¿Qué es la descarga externa?

Los sistemas de descarga externa se han vuelto cada vez más comunes en los sellos mecánicos. Estos sistemas, que ubican el mecanismo de descarga fuera del componente principal, ofrecen claras ventajas sobre las configuraciones tradicionales de descarga interna.

En esta publicación del blog, analizaremos en profundidad los pormenores de los sistemas de descarga externa, sus principios de funcionamiento y los beneficios que ofrecen. También examinaremos los desafíos asociados con la implementación de la descarga externa y destacaremos las aplicaciones clave en las que este enfoque se destaca en comparación con los sistemas de descarga interna.

¿Qué es la descarga externa?

La descarga externa es un método para introducir un fluido limpio y frío desde una fuente externa en la cámara de sellado de un sello mecánico. A diferencia del lavado interno, que recircula el fluido del proceso desde la descarga de la bomba hasta el sello, el lavado externo utiliza un suministro de fluido separado.Este fluido generalmente se mantiene a una presión más alta que el fluido sellado, lo que crea un flujo positivo hacia el cámara de sellado.

El líquido de lavado externo cumple varias funciones importantes:

1. Enfría y lubrica las caras del sello, reduciendo la generación de calor por fricción y extendiendo la vida útil del sello.
2. Evita que el fluido del proceso ingrese a la cámara del sello, lo que es especialmente importante cuando se trata de fluidos abrasivos, corrosivos o polimerizantes que podrían dañar las caras del sello.
3. Mantiene un entorno estable en la cámara de sellado, reduciendo el impacto de las variaciones del fluido del proceso o las condiciones alteradas en el rendimiento del sello.

Al proporcionar un entorno limpio y estable para el sello mecánico, la limpieza externa puede mejorar significativamente la confiabilidad y la longevidad del sello en aplicaciones desafiantes.

Cómo funcionan los sistemas de descarga externa

En un sistema de descarga externa, se suministra fluido limpio al sello mecánico desde una fuente separada del fluido de proceso. Esto se logra generalmente utilizando un pequeño recipiente o depósito de descarga que se llena continuamente con el fluido de descarga. Luego, el fluido se presuriza utilizando una bomba o un dispositivo de aumento de presión como un acumulador de pistón.

El fluido de descarga presurizado se introduce en la cámara de sellado a través de un puerto, generalmente ubicado en la placa de empaquetadura detrás de las caras del sello. Una disposición común es conectar la línea de descarga entre la cara estacionaria y la placa de empaquetadura, dirigiendo el flujo a través del lado atmosférico de las caras del sello.

A medida que el fluido de lavado a alta presión ingresa a la cámara del sello, crea un flujo positivo hacia el lado del proceso del sello. Esta diferencia de presión evita que el fluido del proceso ingrese a la cámara del sello, mientras que elimina continuamente el calor o los contaminantes generados en las caras del sello.

El fluido de lavado usado sale de la cámara de sellado a través de las vías de fuga normales a lo largo del eje y por el respiradero y el drenaje del prensaestopas. También puede ingresar algo de fluido de lavado en la corriente del proceso, lo cual es aceptable siempre que el fluido de lavado sea compatible con el proceso y mantenga la diferencia de presión.

Para garantizar una limpieza externa adecuada, se deben controlar varios parámetros clave:

1. Presión del fluido de lavado: normalmente se mantiene entre 15 y 25 psi por encima de la presión de la cámara de sellado para garantizar un flujo positivo.
2. Temperatura del fluido de lavado: enfriado para ayudar a eliminar el calor de las caras del sello.
3. Limpieza del fluido de lavado: filtrado para evitar la introducción de abrasivos en las caras del sello.
4. Caudal del fluido de lavado: dimensionado para proporcionar enfriamiento y lubricación adecuados sin dilución excesiva del fluido del proceso.

Cuando se implementa correctamente, un sistema de lavado externo crea un microambiente altamente controlado para el sello mecánico, optimizando su rendimiento y confiabilidad. Al aislar el sello del fluido del proceso y proporcionar condiciones limpias y estables, el lavado externo permite sellos mecánicos para operar con éxito en aplicaciones que de otro modo resultarían demasiado desafiantes.

Beneficios de la descarga externa

Refrigeración y lubricación mejoradas

Con un sistema de descarga externo, un suministro dedicado de fluido limpio y frío circula continuamente a través de la cámara de sellado. Esto proporciona una eliminación de calor y una lubricación más efectivas en comparación con depender únicamente del fluido de proceso, como es el caso de los sistemas de descarga internos. El fluido más limpio y frío ayuda a prolongar la vida útil del sello, especialmente en aplicaciones de alta temperatura o alta presión.

