Curso Sellos Mecanicos.pdf

Curso Perú
Curso Perú
Sellos Mecánicos

Dispositivos de sellado
Sellado Estático Sellado Dinámico
Movimiento Rotativo Movimiento Reciprocante
Movimiento Rotativo Movimiento Reciprocante
Sellos Interfaciales Sellos Intersticiales
Sellos Axiales Sellos Radiales
Sello Mecánico Empaquetadura

Atmósfera Pared del
Recipiente
Prevenir el escape de fluidos.
Problema Básico de Sellado
Problema Básico de Sellado
EJE
Fluido de
Proceso
Fuga

Empaquetadura
Empaquetadura

Sello Mecánico
Sello Mecánico

• Funciona más como un dispositivo
de restricción que como un
dispositivo de sellado. Requiere de
cierta fuga para evitar la fricción
excesiva.
• Produce desgaste en ejes y
camisas.
• Sella con fuga invisible. En aplicaciones
críticas la relación de fuga entre una
empacadura y un sello es de 1 a 100 o
mejor.
• Se sabe de sellos que han trabajado de
8 a 10 años sin falla.
Empaquetadura vs. Sello Mecánico
Empaquetadura vs. Sello Mecánico
camisas.
• Alto consumo de potencia debido al
efecto de fricción.
• Pérdida de producto.
• Requiere altas cantidades de agua.
• Altos costos de mantenimiento en
instalación y ajuste.
• Daños al equipo debido a la fuga.
• Ahorros monetarios que van desde
pequeñas pérdidas de producto hasta
cero fugas. Ahorro en consumo de agua
y de energía.
• Muy poco mantenimiento requerido
después de la instalación.
• Los sellos ofrecen mayores condiciones
de seguridad cuando se trabaja con
productos peligrosos o dañinos para la
salud.

Sello Mecánico
Sellos mecánicos en equipos rotativos
Los equipos rotativos son máquinas que suministran energía a un gas o
un líquido a través de un eje que gira.
Entre las diferente formas de equipos rotativos se tienen: bombas
Entre las diferente formas de equipos rotativos se tienen: bombas
centrifugas y rotativas, agitadores, mezcladores y reactores,
compresores centrífugos, etc.
A función del sello mecánico es tapar los senderos de fugas producidos
por el eje en el equipo rotativo.
El sello mecánico solo puede ser instalado en equipos que tengan ejes
que giran. El movimiento alternativo o reciprocante no puede sellado
con sello mecánico.

Sello Mecánico Básico
Principio conceptual de un Sello Mecánico
Resalte del eje
Resalte del eje

Pieza desgastable y reemplazable
Pieza desgastable y reemplazable
Fuga
Fuga

El desgaste en esta área creara una fuga
El desgaste en esta área creara una fuga
Elementos de Sellado secundario
El O
El O-
-ring previene la fuga a través del eje
ring previene la fuga a través del eje

Paso de fuga
Paso de fuga
Se genera calor
Se genera calor
El resorte asegura ajuste automático
El resorte asegura ajuste automático

O’ring o Empaque
O’ring o Empaque
Sellante Terciario
Sellante Terciario
Componente estacionario insertado
Componente estacionario insertado
El elemento estacionario reemplazable
El elemento estacionario reemplazable

Resorte (4)
(Fuerza del Resorte)
Sellado Secundario (3)
Sellado Primario
Sellado Terciario (3)
Cara de contacto o
Anillo Primario (2)
Anillo Estacionario
Asiento (1)
Componentes
metálicos (5)

1. Un elemento de sellado primario desgastable y estacionario.
(Asiento)
2. Un elemento de sellado primario desgastable y rotativo.
(Anillo Primario o Insert)
Simplemente un sello mecánico es:
Simplemente un sello mecánico es:
(Anillo Primario o Insert)
3. Elementos de sellado secundario y terciario. (Empaques)
4. Uno o varios elementos de empuje para mantener los
elementos de sellado primario 1 y 2 en contacto permanente
uno contra el otro. (Resortes o fuelle), y por ultimo,
5. Componentes auxiliares para completar el sello mecánico.
(Componentes Metálicos)

Cara de contacto o
Anillo Primario (2)
Anillo Estacionario
Asiento (1)
Sellado Secundario (3)
Resortes (4)
Componentes
metálicos (5)
Sellado Terciario (3)

Unidad Rotativa.
Cabezal de Sello Rotativo.
Asiento Estacionario.
Unidad Estacionaria.
Cabezal de sello estacionario
Asiento Rotativo.
Asiento Cabezal
Asiento
Sello Mecánico
Eje
Cabezal
Rotativo
Asiento Cabezal
Estacionario

Sello Mecánico
Cabezal de Sello
El cabezal de sello se acomoda a los movimientos axiales y radiales del
equipo. Es el ensamble de los componentes del lado flexible del sello, Anillo
Primario, sellante secundario, mecanismo de arrastre y el dispositivo de
carga.
El anillo Primario provee una de las superficie de sellado lapeada y plana.
Puede ser balanceado o no balanceado .
El sellante secundario sella los senderos de fuga entre el anillo primario y la
camisa.
El mecanismo de arrastre transmite el movimiento del eje al anillo primario.
La fuerza de cierre es suministrada por un dispositivo de carga y por la
presión hidráulica en la cavidad de sellado.

