Manual de sellos mecanicos

COMPLEJO PETROQUIMICO MORELOS
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICO
CURSO DE SELLOS MECANICOS 2010 PETROQUIMICA

CURSO

DE

SELLOS
MECANICOS
INSTRUCTOR: GIL ARTURO CANSECO PAVÓN
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ING. IVAN PINEDA FUENTES C. GIL ARTURO CANSECO PAVON C. DAVID MADRIGAL GARCÍA
JEFE DEL DEPTO. DE INGRIA. DE INSTRUCTOR DELEGADO DEPARTAMENTAL
MANTENIMIENTO MECANICO

ÍNDICE

Reglas Básicas para la Seguridad, Ambiental y Calidad 3
Introducción 4
Objetivo general 4
Objetivo particular 4
Manejos de sellos mecánicos en la planta 5
Fallas de los sellos mecánicos 6
Principio de un sello 7
Razones para usar un sello 8
Difusión check list de sellos mecánicos 9
Verificación con indicador antes de instalar un sello mecánico 10
Componentes principales de un sello mecánico 11
Sellado secundario a la brida: con oring 12
Sellado secundario a la brida: con cuadroring y juntas 13
Propósitos del sello mecánico 14
Lubricación en las caras de sellos 15
Sellos no balanceados 16
Sello balanceado 17
Elementos secundarios 18
Mecanismos de arrastre 19
Funciones de los sistemas de ambientación o lubricación 20
Planes de ambientación o lubricación API 21
Diseños para lubricación de sellos (planes 2, 11) 22
Plan 13, Plan 14 23
Plan 23, Plan 31 24
Plan 32, plan 41 25
Plan 52, plan54 26
Conclusión 27
Bibliografía 28

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seguridad y protección ambiental 29

REGLAS BÁSICAS PARA LA SEGURIDAD, AMBIENTAL Y CALIDAD
APLICACIÓN DE LA NORMAS ISO 14001:1996(AMBIENTAL), ISO 9002:2000(CALIDAD) Y DEL
SISTEMA SSPA SISTEMA DE SEGURIDAD Y PROTECCIÓN AMBIENTAL
1.- Usar el equipo de protección personal (ropa industrial, zapatos industriales, casco, Barbiquejo,
gogles, tapones contra ruido, guantes.)

2.- contar con el permiso de trabajo debidamente requisitado.

3.- verificar que el equipo a intervenir tenga su respectivo candado en el Interruptor de Arranque.

4.- Solicitar a inspección y seguridad que coloque cinta de precaución para acordonar la zona si es
necesario.

5.- Verificar que el equipo a intervenir, este de presionado y purgado.

6.- Si se va atrabajar en el interior de un equipo, asegurarse de que este perfectamente ventilado.

7.- Si se va a trabajar en altura, se deberá usar obligatoriamente el arnés de seguridad y el cabo de
vida.

8.- Si se va atrabajar con andamios, verificar que los tablones estén perfectamente amarrados, que
los barandales de protección estén bien asegurados y que la estructura de haches sea 100%
confiable.

9.- Si se va a desmontar un equipo, se deberá verificar su peso para utilizar el diferencial o tirfor
adecuado para este trabajo.

10.- Estar siempre alerta y concentrado en lo que se esta haciendo para
Evitar Accidentes.

11.- Si no esta seguro de lo que se va a realizar, pregunte a sus superiores hasta que quede claro.

12.- Si durante el mantenimiento al equipo se genera aceite, grasa o solvente, estos deberán de
clasificarse y colocarse correctamente en los recipientes que se han instalado en cada planta para
este fin (Aplicar el Procedimiento Operativo SMM 24200 I. O. 031).

13.- Si durante el mantenimiento al equipo se generan estopas, mantas, jergas, lijas, empaques,
juntas y/o filtros impregnados de aceite, estos deberán de clasificarse y colocarse correctamente en
los recipientes que se han instalado en cada planta para este fin (Aplicar el Procedimiento Operativo
SMM 24200 I. O. 033).

