Sellos mecánicos para bombas industriales: tipos, materiales y prevención de fallos
El sello mecánico es uno de los componentes más críticos en cualquier bomba giratoria, responsable de prevenir la fuga de fluido cuando el eje de la bomba pasa a través de la carcasa de la bomba.Un sello mecánico adecuadamente seleccionado y mantenido garantiza un funcionamiento fiableCon aplicaciones que abarcan el tratamiento del agua, el procesamiento químico, el petróleo y el gas, la minería y la producción de alimentos,Comprender los diferentes tipos de sellos mecánicos, materiales y modos de fallo comunes ayuda a los ingenieros de la planta y a los equipos de mantenimiento a tomar decisiones informadas al adquirir reemplazos.
Cómo funciona un sello mecánico
Un sello mecánico consta de dos planos,caras de sellado pulidas una que gira con el eje y otra estacionaria en la carcasa de la bomba juntas por la fuerza del muelle y la presión hidráulica del fluido bombeadoEl conjunto de sellado incluye elementos de sellado secundarios como anillos O, juntas,y fuelles que evitan fugas a lo largo del eje y la carcasaA diferencia de las juntas de ensamblaje, las juntas mecánicas no requieren prácticamente ningún ajuste y ofrecen tasas de fuga mucho más bajas durante su vida útil.
Tipos comunes de sellos mecánicos
Sellos equilibrados contra desequilibradosLos sellos desequilibrados son adecuados para aplicaciones de presión baja a moderada (generalmente por debajo de 10 bar), donde la fuerza hidráulica sobre las caras del sello sigue siendo manejable.Los sellos equilibrados cuentan con un diseño de eje escalonado que reduce la fuerza de cierre hidráulica neta, lo que les permite funcionar con fiabilidad a presiones más altas (hasta 40 bar o más) con carga de cara controlada.
Los sellos de empuje contra los de no empujeLos sellos de empuje utilizan un anillo O dinámico que se desliza a lo largo del eje o la manga para mantener el contacto con la cara a medida que las caras del sello se desgastan.Son versátiles y se utilizan ampliamente, pero pueden sufrir suspensión si los desechos se acumulan en el pozoLos sellos sin empuje utilizan un elemento de fuelle (elastomero o metal) que se flexiona para mantener el contacto sin deslizarse los anillos O, eliminando los problemas de suspensión y haciéndolos ideales para fluidos sucios o pegajosos.
Sello único contra doble selloLos sellos mecánicos únicos son la configuración más común, que utiliza un conjunto de caras de sellado para contener el fluido de proceso.Sellos dobles (dispuestos espalda a espalda o cara a cara) utilizan dos sellos mecánicos con una barrera o fluido tampón entre ellos, proporcionando una segunda capa de protección. Se requiere doble sellado para los líquidos tóxicos, inflamables o peligrosos para el medio ambiente,y suelen estar apoyados por una estación de agua de sello a presión o un sistema de depósito.
Sellos para cartuchosLos sellos mecánicos de cartucho incorporan todos los componentes del sello en una sola unidad preensamblada, incluidas las caras del sello, los sellos secundarios, el mecanismo de resorte y la placa de la glándula.Están preestablecidos a la longitud de compresión correcta, eliminando los errores de medición de la instalación y reduciendo el riesgo de fallo prematuro debido a un montaje incorrecto.Los sellos de cartucho son ampliamente preferidos para aplicaciones críticas donde la precisión de la instalación es esencial.
Selección de materiales de sellado mecánico
Materiales para la cara de focaLas caras de sellado son el corazón del sello mecánico.
