Guía completa para la instalación y desmontaje de sellos mecánicos

Abstracto

Los sellos mecánicos son componentes críticos en la maquinaria rotatoria, ya que actúan como la principal barrera para evitar fugas de fluido entre las piezas estacionarias y rotatorias. Una instalación y un desmontaje adecuados determinan directamente el rendimiento, la vida útil y la fiabilidad general del equipo del sello. Esta guía ofrece una descripción detallada, paso a paso, de todo el proceso, desde la preparación previa a la operación y la selección de herramientas hasta las pruebas posteriores a la instalación y la inspección posterior al desmontaje. Aborda los desafíos comunes, los protocolos de seguridad y las mejores prácticas para garantizar el funcionamiento óptimo del sello, reducir los costes de mantenimiento y minimizar el tiempo de inactividad. Centrado en la precisión técnica y la practicidad, este documento está dirigido a ingenieros, técnicos y profesionales de mantenimiento que trabajan en industrias como la del petróleo y el gas, el procesamiento químico, el tratamiento de aguas y la generación de energía.

1. Introducción

Sellos mecánicosHan reemplazado los sellos de empaque tradicionales en la mayoría de los equipos rotativos modernos (p. ej., bombas, compresores, mezcladores) debido a su superior control de fugas, menor fricción y mayor vida útil. A diferencia de los sellos de empaque, que se basan en un material trenzado comprimido para crear un sello, los sellos mecánicos utilizan dos caras planas rectificadas con precisión: una estacionaria (fijada a la carcasa del equipo) y otra giratoria (fijada al eje), que se deslizan una contra la otra para evitar el escape de fluido. Sin embargo, el rendimiento de un sello mecánico depende en gran medida de una instalación correcta y un desmontaje cuidadoso. Incluso errores menores, como la desalineación de las caras del sello o la aplicación incorrecta del torque, pueden provocar fallas prematuras, fugas costosas y riesgos ambientales.

 

Esta guía está estructurada para cubrir cada etapa del ciclo de vida de un sello mecánico, con especial atención a la instalación y el desmontaje. Comienza con la preparación previa a la instalación, que incluye la inspección del equipo, la verificación de materiales y la configuración de las herramientas. Las secciones posteriores detallan los procedimientos de instalación paso a paso para diferentes tipos de sellos mecánicos (p. ej., de un solo resorte, multiresorte y de cartucho), seguidos de las pruebas y la validación posteriores a la instalación. La sección de desmontaje describe técnicas de extracción segura, la inspección de componentes para detectar desgaste o daños, y las pautas para el reensamblaje o la sustitución. Además, la guía aborda consideraciones de seguridad, la resolución de problemas comunes y las mejores prácticas de mantenimiento para prolongar la vida útil del sello.

2. Preparación previa a la instalación

 

La preparación previa a la instalación es fundamental para el buen funcionamiento del sello mecánico. Acelerar esta etapa o pasar por alto comprobaciones críticas suele provocar errores evitables y fallos del sello. Los siguientes pasos describen las actividades clave que deben completarse antes de comenzar la instalación.

2.1 Verificación de equipos y componentes

 

Antes de comenzar cualquier trabajo, es fundamental verificar que todos los equipos y componentes cumplan con las especificaciones requeridas y se encuentren en buen estado. Esto incluye:

 