Sello Mecánico
Cabezal de Sello
Anillo Primario, Relación de Balanceo
La relación de Balanceo es utilizada para controlar el balance de
fuerzas entre las caras.
Fuerza de
Cierre
Fuerza de
Apertura

Sello Mecánico
Cabezal de Sello
Anillo Primario, Relación de Balanceo
La relación de balanceo se define como el cociente entre el área de
cierre y el área de apertura.
Aa
Ac Aa
Relación de Balanceo =
Area de Cierre (Ac)
Area de Apertura (Aa)

Sello Mecánico
Cabezal de Sello
Anillo Primario, Sello No Balanceado
En un sello No Balanceado el área de cierre es mayor que el área de
apertura
Ac Aa
Fuerza de
Cierre
Aa
Ac Aa

Sello Mecánico
Cabezal de Sello
Anillo Primario, Sello Balanceado
En un sello Balanceado el área de cierre es menor que el área de
apertura
Ac Aa
Fuerza de
Cierre
Ac Aa

Sello Mecánico
Cabezal de Sello
Sellantes Secundarios
Se tienen tres formas básicas
–
– O
O-
-rings
rings
–
– Empaques de PTFE
Empaques de PTFE
• Cuñas
• Anillos “U” o “V”
• O´rings cargados
• O´rings recubiertos
–
– Fuelles
Fuelles
• Elastoméricos
• Metálicos
– Conformados
– Soldados
• De PTFE

Sello Mecánico
Cabezal de Sello
Fuelle
Elastomérico
Media
Convolución
Fuelle
de Teflón
Fuelle de
Metal Soldado
Elementos Sellante Secundario
Anillos
en V
Copa en
U
Cuña O Ring
O Ring
Encapsulado

Sello Mecánico
Cabezal de Sello
Función del mecanismo de Arrastre
– Transmitir el Torque del eje al Anillo Primario
– Permitir el movimiento axial del Anillo Primario

Sello Mecánico
Cabezal de Sello
Dentado
Con
Prisioneros
Con Cuña
Formas del Mecanismo de Arrastre
Fuelle Elastómerico Resortes
Con Aletas
Con retenedor
(snap ring)
Con Pin

Sello Mecánico
Cabezal de Sello
Resorte Único Helicoidal
– Espiras con alambre de sección transversal grande, más resistente al
ataque por corrosión.
– Carga No-Uniforme en las caras del sello.
– Tendencia a dañarse por acción de la fuerza centrífuga.
– Gran longitud axial.

Sello Mecánico
Cabezal de Sello
Múltiples Resortes Helicoidales
– Carga uniforme en las caras del sello.
– Un mismo resorte puede usarse en diferentes tamaños de sellos.
– Se puede aumentar o disminuir la carga.
– Mejor resistencia a la fuerza centrífuga.
– Pequeña sección del alambre incrementa la sensibilidad a la corrosión.
– Se atascan fácilmente con líquidos muy viscosos y con partículas
abrasivas.

Sello Mecánico
Cabezal de Sello
Fuelle Metálico
– Comportamiento de Resorte.
– Sujeto a los mismos modos de falla de un resorte.
– Fatiga debido a vibración.
– Constante de resorte lineal en su longitud de operación. No
necesita escalón en el eje o camisa.
– Actúa como un sello dinámico.
– Transmite el torque del collar de arrastre a la cara rotativa.

Sello Mecánico
Cabezal de Sello

Sello Mecánico
Tipos de Cabezales de Sello
Todos los cabezales de sello se clasifican en dos categorías: Empuje y no
empuje.
Los términos empuje y no empuje son referenciados a la acción del sellante
secundario.
El sello tipo empuje tiene anillos de empaques dinámicos. Estos sellantes
secundarios incluyen o-rings dinámicos, cuñas, v-rings y u-cups.
El sello de no empuje tiene un sellante secundario en forma de fuelle que
puede ser de elastómero, Teflón o metal. Los sellantes secundarios incluyen
los fuelles elastomericos y de Teflón y en los fuelles de metal, o-rings y
anillos de compresión.

Sello Mecánico
Sello de Empuje

Sello Mecánico
Sello de No Empuje

Sello Mecánico
Asientos
El Asiento es un anillo desgastable y lapeado plano que provee otra de las
superficies de sellado.
El Asiento no da flexibilidad al ensamble, pero si guía la flexibilidad del Anillo
Primario.
Primario.
El Asiento puede ser estacionario instalado en la brida o rotativo cuando se
instala en el eje con un adaptador, se usa estacionario mas comúnmente, pero
cuando se tiene alta velocidad de rotación o desalineamiento se usa rotativo.
El Asiento se sella con el sellante terciario

Sello Mecánico
Asientos
Elementos Sellante Terciario
• O-rings
(Elastómeros)
• Anillos de Copa
(Elastómeros)
• Anillos de sección cuadrada
o rectangular.
(PTFE, Grafito flexible)
• Empaques o juntas planas
(PTFE, Fibras comprimidas)

Sello Mecánico
Ensamble de Sello

Sello Mecánico
Áreas de sellado en operación
Con un sello en operación se tienen tres áreas de sellado, sin incluir el
sellado de la camisa en el eje y el de la brida en la bomba.
El contacto entre las caras lapeadas del asiento y el anillo primario se
conoce como “área de sellado primario”.
El área de sellado entre el eje y el anillo primario se conoce como “área de
sellado secundario”.
El área de sellado entre el alojamiento de la brida y el asiento es referido
como “área de sellado terciaria”.

Sello Mecánico
Áreas de sellado en operación

Sello Mecánico
Planitud de las Caras.
Para reducir la separación de las caras en el “área de sellado primario” las
superficies del asiento y del anillo primario deben estar lapeadas y planas.
El lapeo es un proceso de mecanizado para conseguir superficies
El lapeo es un proceso de mecanizado para conseguir superficies
extremadamente planas.
Las superficies lapeadas se miden en “bandas de luz”.
Muchas superficies lapeadas de sellos mecánicos aceptan un máximo de 2
bandas de luz o 0.0000232” .

Sello Mecánico
Medición de la Planitud de las Caras
Las bandas de luz rectas y
paralelas indican que la superficie
es plana dentro de una
millonésima de pulgada.
Una línea tangente imaginaria
cruza una banda. Esto indica que
los bordes están bajo una banda
o 0,0000116” (11,6 millonésimas
de pulgada).

