Curso detallado paso a paso como funciona un sello mecánico, sus partes, características y elementos externos que lo componen

1. Fundamentos
de Sellado

2. Shaft
Process
Fluid
Leakage
Environment Vessel
Wall
El problema básico del sellado:
Prevenir las pérdidas

3. Asiento
Anillo Primario Elementos de sellado secundario
Areas de Sellado
 Elementos de sellado primario:
 Asiento estacionario.
 Anillo primario
 Elementos de sellado secundario

4. Componentes de un sello mecánico
1. Un elemento reemplazable de sellado
primario estacionario.
2. Un elemento reemplazable de sellado
primario rotante.
3. Los elementos de sellado secundario.
4. Una unidad de compresión para cerrar las
caras.
5. Mecanismos de fijación y transmisión.

5. O-Ring
Eje
Asiento
Anillo primario
Traba elastica
Anillo Anti-X
O-Ring
Disco
Resortes
Retenedor
Prisioneros
Un ejemplo de un sello completo

6. Sello Mecánico cartucho
Camisa
Brida
Conexiones
Collar de
Fijación
Allens
Espaciador

7. Non-flashing Flashing
Parallel
Converging Diverging
Face Separation
Shape:
Gap:
Fluid:
La interfase de sellado

8. Lubricante
Separación
Superficie A aumentada
Superficie A aumentada
Calor
La interfase sellante
 Propósito de la lubricación
 Separar las superficies
 Prevenir el contacto de los puntos altos de las
caras
 Reducir el calor generado por fricción

9. El Fluído de Proceso actúa como
Lubricante entre caras
Brida
Alojamiento de la bomba
Fluido de Proceso
Emisión Invisible :
El fluído se evapora hacia la atmósfera
Anillo primario Asiento

10. Brida
Caja de sellos de la bomba
Sin fluído o corriendo en seco
Anillo Primario Asiento
Sin lubricación las caras pueden
correr en seco y sobrecalentarse

11. Asiento
Anillo Primario
Generación de calor
 Fricción.
 Fricción viscosa.

12. Transferencia de calor
 Conducción
 Convección

13. Inyección
Flushing
 Remueve el calor
 Renueva la película lubricante con líquido
limpio y frío

14. Sello primario: Flush
Flushing para sello primario: By - Pass desde descarga (API Plan 11)
Línea By- pass desde
la descarga de la bom-
ba a la brida del sello.
Descarga
Flujo
Sución

15. Sello Primario: Flush externo
Minima Presión:
.3 bar / 5 psi
sobre “A”
Flujo
Descarga
Succión
Buje restrictor
Flushing por sello primario desde fuente externa (API Plan 32)
A

16. Sello primario: Quench
Restricción (empaquetadura)
Quench Source
Fluído de proceso
Quench por sello primario desde fuente externa (API Plan 62)

17. Sistema de Sellado
Equipo auxiliar Conjunto sellante
Sellos
Diseno
Razón de balanceo
Diseno de caras
Resortes
Sellos secundarios
Mecanismo de Transmisión
Arreglo / Tipo
Simple
Múltiple
Elementos (brida, camisa)
Tipo de sello.
Clasificación de sellos

18. Carácterísticas de Diseño
 Razón de Balanceo
 Diseño de Caras
 Resortes
 Tipos de elementos de sellado secundario
 Mecanismos de Transmisión

19. El balanceo es utilizado para regular la carga sobre las
caras
Fuerza de cierre Fuerza de apertura
Carácterísticas de Diseno
 Razón de Balanceo
Fuerza cierre = Fuerza resortes + Fuerza Fluído
Fuerza apertura = Fuerza de la película entre las caras.

20. Es el cociente entre el área de cierre y el de apertura.
A
c
A
o
Balanceo =
Area cierre
Area apertura
Carácterísticas de Diseno
 Razón de Balanceo
Fuerza cierre = F resortes + P sellado x Acierre
Fuerza apertura = P sellado x A apertura / 2

21. Carácterísticas de Diseno
 Presiones actuantes en las caras de sellado
A
c
A
o
P
s
P
s
Presión Atmosférica

22. Un sello no balanceado
A
A
c o
Fc
Carácterísticas de Diseno
 Razón de Balanceo

23. Ao
Ac
Un sello balanceado
Carácterísticas de Diseno
 Razón de Balanceo

24. Línea Balanceo
Razón Balanceo < 1
Los sellos de fuelle metálico son inherentemente balancea-
dos a bajas presiones. La razón de balanceo aumenta a altas
presiones.
Carácterísticas de Diseno
 Razón de Balanceo

25. Presurización Externa
P1
P2
P1 > P2
Fc = Fuerza de
Cierre
Capacidad de
Balance Reverso
P1
P2
P2 > P1
Presurización Interna
 El sello Dual opera normalmente como tandem or doble.
 Las caras de sellado permanecen cerradas aún en el caso de
que la presión de la barrera caiga.
Capacidad de Presión Reversa

26. La mayoria de los sellos tienen caras planas paralelas y
lapidadas.
Sección transversal Vista de la cara
Anillo primario
Anillo de
Ajuste
Características de Diseño
 Diseño de caras

27. Planas y paralelas
Planas no paralelas
Hydropads
Ranuras en espiral
Carácterísticas de Diseño
 Diseño de caras

28. Carácterísticas de Diseño
 Resortes
 Proveen la fuerza inicial de cierre.
 Son muy importantes a baja presión
 No son tan importantes a alta presión

29. Carácterísticas de Diseño
 Resortes
 Monorresorte espiralado.
 Múltiple.
 Fuelle metálico.
 Monorresorte de ondas planas.