  • Comprobación de la compatibilidad del sello: Confirme que el sello mecánico sea compatible con el fluido que se maneja (p. ej., temperatura, presión, composición química), el modelo del equipo y el tamaño del eje. Consulte la hoja de datos o el manual técnico del fabricante para garantizar que el diseño del sello (p. ej., material de elastómero, material de la cara) se ajuste a los requisitos de la aplicación. Por ejemplo, un sello diseñado para servicio de agua podría no soportar las altas temperaturas y la corrosión química de un fluido a base de petróleo.
  • Inspección de componentes: Examine todos los componentes del sello (cara fija, cara giratoria, resortes, elastómeros, juntas tóricas, empaques y tornillería) para detectar daños, desgaste o defectos. Compruebe si las caras del sello presentan grietas, astillas o rayones; incluso pequeñas imperfecciones pueden causar fugas. Inspeccione los elastómeros (p. ej., nitrilo, Viton, EPDM) para comprobar su dureza, flexibilidad y signos de envejecimiento (p. ej., fragilidad, hinchamiento), ya que los elastómeros degradados no pueden formar un sello eficaz. Asegúrese de que los resortes no presenten óxido, deformación ni fatiga, ya que mantienen la presión de contacto necesaria entre las caras del sello.
  • Inspección del eje y la carcasa: Inspeccione el eje (o manguito) y la carcasa del equipo para detectar daños que puedan afectar la alineación o el asentamiento del sello. Compruebe si el eje presenta excentricidad, ovalidad o defectos superficiales (p. ej., arañazos o ranuras) en la zona donde se montará el componente del sello giratorio. La superficie del eje debe tener un acabado liso (normalmente Ra 0,2-0,8 μm) para evitar daños en el elastómero y garantizar un sellado adecuado. Inspeccione el orificio de la carcasa para detectar desgaste, desalineación o residuos, y verifique que el asiento del sello estacionario (si está integrado en la carcasa) esté plano y sin daños.
  • Verificación dimensional: Utilice herramientas de medición de precisión (p. ej., calibradores, micrómetros, relojes comparadores) para confirmar las dimensiones clave. Mida el diámetro del eje para comprobar que coincida con el diámetro interior del sello y compare el diámetro del orificio de la carcasa con el diámetro exterior del sello. Verifique la distancia entre el resalte del eje y la cara de la carcasa para asegurar que el sello se instale a la profundidad correcta.

2.2 Preparación de la herramienta

 

El uso de las herramientas correctas es fundamental para evitar dañar los componentes durante la instalación. Normalmente se requieren las siguientes herramientas para la instalación de sellos mecánicos:

 

  • Herramientas de medición de precisión: calibradores (digitales o vernier), micrómetros, indicadores de cuadrante (para comprobar la alineación) y medidores de profundidad para verificar las dimensiones y la alineación.
  • Herramientas de Torque: Llaves dinamométricas (manuales o digitales) calibradas según las especificaciones del fabricante para aplicar el torque correcto a pernos y fijaciones. Un torque excesivo puede dañar los elastómeros o deformar los componentes del sello, mientras que un torque insuficiente puede provocar conexiones sueltas y fugas.
  • Herramientas de instalación: Manguitos de instalación de sellos (para proteger los elastómeros y las caras del sello durante el montaje), revestimientos de eje (para evitar rayones en el eje) y martillos de cara blanda (por ejemplo, de goma o latón) para golpear los componentes en su lugar sin causar daños.
  • Herramientas de limpieza: Paños sin pelusa, cepillos no abrasivos y disolventes de limpieza compatibles (p. ej., alcohol isopropílico, aguarrás mineral) para limpiar los componentes y la superficie del equipo. Evite el uso de disolventes abrasivos que puedan degradar los elastómeros.
  • Equipo de seguridad: gafas de seguridad, guantes (resistentes a productos químicos si se manipulan fluidos peligrosos), protección para los oídos (si se trabaja con equipos ruidosos) y protector facial (para aplicaciones de alta presión).

2.3 Preparación del área de trabajo

 

Un área de trabajo limpia y organizada minimiza el riesgo de contaminación, una de las principales causas de fallas en los sellos. Siga estos pasos para preparar el área de trabajo:

 

  • Limpie el entorno: Retire los residuos, el polvo y otros contaminantes del área de trabajo. Cubra el equipo cercano para evitar daños o contaminación.
  • Prepare un banco de trabajo: Use un banco de trabajo limpio y plano para ensamblar los componentes del sello. Coloque un paño sin pelusa o una alfombrilla de goma sobre el banco para proteger las superficies del sello de rayones.
  • Etiquete los componentes: Si se desmonta el sello (por ejemplo, para inspección), etiquete cada componente para asegurar un reensamblaje correcto. Use contenedores o bolsas pequeñas para guardar piezas pequeñas (por ejemplo, resortes, juntas tóricas) y evitar pérdidas.
  • Revise la documentación: Tenga a mano el manual de instalación del fabricante, los planos del equipo y las hojas de datos de seguridad (HDS). Familiarícese con los pasos específicos para el modelo de sello que se va a instalar, ya que los procedimientos pueden variar entre fabricantes.

3. Instalación paso a paso de sellos mecánicos

 

El proceso de instalación varía ligeramente según el tipo de sello mecánico (p. ej., de un solo resorte, multiresorte, de cartucho). Sin embargo, los principios básicos (alineación, limpieza y aplicación correcta del par de apriete) se mantienen. Esta sección describe el procedimiento general de instalación, con notas específicas para los diferentes tipos de sello.