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14.- Si se va a utilizar agua para limpiar el equipo a intervenir se deberá hacer buen uso de ella
(Aplicar el Procedimiento Operativo SMM 24200 I. O. 033).

15.- Si durante la reparación del equipo se requiere utilizar aparatos eléctricos, se deberá tener
cuidado de desconectar estos al finalizar el trabajo (Aplicar el Procedimiento Operativo SMM 24200 I.
O. 034).

16.- Al finalizar la intervención al equipo, se deberá limpiar perfectamente el arrea donde se estuvo
trabajando y recoger la herramienta que se utilizo para posteriormente, entregar el equipo a
Operación.

INTRODUCION

Un sello mecánico Es un dispositivo de sellado que se utiliza para prevenir la
fuga de un líquido, sólido o gas contenido en una cámara, la cual es penetrada
por un eje con movimiento rotativo.

Todos los sellos mecánicos son básicamente iguales y tienen un elemento
Rotatorio y uno fijo. Un elemento tiene una cara selladora de contacto de
Un material blando, para desgaste, como el carbón; el otro tiene una
cara de material duro, que puede ser cerámica.

Los sellos mecánicos están diseñados para no permitir fugas hasta que se gaste
la cara blanda. Se ha encontrado que muchos sellos no tienen desgaste en las
caras al desmontarlos de la bomba y las fugas empiezan mucho antes de que
se desgasten

OBJETIVO GENERAL

Al término del curso los participantes identificaran las partes principales de una
sello mecánico, la importancia y conocimiento de verificar el estado de las
bombas, antes del montaje de un sello mecánico como también los aspectos
básicos como son, cuidados, ajustes y instalación

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1.-MANEJO DE SELLOS MECÁNICOS EN LA PLANTA

 no golpear
 no desarmar
 no retirar espaciadores innecesariamente
 manéjese en lugares limpios
 no flexionar excesivamente el sello
 comprender el funcionamiento de cada parte
 consulte el dibujo de instalación para verificar si hay notas importantes
 verificar la colocación de cada puerto en la brida
 identifique el sello y sus refacciones en sellos con empaques de grafoil se
recomienda
 contar con un kit de repuesto.
 Verifique que no haya partícula que llegue a las caras del sello durante la
instalación para que no se calce

1.1 RECOMENDACIONES

 Aplique la presión al sello durante la prueba de 0.090”a 0.125” ó de
acuerdo a lo que el proveedor establece.
 Limpie líneas, tanques e intercambiadores antes de conectarlos a la
cámara del sello.

1.2 IMPORTANTANCIA Y CONOCIMIENTO

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 Verificar el estado de la bomba ya que de ello depende el buen
funcionamiento del sello mecánico.
 Checar dimensiones y acabados tanto del eje como de la caja de sellos
dejándolos perfectamente limpios y verificando chaflanes por donde pasa
el sello
 Condiciones de rodamientos de acuerdo con su nomenclatura, sus prefijos
y sufijos señalan el tipo de Montaje, de acuerdo al servicio que han de
desempeñar, esto nos puede dar una variación de desplazamiento Axial de
0.001” a 0.003” más que las de un rodamiento rígido
 Esto es muy importante ya que la vida de nuestro sello mecánico
depende en gran parte de Ello.

1.3 FALLAS DE LOS SELLOS MECANICOS

Los sellos mecánicos fallan por errores en la instalación y en el líquido para el
prensaestopas. Un estudio cuidadoso prolongarla duración y minimizará el
tiempo muerto de la bomba, con lo que se ahorrará en costos de mantenimiento
y de operación

Se presentan las causas básicas de las fallas de los sellos y los métodos
principales para evitarlas.
Las fallas suelen ser por:

 Errores en la instalación,

 Problemas por el diseño básico del sello mecánico

 Contaminación del líquido en el prensaestopas.

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2.- PRINCIPIOS DE UN SELLO MECÁNICO

2.1
En su forma más elemental, un sello mecánico
seria como el mostrado en el dibujo en la cual el
eje rotativo tiene una parte de mayor diámetro
(hombro) con una cara perpendicular, pulida y
plana, sobre la que se recarga la carga
estacionaria, completamente plana paralela a la
anterior obteniéndose el sello en el área en la
que las dos superficies están en contacto.

