Transcript 2-curso-sellos

Fundamentos
de Sellado
El problema básico del sellado:
Prevenir las pérdidas
Environment
Vessel
Wall
Shaft
Process
Fluid
Leakage
Areas de Sellado

Elementos de sellado primario:
Asiento estacionario.
 Anillo primario


Elementos de sellado secundario
Asiento
Anillo Primario
Elementos de sellado secundario
Componentes de un sello mecánico
1. Un reemplazable elemento de sellado
primario estacionario.
2. Un reemplazable elemento 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.
Un ejemplo de un sello completo
Anillo primario
Traba elastica
Anillo Anti-X
O-Ring
O-Ring
Disco
Resortes
Retenedor
Prisioneros
Asiento
Eje
Sello Mecánico cartucho
Conexiones
Collar de
Fijación
Brida
Allen
Camisa
Espaciador
La interfase de sellado
Shape:
Converging
Parallel
Gap:
Face Separation
Fluid:
Non-flashing
Flashing
Diverging
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
Superficie A Magnificada
Separación
Lubricante
Superficie A Magnificada
Calor
El Fluído de Proceso actúa como
Lubricante entre caras
Alojamiento de la bomba
Brida
Fluido de Proceso
Anillo primario
Asiento
Emisión Invisible :
El fluído se evapora hacia la atmósfera
Sin lubricación las caras pueden
correr en seco y sobrecalentarse
Caja de sellos de la bomba
Brida
Sin fluído o corriendo en seco
Anillo Primario
Asiento
Generación de calor


Fricción.
Fricción viscosa.
Asiento
Anillo Primario
Transferencia de calor


Conducción
Convección
Flushing


Remueve el calor
Renueva la película lubricante con líquido
limpio y frío
Inyección
Sello primario: Flush
Flushing para sello primario: By - Pass desde descarga (API Plan 11)
Descarga
Línea By- pass desde
la descarga de la bomba a la brida del sello.
Flujo
Sución
Sello Primario: Flush externo
Flushing p/sello primario desde fuente externa (API Plan 32)
Descarga
Flow
A
Minima Presión:
.3 bar / 5 psi
sobre “A”
Succión
Buje restrictor
Sello primario: Quench
Quench p/sello primario desde fuente externa (API Plan 62)
Quench Source
Fluído de proceso
Restricción (empaquetadura)
Clasificación de sellos
Sistema de Sellado
Equipo auxiliar
Conjunto sellante
Sellos
Diseno
Hardware (brida,camisa)
Arreglo/Tipo
Razón de balanceo
Tipo de sello.
Diseno de caras
Simple
Resortes
Múltiple
Sellos secundarios
Mecanismo de Transmisión
Carácterísticas de Diseño

Razón de Balanceo

Diseño de Caras

Resortes

Tipos de elementos de sellado secundario

Mecanismos de Transmisión
Carácterísticas de Diseno

Razón de Balanceo
El balanceo es utilizado para regular la carga sobre las
caras
Fuerza de cierre
Fuerza de apertura
Fuerza cierre = Fuerza resortes + Fuerza Fluído
Fuerza apertura = Fuerza film entre las caras.
Carácterísticas de Diseno

Razón de Balanceo
Es el cociente entre el área de cierre y el de apertura.
Fuerza cierre = Fresortes + Psellado x Acierre
Fuerza apertura = Psellado x Aapertura / 2
A
A
c
Area cierre
Balanceo =
Area apertura
o
Carácterísticas de Diseno

Presiones actuantes en las caras de sellado
P
s
A
P
c
s
A
o
Presión Atmosférica
Carácterísticas de Diseno

Razón de Balanceo
Un sello no balanceado
A
c
Fc
A
o
Carácterísticas de Diseno

Razón de Balanceo
Un sello balanceado
Ac
Ao
Carácterísticas de Diseno

Razón de Balanceo
Los sellos de fuelle metálico son inherentemente balanceados a bajas presiones. La razón de balanceo aumenta a altas
presiones.
Razón Balanceo < 1
Línea Balanceo
Capacidad de Presión Reversa
Presurización Externa
P1 > P2
P1
P2
Presurización Interna
Capacidad de
Balance Reverso
P1
de
Fc = Fuerza
Cierre
P2 > P1
P2

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.
Características de Diseño

Diseño de caras
La mayoria de los sellos tienen caras planas paralelas y
lapidadas.
Anillo de
Ajuste
Anillo primario
Sección transversal
Vista de la cara
Carácterísticas de Diseño

Diseño de caras
Planas y paralelas
Planas no paralelas
Hydropads
Ranuras en espiral
Carácterísticas de Diseño

Resortes

Proveen la fuerza inicial de cierre.