Sello Mecánico
Lubricación y Enfriamiento
Entre las caras del sello se introduce una película de fluido.
Este fluido es deseable y necesario debido a que permite una pequeña
separación de las caras lapeadas.
Con esta pequeña separación, se provee la lubricación a las superficies. La
Con esta pequeña separación, se provee la lubricación a las superficies. La
lubricación es crítica para la efectiva operación del sello.

Sello Mecánico

Sello Mecánico
Como las superficies rozan una contra la otra al rotar se genera calor entre
ellas.
El calor es una fuerza destructiva que distorsiona y quema las caras. Es muy
importante el enfriamiento o lubricación para remover el calor.
En pocos minutos de operación sin la adecuada lubricación, las caras del sello
pueden dañarse permanentemente.
El daño en las caras puede significar una reducción de la vida y el rendimiento
del sello.
En muchos casos el daño es una causal para el inmediato reemplazo del sello.

Sello Mecánico
Sistemas de lubricación y enfriamiento del sello
Los sellos mecánicos mejoran su rendimiento si se operan lubricados en un
ambiente apropiado (limpieza y temperatura).
Para lograr este ambiente, se tienen sistemas auxiliares que permiten
Para lograr este ambiente, se tienen sistemas auxiliares que permiten
mantener las condiciones apropiadas.
El liquido contenido en la cavidad de sellado debe renovarse para evitar la
vaporización de la película de lubricación interfacial entre las caras.

Sello Mecánico
Inyección de
Líquido

Sello Mecánico
La renovación del liquido puede efectuarse de las siguientes maneras:
1. Tomar el fluido de la descarga de la bomba y llevarlo a las caras del sello.
2. Traer el liquido de fuente externa y dirigirlo a las caras del sello.
3. Llevar el liquido de la cavidad de sellado a la succión de la bomba.

Sello Mecánico
Conexiones en la brida
La conexión en la brida que dirige el liquido a las caras del sello se conoce
como conexión de “Circulación”, “Flush” o “Inyección”, esta conexión se
marca en la brida con la letra “F”.
En muchos casos la conexión de recirculación o de inyección se efectúa en la
En muchos casos la conexión de recirculación o de inyección se efectúa en la
cavidad de sellado de la bomba .
Cuando la bomba es vertical y el liquido recircula desde la cavidad de sellado
a la succión, la conexión de salida en la brida debe estar en el punto mas alto
de las caras del sello para evitar la acumulación de vapores que impidan la
lubricación.
Se recomienda la fabricación de una conexión para venteo de los vapores.

Sello Mecánico
Si la presión de descarga es mayor que la presión en la cavidad de sellado,
por ejemplo en bombas Centrífugas horizontales, pueden presentarse
las siguientes situaciones:
A. El liquido bombeado es limpio y frío.
Se puede tomar una línea desde la descarga y llevarlo a las caras del
sello pasando por una placa orificio. (Plan API 11)

Sello Mecánico
Plan 11

B. El liquido bombeado es limpio pero se encuentra a una temperatura
cercana al punto de vaporización.
El liquido que se lleva al sello, se toma de la descarga y se hace pasar a
través de una placa orificio y un intercambiador de calor. (Plan API 21)
Sello Mecánico

Sello Mecánico
Plan 21

Sello Mecánico
C. El liquido bombeado tiene sólidos en suspensión.
El liquido que se toma de la descarga se hace pasar por un separador
ciclónico, los abrasivos se dirigen a la succión y el liquido limpio al sello.
ciclónico, los abrasivos se dirigen a la succión y el liquido limpio al sello.
(Plan API 31)

Sello Mecánico
Plan 31

Sello Mecánico
D. El liquido bombeado tiene sólidos en suspensión y está a una
temperatura cercana al punto de vaporización.
El liquido que se toma de la descarga se hace pasar por un
El liquido que se toma de la descarga se hace pasar por un
separador ciclónico, los abrasivos se dirigen a la succión, el
liquido limpio a un intercambiador de calor y de allí al sello.
(Plan API 41)

Sello Mecánico
Plan API 41

Sello Mecánico
Si la presión de descarga es mayor o igual que la presión en la cavidad de
sellado, por ejemplo en bombas horizontales y verticales, se pueden
presentar las siguientes situaciones:
E. El liquido bombeado contiene una cantidad de abrasivos que no puede
E. El liquido bombeado contiene una cantidad de abrasivos que no puede
ser separados.
Se introduce un liquido de fuente externa compatible con el producto
bombeado y se dirige a las caras del sello para la lubricación y
enfriamiento. (Plan API 32) En este caso la conexión en la brida se
conoce como conexión de “inyección”. Usualmente la presión de
inyección debe estar de 20 a 30 psi mas alta que la presión en la cavidad
de sellado y con una rata de flujo de 0.5 a 1 gpm por pulgada de tamaño
del sello.

Sello Mecánico
Plan 32

Sello Mecánico
F. El liquido bombeado se encuentra a una temperatura cercana al punto
de vaporización, pero no acepta choque térmico.
El liquido que llega a la cavidad de sellado se lleva a un intercambiador
de calor por medio de un anillo de bombeo, del allí al sello y
nuevamente al intercambiador (Plan API 23)

Sello Mecánico
Plan 23

Sello Mecánico
Si la presión de descarga es igual a la presión en la cavidad de sellado, por
ejemplo en bombas verticales multietapas, se pueden presentar las
siguientes situaciones:
G. Circulación inversa
G. Circulación inversa
El liquido bombeado para que pueda ser renovado, debe recircular
desde la cavidad de sellado hasta la succión pasando por una placa
orificio, esto se conoce como circulación inversa (Plan API 13).
En este caso se pueden presentar acumulaciones de gases en el área
del sello que deben ser venteados.

