Post on 02-Aug-2015
Sellos Mecánicos Conceptos
Sellos mecánicos y sus componentes
Función del sello mecánico
Arreglos de sellado
Generación de calor
Parámetros básicos y materiales
El sello mecánico es un elemento de una máquina que tiene por finalidad realizar el sellado entre el medio rotativo y el estacionario
Caja de Sellado
Motor
Eje
Acoplamiento
Mancal
Carcasa
Definición del sello mecánico
Dos caras de sellado diferentes (rotativa y estacionaria)
Caras están a exactos 90° del eje Fuerzas axiales presionan las caras
una contra la otra
Caras del Sello
F
Sello mecánico dentro de la bomba
Unidad Rotativa Cara rotativa (1) O-ring dinámico (2) Resorte (5) Transmisión de torque (6)
12 35 46
Unidad Estacionaria Cara estacionaria (3) O-ring estacionario (4)
Principales componentes del sello
Caras Rotativas
Caras Rotativas
InsertadaSólida o Maciza
SoldadaEmanchada
Caras Rotativas
Cara Estacionaria
Cara Estacionaria
SÓLIDAS
COMPUESTA
O-ring simple, sen pino O-ring simple, con pino O-ring doble
Con capa Abrochada
Incrustada o Soldada
Cara Estacionaria
Sellados Secundarios
Sellados Secundarios
Capa do tipo U Grafito Puro
Cuña Anillo Cuadrado
Tipos de sellados secundarios
O-rings O-rings Encapsulados Capa
O-ring Dinámico 7 a 8%
O-ring Estacionario 10 a 12 %
O-ring Estático máx. 20 %
Posicionamiento y compresión de los O-rings
Resortes
Resortes
Súper Sinusoidal
Ondulado
Tolerancia-área
Movimiento del Resorte
Fuer
za F
Espiral cilíndrico o Espiral cónico
Ondulado Sinusoidal y Súper sinusoidal
• Resorte Único
• Único o Múltiplo
Resortes Únicos o Múltiplos
Visto por el acoplamiento o motor.
Cara Rotativa
Padrón
Resorte Horario
ejeAnte horario
Resorte Ante horario
ejehorario
Sentido de rotación para resorte único cónico
El sello mecánico posee un resorte grande
• Proyecto robusto• Difícilmente es bloqueado• Aumenta refrigeración• Generalmente dependiente del sentido de
rotación
Resorte
Resortes múltiplos, varios resortes pequeños
• Fuerzas igualmente distribuidas• Grandes diámetros• Menor espacio axial• Independiente del sentido de rotación
Resorte Único o Múltiplo
Transmisión de Torque
Transmisión de Torque
Transmisión de torque no positiva
Resorte cónico
Fuelles de goma
Anillo de presión (clamp)
Transmisión de torque positivo
Tornillo con punta angular
Chaveta
Tornillo con rebaje
Pino con resorte
Transmisión de torque
Fuerzas de cierre
Eje
Resorte Fluido
Fuerzas Estáticas
Fuerzas Hidráulicas
Funcionamiento del sello (1)
Fluido bombeado o barrera realiza la lubricación y refrigeración
LubrificaciónEje
Fluido
Refrigeración
Funcionamiento del sello (2)
Área Hidráulica
Área de contacto
(D² - dh²)
(D² - d²)
k = dh = diámetro hidráulicoD = diámetro externod = diámetro interno
Factor k =
Funcionamiento del sello (3) - Balanceados y no Balanceados
k >1 = sellos no balanceados
Para presiones bajas y medias
ØDa
ØDi
ØDa
ØDh
Funcionamiento de los sellos (4) - Sellos no balanceados
ØDo
ØDh
ØDo
ØDi
k <1 = sellos balanceados
Para altas presiones
Fluidos volátiles
Funcionamiento del sello (5) - Sellos balanceados
Fluido Bombeado Fluido Barrera
Fluido Barrera
Sellos Dobles
Sello Simple
Tandem
Back to Back Cara a Cara
Arreglos de sellado
Sello Simple
Arreglos de sellado simple
Resorte en contacto con fluido
Resorte protegido
Sello simple / Resorte rotativo
Resorte en contacto con fluido
Resorte protegido
Sello Simple / Resorte Estacionario
Fluido bombeado Fluido barrera
Tandem
Back to back (cara a cara)
Fluido barrera
Arreglos de sellado doble
Función de sello simple con sello de seguridad
Fluido barrera sin presión (padrón) Monitorear el funcionamiento del sello Control de derrame
Protección contra vacío Protección del medio ambiente Refrigeración / Calentamiento Reducción de contaminación
Fluido BarreraFluido bombeado
Atmósfera
Sello Doble (Tandem)
AtmósferaProducto
Fluido BarreraFluido Barrera
AtmósferaProducto
Back to Back Face to Face
Caras lubricadas por el fluido barrera Back to back o face to face Fluido barrera presurizado
( P1 + 2 bar o 10% mayor )
Sin derrame de producto p/ atm.