30. Carácterísticas de Diseño
 Resortes
 A altas velocidades de sellado se utilizan
resortes estacionarios (25 m/s).
 Para la selección de resortes se debe tener
en cuenta:
 Corrosión.
 Uniformidad de carga.
 Espacio disponible.
 Posibilidad de que se atasquen.

31. Carácterísticas de Diseño
 Elementos de Sellado Secundario.
 Estático
 Dinámico

32. El O-ring debe
moverse axialmente
Carácterísticas de Diseño
 Elementos de Sellado Secundario.
 Pusher Seal (sellos deslizantes)

33. O-ring estático
Carácterísticas de Diseño
 Elementos de Sellado Secundario.
 Non-Pusher Seal (sellos no deslizables)

34. Fuelle
Teflón
Fuelle
Elastomérico
Fuelles
Metálicos
V Rings Copa U Cuna O Ring
Encapsulado
O Ring
Elementos de Sellado Secundario.

35. Pusher Non-Pusher
El O-ring debe deslizarse a
lo largo del eje a medida
que se va gastando el
carbón
El fuelle se expande para
compensar el desgaste de
las caras. El fuelle se
mantiene estático con
respecto al eje.
vs.
Pusher vs. Non-Pusher

36. -400°F
-200°F
0
400°F
600°F
200°F
Buna-N EPDM VitonTM
-54°C /
-65°F
149°C /
300°F
121°C /
250°F
-240°C
-129°C
-18°C
204°C
316°C
93°C
AflasTM
204°C /
400°F
204°C /
400°F
-45°C / -50°F
-29°C / -20°F
TeflonTM
287°C /
550°F
-212°C / -350°F
-29°C / -20°F
KalrezTM
287°C /
550°F
-40°C / -40°F
Elementos de Sellado Secundario.
Rango de Temperatura

37. Carácterísticas de Diseño
 Mecanismo de Transmisión
 Deben Transmitir el Torque
 Deben permitir el Movimiento Axial (Anillo
Primario)

38. Pin
Dientes
exteriores
Resorte
Prisioneros
Traba elástica
Elastómero
Chavetas
Mecanismos de Transmisión
Alojamiento y
espiga
Planos

39. Arreglo de sello simple
Montaje
interno
Mating
Ring
Atmosphere
Shaft
Gland
Pump Housing
Seal Head
Process Fluid
Seal Head
Process Fluid
Montaje
externo Pump Housing
Atmosphere
Gland
Shaft
Mating
Ring
Presurización
externa
Presurización
Interna

40. Asientos y cabezales rotantes
Use cabezales rotantes hasta:
 18 m/s para disenos de monorresorte.
 25m/s para disenos de multi resortes.
Seal Head Seat
{
Rotating
Cabezal rotante
Seal Head
Seat
Rotating
{
Asiento Rotante
Stationary
{
{
Stationary
Ventajas
 Menores demandas de espacios axiales y
radiales.
 Menores costos.
Ventajas
 Capacidad para operar a altas velocidades.
 Mejores tolerancias a desalineaciones
 Mejor enfriamiento.
Arreglos

41. Arreglos
 Multiple
 No Presurizado (Plan A.P.I. 52). Barrera liquida
 (Plan A.P.I. 72+75). Barrera Gas
 (Plan A.P.I. 72+76). Barrera Gas
 Presurizado. (Plan A.P.I. 53). Barrera Liquida
 (Plan A.P.I. 74) Barrera Gas

42. “Tandem”
Proceso
Barrera
Proceso
Barrera
“Doble” (Back to Back)
Sellos Dobles Clásicos
“Doble” (Face to Face)
Proceso
Barrera

43. Proceso
Barrera Atmósfera
Presión
Barrera no presu-
rizada (Tandem)
Sellos Tandem
API 11 API 52

44. Proceso
Barrera
Atmósfera
Presión
Barrera
Presurizada
(doble)
Sellos dobles
API
53

45. ATMOSFERA
Fuente de Presión llenado
Indicadores de nivel
Recipiente presurizado
Salida agua enfriamiento
drenaje
Entrada agua enfriamiento
Barrera líquida
3-4 bar / 40-50 psig
sobre la presión de sellado
Sello Mecánico Doble

46. Sellos que admiten “presión reversa”
• En están categoría entran:
• Los sellos que pueden actuar tanto con barrera
presurizada (API 53) como con no presurizada (API 52).
•Los sellos que toleran una caída de la presión de la
barrrera por un período de tiempo hasta que se
restablezcan las condiciones de operación diseñadas.

47. Sello Simple
Sello Simple
con Quench
Sello Cartucho Universal
Asiento
Rotante
Asiento
Estacionario

48. Sello Dual
Sello Dual
con Anillo de
Bombeo
Barrera Presurizada (API 53)
o no Presurizada (API 52)
Sello Cartucho Universal Dual

49. Presurización Externa
P1
P2
P1 > P2
Fc = Fuerza de
Cierre
Capacidad de
Balance Reverso
P1
P2
P2 > P1
Presurización Interna
 El sello Dual opera normalmente como tandem or doble.
 Las caras de sellado permanecen cerradas aún en el caso de
que la presión de la barrera caiga.
Capacidad de Presión Reversa