Sello Mecánico
Plan 13

Sello Mecánico
H. Bomba con restricción de circulación en la cavidad de sellado.
Si la bomba tiene restricción en el paso de liquido a la cavidad de
sellado, se toma el liquido de la descarga se lleva a la cavidad de
sellado y de allí por la conexión en la brida a la succión. (Plan API 14)

Sello Mecánico
Plan 14

Sello Mecánico
Sistemas de protección al sello
Conexiones en la brida del sello
La conexión en la brida por donde se introduce liquido o gas en el lado
atmosférico del sello se denomina conexión de “Sofoque” o “Quench” y
se marca en la brida con la letra “Q”.
Si la conexión no se utiliza para inyectar fluido, sino para sacar los
Si la conexión no se utiliza para inyectar fluido, sino para sacar los
vapores que se generan en las caras del sello, se le llama conexión de
Venteo y se marca en la brida con la letra “V”.
Siempre que se tengan en la brida conexiones para Quench o Venteo,
se deben combinar con una conexión para Drenaje que se marca en la
brida con la letra “D”.
Las conexiones de Quench y Venteo deben estar situadas en el
cuadrante superior de la brida y la de Drenaje en el cuadrante inferior.

Sello Mecánico
A. Sofoque o Quench
Cuando un liquido por efecto de temperatura o por contacto atmosférico tiene
tendencia a formar abrasivos, unas pequeñas partes por millón del producto
que atraviesan las caras pueden precipitarse como partículas abrasivas en el
diámetro interno del sello.
Una manera de retirar o evitar que se formen abrasivos es la introducción de
Una manera de retirar o evitar que se formen abrasivos es la introducción de
liquido o gas a través de la brida en el lado atmosférico, con esto se desaloja
el material abrasivo formado por descomposición del producto debido a la
alta temperatura y se forma entre el diámetro interno del sello y la atmósfera
circundante una barrera para evitar que se forme el abrasivo al contacto con
la atmósfera, este sistema se denomina “Sofoque” o “Quench”.(Plan API 62).
El flujo de quench es introducido a baja presión (3 a 5 psi) y contenido en la
brida por un buje de restricción o anillos de empaque de pequeña sección
para restringir el escape al medio ambiente.

Sello Mecánico
Plan 62

Sello Mecánico
B. Venteo y Drenaje
El Venteo y Drenaje son también usados como sistemas de protección a
los sellos mecánicos (Plan API 61).
El venteo puede ser empleado para evacuar los gases que atraviesan
las caras del sello y salen por el diámetro interno. Estos gases son
conducidos fuera a un sistema de desperdicios. Un quemador,
mechurrio o tea es a menudo usado para quemar estos gases.
El drenaje es usado para dirigir las pequeñas cantidades de liquido que
se generan en el diámetro interno del sello hacía un sistema de
recuperación de desperdicios. También es ventajoso cuando ocurre una
fuga masiva del sello.

Sello Mecánico
Sistemas de Protección al sello
Plan 61

Sello Mecánico
C. Colector de fugas
Con la norma API 682 tercera edición se introdujo el Plan API 65. Este
nuevo Plan describe un sistema para manejar y advertir la perdida
excesiva en un sello sencillo.
excesiva en un sello sencillo.

Sello Mecánico
Sello Mecánico
Plan 65

Sello Mecánico
D. Arreglo dual no presurizado
Para líquidos que cristalizan o vaporizan al contacto atmosférico,
líquidos peligrosos de baja concentración y líquidos explosivos o
inflamables se recomienda el uso de arreglo de sellos duales no
inflamables se recomienda el uso de arreglo de sellos duales no
presurizados (plan API 52)

Sello Mecánico
Plan 52

Sello Mecánico
E. Arreglo dual presurizado
Para líquidos que cristalizan o vaporizan al contacto atmosférico,
líquidos peligrosos de alta concentración y líquidos corrosivos o
abrasivos se recomienda el uso de arreglo de sellos duales
abrasivos se recomienda el uso de arreglo de sellos duales
presurizados (plan API 53 y Plan 54)
Con la implementación de la norma API 682 en su 2da Edición el plan
API 53 de dividió en 53A, 53B y 53C

Sello Mecánico
Plan 53A

Sello Mecánico
Sello Mecánico
Plan API 53B

Sello Mecánico
Plan 53C

Sello Mecánico
Plan 54

Sello Mecánico
Válvula de
bloqueo 3
Manómetro
Alarma de
baja presión
Plan API 54
Plan API 54
Diagrama
Diagrama
Al sello
Del sello
Alarma de Nivel
Válvula de
bloqueo 4
Válvula de
bloqueo 2
PSV1
Motor
Bomba
Filtro Reservorio
Válvula de
bloqueo 1
PSV2
Intercambiador
de Calor
Filtro

Bombas
Bombas
Función de las Bombas
- La función primaria de una bomba es la de mover un fluido, generalmente un
liquido, de un lugar a otro. Para lograrlo la bomba le agrega energía al
fluido.
Tipos de Bombas
- Al clasificar las bombas se tienen que tener en cuenta dos consideraciones
- Al clasificar las bombas se tienen que tener en cuenta dos consideraciones
fundamentales: el método para mover los líquidos y el tipo de servicio de la
bomba. Por el movimiento de los fluidos las bombas pueden ser agrupadas
en dos categorías: bombas centrifugas y bombas de desplazamiento
positivo. Las bombas centrifugas tienen eje rotativo y las bombas de
desplazamiento positivo ejes con movimiento rotativo o movimiento
reciprocante. Existen muchas variaciones de diseño con cada tipo y
categoría.

Bombas Centrífugas
Bombas Centrífugas
Principio de funcionamiento
Se tienen muchos tipos de bombas centrifugas, pero en todas el movimiento del
liquido se efectúa en esencia de igual manera, por la acción de la fuerza
centrifuga. La fuerza centrifuga es la que actúa en un cuerpo con un
movimiento que sigue un patrón circular. Estas fuerzas causan que el liquido se
mueva hacia fuera.
Tipos de bombas centrifugas
Las bombas centrifugas pueden ser simple-etapa (un impulsor) o multi-etapas
(mas de un impulsor) y pueden rotar en el eje horizontal o en el eje vertical.
Las bombas simple etapa pueden tener el impulsor en voladizo (soportado en
un lado solamente). Adicional a los impulsores, se tienen varios tipos de
carcaza de la bomba dependiendo de las aplicaciones, pero existen pocas
diferencias entre los diseños de bombas centrifugas.

