Sabemos que un sello mecánico debería durar hasta que se desgaste el carbón, pero nuestra experiencia demuestra que esto nunca ocurre con el sello original instalado en la bomba. Compramos un sello mecánico nuevo y costoso, y este tampoco se desgasta. Entonces, ¿fue el nuevo sello un desperdicio de dinero?
En realidad no. Estás haciendo algo que parece lógico: intentas solucionar el problema del sello comprando uno diferente. Pero eso es como intentar conseguir una buena capa de pintura en un coche comprando una buena marca de pintura.
Si quisieras conseguir un buen acabado de pintura en un automóvil, tendrías que hacer cuatro cosas: preparar la carrocería (reparación de metal, eliminación de óxido, lijado, enmascarado, etc.); comprar una buena marca de pintura (no todas las pinturas son iguales); aplicar la pintura correctamente (con la presión de aire justa, sin goteos ni chorreos y lijando frecuentemente entre la imprimación y la capa final); y cuidar la pintura después de su aplicación (mantenerla lavada, encerada y guardada en el garaje).
mcneally-seals-2017
Si se siguen correctamente esos cuatro pasos, ¿cuánto tiempo puede durar la pintura de un automóvil? Obviamente, años. Salga a la calle y observe los autos que pasan; verá ejemplos de personas que no siguen esos cuatro pasos. De hecho, es tan raro que, cuando vemos un auto antiguo en buen estado, nos quedamos mirándolo.
Para lograr una buena vida útil del sello, también se requieren cuatro pasos. Deberían ser obvios, pero veámoslos de todos modos.
Prepara la bomba para el sello; esa es la parte del trabajo de carrocería.
Compra un buen sellador – la buena pintura
Instale el sello correctamente; aplique la pintura correctamente.
Aplique el control ambiental adecuado si es necesario (y probablemente lo sea); además, lave y encere.
Analizaremos cada uno de estos temas en detalle y, con suerte, lograremos prolongar la vida útil de nuestros sellos mecánicos hasta que la mayoría se desgasten. Esta información se refiere a bombas centrífugas, pero también puede aplicarse a casi cualquier tipo de equipo rotativo, incluyendo mezcladores y agitadores.
Prepare la bomba para el sello
Para prepararlo, debe realizar una alineación entre la bomba y el controlador utilizando un alineador láser. Un adaptador de bastidor tipo "C" o "D" es una opción aún mejor.
A continuación, se realiza el equilibrado dinámico del conjunto giratorio, lo cual puede hacerse con la mayoría de los equipos de análisis de vibraciones. Si no dispone del programa, consulte con su proveedor. Es fundamental asegurarse de que el eje no esté doblado y de que gire entre puntos.
Es recomendable evitar los manguitos de eje, ya que un eje macizo tiene menos probabilidades de deformarse y es mucho mejor para un sello mecánico, y tratar de reducir la tensión en la tubería siempre que sea posible.
Si la temperatura del producto supera los 100 °C, utilice una bomba con diseño de eje central, ya que esto reducirá la tensión en las tuberías de la bomba. Asimismo, utilice bombas con una baja relación longitud-diámetro del eje. Esto es fundamental para bombas de servicio intermitente.
Utilice una prensaestopas de mayor tamaño, evite los diseños cónicos y deje suficiente espacio para el sello. Procure que la cara de la prensaestopas quede lo más perpendicular posible al eje, lo cual se puede lograr con herramientas de refrentado, y reduzca la vibración utilizando cualquier técnica que conozca.
Es fundamental evitar la cavitación de la bomba, ya que las caras de sellado se abrirán bruscamente y podrían dañarse. El golpe de ariete también puede producirse si se interrumpe el suministro eléctrico a la bomba mientras está en funcionamiento, por lo que conviene tomar medidas preventivas para evitar estos problemas.
Hay algunas cosas que deben revisarse al preparar la bomba para el sellado, entre ellas: que la masa del pedestal de la bomba/motor sea al menos cinco veces la masa del hardware que se encuentra sobre él; que haya diez diámetros de tubería entre la succión de la bomba y el primer codo; y que la placa base esté nivelada y fijada con lechada.
Mantenga el impulsor abierto ajustado para reducir las vibraciones y los problemas de recirculación interna. Asegúrese de que los cojinetes tengan la lubricación adecuada y de que no entre agua ni sólidos en la cavidad del cojinete. También debe reemplazar los sellos de grasa o de labio por sellos de laberinto o de cara.
Asegúrese de evitar las líneas de recirculación de descarga conectadas a la caja de empaquetadura; en la mayoría de los casos, la recirculación por succión será mejor. Si la bomba tiene anillos de desgaste, verifique también su holgura.
