Data Analysis

SELLOS

La caja de empaquetaduras o caja de sellos son elementos muy importantes en el procesos de sellado de los ejes tanto que las normas para bombas centrífugas como la API 610/ISO 13709 y la ASME B73.1 establecen los requerimientos y dimensiones mínimas que ellas deben tener. La norma ASME B73.1 indica que la caja de empaquetaduras o caja de sellos puede acomodar tanto empaquetaduras como sellos mecánicos, debido a que esta norma permite los dos dispositivos como elementos sellantes. Tiene cuidado de especificar las características y las dimensiones básicas de la caja de empaquetaduras para tratar de garantizar la circulación del fluido en la caja y una adecuada disipación del calor. También indica que el acabado interno de la caja de empaquetaduras con la finalidad de evitar falta de concentricidad y permitir que los sellos secundarios sellen adecuadamente. La rugosidad máxima tolerada es de 1,6μm (63 μpulgadas).

El API 610/ISO 13709 solo acepta la instalación de sellos mecánicos por lo que se concentra en establecer las dimensiones, la concentricidad y los acabados de las superficies de la caja de sellado. La norma recalca que se tienen que

hacer provisiones para garantizar el venteo de la cámara de sellado.

Una diferencia importante con la norma ASME es que el API pide que en la unión entre la brida y la cara de la caja de sellos exista una empacadura confinada para impedir explosiones. Esto es con la finalidad de que en caso de incendio, sobre

temperatura o alta presión la empacadura sea desplazada o completamente destruida causando una salida abrupta de fluido hacia la atmosfera. La empacadura puede ser un anillo en “O” o una empacadura metálica tipo espiral, pero debe permitir el contacto metal-metal entre la brida y la cara de la caja de sellado.

En el diseño de las bombas centrífugas las cajas de empaquetaduras o cajas de sellado han evolucionado reformándose en busca de mejorar el rendimiento ampliado la capacidad, afinando los acabados, mejorando el intercambio de calor que es uno de los principales enemigos del desempeño eficiente de los sellos mecánicos y de las empaquetaduras.

Los elementos de sellado más comunes son las empaquetaduras y los sellos mecánicos.

14.2.- EMPAQUETADURAS

La empaquetadura es un método simple y eficaz de sellar el eje y la carcasa. La empaquetadura es una cuerda de sección generalmente rectangular, formada por tiras trenzadas de diferentes materiales como el Asbesto, Teflón, mecate impregnado,

Aluminio u otros materiales que se seleccionan de

acuerdo al servicio. La figura N° 14-1 muestra un rollo de material para empaquetaduras.

Figura N° 14-1.- Fotografía de un rollo de

empaquetadura.

Fuente: www.perfnet.com/.../horiz_cent_pumps.htm

Las empaquetaduras son ofrecidas comercialmente, en rollos de donde son cortados anillos que se colocan en el eje de la bomba, dentro de la caja de empaquetaduras. La figura

N° 14-2 muestra un grupo de empaquetaduras, ya

cortadas y moldadas listas para ser instaladas en una bomba.

Figura N° 14-2.- Empaquetadura, ya moldeadas

listas para ser instaladas en una bomba.

Fuente: www.ycindustries.com/pumppacking.htm

Estas empaquetaduras sellan al ser

comprimidas contra la carcasa de la bomba y se lubrican con el mismo líquido bombeado, mediante la fuga controlada de producto hacia la atmósfera.

Las empaquetaduras en la actualidad se usan solamente en bombas para agua de aplicación general y de baja energía y en bombas para sistemas contra incendio donde no se puede tolerar la fuga masiva de agua durante un incendio debido a la rotura de un sello mecánico.

La figura N° 14-3 muestra un diagrama en corte

de una caja de empaquetaduras con las empaquetadura instaladas.

Figura N° 14-3.- Diagrama en corte de una caja

de empaquetaduras.

Fuente: www.klinger.com.au

La norma API 610/ISO 13709 especifica como elementos sellantes estándar los sellos mecánicos descartando por completo las empaquetaduras. La norma ASME B73.1 da libertad para usar sellos o empaquetaduras de acuerdo a las necesidades del servicio. En la

figura N° 4 de la página 10 “Typical Seal

Arragements” la primera línea la P (packing)

corresponde a los tres posibles arreglos de sistemas de empaquetaduras que pueden ser utilizados en las bombas fabricadas con esta norma.

La declinación en el uso de empaquetaduras como elementos sellantes en las bombas centrífugas se debe a que permiten fugas, consumen energía adicional, producen desgaste del eje y de las camisas que lo protegen.

Otro aspecto operativo importante que limita el uso de las empaquetaduras es que no son apropiadas para ser usadas en servicios de alta presión, para servicios de hidrocarburos, donde los productos bombeados tengan tendencia a cristalizar o solidificarse en contacto con la atmósfera y cuando los fluidos manejados son productos tóxicos.

La figura N° 14-4 muestra un diagrama en corte

de una caja de empaquetaduras con las empaquetadura instaladas.

Figura N° 14-4.- Foto mostrando el corte de una

de una caja de empaquetaduras.

Fuente: www.pumpfundamentals.com/pump_glossary.htm

Adicionalmente en la actualidad las leyes ambientales son cada día más exigentes limitando el uso de elementos que permitan la salida de los fluidos de procesos hacia la atmósfera sobre todo en regiones de países desarrollados donde existe alta contaminación ambiental. El uso de los sellos mecánicos esta tan difundido que hasta en las bombas de uso doméstico por ejemplo, en sistema de suministro de agua para viviendas, que son de muy baja energía, menos de 0,2 kW (¼ de HP), ya los sellos mecánicos son un equipos estándar.

Como se observa en la figura las empaquetaduras forman un juego de anillos que son comprimidos en la cajera de cojinetes para limitar la fuga del producto bombeado hacia la atmosfera.