 Este sello utiliza el principio de funcionamiento pero no se utiliza
prácticamente obedece a las siguientes desventajas:

 El conjunto es sumamente rígido, no tiene flexibilidad, para compensar los
movimientos axiales, la excentricidad de la flecha, ni amortiguar las
vibraciones.

 No hay posibilidad de cambiar materiales: esto puede efectuarse
cambiando la totalidad de los componentes: esto mismo sucede al
gastarse la pieza.

 No hay ajuste automático que mantenga las caras en contacto a medida
que se van gastando

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2.2 RAZONES PARA USAR UN SELLO MECÁNICO
Un sello mecánico debe ser diseñado y seleccionado para dar servicio durante
tiempos muy largos, con costos y tiempos de mantenimiento bajos y que tengan
la propiedad de ser automáticamente ajustables a medida que se van
desgastando.
Algunas ventajas adicionales son las siguientes con respecto al empaque:

 Sello absoluto.- resultante en menos pérdidas de producto, menos peligro
de incendio, menos contaminación del ambiente con vapores, casas de
bombas más limpias y sin contaminación del líquido bombeado.

 Muy bajo rozamiento entre la flecha y las partes de los sellos.- se tiene
menos desgaste de las mangas y flechas.

 La flexibilidad de los sellos.- permite ajuste automático para
descompensar desalineamiento, juegos axiales y radiales, vibraciones y
desgaste de sus partes.

 Menos fricción.- las áreas de contacto tan pequeñas que requiere un sello
economiza potencia.

 Se pueden manejar altas presiones y altas velocidades con una eficiencia
muy grande.

 Se pueden manejar líquidos con abrasivos, con vació, corrosivos, etc.,
usando el sello doble.

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2.3 DIFUCION CHECK LIST DE SELLOS MECANICOS
Desplazamiento axial
Aspectos básicos LINIAMIENTO CAMPO
A. juego axial de la flecha de la bomba: 0.002"MAX.
B. deflexión radial de la flecha: 0.002"MAX.
C. perpendicularidad entre la caja de estoperos y eje: 0.003" MAX.
D. concentricidad de la caja de estoperos: 0.005" MAX.

E. Ajustar unidad de compresión de sello mecánico en manga de flecha y fijar
los opresores de la unidad de compresión, según dibujo de fabricante.

F. Instalar cara estacionaria con su empaque en la caja de estopero (sello
doble)

G. Instalar la cara estacionaria externa con su empaque en brida del sello.

H. Instalar empaque de manga en flecha de bomba

I. Instalar manga armada con la unidad de compresión en la flecha

J. Introducir la brida del sello en la flecha de la bomba

K. Instalar plato estopero e impulsor

L. Dar torque a tuercas de fijación de brida de sello mecánico

M. Efectuar prueba de hermeticidad a sello mecánico verificando cero fugas

N. transportar, instalar en su base y alinear bomba

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Ñ. verificar giro de motor y acoplar equipo

O. instalar tubings de entrada y salida, agregare refrigerante hasta su
Nivel correspondiente y presionar con nitrógeno dependiendo del plan
De lubricación

P. verificar continuidad del sistema de agua de enfriamiento del tanque
Refrigerante

Q. verificar presión de succión y descarga de equipo en operación.

R. verificar amperaje de motor eléctrico

2.4 VERIFICACION CON INDICADOR ANTES DE INSTALAR UN SELLOS
MECANICOS

A).-VERIFICACION DE JUEGO
B).-VERIFICACION DE JUEGO
AXIAL RADIAL, DEFLEXION

D).- CONCENTRIDAD DE LA CAJA DE
C).- PERPENDICULARIDAD ENTRE LA
ESTOPEROS
CAJA DE ESTOPEROS Y EJE
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2.5 COMPONENTES PRINCIPALES DE UN SELLO MECÁNICO