Contaminación reducida

Los sistemas de descarga externa introducen un fluido separado y limpio en la cámara de sellado, lo que ayuda a evitar que los contaminantes del proceso ingresen y dañen las superficies de sellado. Por el contrario, los sistemas de descarga interna dependen del propio fluido del proceso, que puede contener partículas abrasivas, productos químicos corrosivos u otras sustancias dañinas que pueden acelerar el desgaste y la falla del sello.

Mayor flexibilidad en la selección de fluidos

Dado que los sistemas de descarga externa utilizan un suministro de fluido dedicado, el tipo de fluido se puede optimizar para los requisitos de sellado específicos, como la viscosidad, las propiedades lubricantes y la compatibilidad con los materiales de sellado. Esto permite un mejor rendimiento y una vida útil más prolongada del sello. Los sistemas de descarga interna, por otro lado, se limitan a utilizar el fluido de proceso, que puede no tener propiedades ideales para el sellado.

Monitoreo y mantenimiento más sencillos

Los sistemas de descarga externa suelen incluir dispositivos para controlar la presión, la temperatura y el caudal del fluido, así como para tomar muestras del fluido para comprobar si hay contaminantes o degradación. Esto permite un mantenimiento proactivo y la detección temprana de posibles problemas. Los sistemas de descarga interna no ofrecen estas capacidades de control y mantenimiento, lo que dificulta garantizar un rendimiento óptimo del sello.

Desafíos de la descarga externa

Mayor complejidad y costo

La implementación de un sistema de descarga externa requiere tuberías, válvulas, instrumentación y un depósito de fluido independiente adicionales, lo que aumenta la complejidad y el costo generales del sistema de sellado en comparación con un diseño de descarga interna. Los componentes adicionales también requieren más espacio y puede resultar complicado adaptarlos a equipos existentes.

Posibilidad de fugas y contaminación

Con más tuberías y conexiones, los sistemas de descarga externa introducen posibles puntos de fuga adicionales, lo que puede provocar pérdida de fluido, problemas ambientales y riesgos de seguridad. Si el fluido de descarga externa se contamina, puede dañar las superficies de sellado en lugar de protegerlas, por lo que es fundamental una gestión cuidadosa del fluido.

Mayores requisitos de mantenimiento.

Los componentes adicionales y los requisitos de manejo de fluidos de los sistemas de descarga externa requieren inspección, pruebas y mantenimiento más frecuentes en comparación con los diseños de descarga interna más simples.

Preocupaciones de compatibilidad

El fluido de lavado externo debe ser compatible no solo con los materiales del sello, sino también con el fluido del proceso en caso de mezcla accidental. Esto puede limitar la elección de fluidos de lavado y puede requerir consideraciones especiales en el diseño del sistema para evitar la contaminación cruzada.

Aplicaciones de la descarga externa

Procesos de alta temperatura

En aplicaciones en las que la temperatura del fluido de proceso excede los límites de los materiales del sello o las propiedades lubricantes del fluido, un sistema de descarga externa puede proporcionar un fluido más frío y adecuado para extender la vida útil del sello. Esto es común en industrias como el procesamiento de petróleo y gas, la fabricación de productos químicos y la generación de energía.

Fluidos altamente abrasivos o corrosivos

Al manipular fluidos con altos niveles de partículas abrasivas o sustancias corrosivas, un sistema de descarga externo puede ayudar a proteger las superficies de sellado al introducir un fluido limpio, no abrasivo y no corrosivo en la cámara de sellado.

Procesos con alto contenido de sólidos

En aplicaciones que involucran fluidos con una alta concentración de sólidos suspendidos, como pulpa de papel o lodos de alimentos, un sistema de descarga externo puede ayudar a prevenir la acumulación de sólidos en la cámara de sellado, lo que de otro modo podría provocar obstrucciones y fallas prematuras del sello.

Fluidos peligrosos o tóxicos

Cuando se trabaja con fluidos peligrosos que presentan riesgos ambientales o de seguridad en caso de fugas, un sistema de descarga externo puede proporcionar una barrera adicional y ayudar a contener posibles fugas. El fluido de descarga también puede seleccionarse para que sea más ecológico y menos peligroso que el fluido de proceso.