Por último, al preparar la bomba, conviene asegurarse de que las partes en contacto con el fluido estén fabricadas con materiales resistentes a la corrosión, ya que los limpiadores y disolventes presentes en las tuberías a veces provocan problemas que el diseñador nunca previó.
A continuación, selle cualquier fuga de aire que pueda estar entrando en el lado de succión de la bomba y retire cualquier burbuja que pueda estar atrapada en la voluta.
Compra un buen sello
Utilice diseños con equilibrio hidráulico que sellen tanto la presión como el vacío, y si va a usar un elastómero en el sello, intente usar una junta tórica. Estas tienen la mejor forma por muchas razones, pero evite que se les aplique una carga de resorte, ya que no se flexionarán ni se enrollarán correctamente.
También conviene utilizar diseños de juntas que no produzcan fricción, ya que la fricción del eje es una de las principales causas de fallo prematuro de las juntas.
Los sellos estacionarios (donde los resortes no giran con el eje) son mejores que los sellos rotativos (donde los resortes sí giran) para sellar emisiones fugitivas y otros fluidos. Si el sello tiene resortes pequeños, manténgalos fuera del fluido, ya que se obstruirán fácilmente. Existen numerosos diseños de sellos que cuentan con esta característica antiobstrucción.
Una superficie dura y ancha es excelente para el movimiento radial que observamos en las aplicaciones de mezcladoras y en aquellos sellos que están físicamente ubicados lejos de los cojinetes.
También necesitará algún tipo de amortiguación de vibraciones para los fuelles metálicos que se utilizan a altas temperaturas, ya que carecen del elastómero que normalmente cumple esa función.
Utilice diseños que mantengan el fluido de sellado en el diámetro exterior del sello, ya que la fuerza centrífuga proyectará sólidos hacia las superficies pulidas y restringirá su movimiento cuando el carbón se desgaste. También debe usar carbón sin relleno para las superficies de sellado, ya que es el mejor tipo y su costo no es excesivo.
Además, asegúrese de poder identificar todos los materiales de los sellos, ya que es imposible solucionar problemas con un "material misterioso".
No permita que el proveedor le diga que su material es de su propiedad, y si esa es su actitud, busque otro proveedor o fabricante; de lo contrario, se merecerá todos los problemas que va a tener.
Procure mantener los elastómeros alejados de la superficie de sellado. El elastómero es la parte del sello más sensible al calor, y la temperatura es más alta en las superficies de contacto.
Cualquier producto peligroso o costoso debe sellarse con doble precinto. Asegúrese de que el equilibrio hidráulico sea correcto en ambas direcciones; de lo contrario, corre el riesgo de que una de las caras se abra en caso de inversión o sobrepresión.
Por último, si el diseño incluye una pieza de carbono prensada en un soporte metálico, asegúrese de que el carbono se haya prensado y no contraído. El carbono prensado se deformará para adaptarse a las irregularidades del soporte metálico, lo que ayudará a mantener planas las superficies pulidas.
Instale el sello correctamente
Los sellos de cartucho son el único diseño que tiene sentido si se quieren realizar ajustes en el impulsor, y son mucho más fáciles de instalar porque no se necesita un plano ni tomar ninguna medida para obtener la carga frontal correcta.
Los cartuchos con doble sello deben tener un anillo de bombeo incorporado y, siempre que sea posible, se debe utilizar un fluido amortiguador (de menor presión) entre los sellos para evitar problemas de dilución del producto.
Evite utilizar cualquier tipo de aceite como fluido amortiguador debido a su bajo calor específico y su escasa conductividad.
Durante la instalación, mantenga el retén lo más cerca posible de los cojinetes. Generalmente, hay espacio para sacar el retén de la caja de empaquetadura y usar esa área como un casquillo de soporte para estabilizar el eje giratorio.
Dependiendo de la aplicación, deberá decidir si este casquillo de soporte debe mantenerse en posición axial.
Los sellos divididos también tienen sentido en casi cualquier aplicación que no requiera sellos dobles o sellado de emisiones fugitivas (fugas medidas en partes por millón).
Los sellos divididos son el único diseño que debe utilizar en bombas de doble extremo; de lo contrario, tendrá que reemplazar ambos sellos cuando solo uno haya fallado.
También permiten cambiar las juntas sin necesidad de realinear el controlador de la bomba.
No lubrique las superficies de sellado durante la instalación y evite que entren sólidos en contacto con las superficies superpuestas. Si las superficies de sellado tienen un recubrimiento protector, asegúrese de retirarlo antes de la instalación.