Clasificación General Bombas Centrífugas
Las bombas centrifugas pueden clasificarse de acuerdo a la orientación
del rotor y configuración de soportes:
De acuerdo a la orientación del rotor, se clasifican en:
• Horizontales: Rotor en posición horizontal
• Verticales: Rotor en posición vertical
• Verticales: Rotor en posición vertical
De acuerdo a configuración de los soportes:
• Cantilever o Voladizo
• Entre cojinetes
• Verticalmente suspendidas

Las bombas centrifugas, tanto horizontales como verticales, pueden tener
uno o mas etapas.
Las boquillas de succión y descarga pueden estar orientadas en tres planos
con respecto al rotor:
• Axial: “END”
• Vertical: “TOP”
• Horizontal: “SIDE”
En la nomenclatura de bombas centrifugas, primero se indica la posición de
la boquilla de succión y luego descarga. En tal sentido, cuando se habla de
una bomba “END – TOP”, indica que la succión esta en posición axial y la
descarga en posición vertical.

Clasificación de Bombas Centrífugas
Clasificación según API 610 9na Edición

Bomba tipo OH1:
Diseño en voladizo, Simple etapa, montaje de pie
(No reúne todos requerimientos de este estándar
Internacional)
.

Bomba tipo OH2:
Diseño en voladizo, simple etapa, montaje centrado. Tiene
una caja de rodamiento simple para absorber todas las
fuerzas impuestas sobre el eje manteniendo el rotor en su
posición durante la operación. Estas bombas son instaladas
en una base y están conectadas por un acople flexible al
elemento conductor.
elemento conductor.

Bomba tipo OH3:
Diseño en voladizo, simple etapa, montaje vertical “In-line” con
soportes separados. Tiene una caja de rodamiento integrada a
la bomba para absorber todas las cargas al rotor. El elemento
conductor es montado en un soporte integrado a la bomba. La
bomba y el elemento conductor están conectadas por un
acople flexible.

Bomba tipo OH4:
Diseño en voladizo, simple etapa, montaje vertical “In-line” con
acople rigido. El acople rigido mantiene al eje de la bomba
unido firmemente al eje del elemento conductor ( No reune
todos los requerimientos de este estandar internacional)

Clasificación de según API 610 9na Edición
Bomba tipo OH5:
Diseño en voladizo, simple etapa, montaje vertical “In-line”
con acople cerrado. Con el acople cerrado el impulsor se
monta directamente sobre el eje del elemento conductor
(No reune todos los requerimientos de este estandar
internacional)

Bomba tipo OH6:
Diseño en voladizo, simple etapa, con caja de engranaje conductora de
alta velocidad. Estas bombas incrementan la velocidad por medio de una
caja de engranaje integral. El impulsor es montado directamente sobre la
salida del eje de la caja de engranaje. No hay acople entre la caja de
engranaje y la bomba, sin embargo, la caja de engranaje es acoplada
flexiblemente al elemento conductor. Estas bombas pueden ser
orientadas vertical u horizontalmente.
orientadas vertical u horizontalmente.

Bomba tipo BB1:
Bomba de diseño axialmente partida y una o dos
etapas con eje entre rodamientos.

Bomba tipo BB2:
Bomba de diseño radialmente partida y una o dos
etapas con eje entre rodamientos.

Bomba tipo BB3:
Bomba de diseño axialmente partida multietapas con
eje entre rodamientos.

Bomba tipo BB4:
Bomba de diseño de carcaza simple radialmente partida,
multietapas con eje entre rodamientos. Estas bombas son
también llamadas de sección de anillos, segmentos de
anillos o de segmentos unidos por barras y tienen un
potencial sendero de fuga por cada segmento.

Bomba tipo BB5:
Bomba de diseño de doble carcaza
radialmente partida, multietapas con eje entre
rodamientos.

Bomba tipo VS1:
Bomba de profundidad verticalmente suspendida,
carcasa simple con difusores de descarga a través
de la columna.

Bomba tipo VS2:
carcasa simple con la voluta descarga de a través
de la columna.

Bomba tipo VS3:
carcasa simple de flujo axial con descarga de a
través de la columna.

Bomba tipo VS4:
Bomba verticalmente suspendida, carcasa simple,
voluta en línea con el eje conductor en el colector.

Bomba tipo VS5:
Bomba verticalmente suspendida en voladizo.

Bomba tipo VS6:
Bomba doble carcaza con difusores verticalmente
suspendidos.

Bomba tipo VS7:
Bomba doble carcaza con voluta verticalmente
suspendida.

Bomba
Acople
Elemento
Conductor
Elementos de una Bomba Centrífuga
Elementos de una Bomba Centrífuga

Motor: Suministra la potencia
1. Eléctrico
Gasolina
2. Combustión Interna
Baja Potencia
Media Potencia
Elemento Conductor
Elemento Conductor
Gasolina
Diesel
3. Turbina
Hidráulica
Gas
Vapor
Media Potencia
Alta Potencia

Acople
Bomba Conector Motor
* Transmite Potencia – Torque
* Transmite Rotación
Acople
Acople
Acople

Impulsor
Rodamientos
Bomba Centrifuga, Componentes
Bomba Centrifuga API
Bomba Centrifuga API
Dispositivo de
Sellado
Eje
Carcaza

Cojinete Antifricción o Rodamiento
Están conformados por un conjunto de bolas o rodillos que mantienen
separadas las partes estáticas y dinámicas. Podemos identificar cuatro
partes básicas:
• Anillo o pista interno.
• Anillo o pista interno.
• Anillo o pista externo.
• Elementos rodantes (Cilíndricos, esféricos, cónicos, etc)
• Jaula.
Este es el tipo mas común de cojinete encontrado en la mayoría de las
aplicaciones debido a su gran capacidad de cargas versus velocidad.