3.1 Procedimiento general de instalación (sellos sin cartucho)

 

Los sellos sin cartucho constan de componentes separados (cara giratoria, cara estacionaria, resortes, elastómeros) que deben instalarse individualmente. Siga estos pasos para la instalación:

3.1.1 Preparación del eje y la carcasa

 

  1. Limpie el eje y la carcasa: Use un paño sin pelusa y un disolvente compatible para limpiar el eje (o el manguito) y el orificio de la carcasa. Elimine cualquier residuo de sello viejo, óxido o suciedad. Para residuos difíciles, use un cepillo no abrasivo; evite usar papel de lija o cepillos de alambre, ya que pueden rayar la superficie del eje.
  2. Inspeccione si hay daños: Revise el eje y la carcasa para detectar cualquier defecto que no se haya detectado durante la preinstalación. Si el eje presenta rayones leves, utilice una lija de grano fino (400-600) para pulir la superficie, trabajando en la dirección de rotación del eje. Si presenta rayones más profundos o excentricidad, reemplace el eje o instale un manguito.
  3. Aplique lubricante (si es necesario): Aplique una capa fina de lubricante compatible (p. ej., aceite mineral, grasa de silicona) a la superficie del eje y al orificio interior del componente del sello giratorio. Esto reduce la fricción durante la instalación y previene daños a los elastómeros. Asegúrese de que el lubricante sea compatible con el fluido que se maneja; por ejemplo, evite usar lubricantes a base de aceite con fluidos solubles en agua.

3.1.2 Instalación del componente de sello estacionario

 

El componente del sello estacionario (cara estacionaria + asiento estacionario) suele montarse en la carcasa del equipo. Siga estos pasos:

 

  1. Prepare el asiento fijo: Inspeccione el asiento fijo para detectar daños y límpielo con un paño sin pelusa. Si el asiento tiene una junta tórica o una empaquetadura, aplique una fina capa de lubricante a la junta tórica para facilitar su instalación.
  2. Insertar elAsiento estacionarioEn la carcasa: Inserte con cuidado el asiento estacionario en el orificio de la carcasa, asegurándose de que esté correctamente alineado. Use un martillo blando para golpear el asiento hasta que encaje completamente contra el resalte de la carcasa. No aplique demasiada fuerza, ya que podría agrietar la cara estacionaria.
  3. Fije el asiento fijo (si es necesario): Algunos asientos fijos se fijan mediante un anillo de retención, pernos o una placa de prensaestopas. Si utiliza pernos, aplique el par de apriete correcto (según las especificaciones del fabricante) en un patrón cruzado para asegurar una presión uniforme. No apriete demasiado, ya que esto puede deformar el asiento o dañar la junta tórica.

3.1.3 Instalación del componente del sello giratorio

 

El componente del sello giratorio (cara giratoria + manguito del eje + resortes) se monta en el eje del equipo. Siga estos pasos:

 

  1. Ensamblaje del componente giratorio: Si el componente giratorio no está preensamblado, fije la cara giratoria al manguito del eje con los herrajes suministrados (p. ej., tornillos de fijación o tuercas de seguridad). Asegúrese de que la cara giratoria esté alineada contra el manguito y firmemente apretada. Instale los resortes (individual o múltiple) en el manguito, asegurándose de que estén correctamente posicionados (según el diagrama del fabricante) para mantener una presión uniforme sobre la cara giratoria.
  2. Instale el componente giratorio en el eje: Deslice el componente giratorio sobre el eje, asegurándose de que la cara giratoria esté paralela a la cara estacionaria. Utilice un manguito de instalación de sellos para proteger los elastómeros (p. ej., juntas tóricas en el manguito) y la cara giratoria de rayones durante la instalación. Si el eje tiene chavetero, alinee el chavetero del manguito con la chaveta del eje para asegurar una rotación correcta.
  3. Fije el componente giratorio: Una vez que el componente giratorio esté en la posición correcta (normalmente contra el resalte del eje o el anillo de retención), fíjelo con tornillos de fijación o una contratuerca. Apriete los tornillos de fijación en cruz, aplicando el par de apriete especificado por el fabricante. Evite apretarlos demasiado, ya que esto puede deformar el manguito o dañar la cara giratoria.