 SELLADO SECUNDARIO
 CARAS DEL SELLO MECÁNICO
 MECANISMOS DE ARRASTRE
 MECANISMOS DE CARGA

Sellado Secundario al eje son:

Sellado al eje con oring
Posibles fugas entre cara y eje

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Sellado al al eje con fuelle elastomérico
Sellado eje con cuña de teflón


2.6 SELLADO SECUNDARIO A LA BRIDA: CON ORING

O - Rings
Empaques Cuadrados o Rectangulares
Anillos Tipo Copa
Juntas Planas o Empaques

Sellado a la brida con oring Sellado a la brida con oring

Sellado a la brida con oring

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2.7 SELLADO SECUNDARIO A LA BRIDA: CON CUADRORING Y JUNTAS

Sellado a la Sellado a la brida con empaque tipo copa
brida con empaque
cuadrado o rectangular

Sellado a la brida con empaque juntas

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2.8 PROPOSITOS DEL SELLO MECÁNICO

En los empaques (oring, cuadroring, juntas) es evitar la fuga entre los
componentes del sello con el eje y la brida.

En las caras es controlar la fuga dentro de los rangos establecidos
de diseño dar confiabilidad y seguridad a la operación.

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2.9 LUBRICACIÓN EN LAS CARAS DE SELLOS

Para mantener un sello lubricado, y un buen
sellado se logra con un ajuste adecuado en
áreas de sellados el espesor de la película,
debe ser de 3 a 5 micrones que es igual a
0.00012” a 0.00024”

.

Falta de presión (carrera) excesiva
lubricación, ocasiona fugas

Excesivas presión (carrera) no hay
lubricación, ocasiona desgaste prematuro, y
poca vida del sello

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2.10 SELLO NO BALANCEADO

Los sellos no balanceados son a menudo el diseño seleccionado para sellos
interiores, la cantidad de escape a través de la cara del sello es inversamente
proporcional a la cantidad de carga
sobre la cara del sello; entre más alta la
carga, mas bajo el escape de la cara.
Los sellos no balanceados, por tener
cargas más altas sobre la cara que los
sellos balanceados, tienen menos
escapes y son más estables cuando se
someten a vibración desalineamiento o Sello no balanceado
cavitación. Son a menudo menos
costosos y más adaptables a las cajas de
empaquetadura estándar sin necesidad
de modificaciones en la manga del eje o en la caja de empaquetadura.

No hay balance hidráulico
Una de las desventajas de los sellos
no balanceados en su relativamente
bajo limite de presión. Si la fuerza
de cerrado ejercida sobre la cara
del sello excede este límite, la
película lubricante liquida entre las
caras es expulsada. Sin lubricación
y con carga alta, las caras pronto
se destruyen así mismas.
Este problema es superado por el
sello balanceado.

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2.11 SELLO BALANCEADO

El balancear un sello requiere un cambio
sencillo de diseños que reduce las fuerzas
hidráulicas que cierran las caras del sello.
No tiene nada que ver con el balanceo
dinámico hecho a la rueda de un
automóvil o al rotor de una bomba
centrifuga.
Al refregarse las caras del sello, la
Sello balanceado
cantidad de calor que generan por la
cantidad de presión ejercida, la película
lubricante entre las películas y la velocidad relativa del movimiento. Presiones y
velocidades altas pueden conducir calor excesivo. Cuando se
genera calor en exceso, puede quitarse aumentando la lubricación entre las
caras. la lubricación puede aumentarse reduciendo el efecto de la presión
hidráulica en la cavidad del sello sobre las caras del sello.

Balance hidráulico
Las caras del sello se mantienen
separadas por una película de líquido
sellante la carga del resorte y la presión
hidráulica en la caja de empaquetadura
actúan juntas sobre la superficie
expuesta del anillo del sello para
conservar las caras cerradas,
restringiendo así el escape a un nivel
aceptable, usualmente indetectable. la
presión hidráulica que rodean los sellos
actúan igualmente en todas direcciones y
sobre todas las partes del sello. Aumentos de presión dentro de la cámara del
sello

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2.12 ELEMENTOS SECUNDARIOS.