Ubicación de los rodamientos en una bomba Centrífuga
Ubicación de los rodamientos en una bomba Centrífuga
en Voladizo, Tipo ANSI
en Voladizo, Tipo ANSI

Impulsor
Impulsor
Impulsor Abierto Impulsor Cerrado

Sin tapa frontal
Menos eficiente que el
Impulsor Abierto
Impulsor Abierto
Menos eficiente que el
cerrado. La holgura
con la carcaza es
mayor. Las pérdidas
volumétricas
interiores (de retorno)
aumentan

Cerrado con Anillos
de Desgaste
Impulsor Semi Cerrado
Impulsor Semi Cerrado
de Desgaste
La holgura con la
carcaza es menor.
Minimiza las pérdidas
volumétricas
interiores (retorno).

Cerrado con anillos de
Impulsor Cerrado
Impulsor Cerrado
Cerrado con anillos de
desgaste en ambos
lados y agujeros de
balance.
Reduce presión en
caja de sellado.

Alojamiento del Sello en la bomba
Caja de Estoperos
La caja de estoperos fue originalmente diseñada y dimensionada
para que su sección se ajustara a los anillos de empaquetadura.
Algunos fabricantes han diseñado los sellos para que se ajusten a la
sección transversal de la caja de estoperos, por lo que dicha
sección transversal debe ser capaz de aceptar dimensionalmente
sección transversal debe ser capaz de aceptar dimensionalmente
sellos mecánicos y empaquetaduras. La cara de la caja de
estoperos es cerrada con una brida para comprimir las
empaquetaduras llamada prensa estopas o una brida para el sello
mecánico.

Bomba con Caja de Estoperos

Cavidad de Sellado
La cavidad de sellado es diseñada con dimensiones apropiadas
solamente para ensambles de sellos mecánicos. Comparada con la
caja de estoperos, la sección es ampliada para aceptar ensambles
de sellos grandes y permitir más flujo de líquido al ensamble de
sello. El agujero de la cavidad de sellado es recto. Las cavidades de
sello. El agujero de la cavidad de sellado es recto. Las cavidades de
sellado no están dimensionadas para aceptar empaquetaduras. La
cara de la cavidad de sellado se cierra con una brida para sello
mecánico.

Bomba con Cavidad de Sellado

Cavidad de Sellado Modificada
Las cavidad de sellado modificada es un alojamiento con agujero
ampliado apropiado para ensamble de sellos mecánicos, al igual
que la cavidad de sellado estándar.
En este caso el agujero de la cavidad de sellado puede tener una
forma distintiva para un efecto específico en el flujo del liquido. Los
forma distintiva para un efecto específico en el flujo del liquido. Los
ejemplos mas comunes de estas cavidades de sellado son el
“tapered bore”, “stepped bore”, “big bore” y cavidades que modifican
la forma del flujo. La cavidad de sellado modificada no acepta
empaquetaduras y la cara es cerrada con una brida para sello
mecánico.

Bomba con Cavidad de Sellado Modificada

Plato Campana
Los platos campana son alojamientos con una forma que asemeja
una campana. El plato campana no tiene buje de garganta ni brida.
El lado posterior del impulsor penetra dentro de la campana. El
asiento del sello mecánico se instala en un agujero maquinado
asiento del sello mecánico se instala en un agujero maquinado
opuesto al impulsor.

Bomba con Plato Campana

Curvas Características
Curvas Características

ZONAS DE LAS CURVAS
CURVA CAUDAL ALTURA
ALTURA
(m
)
Curva de la bomba Punto de máxima
eficiencia
(B.E.P.)
Operación Fuera del Diseño
- ZONA “A”: Bomba demasiado grande. Gran generación de calor y vibraciones. Baja eficiencia.
- ZONA “B”: Bomba sobredimensionada. Usar menor diámetro de impulsor o línes de retorno. Baja eficiencia y vibraciones.
- ZONA”C”: Bomba muy chica. Vibraciones. Posible cavitación. Altas cargas radiales y axiales.
- ZONA PREFERIDA: Máxima eficiencia y durabilidad del equipo.
CAUDAL (m3/h)
ALTURA
(m
)
ZONA
A
ZONA
B
ZONA
C
ZONA
PREFERIDA

Regiones de Operación de una Bomba Centrifuga, API 610

Operación a altos flujos.
Hay dos situaciones que pueden conducir a una operación a altos flujos:
1. Cuando se especifican márgenes excesivos tanto en cabezal como en
capacidad.
2. Cuando se utilizan dos o mas bombas en paralelo y una de ellas se
2. Cuando se utilizan dos o mas bombas en paralelo y una de ellas se
saca fuera de servicio porque la demanda ha disminuido.

Operación a altos flujos.
Al operar bombas a altos flujos se observan los siguientes efectos
adversos:
1. Sobrecarga del elemento motriz.
2. Recirculaciones internas que inducen altas vibraciones.
2. Recirculaciones internas que inducen altas vibraciones.

Operación a alto flujo
Eficiencia
Riesgos
Cavitación (Falta de NPSHA)
Capacidad (GPM)
Eficiencia
Cavitación (Falta de NPSHA)
Deflexión hidráulica inducida
al eje
Desgaste acelerado en los
rodamientos

Operación a bajos flujos.
Esta situación se presenta cuando existe una reducción en la demanda de
proceso suplida por la bomba . Al operar las bombas centrifugas a
capacidades reducidas , se presentan los siguiente efectos adversos:
1. A cierto flujo, por debajo del BEP, todas las bombas centrifugas están
1. A cierto flujo, por debajo del BEP, todas las bombas centrifugas están
sujetas a recirculación interna tanto en la succión como en la descarga
del impulsor. Esta recirculación puede causar oleaje hidráulico y daño
en el impulsor, similar al ocasionado por la cavitación clásica, así como
incremento en la temperatura del líquido bombeado, el cual pudiera
llegar a exceder el valor máximo permisible de la bomba.
2. Si la bomba posee una velocidad especifica alta, la curva de potencia
vs caudal aumentará a medida que la capacidad decrece, ocasionando
sobrecarga del elemento motriz.
3. Si el líquido bombeado contiene una cantidad apreciable de gases, la
bomba puede cavitar.