3.1.4 Instalación de la placa de casquillos y comprobaciones finales

 

  1. Prepare la placa del prensaestopas: Inspeccione la placa del prensaestopas para detectar daños y límpiela a fondo. Si la placa tiene juntas tóricas o empaques, reemplácelas por otras nuevas (según las recomendaciones del fabricante) y aplique una fina capa de lubricante para asegurar un sellado adecuado.
  2. Montaje de la placa de prensaestopas: Coloque la placa de prensaestopas sobre los componentes del sello, asegurándose de que esté alineada con los pernos de la carcasa. Inserte los pernos y apriételos a mano para fijar la placa de prensaestopas en su lugar.
  3. Alinee la placa del prensaestopas: Utilice un comparador de cuadrante para comprobar la alineación de la placa con el eje. La excentricidad debe ser inferior a 0,05 mm (0,002 pulgadas) en el orificio de la placa. Ajuste los pernos según sea necesario para corregir la desalineación.
  4. Apriete los pernos de la placa del prensaestopas: Con una llave dinamométrica, apriete los pernos de la placa del prensaestopas en cruz según el par especificado por el fabricante. Esto garantiza una presión uniforme en las superficies del sello y evita la desalineación. Vuelva a verificar el descentramiento después de apretar para confirmar la alineación.
  5. Inspección final: Inspeccione visualmente todos los componentes para asegurar su correcta instalación. Compruebe si hay holgura entre la placa guía y la carcasa, y verifique que el componente giratorio se mueva libremente con el eje (sin atascamientos ni fricción).

3.2 Instalación de sellos de cartucho

 

Los sellos de cartucho son unidades preensambladas que incluyen la cara giratoria, la cara estacionaria, resortes, elastómeros y la placa prensaestopas. Están diseñados para simplificar la instalación y reducir el riesgo de error humano. El procedimiento de instalación de los sellos de cartucho es el siguiente:

3.2.1 Comprobación previa a la instalación delSello de cartucho

 

  1. Inspeccione la unidad del cartucho: Retire el sello del cartucho de su embalaje e inspecciónelo para detectar posibles daños durante el envío. Revise las superficies del sello para detectar rayones o astillas, y verifique que todos los componentes (resortes, juntas tóricas) estén intactos y correctamente colocados.
  2. Verificar la compatibilidad: Confirme que el sello del cartucho sea compatible con el tamaño del eje del equipo, el orificio de la carcasa y los parámetros de aplicación (temperatura, presión, tipo de fluido) haciendo una referencia cruzada del número de pieza del fabricante con las especificaciones del equipo.
  3. Limpie el sello del cartucho: Limpie el sello del cartucho con un paño sin pelusa para eliminar el polvo o los residuos. No desmonte la unidad del cartucho a menos que lo especifique el fabricante, ya que el desmontaje puede alterar la alineación preajustada de las caras del sello.

3.2.2 Preparación del eje y la carcasa

 

  1. Limpie e inspeccione el eje: Siga los mismos pasos que en la Sección 3.1.1 para limpiar el eje e inspeccionarlo en busca de daños. Asegúrese de que la superficie del eje esté lisa y libre de rayones u óxido.
  2. Instalación del manguito del eje (si es necesario): Algunos sellos de cartucho requieren un manguito del eje independiente. Si corresponde, deslice el manguito sobre el eje, alinéelo con la chaveta (si la hay) y fíjelo con tornillos de fijación o una contratuerca. Apriete los tornillos según las especificaciones de torque del fabricante.
  3. Limpie el orificio de la carcasa: Limpie el orificio de la carcasa para eliminar cualquier residuo o residuo de sello viejo. Inspeccione el orificio para detectar desgaste o desalineación. Si está dañado, repare o reemplace la carcasa antes de continuar.

3.2.3 Instalación del sello del cartucho

 

  1. Coloque el sello del cartucho: Alinee el sello del cartucho con el orificio y el eje de la carcasa. Asegúrese de que la brida de montaje del cartucho esté alineada con los orificios para los pernos de la carcasa.
  2. Deslice el sello del cartucho en su lugar: Deslice con cuidado el sello del cartucho en el orificio de la carcasa, asegurándose de que el componente giratorio (fijado al eje) se mueva libremente. Si el cartucho tiene un dispositivo de centrado (por ejemplo, un pasador guía o un buje), asegúrese de que encaje en la carcasa para mantener la alineación.
  3. Fije la brida del cartucho: Inserte los pernos de montaje a través de la brida del cartucho y en la carcasa. Apriete los pernos a mano para fijar el cartucho en su lugar.
  4. Alinee el sello del cartucho: Use un indicador de carátula para comprobar la alineación del sello del cartucho con el eje. Mida el descentramiento en el componente giratorio; este debe ser inferior a 0,05 mm (0,002 pulgadas). Ajuste los pernos de montaje si es necesario para corregir la desalineación.
  5. Ajuste los pernos de montaje: Apriete los pernos de montaje en cruz según el par especificado por el fabricante. Esto fija el cartucho en su lugar y garantiza la correcta alineación de las superficies de sellado.
  6. Retirada de los accesorios de instalación: Muchos sellos de cartucho incluyen accesorios de instalación temporales (p. ej., pasadores de bloqueo, cubiertas protectoras) para mantener las caras del sello en su lugar durante el envío y la instalación. Retire estos accesorios solo después de que el cartucho esté completamente fijado a la carcasa; retirarlos demasiado pronto puede desalinear las caras del sello.

