2. DEFINICIÓN DE
SELLO MECÁNICO
Es un dispositivo que elimina la fuga en
fase líquida de un fluido, contenido en
cualquier equipo de proceso, en el área
de la entrada de un eje que tenga
movimiento rotativo.
Y se basa en el contacto entre dos
superficies planas, paralelas y pulidas o
lapeadas colocadas perpendicularmente
al eje.
7. VENTAJAS AL UTILIZAR EL
SELLO MECÁNICO
REDUCE LA FRICCIÓN Y PÉRDIDA DE
POTENCIA.
ELIMINA EL DESGASTE PREMATURO DE LA
FLECHA O MANGA.
MINIMIZA LA FUGA.
HABILIDAD PARA ABSORBER EL JUEGO Y
DEFLEXIÓN NORMALES DEL EJE ROTATIVO.
REDUCE TIEMPOS DE MANTENIMIENTO.
PERMITE OPERAR CON SEGURIDAD FLUIDOS
TÓXICOS, CORROSIVOS O INFLAMABLES
8. PARTES DEL SELLO
MECÁNICO
CABEZA ASIENTO
CARA DE CONTACTO “A” CARA DE CONTACTO “B”
EMPAQUE DE CABEZA
UNIDAD DE COMPRESIÓN
ELEMENTOS DE
ARRASTRE
EMPAQUE DE ASIENTO
9. EQUIPOS FACTIBLES DE
UTILIZAR SELLOS MECÁNICOS
BOMBAS CENTRIFUGAS.
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO
POSITIVO ROTATIVO.
REACTORES Y AGITADORES.
MOLINOS.
COMPRESORES CENTRÍFUGOS.
SEPARADORAS CENTRÍFUGAS .
TURBINAS.
PROPELAS Y OTROS.
10. PARTES DE UNA BOMBA
CENTRÍFUGA
•1.- SUCCIÓN
1
2
•2.- IMPULSOR
3
•3.- DESCARGA
•5.-FLECHA
5 •6.-SELLO MECÁNICO
6
•7.-BRIDA DEL SELLO
7
•8.-BALEROS
8
4
4.- CAJA DE ESTOPEROS
11. PUNTOS DE SELLADO
EN UNA CAJA DE SELLO
2.-Entre la brida y el
asiento o cabeza de
sello estacionario.
2
5.-Entre las caras de
contacto.
5
3.-Entre la flecha y la
cabeza de sello o
asiento giratorio.
3
4.-Entre la flecha y camisa.
4
1
1.-Entre la brida y la caja
del sello
12. CARAS DE CONTACTO
Se requiere una combinación de materiales que resista
químicamente al fluido a sellar, y uno tiene que ser pista y el otro
cara de desgaste; la pista tiene que ser de un material mas duro
que la de desgaste, la cual tiene que estar totalmente dentro de la
pista
MATERIALES DE DESGASTE MATERIALES DE PISTA
Teflon con fibra de vidrio
Bronce
Carbon
Carburo de tungsteno
Ni resist
Stellite
Cerámica sólida
Oxido de cromo aplicado
Hastelloy B ó C
Carburo de tungsteno
Carburo de silicio.
Cara de
desgaste
Cara de
pista
29. CARACTERISTICAS DEL SELLO
DE NO EMPUJE
EL EMPAQUE DE LA
CABEZA NO SE
DESPLAZA A LO
LARGO DEL EJE, POR
EL DESGASTE DE LA
CARA DE CONTACTO.
TODOS LOS SELLOS
DE FUELLE SON DE
NO EMPUJE
30. TIPOS DE FUELLE EN
SELLOS DE NO EMPUJE
FUELLE DE ELÁSTOMERO
(HULE)
FUELLE METÁLICO
36. SELLOS SENCILLOS DE MONTAJE INTERNO
LA FUERZA POSITIVA HIDRAULICA ( ) SE SUMA A LA
FUERZA DE LOS RESORTES O FUELLE ( ) EN EL
MISMO SENTIDO PARA CERRAR LAS CARAS DE CONTACTO
38. SELLO SENCILLO NO BALANCEADO DE
MONTAJE EXTERIOR
SELLO TIPICO INTERIOR EN MONTAJE EXTERNO
PARA PRESIONES EN LA CAJA NO MAYORES A 2
Kg/cm2.