Si se trata de un fuelle de goma, requiere un lubricante especial que lo adhiera al eje. Normalmente es un fluido a base de petróleo, pero puede consultar con su proveedor para mayor seguridad. Los fuelles de goma también requieren un acabado del eje con una rugosidad no superior a 40 RMS, de lo contrario, la goma tendrá dificultades para adherirse.
Por último, al instalarla en posición vertical, asegúrese de ventilar la caja de empaquetadura en las caras de sellado. Es posible que deba instalar esta ventilación si el fabricante de la bomba no la proporcionó.
Muchos sellos de cartucho tienen una válvula de ventilación incorporada que se puede conectar a la succión de la bomba o a algún otro punto de baja presión en el sistema.
Cuida el sello
El último paso para lograr una buena vida útil del sello es cuidarlo continuamente. Los sellos prefieren sellar un líquido lubricante fresco y limpio, y aunque rara vez disponemos de uno de estos, tal vez puedas aplicar un control ambiental en el área de la caja de empaquetadura para transformar tu producto en uno.
Si utiliza una prensaestopas con camisa, asegúrese de que la camisa esté limpia. El condensado o el vapor son los fluidos más adecuados para hacer circular a través de la camisa.
Prueba a instalar un casquillo de carbono en el extremo de la caja de empaquetadura para que actúe como barrera térmica y ayude a estabilizar la temperatura de la misma.
El enjuague es el método de control ambiental definitivo, ya que diluye el producto, pero si se utiliza el sello adecuado, no se necesitará mucho enjuague. Cuatro o cinco galones por hora (nótese que dije hora, no minuto) deberían ser suficientes para ese tipo de sello.
También conviene mantener el fluido en movimiento dentro de la prensaestopas para evitar la acumulación de calor. La recirculación por succión eliminará los sólidos más pesados que el producto que se está sellando.
Dado que esa es la condición más común de lodo, utilice la recirculación por succión como método estándar. Además, aprenda dónde no utilizarla.
La recirculación de la descarga le permitirá aumentar la presión en la caja de empaquetadura para evitar que el fluido se vaporice entre las superficies pulidas. Procure no dirigir la línea de recirculación hacia las superficies pulidas, ya que podría dañarlas. Si utiliza un fuelle metálico, la línea de recirculación puede actuar como una máquina de chorro de arena y desgastar las delgadas placas del fuelle.
Si el producto está demasiado caliente, enfríe la zona de la empaquetadura. Es importante recordar que estos controles ambientales suelen ser más importantes cuando la bomba está parada, ya que las temperaturas de mantenimiento y el enfriamiento durante la parada pueden alterar drásticamente la temperatura de la empaquetadura, provocando un cambio de estado en el producto.
Los productos peligrosos requerirán una prensaestopas tipo API si opta por no usar sellos dobles. El buje de seguridad, que forma parte de la configuración API, protegerá el sello de daños físicos en caso de que falle un rodamiento mientras la bomba esté en funcionamiento.
Asegúrese de que las conexiones API estén hechas correctamente. Es fácil confundir los cuatro puertos y conectar la línea de purga o recirculación al puerto de extinción.
Evite introducir demasiado vapor o agua por la conexión de enfriamiento, ya que podría entrar en la carcasa del rodamiento. Los operarios suelen confundir las fugas por la conexión de drenaje con un fallo del sello. Asegúrese de que conozcan la diferencia.
Implementar estos consejos de sellado
¿Acaso alguien hace alguna vez estas cuatro cosas? Lamentablemente, no. Si lo hiciéramos, el 85 o 90 por ciento de nuestros sellos se desgastarían, en lugar del 10 o 15 por ciento que lo hacen. El sello que falla prematuramente con una superficie de carbono aún abundante sigue siendo la norma.
La excusa más común que escuchamos para explicar la poca vida útil de nuestros sellos es que nunca hay tiempo para hacerlo bien, seguida del cliché: "Pero siempre hay tiempo para arreglarlo". La mayoría de nosotros realizamos uno o dos de los pasos necesarios y experimentamos una mejora en la vida útil de nuestros sellos. No hay nada de malo en que los sellos vivan más tiempo, pero eso dista mucho de desgastarlos.
Piénsalo un momento. Si el sello dura un año, ¿qué tan grave puede ser el problema? La temperatura no puede ser demasiado alta ni la presión excesiva. Si así fuera, el sello no tardaría un año en fallar. Por la misma razón, el producto no puede estar demasiado sucio.
A menudo, el problema se reduce a un diseño de sello defectuoso que desgasta el eje, provocando una fuga a través del manguito o eje dañado. Otras veces, el culpable reside en el líquido de limpieza que se utiliza anualmente en las tuberías, y nadie modifica los materiales del sello para proteger sus componentes.
Fecha de publicación: 25 de agosto de 2023