Operación a bajo flujo
Eficiencia
Riesgos
Incrementa subidas de
temperatura
Recirculación en la succión
(vibración)
Induce deflexión hidráulica en
el eje
Capacidad (GPM)
Eficiencia
el eje
Acelera el desgaste en los
rodamientos
En General
Nunca opere debajo del 15%
del BEP
Conozca los diseños que
requieren un flujo mínimo mas
alto (algunos pueden ser el
80% del BEP)

El incremento de temperatura en una bomba centrifuga es una
función de el cabezal total (H), la eficiencia (e) y el calor
especifico del fluido (C). Los valores (H) y (e) deben tomarse
como una capacidad especifica.
Incremento de Temperatura en flujo bajo
Tr =
Tr en °
F
H en feet
C en Btu/lbm -°
F
e en formato decimal
H ( -1)
780 C
1
e
BHP
Eficiencia
Capacidad (GPM)

Instalación de Sellos Mecánicos

Parámetros a Inspeccionar
• Concentricidad del Eje (Shaft Runout)
– Verificar que el eje no tenga zonas donde haya sufrido
flexión.
– Eje no concéntrico con respecto a la carcasa (Máximo
0.002” TIR).
Juego Radial
• Juego Radial
– Verificar el estado de los rodamientos (Máximo 0.002” TIR).

• Concentricidad de la camisa
– Verificar el ajuste de la camisa
– Verificar ovalamiento de la camisa (Max. 0.002” TIR)
NOTA: Si la camisa ajusta con el impulsor,
éste debe estar posicionado correctamente y ajustado.
éste debe estar posicionado correctamente y ajustado.

• Movimiento axial del eje
– Verificar el juego axial de los rodamientos (Max. 0.003”)
– Empuje el eje hacia adelante y hacia atrás, sin utilizar
excesiva fuerza !!

• Perpendicularidad de la cara de la caja
– La perpendicularidad de la cara de la caja debe estar
dentro de una medida del indicador de no más de 0.002“.
– Valores superiores al arriba indicado, causará movimientos
Las caras de
la caja deben
ser paralelas
irregulares de las caras de contacto y reducirá la vida útil
del sello.

• Leer y entender suficientemente el plano del sello e
instrucciones de montaje.
• Conocer los materiales con los que se va a trabajar, algunos
componentes de los sellos son fabricados con materiales
frágiles.
• Verificar que el eje, camisa y cara de la caja de estopas estén
Cuidados al Instalar Sellos Mecánicos
• Verificar que el eje, camisa y cara de la caja de estopas estén
libres de rebabas, filos y otros defectos que podrían dañar los
empaques. El acabado superficial recomendado donde
trabajaran empaques es 63 RMS.
• Proteger las caras de contacto de suciedad, golpes, etc. Evitar
el contacto de las manos con las caras de contacto, de ser
necesario limpie las caras con alcohol y papel muy suave.
1

• No lubrique las caras de contacto.
• Evite al máximo la sustitución de componentes del sello por
componentes usados, caseros o suplidos por terceros.
• El área de trabajo donde se ensamblan y desensamblan los
sellos debe ser tan limpia como la mesa en que se alimenta.
• Verificar las dimensiones de la caja de estopas ensamblada
contra las dimensiones del plano del sello, de esta manera
evitara errores o problemas de montaje.
• Antes de instalar el sello, lubrique con grasa siliconada los
empaques de la camisa o cabeza rotativa que van a deslizar
sobre el eje.
2

• Utilice el plano para tomar la correcta posición de trabajo de un
sello no cartucho, utilice los espaciadores de un sello tipo
cartucho para garantizar la longitud de operación.
• Los extremos de ejes, escalones o resaltes por los que se
desplazaran los empaques secundarios deberán tener un bisel
para facilitar su instalación.
• Las secciones roscadas y cuñeros de los ejes deberán ser
cubiertos o engrasados para evitar daños a empaques
• Las secciones roscadas y cuñeros de los ejes deberán ser
cubiertos o engrasados para evitar daños a empaques
secundarios.
• Los sellos deben ser empujados no torsionados, no use
martillo.
• Verifique que la posición de las conexiones de la brida
coincidan con el plano y a su vez sea posible conectar las
tuberías.
• Conecte las tuberías de los planes auxiliares.
3

Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho

Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho
Camisa

• Posicionar la camisa en el eje
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho

• Ajustar el cabezal de la bomba
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho

• Instalar y ajustar el impulsor
Verificar la claridad del impulsor con el cabezal luego de
ajustados
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho

• Hacer una marca en la camisa que
coincida con la cara de la caja.
Esta es la línea de referencia para instalar el sello
mecánico.
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho

• Desarmar la bomba nuevamente
Verificar la marca realizada sobre la camisa
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho

Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho
• Verificar dimensiones en plano
1.750
Brida
2.062
Brida

• Hacer segunda marca en la camisa con la
dimensión obtenida en el plano de instalación
para posicionar el sello mecánico.
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho
1.750
1.750

• Posicionar el sello mecánico a partir de la segunda línea
de referencia.
• Ajustar los prisioneros sin sobreapretar. El ajustarlos con
demasiada fuerza puede deformar la camisa.
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho

Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho
• Si no se cuenta con el dibujo de instalación, pero si con
un catalogo del sello que indique su longitud de
operación, es posible efectuar cálculos matemáticos para
localizar la posición de la instalación del ensamble.
Brida
2.062