LA FUERZA DEL RESORTE( ) ES OPUESTA A LA
FUERZA POSITIVA HIDRAULICA ( )
39. SELLO MECANICO BALANCEADO PARA MONTAJE
EXTERNO QUE RESISTE PRESIONES EN LA CAJA HASTA
25 Kg/cm2.
LA FUERZA DEL RESORTE( ) SE SUMA A LA FUERZA
POSITIVA HIDRAULICA ( )
SELLO SENCILLO DE MONTAJE EXTERIOR
BALANCEADO
56. RECIRCULACION DE LA DESCARGA AL “Flush” DE LA BRIDA
PASANDO POR UN ORIFICIO Y RETORNAR DEL “Flush” DE LA
CAJA DEL SELLO A LA SUCCION DE LA BOMBA, EL TAMAÑO
DEL ORIFICIO ES DE ACUERDO AL BUJE DE ESTRANGULACION
DEL FONDO DE LA CAJA DEL SELLO Y DE LA LINEA DEL
RETORNO. ESTE PLAN ES RECOMENDADO EN SERVICIOS DE
HIDROCARBUROS LIGEROS CUYOS VAPORES GENERADOS EN
LA CAJA DEL SELLO SON DESPLAZADOS A LA SUCCION DE LA
BOMBA
PLAN 14
57. RECIRCULACION DE LA DESCARGA DE LA
BOMBA AL ORIFICIO FLUSH DE LA BRIDA
PREVIO PASO POR UN ORIFICIO ( CUANDO SE
REQUIERA) Y UN ENFRIADOR.
PLAN 21
58. RECIRCULACION DEL PRODUCTO SALIENDO DEL“Flush”
DE LA CAJA INDUCIDO POR UN ANILLO DE BOMBEO Y
PASARLO POR UN ENFRIADOR ANTES DE RETORNARLO
AL SELLO A TRAVES DEL “Flush” DE LA BRIDA.
PLAN 23
59. RECIRCULACION DEL PRODUCTO DE LA DESCARGA DE LA
BOMBA A UN SEPARADOR CICLONICO.Y DE ESTE, EL
PRODUCTO LIMPIO SE INYECTA AL SELLO A TRAVES DEL
“Flush” DE LA BRIDA. EL PRODUCTO SUCIO SE RETORNA A LA
SUCCION DE LA BOMBA
PLAN 31
60. PLAN 32
SE INYECTA UN FLUIDO DE UNA FUENTE
EXTERNA AL SELLO A TRAVES DEL “Flush” DE
LA BRIDA
MANOMETRO
MEDIDOR DE FLUJO
FLUIDO EXTERNO
61. RECIRCULACION DEL PRODUCTO DE LA DESCARGA DE LA
BOMBA A UN SEPARADOR CICLONICO.Y DE ESTE, EL
PRODUCTO LIMPIO SE PASA A UN ENFRIADOR PARA
POSTERIORMENTE INYECTARLO AL SELLO A TRAVES DEL
“Flush” DE LA BRIDA. EL PRODUCTO SUCIO SE RETORNA A
LA SUCCION DE LA BOMBA
PLAN 41
62. Al sistema de
recuperación de vapores
Orificio
Valvula del bypass
(normalmente
cerrada).
Linea de llenado
Tanque amortiguador
(con serpentin,
opcional)
*Orificio
PLAN 11
* ALARMA
Y/O PARO
* EQUIPO OPCIONAL
PLAN 52
UN TANQUE AMORTIGUADOR PROVEE UN LIQUIDO BARRERA PARA EL
SELLO EXTERIOR EN UN ARREGLO DE SELLO DOBLE NO PRESURIZADO.
DURANTE LA OPERACIÓN LA RECIRCULACION SE MANTIENE GRACIAS
A UN ANILLO DE BOMBEO, EL TANQUE SE VENTEA CONTINUAMENTE A
UN SISTEMA DE RECUPERACION DE VAPORES Y SE MANTIENE A UNA
PRESION MENOR QUE LA CAJA DEL SELLO.
*Switch de
Presion
*Valvula de Solenoide
(Normalmente abierta)
1 pie
mini
mo
63. Al sistema de recuperacion de vapores.
Valvula bypass
(normalmente
cerrada)
Tanque
amortiguador (con
serpentin, opcional)
Entrada y salida del
liquido de enfriamiento
*Orificio
Plan 13
Recirculacion del sello a
la succion de la bomba.