Son muy importantes a baja presión

No son tan importantes a alta presión
Carácterísticas de Diseño

Resortes




Monorresorte espiralado.
Múltiple.
Fuelle metálico.
Monorresorte de ondas planas.
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.
Carácterísticas de Diseño

Elementos de Sellado Secundario.


Estático
Dinámico
Carácterísticas de Diseño

Elementos de Sellado Secundario.

Pusher Seal (sellos deslizantes)
O-ring debe
moverse axialmente
Carácterísticas de Diseño

Elementos de Sellado Secundario.

Non-Pusher Seal (sellos no deslizables)
O-ring estático
Elementos de Sellado Secundario.
Fuelle
Elastomérico
V Rings
Copa U
Fuelle
Teflón
Cuna
Fuelles
Metálicos
O Ring
Encapsulado
O Ring
Pusher vs. Non-Pusher
Pusher
O-ring debe deslizarse a
lo largo del eje a medida
que se va gastando el
carbón
vs.
Non-Pusher
El fuelle se expande para
compensar el desgaste de
las caras. El fuelle se
mantiene estático con
respecto al eje.
Elementos de Sellado Secundario.
Rango de Temperatura
287°C /
550°F
287°C /
550°F
600°F
204°C /
400°F
204°C /
400°F
400°F
121°C /
250°F
316°C
204°C
149°C /
300°F
200°F
93°C
0
-18°C
-54°C /
-65°F
-29°C / -20°F
-45°C / -50°F
-40°C / -40°F
-29°C / -20°F
-129°C
-200°F
-400°F
-212°C / -350°F
Buna-N EPDM VitonTM KalrezTM AflasTM TeflonTM
-240°C
Carácterísticas de Diseño

Mecanismo de Transmisión


Deben Transmitir el Torque
Deben permitir el Movimiento Axial (Anillo
Primario)
Mecanismos de Transmisión
Dientes
exteriores
Chavetas
Pin
Traba elástica
Elastómero
Resorte
Prisioneros
Alojamiento y
espiga
Planos
Arreglo de sello simple
Montaje
interno
Process Fluid
Presurización
externa
Gland
Pump Housing
Seal Head
Mating
Ring
Atmosphere
Shaft
Montaje
externo
Presurización
Interna
Gland
Pump Housing
Atmosphere
Process Fluid
Mating
Ring
Seal Head
Shaft
Arreglos
Asientos y cabezales rotantes
Cabezal rotante


Seal Head
{
Rotating
Stationary
Ventajas
Seat
{
Rotating
Seat
{
{
Seal Head
Asiento Rotante
Stationary
Ventajas
Menores demandas de espacios axiales y
radiales.
Menores costos.



Capacidad para operar a altas velocidades.
Mejores tolerancias a desalineaciones
Mejor enfriamiento.
Use cabezales rotantes hasta:


18 m/s para disenos de monorresorte.
25m/s para disenos de multi resortes.
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
Sellos Dobles Clásicos
“Tandem”
Barrera
Proceso
“Doble” (Back to Back)
Barrera
Proceso
“Doble” (Face to Face)
Barrera
Proceso
Sellos Tandem
API 11
API 52
Presión
Barrera no presurizada (Tandem)
Proceso
Barrera Atmósfera
Sellos dobles
API
53
Presión
Barrera
Presurizada
(doble)
Barrera
Proceso
Atmósfera
Sello Mecánico Doble
Fuente de Presión
llenado
Indicadores de nivel
Recipiente presurizado
Salida agua enfriamiento
drenaje
Entrada agua enfriamiento
ATMOSFERA
Barrera líquida
3-4 bar / 40-50 psig
sobre la presión de sellado
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.
Sello Cartucho Universal
Sello Simple
Sello Simple
con Quench
Asiento
Rotante
Asiento
Estacionario
Sello Cartucho Universal Dual
Sello Dual
Barrera Presurizada (API 53)
o no Presurizada (API 52)
Sello Dual
con Anillo de
Bombeo
Capacidad de Presión Reversa
Presurización Externa
P1 > P2
P1
P2
Presurización Interna
Capacidad de
Balance Reverso
P1
de
Fc = Fuerza
Cierre
P2 > P1
P2

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.