3. Chapter 3: fMRI studies of the newborn brain
3.2 fMRI studies of the newborn brain: review of the literature
3.2.3 Task-dependent fMRI studies: visual stimulation
Como se refirió anteriormente el principio de funcionamiento del sello mecánico se basa en la formación de una película de fluido en las caras sellantes, por esta razón es importante indicar como serán lubricada las cara de los sellos, lo cual se denomina “Plan de
Lubricación”. Para el desempeño adecuado del
sello es necesario seleccionar el plan de lubricación de las caras del sello más adecuada y que mantenga una buena relación costo beneficio. Por lo general y por razones prácticas el fluido lubricante de las caras de los sellos mecánicos es
el fluido manejado por la bomba. Ahora si este fluido tiene alto grado de contaminación, bajas propiedades lubricantes, se cristalizan en contacto con la atmosfera, tienen baja presión de vapor (HVP), lo más probable es que se recurra a fuentes
de lubricación extremas.
En el anexo G del API–682/ISO 21049, titulado “(normative) Standard flush plans and auxiliary hardware” se indican los planes de lubricación a
usar en cada aplicación. El ASME B73.1 básicamente utiliza los mismos planes de lubricación del API 682 con la misma designación pero anteponiéndole un 73 al número del plan, por ejemplo el plan 11 del API 682 es el plan 7311 en el ASME B73.1.
Existe una variedad importante de planes que contemplan refrigeración del fluido bombeado, eliminación de partículas abrasivas o el uso de fuentes externas de lubricación para el sellos a continuación se hará referencia a los más importantes.
Los planes de lubricación de las caras de los sellos son el plan 01 y el plan 02, los cuales son aplicados en equipos de bajo costo y baja energía (bajo caudal y baja presión) debido a su simplicidad. El plan 01 consiste perforar un agujero para conectar la descarga con la caja de sellos por la parte interna de la carcasa, lo que permite la circulación del fluido desde la descarga a la succión para lubricar las caras de los sellos mecánicos.
La principal precaución a tomar en este plan de lubricación es garantizar que la circulación sea suficiente para retirar el calor generado en el sello. En el plan de lubricación 02 no se tiene prevista la circulación de fluidos, se usa para bombas de baja energía o con chaquetas de enfriamiento sobre la caja de sellos. La figura 14-
15 muestra el esquema de un plan de lubricación 02.
En el ámbito industrial el plan de lubricación para las caras de los sellos más usado y uno de los mas simples es el plan 11, de hecho es el plan base del API 682. En este plan de lubricación se toma fluido de la descarga de la bomba mediante el uso de una línea, y se llevan a la caja de sellos para la lubricación de las caras sellantes. El caudal hacia la cara del sello es controlado, mediante una placa orificio, con la finalidad de evitar el exceso de velocidad del fluido que esta entrando a la cámara del sello y que podría erocionar las caras de los sellos.
Figura N° 14-15.- Plan 02 de lubricación para
cara de sellos mecánicos.
Fuente: www.polyflon.com
Este plan de lubricación tiene la ventaja de mantener un flujo positivo en el interior de la caja de sellos. Es aplicable a fluidos a temperatura moderada y que no tengan contaminantes, abrasivos o tendencia cristalizarse, debido a que el orifico de la placa tiende a obstruirse. La figura
N° 14-16 muestra el diagrama de un arreglo de
lubricación para sellos mecánicos basado en el
plan 11.
Figura N° 14-16.- Plan 11 de lubricación para
cara de sellos mecánicos.
Fuente: Flowserve_Mechanical seal piping plans_Flowserve Solutions
Divition
El plan 11 de lubricación para sellos mecánicos del API 610/ISO 13709, soluciona una serie de problemas de sellado que se presentan en el ámbito de las aplicaciones industriales. Sin embargo existen otras variantes del plan 11 que agrega valor en otras situaciones por ejemplo, el
plan 12, es el mismo plan 11 pero al cual se le
agrega un colador en Y a la línea de alimentación del sello mecánico, inmediatamente antes de la placa orificio, con la finalidad de manejar líquidos
con algo de contaminación. Si a este mismo plan
12 se adiciona un intercambiador de calor, para
bajar la temperatura del líquido que se usará como lubricante de las caras tenemos un plan 22. Un plan de lubricación para los sellos usado con bastante frecuencia en la Industria Petrolera es el
plan 31. Este plan de lubricación es un plan 11
donde se le retira el orificio de restricción y se agrega un ciclón para remover las partículas suspendidas en el fluido, las partículas removidas con el ciclón son enviadas a la succión de la bomba. Esta solución se aplica con la finalidad de retirar los sólidos suspendidos en el fluido de procesos antes de que entren en la cámara de sellado. El principal problema de este plan de
lubricación es el ciclón que se satura si el volumen de sólidos es muy alto o es ineficaz si la Gravedad Específica de los sólidos no es al menos dos veces la Gravedad Específica del fluido de procesos.
El API 682 establece en la sección 8.5.1 “Cyclon
separador” que las dos condiciones básicas para
que los ciclones de separación trabajen eficientemente a pesar de existir otras variable como son el tamaño de las partículas, es que la presión diferencial sea de al menos 1,7 bar (25
psi) y que los sólidos que se quieran remover
tengan al menos el doble de la densidad del fluido. La figura N° 14-17 muestra el esquema de una bomba con un plan de lubricación 31.