3.3 Pruebas y validación posteriores a la instalación

 

Tras instalar el sello mecánico, es fundamental probarlo para garantizar su correcto funcionamiento y la ausencia de fugas. Antes de poner el equipo en pleno funcionamiento, se deben realizar las siguientes pruebas:

3.3.1 Prueba de fugas estáticas

 

La prueba de fugas estática detecta fugas cuando el equipo no está en funcionamiento (el eje está estacionario). Siga estos pasos:

 

  1. Presurice el equipo: Llene el equipo con el fluido de proceso (o un fluido de prueba compatible, como agua) y presurícelo a la presión normal de operación. Si utiliza un fluido de prueba, asegúrese de que sea compatible con los materiales de sellado.
  2. Control de fugas: Inspeccione visualmente el área del sello para detectar fugas. Revise la interfaz entre la placa del prensaestopas y la carcasa, el eje y el componente giratorio, y las superficies del sello. Use un trozo de papel absorbente para detectar pequeñas fugas que podrían no ser visibles a simple vista.
  3. Evalúe la tasa de fuga: La tasa de fuga aceptable depende de la aplicación y los estándares de la industria. Para la mayoría de las aplicaciones industriales, una tasa de fuga inferior a 5 gotas por minuto es aceptable. Si la tasa de fuga supera el límite aceptable, apague el equipo, despresurícelo e inspeccione el sello para detectar desalineación, componentes dañados o una instalación incorrecta.

3.3.2 Prueba de fugas dinámica

 

La prueba dinámica de fugas detecta fugas cuando el equipo está en funcionamiento (el eje gira). Siga estos pasos:

 

  1. Arranque el equipo: Arranque el equipo y deje que alcance la velocidad y temperatura normales de funcionamiento. Vigile el equipo para detectar ruidos o vibraciones inusuales, que podrían indicar una desalineación o atascamiento del sello.
  2. Monitoreo de Fugas: Inspeccione visualmente el área del sello para detectar fugas mientras el equipo esté en funcionamiento. Revise las caras del sello para detectar calor excesivo; el sobrecalentamiento puede indicar lubricación insuficiente o desalineación de las caras del sello.
  3. Verificar la presión y la temperatura: Monitoree la presión y la temperatura del proceso para garantizar que se mantengan dentro de los límites operativos del sello. Si la presión o la temperatura exceden el rango especificado, apague el equipo y ajuste los parámetros del proceso antes de continuar con la prueba.
  4. Pruebe el equipo: Haga funcionar el equipo durante un período de prueba (normalmente de 30 minutos a 2 horas) para asegurar la estabilización del sello. Durante este período, revise periódicamente si hay fugas, ruidos y temperatura. Si no se detectan fugas y el equipo funciona correctamente, la instalación del sello se ha realizado correctamente.

3.3.3 Ajustes finales (si es necesario)

 

Si se detectan fugas durante la prueba, siga estos pasos de solución de problemas:

 

  • Verificar el par de apriete: Verifique que todos los pernos (placa de casquillo, componente giratorio, asiento fijo) estén apretados según las especificaciones del fabricante. Los pernos flojos pueden causar desalineación y fugas.
  • Inspección de la alineación: Verifique la alineación de las caras del sello y la placa del prensaestopas con un comparador de cuadrante. Corrija cualquier desalineación ajustando los pernos.
  • Revise las caras del sello: Si las fugas persisten, apague el equipo, despresurícelo y retire el sello para inspeccionar las caras. Si las caras están dañadas (rayadas o astilladas), reemplácelas por unas nuevas.
  • Inspeccionar los elastómeros: verifique que las juntas tóricas y las juntas no presenten daños ni desalineación.
Hora de publicación: 12 de septiembre de 2025