El agua es muy difícil de sellar porque las sales que contiene cristalizan entre las
caras, al exceder de 80 °c la temperatura, por lo que debe enfriarse el agua que
se alimenta al sello.

Elementos secundarios del sello

Estos elementos son materiales resistentes que sellan estáticamente contra la
flecha o contra la caja exterior. Deben adaptarse perfectamente contra las
superficies adyacentes por lo que requieren cierta elasticidad. los más usuales
son los o-rings construidos de diferentes elastómeros. se utilizan otras formas y
otros materiales, dependiendo principalmente de la corrosivita y la temperatura
del liquido.

Los principales materiales usados se enlistan a continuación:

Elastómeros en forma de o-rings

Anillos en v (chevron)

Anillos cuadrados

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2.13 MECANISMOS DE ARRASTRE

Sello mecánico resorte único
1.-opresor
2.-cuña de arrastre
3.-musca de arrastre

Sello mecánico resortes múltiples
Opresores

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3.- FUNCIONES DE LOS SISTEMAS DE AMBIENTACIÓN O LUBRICACIÓN

La selección de un sello con materiales y características de diseño adecuados
no garantiza por sí solo su buen funcionamiento.

Para la correcta operación de un sello mecánico, debe formarse entre las caras
de contacto una película de lubricación.

La función de la película de lubricación es lubricar y enfriar las caras.
En funcionamiento, el fluido a presión se introduce entre las caras.
El fluido introducido, forma una película que las lubrica.
La presión hidráulica a la vez cierra las caras.
Para que la película se forme adecuadamente, es necesario instalar sistemas
que se genera en las caras de contacto por el deslizamiento de una contra la
otra. a extraer el calor los sistemas de protección se utilizan para proveer al
sello del ambiente apropiado facilitando la formación de la película de lubricación
para reducir el roce entre las caras y disipando el calor que se genera en ellas.

LUBRICACIÓN: Evitar el roce en caras de contacto

ENFRIAMIENTO: Disipar el calor generado en caras de contacto

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3.1 PLANES DE AMBIENTACION O LUBRICACION API
Plan 1 Circulación Integral
Interna
1.‐ Fluidos Limpios Circulación Plan 11 Recirculación
(Lubricación) Plan 12 Recirculación con
Filtro
Plan 13 Recirculación
Inversa
Plan 14 Recirculación con
Retorno
Plan 2 Enfriamiento Integral
Plan 21 Recirculación con
Enfriador
2.‐ Fluidos a Enfriamiento Plan 22 Recirculación con
Temperatura Enfriador y Filtro
(No recomendado)
Plan 23 Circuito cerrado con
enfriador
3.‐ Fluidos Abrasivos o Lubricación Plan 31 Recirculación con
con Separador
sólidos en suspensión Plan 32 Inyección Fuente
Externa
4.‐ Fluidos abrasivos a Enfriamiento y Plan 41 Recirculación con
alta Lubricación Separador y
temperatura Enfriador
5.‐ Fluidos Peligrosos Plan 52 Sello Dual No‐
a) Ácidos y Cáusticos Seguridad Presurizado
b) Tóxicos y Plan 53 Sello Dual
Cancerígenos Presurizado
c) Explosivos e Plan 54 Sello Dual
Inflamables Presurizado
6.‐ Fluidos en General Manejo de Emisiones Plan 61 Venteo y Drenaje
Plan 62 Lavado y Drenaje
Plan 65 Venteo y Drenaje
(Recolector fuga)
7.‐ Gases Barrera de Gas Plan 71 Barrera de Gas
Opcional
Plan 72 Barrera de Gas No
Presurizada
Plan 74 Barrera de Gas
Presurizada
Plan 75 Drenaje de Fuga
que condensa
Plan 76 Venteo de Fuga que
no condensa

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3.2 DISEÑOS ESPECIALES PARA LUBRICACION DE SELLOS (PLANES)

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PLAN 2

PLAN 11

3.3 PLANES 13, 14

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3.4 PLANES 23,31

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3.5 PLANES 32,41

27


3.6 PLANES 52,54

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CONCLUSION

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