Figura N° 14-17.- Plan 31 de lubricación para
cara de sellos mecánicos.
Fuente: Flowserve_Mechanical seal piping plans_Flowserve Solutions
Divition
Otro plan de lubricación importante es el plan 32 que consiste en la inyección de un líquido limpio en la cámara de sellado desde una fuente externa. Se usa cuando el fluido de procesos está
sucio o contaminado, posee partículas en suspensión, en el caso de fluidos de procesos a altas temperaturas, para aumentar la presión en la caja de sellado y evitar la vaporización, cuando los fluidos tienen alta presión de vapor (HVP) o se
trabaja a altas temperaturas. También se usan cuando los fluidos se polimerizan, se degeneran por oxidación o tienen malas propiedades para la lubricación.
Los principales cuidados y problemas observados en este plan es que el fluido de la fuente externa debe ser compatible con el fluido bombeado, la fuente de suministros del fluido externo debe ser confiable y con la suficiente robustez para mantener el caudal necesario para la lubricación del sello.
La presión de suministro y el caudal del fluido suministrado son medidos mediante un rotámetro y un manómetro instalado en el sistema. Los fluidos externos usado en la Industria Petrolera son mezclas de Glicol y agua o aceites lubricantes ligeros. La figura N° 14-18 presenta el diagrama de un sello mecánico lubricado con un plan 32 indicando los principales componentes de este arreglo.
Figura N° 14-18.- Plan 32 de lubricación para
cara de sellos mecáni- cos.
Fuente: Flowserve_Mechanical seal piping plans_Flowserve Solutions
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Con el auge de la preservación del ambiente se han ampliado los planes de lubricación ecológicos donde el fluido no debe tener contacto con la atmosfera o donde no son toleradas las emisiones por ser los productos tóxicos o contaminantes uno de estos planes de lubricación es el plan 52 que consiste en un sistema de sello doble, donde en la cámara entre los dos sellos se tiene un fluido de barrera despresurizado que circula, ayudado por
un anillo de bombeo, a un recipiente instrumentado con indicadores de nivel, interruptores de nivel alto y bajo y un interruptor de presión.
El plan 52 es ampliamente usado porque no necesita el mantenimiento de una presión en el sistema, allí al fallar el primer sello el fluido de barrera se contamina con el fluido de procesos, lo que hace que suba el nivel del recipiente accionado el interruptor de nivel alto o el de presión. Los recipientes están normalizados en el
API 682 deben tener una capacidad mínima de 12 litros (3 galones), y tienen que ser fabricados en
acero 316L, deben contar visores de nivel, conexiones para entrada y salida del fluido de barrera, serpentín para enfriamiento con las conexiones para la entrada y la salida del fluido refrigerante, conexiones de drenaje y venteo así como para la instalación de interruptores de nivel, interruptores de presión e indicadores de presión.
La figura 14-19 muestra un sistema con un plan
de lubricación 52 y la instrumentación
correspondiente.
Figura N° 14-19.- Plan 52 de lubricación para
cara de sellos mecánicos.
Fuente: Flowserve_Mechanical seal piping plans_Flowserve Solutions
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Cuando se tienen las mismas restricciones ambientales, los fluidos de procesos son inapropiados para lubricar las caras de los sellos y no se cuenta con una fuente externa confiable y a la presión requerida de fluido para la lubricación de las caras de los sellos una alternativa es el
plan de lubricación 54 que es un sistema de
circulación que suministra un fluido de barrera externo mediante un sistema de bombeo autónomo a un sistema de sellos dobles.
La desventaja de este sistema es el costo del sistema que es relativamente alto a parte de los
costos de mantenimiento, también se corre el peligro que ante la falla del sello o los sellos se contamine todo el fluido de barrera contenido en el sistema, además es necesario mantener siempre el sistema energizado. La figura 14-20 muestra el diagrama de un sistema de lubricación para la cara de sellos del tipo plan 54, donde es posible ver la fuente externa de presión y las líneas de circulación.
Figura N° 14-20.- Plan 54 de lubricación para
cara de sellos mecánicos.
Fuente: www.polyflon.com
Entre los planes de lubricación más actuales está el plan 72, que es aplicado fundamentalmente cuando se usan en sistemas de sellado no presurizados con sellos dobles en “Tandem” que tienen como fluido de barrera gas, el gas es típicamente nitrógeno.
El plan 72 se aplica para sellar fluidos con alta
presión de vapor (HVP), para hidrocarburos
livianos, fluidos tóxicos o contaminantes. Los cuidados que se deben tener es poseer una fuente de gas confiable, mantener la presión del fluido de barrera al menos 1,75 bar (25 psi) por arriba de la presión de la cámara de sellado. La
figura 14-21 muestra el diagrama de un sistema
de lubricación para sellos mecánicos plan 72, donde se indican los componentes básicos del sistema.
Lo fundamental para seleccionar el plan de lubricación adecuado a cada servicio es ajustarse a las necesidades reales del proceso, no complicarlo con accesorios excesivos o innecesarios, atender a la disponibilidad de los recursos existentes en la planta y a la filosofía de operación establecida.
Figura N° 14-21.- Plan 72 de lubricación para
cara de sellos mecánicos.
Fuente: Flowserve_Mechanical seal piping plans_Flowserve Solutions