Noticias

Jul 03, 2023

Sellos rotativos para aplicaciones abrasivas y corrosivas

Las industrias de procesos dependen de numerosas bombas para funcionar de manera confiable y mantener la productividad de la planta. Para ello, estas bombas deben estar selladas adecuadamente para evitar fugas y contaminación de los fluidos del proceso.

Las industrias de procesos dependen de numerosas bombas para funcionar de manera confiable y mantener la productividad de la planta. Para ello, estas bombas deben estar selladas adecuadamente para evitar fugas y contaminación de los fluidos del proceso. También deben ser capaces de manejar fallas en el sistema, operar en condiciones a menudo duras, ser fáciles de instalar y ofrecer un bajo costo de propiedad durante su vida útil.

Los dos medios más comunes para sellar bombas son los sellos mecánicos y la empaquetadura de compresión. Lamentablemente, ninguna de estas soluciones populares es capaz de cumplir todos estos requisitos. Los sellos mecánicos ofrecen un rendimiento adecuado, pero están sujetos a fugas, costos ocultos y fallas instantáneas sin indicación previa. Además, cuando fallan, no se pueden reparar. Debido a esta vulnerabilidad a fallas repentinas e inesperadas, muchas plantas almacenan bombas de repuesto para minimizar la interrupción de sus operaciones.

Los sellos mecánicos se ven afectados negativamente por una serie de factores, incluidos el descentramiento del eje, la vibración, los medios abrasivos y viscosos, la cavitación y el atrapamiento de aire. Si no se corrige, cualquiera de estos factores puede causar fallas en los sellos mecánicos. El descentramiento excesivo del eje requiere una realineación o reemplazo de cojinetes, los cuales son costosos. Se pueden instalar juntas de expansión para amortiguar las vibraciones, pero también son costosas y requieren mucha mano de obra.

Los sellos mecánicos dobles se utilizan a menudo para bombas en servicio abrasivo, pero el ingreso de medios de proceso puede provocar que fallen. No deben usarse en aplicaciones que involucren medios viscosos, ni se recomiendan para servicio en bombas sujetas a cavitación interna. Para excluir el aire y eliminar las burbujas de aire atrapadas en el fluido del proceso es necesario redirigir tanto el medio como el agua de lavado y purgar el prensaestopas de la bomba.

Los sellos mecánicos que requieren lavado no pueden soportar condiciones secas o contaminación por partículas que puedan dañar sus caras. La mayoría de los sellos mecánicos son de una sola pieza, por lo que para instalarlos es necesario retirar la bomba del servicio y desmontarla. Además, la instalación de estos complejos sellos a menudo requiere soporte técnico in situ por parte del fabricante.

Antes de la llegada de los sellos mecánicos, el método más popular para sellar bombas era el empaquetamiento por compresión. Todavía se utiliza, pero al igual que los sellos mecánicos tiene una serie de desventajas, entre las que destaca el consumo excesivo de agua. Curiosamente, algunos usuarios de empaquetaduras de compresión parecen más preocupados por desviar las fugas que por detenerlas.

Ciertos tipos de juegos de empaquetaduras deben lavarse para evitar que se sobrecalienten y se debe lubricar la interfaz empaquetadura-eje. El consumo de agua con estos juegos puede ser de hasta siete galones por minuto y el agua de descarga debe retirarse del fluido del proceso y tratarse. Esta eliminación y tratamiento requiere equipos costosos y da como resultado una pérdida de productividad. Si se utiliza fluido de proceso en lugar de agua de lavado para la lubricación, generalmente no se puede recuperar cualquier pérdida de fluido.

La dinámica de sellado de los juegos de empaquetaduras implica compresión y expansión radial, lo que crea fricción entre la empaquetadura y el eje de la bomba. Puede ser necesario hasta el doble del consumo de energía de una bomba con un sello mecánico equilibrado para superar la resistencia resultante. Además, una expansión radial excesiva puede provocar desgaste en el eje, lo que requerirá su reemplazo o la instalación de un manguito nuevo.

A pesar de estas limitaciones, los juegos de empaquetaduras de compresión suelen ser preferibles a los sellos mecánicos. Rara vez fallan sin mostrar señales de advertencia previas. Se pueden ajustar para controlar las fugas y resistir mejor que los sellos mecánicos el descentramiento del eje, la vibración, los abrasivos, la cavitación y la pérdida de agua de lavado. Además, son fáciles de instalar y pueden reempaquetarse con empaques en carrete estándar, a diferencia de los sellos mecánicos que deben suministrarse según las dimensiones exactas de la bomba.

Un sistema de sellado de eje giratorio que supera tanto a los sellos mecánicos como a los juegos de empaquetaduras de compresión en servicios abrasivos lavados no requiere agua para lubricar las superficies del sello. En cambio, forma una relación de soporte con la cara del eje en la cámara del sello, excluyendo los medios de proceso del prensaestopas. Este diseño radial de rodamiento a cara es menos costoso y más efectivo que los sellos mecánicos tradicionales, ya que proporciona un funcionamiento frío y seco con una dilución mínima del medio. Estos sellos rotativos, que requieren la mitad del consumo de energía que los juegos de empaquetaduras, son tan eficientes energéticamente como los sellos mecánicos balanceados y utilizan 60 veces menos agua de descarga que los empaques de compresión comparables.

Además, se pueden instalar en una hora, en comparación con las dos o tres horas que tardan los sellos mecánicos. La instalación no requiere equipo especial ni ajustes de arranque, y los sellos se pueden ajustar para controlar las fugas mientras la bomba está funcionando.

Una planta química utilizó estos sellos para reemplazar los sellos mecánicos en las bombas ANSI de su sistema de salmuera. A 1.500 dólares cada uno, los sellos mecánicos dobles de titanio que había estado usando duraban apenas seis semanas en medios corrosivos, lo que le costaba a la planta más de 100.000 dólares al año solo por los sellos. A una fracción del costo, los sellos rotativos duran hasta tres veces más y su instalación cuesta menos que los sellos mecánicos que reemplazaron, lo que genera ahorros anuales de más de $100 000. La conversión también aumentó el tiempo de actividad del equipo e hizo que la planta fuera más segura.

Una gran fábrica de papel, que había estado utilizando empaquetaduras de compresión y sellos mecánicos en sus bombas de digestor, ahorró casi $17,000 por bomba al año usando estos sellos. La naturaleza cáustica y abrasiva del medio provocaba fugas crónicas en los sellos mecánicos y era necesario eliminar y tratar grandes cantidades de agua de descarga. El costo anual del agua de descarga, su extracción y tratamiento ascendió a más de 20.000 dólares por bomba. Los sellos giratorios redujeron el consumo de agua del molino en un 75 por ciento y ampliaron los intervalos de mantenimiento tres veces.

Los sellos rotativos nunca desplazarán a los sellos mecánicos y a las empaquetaduras de compresión convencionales en todas las aplicaciones de procesos, pero son una mejor opción en aquellas que involucran abrasión y ambientes corrosivos.

En estas condiciones, brindan un rendimiento más confiable y rentable con mucho menos mantenimiento, consumo de agua y riesgo de fallas catastróficas.