Los sellos mecánicos son componentes fundamentales en la industria de la maquinaria, que se utilizan para evitar fugas y mantener la integridad del sistema en equipos rotativos. Si bien todos los sellos mecánicos cumplen esta función principal, se pueden clasificar en dos tipos en función de su diseño y principios de funcionamiento: sellos presurizados y no presurizados.
En esta entrada del blog se analizarán en profundidad las diferencias fundamentales entre estos dos tipos de sellos, y se examinarán factores como la compatibilidad de fluidos, la dinámica de la presión, el comportamiento de las fugas, la complejidad y las aplicaciones típicas. Al comprender las distinciones y ventajas de cada tipo, los ingenieros y los profesionales de mantenimiento pueden tomar decisiones informadas al seleccionar e implementar sellos mecánicos en sus sistemas.
¿Qué es un sello mecánico presurizado?
Un sello mecánico presurizado, también conocido como sello presurizado externamente, es un tipo de sello mecánico que depende de una fuente de fluido externa para mantener una presión más alta en la cavidad del sello que el fluido del proceso. Este fluido externo, generalmente un líquido o gas limpio y compatible, se introduce en la cámara del sello a una presión ligeramente superior a la presión del prensaestopas.
El fluido presurizado crea una diferencia de presión positiva a través de las superficies de sellado, lo que garantiza que el fluido de barrera limpio fluya desde la cavidad del sello hacia el fluido de proceso. Este flujo positivo hacia afuera evita la entrada de fluido de proceso en la cámara de sellado, lo que protege las superficies de sellado contra la contaminación y extiende la vida útil del sello.
Los sellos mecánicos presurizados se utilizan comúnmente en aplicaciones que involucran fluidos de proceso sucios, abrasivos o corrosivos, así como en entornos de alta presión o alta temperatura. La presurización externa ayuda a mantener una película de fluido estable entre las caras de sellado, lo que reduce el desgaste y mejora el rendimiento del sello.
¿Qué es un sello mecánico sin presión?
Un sello mecánico no presurizado, también conocido como sello autoenergizado o sello mecánico convencional, funciona sin una fuente de presurización externa. En este tipo de sello, la acción de sellado se logra mediante una combinación de fuerza de resorte y presión hidráulica generada por el propio fluido del proceso.
El sello consta de una cara fija y otra giratoria, y la cara fija suele estar accionada por resorte para mantener el contacto con la cara giratoria. A medida que el eje gira, el fluido del proceso entra en la cámara del sello y genera presión hidráulica que empuja las caras de sellado entre sí, creando una fina película de fluido entre ellas. Esta película de fluido ayuda a lubricar las caras y evitar el contacto directo, lo que reduce la fricción y el desgaste.
Los sellos mecánicos sin presión suelen tener un diseño más simple y son menos costosos en comparación con los sellos presurizados. Son adecuados para aplicaciones con fluidos de proceso limpios y no abrasivos y condiciones de funcionamiento moderadas. Sin embargo, dado que la eficacia del sellado depende de la presión y las propiedades del fluido de proceso, los sellos sin presión pueden sufrir fugas si la presión del fluido cae por debajo de un cierto nivel o si el fluido contiene partículas abrasivas que pueden dañar las superficies de sellado.
Diferencias clave entre sellos mecánicos presurizados y no presurizados
Los sellos mecánicos presurizados y no presurizados difieren en varios aspectos clave, incluido el tipo de fluido, la relación de presión, la dirección de la fuga, el propósito principal, las aplicaciones, el sistema de soporte del sello y la complejidad y el costo.
Tipo de fluido
Los sellos mecánicos presurizados son adecuados para manipular una amplia gama de fluidos, incluidos líquidos, gases y fluidos multifásicos. Estos sellos pueden contener eficazmente fluidos con diversas propiedades, como alta viscosidad, alta temperatura o naturaleza corrosiva.
Por otro lado, los sellos mecánicos no presurizados están diseñados principalmente para aplicaciones líquidas y pueden no ser adecuados para manipular gases o fluidos multifásicos.
Relación de presión
En los sellos mecánicos presurizados, la presión del fluido dentro de la cámara de sellado es mayor que la presión atmosférica que rodea el sello. Esta diferencia de presión ayuda a mantener un sellado positivo y evitar fugas.
Por el contrario, los sellos mecánicos no presurizados funcionan con la presión del fluido dentro de la cámara del sello siendo igual o menor que la presión atmosférica.
Dirección de la fuga
Debido a la relación de presión, los sellos mecánicos presurizados están diseñados para contener el fluido dentro de la cámara de sellado, lo que evita fugas a la atmósfera. Si se produce alguna fuga, normalmente se dirige de nuevo al fluido del proceso.
Por el contrario, los sellos mecánicos sin presurización permiten una cantidad controlada de fuga del fluido del proceso a la atmósfera, que luego se recolecta o se drena.
Propósito principal
El objetivo principal de los sellos mecánicos presurizados es proporcionar una solución de sellado resistente para aplicaciones críticas donde la contención de fluidos es de suma importancia. Estos sellos están diseñados para minimizar o eliminar las fugas, incluso en condiciones difíciles.
Los sellos mecánicos sin presurizar, por otro lado, se centran en proporcionar una solución de sellado confiable al tiempo que permiten una pequeña cantidad de fuga controlada para la lubricación y el enfriamiento de las caras del sello.
Aplicaciones
Los sellos mecánicos presurizados se utilizan ampliamente en industrias como la del petróleo y el gas, la petroquímica, el procesamiento químico y la generación de energía, donde se encuentran fluidos a alta presión y alta temperatura. Estos sellos son adecuados para aplicaciones que involucran fluidos peligrosos o sensibles al medio ambiente.
Los sellos mecánicos sin presurizar se utilizan comúnmente en aplicaciones con requisitos de menor presión y temperatura, como bombas de agua, bombas industriales generales y mezcladores.
Sistema de soporte de focas
Los sellos mecánicos presurizados suelen requerir un sistema de soporte del sello para mantener la presión y la temperatura del fluido necesarias dentro de la cámara del sello. Este sistema puede incluir componentes como depósitos de fluido de barrera, reguladores de presión e intercambiadores de calor.
Los sellos mecánicos sin presurizar generalmente no requieren un sistema de soporte de sello extenso, ya que dependen del propio fluido del proceso para su lubricación y enfriamiento.
Complejidad y costo
Debido a los componentes adicionales y las consideraciones de diseño que se requieren para los sellos mecánicos presurizados, estos tienden a ser más complejos y costosos en comparación con los sellos mecánicos no presurizados. El sistema de soporte del sello aumenta la complejidad y el costo generales de la solución de sellado.
Los sellos mecánicos sin presurizar tienen un diseño más simple y menos componentes, lo que los hace más rentables para aplicaciones donde es aceptable una pequeña cantidad de fuga controlada.
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