¿Qué es el sello mecánico API?

Los sellos mecánicos API son un componente fundamental en los equipos rotativos, ya que garantizan un funcionamiento confiable y seguro en aplicaciones industriales exigentes. Estos sellos, que cumplen con la norma API 682, vienen en varios tipos y configuraciones para adaptarse a los requisitos específicos de la maquinaria.

Este artículo explora las complejidades de los sellos mecánicos API, profundizando en la norma API 682, los tipos y disposiciones de sellos, los sistemas de soporte, los planos de tuberías, los criterios de selección y los beneficios que ofrecen. Al comprender estos aspectos, los profesionales de la industria de la maquinaria pueden tomar decisiones informadas al seleccionar e implementar sellos mecánicos API en sus equipos.

¿Qué es la norma API 682?

La norma API 682 es una norma reconocida mundialmente desarrollada por el Instituto Americano del Petróleo (API) que establece requisitos y proporciona pautas para la selección, el diseño, la especificación y el funcionamiento de los sistemas de sellado utilizados en bombas centrífugas y rotativas en las industrias del petróleo, el gas natural y los productos químicos. Esta norma integral cubre múltiples aspectos de los sellos mecánicos, incluidos los tipos de sellos, las configuraciones, los materiales, los sistemas de soporte y los planes de tuberías auxiliares.

El objetivo principal de API 682 es facilitar la estandarización de los sellos mecánicos y los equipos asociados, garantizando la confiabilidad, la seguridad y la intercambiabilidad en diversas aplicaciones. Al adherirse a esta norma, los fabricantes, proveedores y usuarios finales pueden beneficiarse de un mejor rendimiento de los sellos, una reducción del tiempo de inactividad y menores costos de mantenimiento.

API 682 ha pasado por varias revisiones desde su publicación inicial en 1994, siendo la última edición la cuarta, publicada en 2014. Cada revisión incorpora actualizaciones y mejoras basadas en los comentarios de la industria, los avances tecnológicos y la experiencia operativa.

Tipos y configuraciones de sellos mecánicos API

Tipos de sellos

API 682 define tres tipos principales de sellos mecánicos:

1. Tipo A: Sellos de empuje

• Diseñado para aplicaciones de uso general.
• Consta de un anillo primario giratorio y un anillo de acoplamiento estacionario.
• Utiliza resortes o fuelles para mantener el contacto de sellado.

1. Tipo B: Sellos de fuelle metálico

• Utilice un fuelle metálico para proporcionar movimiento axial y mantener el contacto de sellado.
• Adecuado para aplicaciones de alta temperatura y alta presión.
• Ofrecen un mejor control de fugas y estabilidad en comparación con los sellos de empuje.

1. Tipo C: Sellos sin empuje

• Abarca una variedad de diseños, como sellos de fuelle elastomérico y sellos de alta presión.
• Proporcionar capacidades específicas para requisitos de aplicaciones únicas.

Disposiciones de sellos

API 682 define tres disposiciones de sellos principales:

1. Disposición 1: Sello único

• Consta de un único conjunto de sello.
• Adecuado para fluidos no peligrosos, no volátiles o no tóxicos.
• Requiere un lavado del sello para mantener las superficies de sellado limpias y frescas.

1. Disposición 2: Sellos duales sin presión

• Emplea dos conjuntos de sellos con un fluido amortiguador entre ellos.
• El fluido amortiguador mantiene una presión más alta que el fluido sellado, lo que evita fugas a la atmósfera.
• Proporciona mayor seguridad y confiabilidad en comparación con los sellos individuales.

1. Disposición 3: Sellos presurizados dobles

• Similar al arreglo 2 pero con un fluido de barrera presurizado entre los conjuntos de sellos
• La presión del fluido de barrera se mantiene a un nivel más alto que la presión del fluido sellado.
• Ofrece el más alto nivel de seguridad y control de emisiones, adecuado para aplicaciones peligrosas o ambientalmente sensibles.

Sistemas de soporte de sellos

Los sistemas de soporte de sellos están diseñados para proporcionar las condiciones ambientales necesarias para que los sellos mecánicos funcionen correctamente. Estos sistemas mantienen la presión, la temperatura y el fluido lubricante necesarios para las caras del sello. Los sistemas de soporte de sellos más comunes incluyen:

1. Plan API 11:Utilizado para sellos individuales, este plan incorpora un depósito de fluido de sello y proporciona una presión más alta que el fluido de proceso para mantener un flujo positivo en la cámara de sello.
2. Plan API 21:Este plan se utiliza para sellos dobles e incluye un depósito de fluido de sello presurizado por una fuente externa, como gas nitrógeno, para mantener una presión constante en las caras del sello.
3. Plan API 53: Diseñado para sellos dobles, este plan presenta un sistema de circulación de fluido de barrera con un intercambiador de calor y control de presión para mantener condiciones óptimas para las caras del sello.

Planos de tuberías

Los planos de tuberías API son disposiciones estandarizadas de tuberías, instrumentación y equipos que se utilizan para soportar sellos mecánicos. Estos planos garantizan que el sello cuente con el entorno de fluido adecuado para un funcionamiento confiable. Algunos planos de tuberías comunes incluyen:

1. Plan API 01: Un plan básico que ventila la cámara de sellado a una ubicación segura, generalmente utilizada para fluidos no peligrosos.
2. Plan API 02: Este plan utiliza un buje de aceleración para controlar el flujo del fluido de proceso hacia la cámara del sello, proporcionando enfriamiento y lubricación a las caras del sello.
3. Plan API 23:Diseñado para sellos dobles, este plan hace circular un fluido de barrera entre los sellos internos y externos utilizando un anillo de bombeo, proporcionando enfriamiento y lubricación a las caras del sello.

Criterios de selección

Al seleccionar una API sello mecánico Para una aplicación específica, se deben considerar varios factores para garantizar un rendimiento y una confiabilidad óptimos:

Propiedades del fluido de proceso

Se deben evaluar las propiedades del fluido del proceso, como su composición química, temperatura, presión y viscosidad, para determinar los materiales y el diseño del sello más adecuados.

Condiciones de operación

Al seleccionar un sello mecánico, se deben tener en cuenta las condiciones de funcionamiento del equipo, incluida la velocidad, la carga y los factores ambientales para garantizar que pueda soportar las demandas de la aplicación.

Disposición del sello

La disposición del sello (simple, doble o tándem) debe elegirse según el nivel de redundancia y seguridad requerido para la aplicación específica.

Compatibilidad de materiales

Los materiales utilizados en el sello mecánico deben ser compatibles tanto con el fluido del proceso como con el entorno circundante para evitar la corrosión, la degradación o la falla prematura.

Beneficios de utilizar sellos mecánicos API

Los sellos mecánicos API ofrecen varias ventajas sobre otros métodos de sellado, lo que los convierte en la opción preferida para muchas industrias:

Fiabilidad mejorada

Los sellos mecánicos API están diseñados y fabricados según estrictos estándares de calidad, lo que garantiza un rendimiento constante y una vida útil más larga en comparación con los sellos que no son API.

Seguridad mejorada

Al cumplir con los estándares API, los sellos mecánicos minimizan el riesgo de fugas y fallas, reduciendo el potencial de situaciones peligrosas y contaminación ambiental.

Mayor eficiencia

Los sellos mecánicos API están diseñados para minimizar la fricción y el desgaste, lo que resulta en un menor consumo de energía y una mejor eficiencia general del sistema.

Diseño estandarizado

El diseño estandarizado de los sellos mecánicos API permite un mantenimiento, reparación y reemplazo más sencillos, lo que reduce el tiempo de inactividad y los costos asociados.