Fluidos agresivos
Fluidos con sólidos
Fluidos que solidifican / polimerizan
Operación segura para el medio ambiente
Sello Doble
Sello tipo “pusher”
Sellos de Fuelle
Fuelle metálico (lamelar)
Fuelle metálico ondulado
Fuelle de elastómero
Tipos de Sellos Mecánicos
Generación de Calor
Flujo del Calor
Generación y Flujo del Calor
Producto
FricciónGeneración de Calor
Caída de la Presión
Generación de Calor
Vaporización
FricciónGeneración de Calor
Temperatura alta, próxima de la presión de vapor
Generación de Calor, vaporización
DESGASTE
Aumento de la temperatura
Depósitos de substancias disueltas
Depósito de sólidos( ex.: Magnetita)
Giro a seco
Temperaturas > 80°C 2 – Mudanza de fase entre las caras de sellado
Desafíos de sellado
Caras Paralelas Caras tipo V Caras tipo A
Causadas por presión, lapidación y pulido
Entre Caras de Sellado
Qué es una tasa de derrame aceptable?
EjeDerrame
Derrame (1)
Ser el menor posible = aceptable
Influenciado por varios factores
Es necesario para el funcionamiento del sello
Derrame (2)
Condición de las caras
Variaciones del proceso
Condición del sellado secundario
Deformaciones causadas por presión y temperatura
Parámetros de Derrame (Caras)
Vibración y estabilidad de la máquina
Modo de operación de la planta
Características del fluido
Precisión en el montaje y operación de los sellos
Condición del equipo
Parámetros de Derrame (proceso)
°C
bar U-1
Presión
Velocidad
Sentido de rotación
Temperatura
Fluido / viscosidad
Eje / dimensión / forma constructiva
Estos son los parámetros mínimos para la selección
Parámetros para selección de los sellos mecánicos
1
3
2
Presión de succión [1]
Presión en la caja [2]
Presión en el Recalque [3]
Presión de proyecto
Presión de vapor
Presión do fluido barrera
Presión
Dm* n * 60.000
Vg =Vg = Velocidad de deslice [m/s]Dm = Diámetro medio de la cara [mm]n = Velocidad [RPM]
Influencia del diámetro del eje
Resortes
Horario o ante horario
Resorte independiente del sentido de rotación
Roscas de circulación o anillo bombeador
Sentido horario o ante horario
Rotativa / estacionaria, macho-hembra
Influencia del sentido de rotación
Punto de vapor (depende de la presión)
Viscosidad
Polimerización
Deformación del metalDebido a la presión, temperatura, etc.
Agresividad del fluido (Corrosión)
Influencia de la temperatura
Densidad Capacidad de lubricación, detalles constructivos, operación del sello
Concentración,cristalización,partículas sólidas
Elección del material
Elección del material
Presión de vapor
Punto de solidificación
Presión de vapor entre las caras
pH
Influencia del fluido
• Diámetro del eje y forma constructiva• Diámetro de la camisa y forma
constructiva• Diámetro de la caja de sellado• Profundidad de la caja de sellado• Centro de perforación para prisioneros• Número de prisioneros• Primero obstáculo axial y radial • Posicionamiento de las conexiones• Dimensión de referencia de la caja para
la camisa
Dimensión de referencia
Influencia de los dimensionales
• Terminación de las superficies
• Propiedades de lubricación y refrigeración del fluido
• Oscilaciones
• Choques mecánicos
• Falla en la lubricación
• Ciclos en los procesos
• Deficiencia en la disipación de calor
Influencias adicionales
Temperatura
Fluorelastómero (FKM) Viton*
Etileno Propileno (EPDM)
- 5°C+ 150°C (aceite)+ 75°C (agua)
(nunca usar con aceite)+ 140°C (agua)
+ 75°C
- 20°C
Nitrílica (NBR) Perbunan*- 20°C
O-ringsestáticos
+ 200°C+ 75°C (agua)
- 40°C
Temperatura
Fluorelastômero (FKM)
Etileno Propileno
- 20°C
+ 150°C (nunca usar con aceite)+ 140°C (agua)
+ 100°C Nitrílica (NBR)
Perbunan*
(EPDM)
Viton*
- 30°C
O-rings dinámicos
Anexo VIII - Sellados Secundarios, límites de temperatura