*Alarma y/o paro
*Switch de
Presion
*Valvula Solenoide
(normalmente abierta)
Orificio
* EQUIPO OPCIONAL
UN TANQUE AMORTIGUADOR PROVEE UN LIQUIDO BARRERA PARA EL SELLO
EXTERIOR EN UN ARREGLO DE SELLO DOBLE NO PRESURIZADO. DURANTE LA
OPERACIÓN LA RECIRCULACION SE MANTIENE GRACIAS A UN ANILLO DE
BOMBEO, EL TANQUE SE VENTEA CONTINUAMENTE A UN SISTEMA DE
RECUPERACION DE VAPORES Y SE MANTIENE A UNA PRESION MENOR QUE LA
CAJA DEL SELLO.
PLAN 52
1 pie
minimo
Linea de llenado.
64. PLAN 53
Fuente externa de presión.
Drenado
Tanque amortiguador
(con serpentin,
opcional)
Linea de llenado
* EQUIPO OPCIONAL
UN TANQUE AMORTIGUADOR PRESURIZADO PROVEE UN LIQUIDO
BARRERA PARA EL SELLO EXTERIOR EN UN ARREGLO DE SELLO DOBLE,
LA RECIRCULACION SE MANTIENE GRACIAS A UN ANILLO DE BOMBEO.
EL TANQUE SE MANTIENE PRESURIZADO POR UNA FUENTE EXTERNA ,
EL CUAL ESTA A UNA PRESION MAYOR QUE LA CAJA DEL SELLO.
1 pie
mini
mo
* Switch de
presion
65. * Manometro.
Fluido barrera
de fuente
externa
PLAN 54
SE INYECTA UN FLUIDO BARRERA LIMPIO DE FUENTE
EXTERNA Y A UNA PRESION MAYOR QUE LA EXISTENTE EN
LA CAJA DEL SELLO. LA RECIRCULACION SE LOGRA CON UN
SISTEMA EXTERNO DE PRESION O POR UNA BOMBA. ESTE
ARREGLO ES ADECUADO PARA SELLOS DUAL O DOBLES.
Drenado ó
Retorno
* Flujometro.
* EQUIPO OPCIONAL
66. PLAN 62
UNA LINEA EXTERNA DE ALIMENTACION PARA PROVEER UN
FLUIDO LIMPIO A TRAVES DEL QUENCH DE LA BRIDA PARA EVITAR
LA FORMACION DE SOLIDOS EN LA PARTE EXTERIOR DEL SELLO,
ACOMPANADO DE UN BUJE DE ESTRANGULACION EN EL EXTREMO
DE LA BRIDA PARA CERRAR EL CLARO.
LINEA EXTERNA DE FLUIDO
67. PARAMETROS A CONSIDERAR PARA LA CORRECTA SELECCIÓN DE LOS
SELLOS MECANICOS Y DEL PLAN API MAS CONVENIENTE.
Determinar los materiales más adecuados para resistir la temperatura en
las diferentes partes del Sello Mecánico
A) Si la temperatura es la del punto de evaporación del Fluido, se
recomienda Sello Mecánico Balanceado, anillo de bombeo e
intercambiador de calor, según plan API 23.
Determinar los materiales mas adecuados para resistir el ataque
químico en las diferentes partes del Sello Mecánico.
Cuando se trate de ácidos y bases, seleccionar los material adecuados
que resistan la corrosión en función de la concentración y temperatura.
Determinar el diseño de Sello Mecánico ,que resista la presión del fluido
en la caja de estoperos
A) Para presiones mayores de 14 Kg/ cm2, se recomienda usar Sellos
Mecánicos balanceados
B) Usar Sellos Mecánicos balanceados con fluidos que tengan
gravedad especifica menor de 0.64.
En el caso de reactores con eje vertical, y estopero en la parte superior,
utilizar Sellos Mecánicos dobles con liquido buffer a mayor presión que la
del tanque o Sello Mecánico Balanceado de montaje externo con vaso de
lubricación.
68. Determinar si el fluido es limpio o con sólidos.
A)- Si tiene sólidos determinar su origen:
1) En Suspensión.
a)- ¿Se precipita por diferencia de densidades?
Usar filtros con API 11 o separadores ciclónicos con
API lan 31.
b)-No se precipita. Usar Sellos Mecánicos
dobles, espalda conespalda, lubricados con
liquido buffer limpios y compatibles.
2) Por Polimerización, se recomienda Sello Mecánico
doble espalda-espalda y con solvente como liquido
buffer.
3) Por Solidificación . Se recomienda chaquetas de
calentamiento en caja de estoperos, bridas y/o bridas
quench para inyección de vapor.
4) Por Cristalización.Se puede usar Sello Mecánico
doble, con solvente como liquido buffer o brida quench
para lavado con solvente.
