¿Qué son los sellos de gas secos?

La industria de la maquinaria enfrenta desafíos importantes con los métodos de sellado tradicionales, lo que genera emisiones excesivas, un alto consumo de energía y problemas frecuentes de mantenimiento. Estos problemas no solo afectan la eficiencia operativa, sino que también plantean preocupaciones ambientales.

¿Qué es un sello de gas seco?

Afortunadamente, los sellos de gas secos ofrecen una solución superior. Al utilizar tecnología avanzada y un diseño innovador, los sellos de gas secos abordan de manera eficaz las deficiencias de los sellos convencionales, lo que proporciona una mayor confiabilidad, mayor durabilidad y un mantenimiento simplificado.

Un sello de gas seco es un sello mecánico especializado que utiliza gas presurizado para crear un sello entre los componentes giratorios y estacionarios en turbomáquinas como compresores, turbinas y bombas. A diferencia de los sellos de contacto tradicionales, como los anillos de carbono o los bujes segmentados que dependen del contacto entre superficies, los sellos de gas seco mantienen un pequeño espacio entre las caras giratorias y estacionarias.

Este espacio, que normalmente se mide en micrones, se llena con gas limpio y seco que se mantiene a una presión ligeramente superior a la presión del fluido de proceso. Esta película de gas presurizado actúa como una barrera, evitando que el fluido de proceso se escape y permitiendo que el componente giratorio gire libremente con una fricción y una generación de calor mínimas.

Cómo funcionan los sellos de gas seco

El principio de funcionamiento de un sello de gas seco se basa en la creación de una película de gas estable y de alta presión entre las caras giratorias y estacionarias del sello.

Cuando la máquina está en reposo, las caras del sello están en contacto entre sí, mantenidas cerradas por resortes y presión de gas. A medida que el eje comienza a girar, se inyecta una pequeña cantidad de gas a alta presión entre las caras del sello a través de orificios restrictivos en el anillo primario.

A medida que el gas ingresa en la interfaz de sellado, crea una película delgada de alta presión que separa el anillo primario del anillo de acoplamiento, creando un espacio de unos pocos micrones. Esta película de gas actúa como un medio lubricante y de sellado, lo que permite que el anillo de acoplamiento gire libremente con una fricción mínima y, al mismo tiempo, evita la fuga de gas de proceso.

Tipos de sellos de gas seco

Sellos individuales

Los sellos de gas secos simples constan de un solo cara de foca y son la configuración más sencilla. Están diseñados para manejar diferenciales de presión moderados y se utilizan comúnmente en aplicaciones donde el gas sellado es limpio y seco. Los sellos simples son rentables y requieren un espacio mínimo, lo que los convierte en una opción popular para muchas aplicaciones industriales.

Sellos dobles

Los sellos de gas seco dobles cuentan con dos caras de sello dispuestas en serie, lo que proporciona una capa adicional de protección contra fugas. El espacio entre las dos caras del sello generalmente se presuriza con un gas de barrera, como nitrógeno, para evitar que el gas de proceso escape a la atmósfera. Los sellos dobles son ideales para aplicaciones con mayores diferenciales de presión o donde se requiere una mayor confiabilidad.

Sellos en tándem

Los sellos de gas secos en tándem combinan los beneficios de los sellos simples y dobles. Consisten en dos sellos simples montados uno detrás del otro, con una cara de sello estacionaria común entre ellos. El espacio entre los sellos se ventila a un sistema de recuperación o de quema. Los sellos en tándem brindan el más alto nivel de seguridad y confiabilidad, lo que los hace adecuados para aplicaciones críticas o procesos que involucran gases peligrosos o tóxicos.

Ventajas de los sellos de gas seco

• Emisiones reducidas:Los sellos de gas seco minimizan las fugas, lo que resulta en emisiones significativamente menores en comparación con otras tecnologías de sellado.
• Menor consumo de energía:La naturaleza sin contacto de los sellos de gas seco da como resultado una fricción y una generación de calor mínimas, lo que genera un menor consumo de energía y una mejor eficiencia general del sistema.
• Fiabilidad mejorada:Los sellos de gas secos tienen menos partes móviles y son menos susceptibles al desgaste que sellos mecánicos.
• Mayor durabilidad:Los materiales utilizados en los sellos de gas seco, como el carburo de silicio y el carburo de tungsteno, son altamente resistentes al desgaste, la corrosión y las altas temperaturas. Esta durabilidad extiende la vida útil de los sellos, lo que reduce los costos de reemplazo y minimiza las interrupciones del proceso.
• Eliminación de la contaminación por petróleo:A diferencia de los sellos lubricados con aceite, los sellos de gas secos no requieren un sistema de suministro de aceite.
• Mantenimiento simplificado:Los sellos de gas seco requieren un mantenimiento mínimo en comparación con otras tecnologías de sellado. La ausencia de un sistema de suministro de aceite y el menor desgaste de las caras de los sellos simplifican los procedimientos de mantenimiento y reducen los costos asociados.

Desventajas de los sellos de gas seco

• Sensibilidad a la contaminación:Los sellos de gas seco son muy sensibles a los contaminantes presentes en el gas de proceso, como suciedad, polvo y líquidos. Estos contaminantes pueden dañar las superficies del sello y comprometer el rendimiento del sellado.
• Capacidad limitada para manipular líquidos:Los sellos de gas seco están diseñados para funcionar con gases limpios y secos. La presencia de líquidos en el gas de proceso puede provocar fallas en el sello y fugas.
• Mayor costo inicial:El diseño sofisticado y los materiales de alta calidad utilizados en los sellos de gas secos a menudo resultan en un costo inicial más alto en comparación con otras tecnologías de sellado.
• Sensibilidad a las condiciones de funcionamiento:Los sellos de gas seco son sensibles a los cambios en las condiciones de funcionamiento, como la presión, la temperatura y la composición del gas. Las desviaciones de las condiciones de diseño especificadas pueden afectar el rendimiento del sello y provocar una falla prematura.
• Limitaciones de temperatura:Los sellos de gas seco tienen un rango de temperatura de funcionamiento limitado en comparación con otras tecnologías de sellado. Los materiales utilizados en las caras del sello y los sellos secundarios pueden degradarse a altas temperaturas, lo que limita su aplicación en procesos con calor extremo.