Ejemplo:
Ejemplo:
A = B + C - D
B = 2.062” (Long de trabajo)
A D
• Cálculo para sello montaje interno donde el asiento no
se encuentra en la brida.
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho
A
C = 0.625” (Long de Asiento)
D = 0.937” (medido en campo)
A = 1.750” (Ref. de Inst.)
C
B

Ejemplo:
Ejemplo:
A = B - C
A C
• Cálculo para sello montaje interno donde el asiento se
encuentra confinado en la brida.
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho
A
D = 0.312” (medido en campo)
A = 1.750” (Ref. de Inst.)
B

Ejemplo:
Ejemplo:
A = B + C
• Cálculo para sello montaje interno donde el asiento
sobresale de la brida.
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho
A
C
C = 0.312” (medido en campo)
A = 2.375” (Ref. de Inst.)
B
A

Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho
Ejemplo:
Ejemplo:
A = B + C
• Cálculo para sello montaje externo donde el asiento
sobresale de la brida.
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho
A
C
C = 0.562” (medido en campo)
A = 2.625” (Ref. de Inst.)
A
B

• lnstalar la brida con el asiento ya ensamblado
Brida
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho
Brida
Asiento

• Instalar la camisa en el eje.
- Levante la brida con el asiento en el momento en que
está instalando la camisa.
- Ajuste el cuñero, los prisioneros o cualquier mecanismo
de arrastre.
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho
- Ajuste fuertemente los prisioneros del retenedor.

• Instale el cabezal en la caja de rodamientos.
Tenga cuidado de no golpear el sello.
Ajuste las piezas cuidadosamente.
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho

• Instale el impulsor en el eje con nueva
empacadura (si se requiere).
Ajuste el impulsor.
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho

• Posicione la brida del sello en su lugar y apriete
los pernos
Verifique el paralelismo de la cara de la brida.
Verificar con galgas la separación entre brida y cabezal
o contacto metal contra metal según lo indicado en el
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho
plano.

• Instale la carcasa de la bomba y ajuste.
Verifique la perpendicularidad y paralelismo de la
carcasa de la bomba una vez instalada.
Sello No
Sello No-
-cartucho
cartucho

Sello Cartucho
Sello Cartucho

• Desarme la bomba
Sello Cartucho
Sello Cartucho
Sello

• Instale la camisa de la bomba si es
requerido.
normalmente las camisas tipo gancho (hook) no se
utilizan en estos casos.
Sello Cartucho
Sello Cartucho
Sello

• Instale el sello en el eje o la camisa de la
bomba.
No apriete los prisioneros del cartucho en este momento.
Sello Cartucho
Sello Cartucho

• Instale el cabezal.
Tenga cuidado de no golpear el sello con la caja de
estoperos.
Ajuste los pernos fuertemente.
Sello Cartucho
Sello Cartucho

• Ajuste los pernos de la brida con la caja
de la bomba.
Verifique el paralelismo de la brida con la caja de la
bomba.
Sello Cartucho
Sello Cartucho

• Instale el impulsor y ajústelo.
Realice cualquier ajuste requerido en los cojinetes para
mantener la claridad entre el impulsor y el cabezal.
Sello Cartucho
Sello Cartucho

• Apriete los prisioneros del collar de
arrastre del cartucho al eje o camisa de la
bomba.
Remover los espaciadores del cartucho.
Espaciadores
Sello Cartucho
Sello Cartucho
Cartucho
Espaciadores
Prisioneros
del collar

• Instalar la carcasa de la bomba con su
empacadura.
Ajustar los pernos.
Hacer una prueba de detección de fugas.
Sello Cartucho
Sello Cartucho

• Verifique que los rodamientos de la bomba y el equipo
conductor estén suficientemente lubricados.
• Verifique el sentido de rotación del equipo conductor.
• La válvula de succión de la bomba debe estar totalmente
abierta.
• Ventee la bomba y la cavidad del sello.
Preparación de la Bomba
Para el Arranque
Para el Arranque
• Ventee la bomba y la cavidad del sello.

• Si la aplicación es caliente o criogénica precaliente o enfríe la
bomba con un tiempo apropiado.
• Abra parcialmente la válvula de descarga (“crack open”), de
esta manera evitara la cavitación y el excesivo consumo de
potencia.
• Abra las válvulas de circulación – enfriamiento, lavado y
drenaje para el sello.
Para el Arranque
Para el Arranque
drenaje para el sello.
• Luego de arrancar la bomba y una vez estabilizadas las
presiones, abra la válvula de descarga lentamente y vigilando
el indicador de presión de descarga.

Para el Arranque
Para el Arranque
• Luego de arrancar la bomba y una vez estabilizadas las
presiones, abra la válvula de descarga lentamente y vigilando
el indicador de presión de descarga.
• Verificar goteo o fugas masivas del sello así como de los
sistemas auxiliares.
Verificar el buen funcionamiento de los sistemas auxiliares.
• Verificar el buen funcionamiento de los sistemas auxiliares.
• Verificar las condiciones mecánicas de la bomba, temperatura
y ruidos en rodamientos o cojinetes, vibración.

• Leer y entender suficientemente el plano del sello.
frágiles.
• Proteger las caras de contacto de golpes.
• En los equipos en los que se manejan fluidos viscosos o
Cuidados al Desmontar Sellos Mecánicos
Cuidados al Desmontar Sellos Mecánicos
“slurries” es conveniente realizar un lavado previo al
desmontaje para facilitar la extracción.
• Utilice los espaciadores de un sello tipo cartucho para
garantizar la longitud de operación.

• Leer y entender suficientemente el plano del sello.
frágiles.
• Proteger las caras de contacto de golpes.
“slurries” es conveniente realizar un lavado previo al
desmontaje para facilitar la extracción.
• Utilice los espaciadores de un sello tipo cartucho para
garantizar la longitud de operación.

John Crane Venezuela
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