5)Por Descomposición en altas temperaturas. Se
recomienda Sellos Mecánicos de Fuelle Metálico que
resistan la temperatura e inyección de vapor por el
Quench con API Plan 62.
69. Partes básicas del sello
Funciones de los sellos mecánicos
Arreglos en los sellos mecánicos
Generación de calor filtraciones
Parámetros básicos
contenido
Home
71. 1. Mantener la estanqueidad entre 2 espacios a diferentes
presiones
72. Función de los sellos
Máxima estanqueidad posible
Máximo tiempo de duracion, minimo
desgaste
Máxima seguridad de funcionamiento, sin
mantenimiento ni reparaciones.
Mínimas pérdidas por fricción (consumo de
energía) y formación de calor mínima.
Espacio mínimo de instalación.
Máxima eficacia costo-beneficio.
73. Unidad rotativa
Cara rotativa del sello (1)
0-ring dinámico (2)
Resorte (5)
Torque transmission (6)
1
2 3
5 4
6
Unidad estacionaria
Cara estacionaria del sello (3)
O-ring estacionario (4)
Componentes básicos de un
sello
75. Medio/Barrera El medio sirve como
lubricante y refrigerante
Lubricación
eje
Medio
Principio de funcionamiento de un sello
Refrigeración
76. Clasificación de los sellos mecánicos
Según presiones:
Presiones bajas: Desde vacio hasta 10 bar (150 psi)
Presiones medias: Desde 10 bar hasta 50 bar (725 psi)
Altas presiones: Desde 50 bar hasta 250 bar (3625 psi)
Velocidad periferica Max.: Hasta 120 m/s
Temperatura Max. : 220 C (sellos standard sin refrigeracion)
450 C (sellos de fuelle con
refrigeracion)
Diametros Max.: Desde 6 hasta 500 mm
77. Superficie carga hidraulica
Area de sellado en la cara
(D² - dh²)
(D² - d²)
k* =
dh = Diámetro hidraúlico
D = OD de cara de contactot
d = ID de cara de contacto
* Presión en OD
k-Factor =
balanceados
Factor de carga hidraúlico (k)
k-Factor = 0,7 hasta 1,2 en la práctica
78. Clasificación de los sellos por su diseño
Sellos no balanceados
k >1 = sellos no balanceados
Para medios de baja
presión / depende del
producto
ØDa
ØDi
ØDa
ØDh
79. Clasificación por su diseño
Sellos balanceados
k <1 = factor de balanceo
Para altas presiones
Medios con flashing
ØDo
ØDh
ØDo
ØDi
80. Factores que influyen en la formación de calor
Coeficiente de conductividad térmica
Coeficiente de dilatación térmica
Factores externos de disipación del
calor
81. Generación de calor, vaporización
Vaporización
Fricción
Generación calor
Alta temperatura, cerrando curva de vapor
Gotas a presión
88. Tipos constructivos de sellos mecánicos
Resortes
Sellos de resorte único – resorte multiple
89. El sello mecánico tiene un
solo gran resorte
• Diseño robusto
• No se atasca con facilidad
• Mejor enfriamiento
• Generalmente depende del sentido
de rotación del eje
Resortes
Multiresortes, varios
resortes pequeños
• Distribución equitativa de resortes
• Para diámetros grandes
• Diseño de ancho corto
• Independiente del sentido
de rotación
Simple o multiresorte
91. Sello doble en Tandem (presurizado o sin presión
Funciona como un sello simple con
sellado de seguridad
Quench media
pressureless ( standard )
Posibilidad de vigilar el sello
Control de filtración
Protección contra vacio
Protección del medio ambiente
refrigeración / calentamiento
Reducción de la contaminación
Quench- o Buffer media
Producto
Atmósfera
92. Daños en sellos Mecánicos : Factores
FACTORES DE FALLA:
a. Por mala selección del sello
b. Por mala instalación del sello
c. Por mala operación del sello
DAÑOS EN SELLOS
1. Por influencia química (corrosión)
2. Por influencia mecánica
3. Por influencia Térmica
4. Por selección incorrecta del material
5. Por selección incorrecta del diseño del sello
98. FALLAS POR DESPERFECTOS DE MÁQUINA
1 . DIMENSIONES DEL EJE O BOCINA
+ 0.001´´ ( 0.03mm) o + 0.00´´ y - 0.02´´(0.05mm)
Su acabado superficial = 32 RMS
* EJE O BOCINA
* CAJA DEL SELLO MECANICO Y CARCAZA
+ - 0.005´´ ( 0.13mm)
Su acabado superficial = 63 RMS