- Carbono vs. Carburo de silicio El emparejamiento más utilizado, que ofrece excelentes características de funcionamiento y resistencia a la corrosión para aplicaciones de agua limpia y química ligera
- Carburo de silicio vs. Carburo de silicio Extremadamente duro y resistente al desgaste, ideal para fluidos abrasivos, servicio a alta temperatura y aplicaciones de alta presión
- Carburo de tungsteno frente a carbono Proporciona una resistencia superior a la abrasión para servicios de lodos, minería y fluidos cargados de arena
- Carburo de tungsteno vs. Carburo de tungsteno Para las condiciones abrasivas más severas donde todas las otras combinaciones de caras se desgastan demasiado rápidamente
- Combinación rentable de carbono y cerámica para bombas de agua de uso general en aplicaciones HVAC e industria ligera
Materiales de sello secundariosLos anillos, juntas y fuelles de O deberán ser compatibles con el fluido bombeado y el rango de temperatura de funcionamiento:
- NBR (nitrilo) Buen elastómero de uso general para agua, aceite y productos químicos suaves hasta 100 °C
- EPDM®Excelente para agua caliente, vapor y ácidos diluidos; no compatible con aceites o hidrocarburos
- Resistencia a altas temperaturas hasta 200 °C, adecuada para productos químicos agresivos e hidrocarburos
- PTFE Inertitud química para ácidos y disolventes agresivos; mayor fricción y menos elasticidad que los elastómeros
- FFKM (perfluoroelastómero) Resistencia química y a la temperatura máxima para los servicios de proceso más exigentes
Componentes metálicosLos muelles, los pines de accionamiento y las placas de las glándulas se fabrican típicamente de SS 304, SS 316, Hastelloy o titanio, seleccionados en función de la corrosividad del fluido bombeado y la temperatura de funcionamiento.El acero inoxidable dúplex se especifica comúnmente para servicios con alto contenido de cloruro y agua de mar donde el estándar 316 puede ser susceptible a la corrosión por tensión..
Modos comunes de falla del sello mecánico
Correr en seco¢La causa más común de fallo prematuro del sello: cuando una bomba se seca, incluso por segundos, las caras del sello generan calor intenso sin lubricación de fluido,causando agrietamiento térmico y fuga inmediataLas causas incluyen el bloqueo de la succión, el bajo nivel del depósito o la entrada de aire en el fluido bombeado.
Desgaste abrasivoLos sólidos en suspensión en el fluido bombeado actúan como compuestos que se entrelazan entre las caras del sello, acelerando el desgaste de la cara y creando ranuras profundas.y aplicaciones de aguas residuales en las que una filtración adecuada o un suministro de líquido de barrera limpio es esencial para la vida útil del sello.
Degradación térmica¢La temperatura de funcionamiento excesiva provoca endurecimiento, agrietamiento y pérdida de elasticidad de los anillos O. Obstrucción de la línea de recirculación, insuficiente flujo de agua de refrigeración a la estación de agua de sello,o el funcionamiento de la bomba más allá de su rango de temperatura de diseño todos contribuyen a la falla del sello relacionada con el calor.
Ataque químicoLos elastómeros incompatibles se hinchan, endurecen o se disuelven cuando se exponen a la química del fluido incorrecta.Selección cuidadosa del material en función de la composición química exacta, la concentración y la temperatura del fluido bombeado son esenciales para evitar la degradación química.
Errores de instalación¢La compresión incorrecta del sello, los anillos O dañados durante el montaje, las placas de glándulas mal alineadas y la contaminación de las caras del sello durante la instalación representan un porcentaje significativo de fallas tempranas del sello.Los sellos del cartucho minimizan estos riesgoseliminando el manejo de los componentes individuales y preestableciendo la compresión del sello.
Movimiento del ejeEl desgaste excesivo del eje, la vibración o el movimiento axial más allá de la tolerancia de diseño del sello hacen que las caras del sello se separan o se alineen mal.El mantenimiento regular de los rodamientos de la bomba y la verificación de la alineación del eje son fundamentales para prevenir el fallo del sello relacionado con el movimiento del eje.
Selección de sellos mecánicos en todas las aplicaciones
La selección del tipo de sellado mecánico adecuado depende de la aplicación específica de la bomba, las condiciones de funcionamiento y las propiedades del fluido.un sello único desequilibrado estándar con carbono vsPara las bombas de proceso de alta temperatura de las refinerías y las plantas químicas, el NBR proporciona una solución fiable y rentable.los sellos de cartuchos equilibrados con fuelle de metal y los elastómeros FKM o FFKM ofrecen una vida útil prolongada en condiciones exigentesPara las bombas sumergibles de aguas residuales y de aguas pluviales, los sellos únicos de uso pesado con superficies de carburo de tungsteno resisten la abrasión de la arena y la arena.Sellos dobles con sistemas de fluidos de barrera a presión aseguran cero fugas al medio ambiente.
Encuentre el sello mecánico adecuado para su bomba
Ya sea que necesite un sello de reemplazo estándar para el servicio de agua, un sello de alta temperatura para aplicaciones de proceso, o un arreglo de doble sello para fluidos peligrosos,la selección del sello mecánico correcto es esencial para un funcionamiento fiable de la bomba y el cumplimiento de los requisitos medioambientales y de seguridadNuestra gama de sellos mecánicos y sistemas de soporte de sellos cubre configuraciones comunes para una amplia variedad de bombas industriales y condiciones de funcionamiento.
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