que «un fluido amortiguador es un fluido entre los sellos interno y externo, que se encuentra a una presión inferior a la presión de la cámara de sellado».  

Durante el funcionamiento normal, el sello primario gestiona toda la presión diferencial del fluido de proceso. El sello secundario experimenta una presión diferencial mínima, típicamente inferior a 5 PSI. Esta configuración permite que el sello secundario permanezca en modo de espera, con un desgaste mínimo hasta que el sello primario comience a fallar.

El fluido amortiguador circula por convección natural o con ayuda de un anillo de bombeoEl calor generado por el sello primario impulsa el patrón de circulación, con el fluido más frío ingresando por la parte inferior y el fluido más cálido saliendo por la parte superior.

Sellos mecánicos dobles (tipo API 3)

Definición detallada y arquitectura de diseño

Sellos mecánicos dobles, que generalmente se ajustan al Acuerdo 3 de API, constan de dos conjuntos de caras de foca dispuestos dentro de una cámara de sellado o cartucho, con un fluido de barrera dedicado circulando en la cavidad entre ellos.

La característica distintiva de un sello doble es que este fluido de barrera se mantiene a una presión siempre superior a la del fluido de proceso que se sella. Esta presión diferencial positiva suele estar entre 1 y 2 bar (15 y 30 psig) por encima de la presión del proceso, o según lo especificado por normas como API 682 o recomendaciones específicas del fabricante (p. ej., mínimo 2 bar o 10% por encima de la presión de la bomba).  

Principio de funcionamiento: El sistema de fluido de barrera presurizado

El sistema de fluido de barrera presurizado distingue los sellos dobles de las configuraciones en tándem. La presión del fluido de barrera suele mantenerse 20 PSI por encima de la presión de la cámara de sellado mediante diversos métodos: acumuladores de nitrógeno, acumuladores de pistón o sistemas de presión directa.

Ambos sellos, en una disposición doble, comparten la carga de presión, lo que reduce la tensión en las caras individuales. El sello interior impide que el fluido de proceso entre en el fluido barrera, mientras que el sello exterior lo contiene. De esta forma, el fluido de proceso queda eficazmente contenido dentro de la bomba o el equipo.

Tipos de sellos mecánicos dobles

• Disposición espalda con espaldaEn esta configuración, los anillos de sello giratorios se montan típicamente entre los anillos de acoplamiento estacionarios, lo que hace que los sellos se orienten en direcciones opuestas, alejándose uno del otro. Esta es una disposición común para sellos dobles de uso general y se especifica en la norma API 682, Disposición 3. El fluido de barrera se introduce típicamente en el diámetro exterior (DE) de ambos pares de sellos.
• Acuerdo cara a caraAquí, los anillos de acoplamiento estacionarios se montan entre los anillos de sello giratorios, lo que hace que los sellos queden enfrentados. Esta configuración también se utiliza para la norma API 682, disposición 3, con fluido de barrera a menudo en el diámetro exterior de ambos sellos.
• Disposición cara a espalda (orientación en tándem con barrera presurizada)Esto implica un anillo de acoplamiento montado entre los dos anillos de sello y un anillo de sello montado entre los dos anillos de acoplamiento, esencialmente una configuración en tándem, pero operada con un fluido de barrera presurizado. Esta configuración también puede utilizarse como sello API Arrangement 3, con el fluido de barrera típicamente en el diámetro interior (DI) del sello interior y el diámetro exterior (DE) del sello exterior.